武汉航道救助打捞局 湖北武汉 430014
摘要：随着 GPS 等现代化测量技术的迅猛发展，基于 GPS 发展起来的 RTK 技术成为现如今测绘工程前进发展的主流，GORS 系统作为 RTK 技术的新形式，更是在现代航运及航道测量中发挥了举足轻重的作用 。本文首先对 CORS 系统技术做了简要介绍，并引入工程实例，分析探讨其在内河航道测量中的具体应用。
关键词：CORS 系统；内河；航道测量；应用
引言
应用技术近年来，计算机网络技术的飞速进步，同时与卫星定位技术的融合实现了测量技术跨越式的发展。实时动态差分即网络RTK 概念的提出，是单基站 RTK 向多基站的发展，这种以多基站为主，以 VRS 技术为核心、依托于网络环境的 GPS 系统，在很大程度上扩大了基准站的覆盖范围，提高了其使用效率，基于此，基于多基站构成的网络 RTK 技术创建而成的 CORS 系统成为当前 GPS 技术发展应用新潮流，并在内河航道测量中拥有着广阔的发展趋势和应用前景。
1 CORS 系统作业原理及其特点
CORS 系统是指一些连续运行的且固定的 GPS 参考站，结合现代网络基础、计算机技术、通信技术而构成的网络，向不同用户实时提供不同类型、通过检验的 GPS 观测值，如，伪距、载波相位，状态信息、改正数等 GPS 相关服务项目的网络系统。CORS 系统由基准站网收集 GPS 相关卫星观测数据，同时将其发送到数据处理中心，再由该中心依照各基准站的实时观测数据进行区域性建模解算。并生成一个虚拟参考站，其中涵盖GPS 观测值与基准站坐标，再利用当前的无线数据传输网和数据通信网络，并利用国际通用格式向测量用户差分修正信息（相位 / 载波相位），进而将流动站的点位更加精确的解算出来。
2 CORS 系统在内河航道测量中的应用
CORS 系统以其特有的优势，正逐渐被用于内河航道的测量中，并发挥了最佳的测量效果。连云港港疏港航道作为长三角航道网和江苏省航道网连申线的重要部分，是整个芜湖疏运体系中最为重要的内河航道。以该航道为例，在开工前期，就应对征地拆迁做放样复核，还没有完成对加密控制点的布设，勘察设计时铺设的控制点多已受损或被杂物覆盖，相邻控制点的通视条件差，航道测量面临困难。而应用 CORS 系统对该航道工程进行测量，就无需顾虑控制点的距离、通视等问题，可以更加快速有效的做好数据采集，为航道工程后期的开工建设给予了更大的时间保障。航道工程施工中，应针对全线的施工放样做好复核工作，该工作时间紧、任务大，并要结合相邻标段间的顺直度。若应用CORS 系统采集数据，将会加便捷、及时、高效，另外，对全线控制点作参数拟合，可将整个航道工程视为独立控制网，防止各标段因独立布网出现护岸错位现象，进而相邻标段护岸实现无缝衔接，进一步保障了航道工程质量。
图 1 CORS 与 RTK 测量误差比较图
2.1作业覆盖范围广
采集覆盖全线控制点的 WGS-84 坐标，并与已经采集过的坐标做参数拟合，构建施工坐标系统。对现场控制点进行的数据采集、拟合通常 1 次即可，不受范围所限。若需第二次对该范围进行测量，只要再次进入已建的坐标系统便可。如果运用传统常规的 RTK 系统测量水下地形，基准站架设一次，观测范围为 10千米，若信号状况良好，完成整个水下地形测量工作需花费 7~8个小时。但是如果利用 CORS 系统测量航道水下地形，则不会受信号辐射的干扰，不受范围限制，无需多次架设基站，节省了架设、采集、拟合的时间，一般情况下，完成航道测量，只需花费3~4 小时。
2.2作业精度高
CORS 系统在进行测量作业时的精度会受到各种因素的影响，如卫星误差，电离层、对流层卫星信号传输，及上空的卫星分布情况、卫星数目的影响。而 CORS 系统在作业时可以及时发现卫星误差，接收机解算错误等，并适时利用相应的优化方案减少或避免误差。应用 CORS 系统及传统的 RTK 技术的测量方法，对已知控制点和加密图的坐标进行采集，以基准站为原点，以距离的远近对误差值进行分析，其结果如图 1。
从图 1 可看出，传统的 RTK 技术的测量误差会伴随着基准站距离的增大而变大，误差也会随之增加，CORS 系统的误差却没有随距离的增大而变大，累积误差几乎不存在。
2.3作业便捷、效率高
