张占伟

摘 要：CORS应用于道路工程测量，主要包括采用网络RTK进行带状地形图的绘制，道路中线的测设，道路纵、横断面图测量等。本文以CORS技术在某林场道路工程测量中的应用为研究对象，论文首先分析了道路工程测量的主要内容，进而详细研究了外业施测的内容，最后探讨了观测数据的分析思路，结果表明，CORS 与传统测量相比较，工作效率高，效果更加显著，是常规测量方法的4 倍以上，但必须保证测区CORS 网络覆盖及无线网络与移动用户通讯畅通。

关键词：CORS，道路，工程测量，观测数据分析

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

传统的公路勘测工作辛苦且繁琐，存在着勘测周期长、工作效率低等诸多问题。从经纬仪的偏角法，全站仪的极坐标法，设置基站并采用电台通讯的常规RTK测量到目前基于CORS的网络RTK实时放样，最大限度地减轻公路勘测工作量、提高公路勘测效率和勘测精度，一直是公路勘测工作者孜孜以求的目标。CORS应用于道路工程测量，主要包括采用网络RTK进行带状地形图的绘制，道路中线的测设，道路纵、横断面图测量等。在此次试验中由于时间有限，没有对道路工程的整个测量过程进行试验，重点介绍了道路中线的定线测量和道路的纵横断面测量的过程、数据的处理并进行了精度分析。

1 CORS 系统的组成

CORS 系统由基准站网、数据处理中心、数据通讯部分、用户应用系统 4 个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。

1） 基准站网。基准站网是由范围内均匀分布的固定基准站组成。负责采集 GPS 卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。

2） 数据处理中心。数据处理中心是 CORS 的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心 24 h 连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/ 载波相位差分改正信息，以便实时解算出流动站的精确点位。

3） 数据通讯部分。CORS 的数据通讯包括固定基准站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。基准站到控制中心的通讯网络负责将基准站的数据实时地传输给控制中心，控制中心和用户间的通讯网络负责将网络校正数据送给用户。系统通过移动网络、Internet 等形式向用户播发定位导航数据。

4） 用户应用系统。包括用户信息接收系统、网络型 RTK 定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。按照应用精度的不同，用户服务子系统可以分为 mm 级用户系统，cm 级用户系统，dm 级用户系统，m 级用户系统等； 而按照用户的应用不同，可以分为测绘与工程用户（ cm、dm 级） ，车辆导航与定位用户（ m 级） ，高精度用户（ 事后处理） 等几类。

2 CORS 系统的原理

目前，CORS 实时动态定位解算的技术主要有虚拟参考站技术（ VRS） 、区域改正数技术（ FKP） 、主辅站技术（ MAC） 。

1） 虚拟参考站技术（ VRS） 。虚拟参考站技术就是在一定区域内架设一定数量的基准站，精确测定这些基准站的位置及变化率，基准站连续接收卫星信号，将信息传送至信息处理中心，数据处理中心同时接收流动站发送的接收机概略位置信息，数据处理中心根据移动站的位置，选择较近或定位精度较好的基准站信息，虚拟出一个参考站，然后根据各基准站上的误差信息通过一定的数学模型内插出该虚拟站的误差，将虚拟出的流动站改正数据播发给流动站，这样虚拟参考站的位置通常是在移动站真实位置的周围 5 m 范围内，保证了虚拟参考站与流动站误差的相关性。

2） 区域改正数技术（ FKP） 。区域改正数法利用 GPS 基准站观测数据，主要是相位观测值和伪距观测值，以及基准站已知坐标等数据，计算得到基准网范围内与时间或空间相关的误差改正数模型，然后利用测量点的近似坐标内插出测量点的误差改正数，将其应用到观测值中，从而消除各种与时间空间有关的误差，提高定位结果的精度。

3） 主辅站技术（ MAC） 。主辅站技术是将相位距离简化为一个公共的整周未知数水平，主辅站方法发送主参考站的全部改正数及坐标信息，对于辅参考站只播发相对于主参考站的差分改正数和坐标差，这样可以减少参考站网络中的数据播发量。使用单差散射和非散射相位改正数形成压缩的差分信息，其区域误差改正数模型由流动站设备自定义。

3 影响 CORS 系统定位精度的因素

CORS 系统的定位精度除受到信号传播误差、轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及多路径效应的影响外，还受到定位参考框架的选择、参考站坐标解算过程中 IGS 跟踪站的选取，以及流动站在参考站网中的位置、观测时段及卫星分布情况、系统定位算法的优劣等影响。

4 实例分析

4.1 工程概况

本文采用的实例项目是大连某公路工程项目，项目按四级公路的技术标准设计，全长 27.6km，测区为大型国有林场，山高林密，林道为年久土路，现需重新规划和建设，改善行车及森林防火条件，同时带动林区经济发展和旅游开发。

4.2 测量仪器

CQCORS 网络 RTK，主要设备为 TOPCON HiperGb 接收机，FC 系列手簿，有蓝牙功能的 NOKIA手机； NIKON 全站仪（ 2″） 1 台，DS3 水准仪1 台等.

4.3 道路中线测设

根据公路现状，内业解算出公路中线桩号和中桩坐标，每隔 20 m 解算一个中桩，在地形变坡处、公路交叉口、曲线主点、土质变化不良地段进行加桩， 用CORS 放样功能将中桩及加桩放于实地。

4.4 道路纵断面测量

公路中线确定后，根据CORS 采集的中线桩点坐标，通过绘图软件绘制出公路纵横断面图。

4.5 施工控制点测量

在公路交叉口施工范围外 5～10 m 各选择 4个施工控制点，用三脚架固定方式独立测量两测回取平均值。

4.6 观测数据分析

观测完成后对观测数据进行了以下对比：

1）CORS 所放样中桩实地用全站仪观测进行对比。将公路部分路段300 m 的中桩CORS 所测值再用全站仪测量，坐标差值 Y 最大值为 0.015m，X 最大值为 0.021 m，点位误差最大值出现在 K0+ 140 处，点位最大误差为0. 026 m。结果见表 1。

2）CORS 所测中桩高程与水准点联测平差高程进行对比，将公路部分路段 300 m 中桩的CORS 直接所测高程再经水准点联测平差后相比较，高程最大差值在 K3 + 157 处，最大值为 0.033m。结果如表 2 所示。

3）CORS 测量内符合精度统计，内符合精度统计采用测量值与组内平均值比较的方法，即计算每组观测数据的平均值，再与每个观测值计算较差，从而计算出测量值在 X，Y，H 方向的内符合精度，结果见表 3。

由表 1、表 2 可以看出，基于CORS 的网络RTK 放样成果与全站仪的放样成果相差不大，与水准点联测平差后的高差也相差不大，大部分为毫米级，其余差值为厘米级。平面成果中最大差值为26 mm，高程成果中最大差值为 33 mm，满足公路工程施工的放样要求。从表3 可以看出CORS公路测量点位精度没有随距离的变化发生变化，CORS 系统在网内、网外内符合精度无明显差别，X方向为 ± 0.9 cm，Y 方向为 ± 0.9 cm，H 方向为± 1.8 cm。而在效率方面，根据经验要在同一等级的精度要求，常规测量方法下，完成这样近 30 km的公路测量，需要 5 个工序，至少需要 6 人，20d 的工期，其中仅砍伐影响线路通视的林木就要占据 1/3～1/2 的工作量。而使用CORS，一人一机，仅需 2 个工序，2 人 12 d 工期即可完成。

4 结论

1）完成公路测量，CORS 与传统测量相比较，工作效率高，效果更加显著，是常规测量方法的4 倍以上，但必须保证测区CORS 网络覆盖及无线网络与移动用户通讯畅通。2） 相比与常规测量方法的误差累积，CORS公路测量结果整体精度均匀、独立。

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