CORS 系统携带、操作都极为方便，即不用架设参考站，也可进行单机作业，也省去电台、发射天线、脚架、搭设基站等的时间和作业流程，仅需 1 个人就可以快速的完成作业。而 RTK 技术则需要搬动架设基准站，这样既无法有效保证设备的安全性，也会导致效率的降低；另外，RTK 的电台和基准站需要内置电源，工作时需要充足电量才能顺利完成作业，但 CORS 系统只用流动站就能完成数据的采集，避免了供电不足等问题的影响。
3 CQGISS 在航道测量中的应用
3.1 实例概况
本文以我段 20127年长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程原型观测为应用实例，施测任务是天然洲左缘护岸工程，加固天然洲右缘护岸5137米、右岸新港一带护岸1060米 河水下地形图( 分幅示意图如图 2 所示) ，坐标系统采用1954 北京坐标系，高程系统为 1956 黄海高程，测图比例尺 1∶ 2 000。
图 2 分幅示意图
Fig. 2 Sketch of sheeting
3.2 应用实例解析
1) 仪器设备
野外数据采集采用中海达 V8( 单移动站) 一台，海鹰1601 数字测深仪，专用测量船。
2) 坐标系统及参数转换
目前，内河测量坐标系普遍采用的是 1954 北京坐标系和 1956 黄海高程系统( 或吴淞高程系统) ，由于受到对参数保密的限制，我们通过 CQGISS 系统使用单移动站采集的数据只能得到一个准确的 WGS84 坐标系的坐标，还不是当地坐标系的坐标，因此涉及参数转换的问题。解决的方案有两种: 一是将采集的数据全部发送给地理信息中心解算( 事后处理模式) ，但该方案不能实时获取当地坐标; 二是通过我段布设繁昌县新港江沿岸的精密控制点( E 级 GPS 点) 求取转换参数，该方案只需在测区内采集一个控制点即可计算出三参数( 完全能满足航道测量规范要求) ，然后通过单移动站即可实时获取当地坐标。
图 3 中海达自由行数据采集系统
Fig．3 “Hi•Target”data collection system
3) 外业数据采集
外业数据采集使用海鹰 1601 数字测深系统及中海达自由行数据采集软件进行数据采集( 如图 3 所示) ，数据采集测量通常有横断面和纵断面测量两种模式，通常情况采用横断面测量能更好地反映河床地形。由于本次测量处于冬季水位较枯季节，受繁昌新港自身河道情况的限制，我们采用了纵断面测量模式。
4) 内业数据处理
利用自由行数据处理软件对原始水深数据进行人工检查，确认没有出现假水深的情况下方可进行采深取样，如有个别假水深通过测量过程记录对原始数据进行判断并修改，以使数据尽可能保证精度，最后以无验潮模式通过改正得到南方 CASS 成图系统需要的 DAT 原始数据文件。地形图绘制采用南方 CASS2008 成图系统，全图采用纵向分幅，如图 4 所示 3281．00 － 495．60( 左缘护岸段) 即最终成果之一。
5）精度分析为了验证 CQGISS 系统在航道测量中能否达到相应的航道测量规范要求，在本次测量任务中，我们利用传统ＲTK 测量模式作为对比。由于水下测量无法取得固定的公共点来做对比测量，同时水下和水上测量都是采用的同一套系统，并不存在系统误差，因此选取了沿岸固定的地面点来作为公共点来做对比试验。（表1）
4 结语
现今，CORS 系统虽然在航道测量中发挥了很大的优势，但是在其使用过程中仍会受到某些因素的限制，第一，CORS 系统缺乏大范围的系统空间覆盖率，要想强化网络只能创建更多站点；第二，CORS 系统基站的控制点受到损坏，会对其测量精度指标产生影响。然而，必须承认的是对于空间范围大、跨度大的航道测量而言，CORS 系统的作用不可替代，不仅节省了人力、物力、时间，同时高效率、高准确度的完成了航道测量的任务，因此，CORS 系统经过不断的完善，将会在航道测量工程上拥有更加广阔的发展前景。
参考文献
[1] 赖寅基,傅博,陈春.CORS 系统在内河航道测量中的应用[J].测绘与空间地理信息,2014（10）.
[2] 李新书.长江宜昌航道 CORS 系统建设与应用[J].水利信息化,2015（03）.
[3] 方海东,胡文高,夏猛,孙润平.CORS 系统在航道工程测量中的应用[J].现代交通技术,2012（S1）.
论文作者:丁鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/18
标签：航道论文; 测量论文; 系统论文; 作业论文; 坐标论文; 误差论文; 内河论文; 《基层建设》2017年第13期论文;