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公路测量中基于CORS的高精度GPS测量技术探讨

2016-11-24江元盛

科学与财富 2016年15期
关键词:测量技术公路

江元盛

摘要:随着科学技术水平的不断提升,社会经济建设有了进一步的发展,交通网络建设迎来的巨大的发展机遇和现实挑战。多种测量技术的应用有效提升了工程测量的准确性,对于公路工程的建设提供了有力的数据信息支持,保证了工程建设的准确性与合理性。现阶段,基于CORS的高精度GPS测量技术在众多公路工程施工测量中得以应用,这种技术模式突破了传统GPS测量范围较小、操作复杂、精度有限等不利条件,将公路工程测量水平提升到了新的高度,获得了行业的普遍认可。本文在阐述基于CORS的高精度GPS测量技术基本原理与功能的基础上,通过公路工程实例对测量效果进行了验证,旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词:公路;CORS;GPS;测量技术

1 基于CORS的高精度GPS测量技术

1.1 基于CORS的高精度GPS工作原理

基于CORS的高精度GPS技术是对传统GPS工程测量计算的改良,该技术一个相对更为广大的工程测量覆盖范围内设置多个GPS参考站,这些GPS参考站为永久性持续工作。工程测量区域内设置的GPS参考站共同构成工程测量参考网络,参考站按照测量预设值进行采样测量,测量结果通过系统通信功能传输给CORS集控中心,集控中心对采样测量结果进行分析处理。这种采样测量结果处理是动态化的,能够实时计算数据结果,进行相应的测量质量分析,从而获得GPS工程测量参考网络误差修正模型。误差修正模型的处理结果通过系统通信功能传输回GPS测量端向测量人员提供修正后的测量数据。公路工程测量人员的实际工作过程仅需一部GPS接收机,便可实时动态化的获取更为准确的测量结果。基于CORS的高精度GPS工程测量技术主要包括以下几种:虚拟参考站技术、主辅站技术、区域改正参数技术和综合误差内插法技术等。

1.2 CORS系统组成

一个完整的CORS工程测量系统,由多个分部子系统构成,分部子系统间通过数据信息传输系统实现连接,形成针对工程测量区域的局域网络,为GPS工程测量提供数据信息支持。当前公路工程测量中应用的CORS系统通常由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据通信子系统和用户应用子系统四部分组成。

1.3 CORS系统的技术优势

CORS系统在工程测量中的应用,实现了工程测量资源与流程的整合,将工程测绘转变为一个联系更为紧密的整体,改变了传统的GPS、RTK系统工程测量过程中的信息壁垒,有效提升了工程测绘效率与精度。CORS系统的技术优势主要体现在以下几个方面:(1)CORS系统的应用为工程测绘提供了范围更广的测绘基准,能实现多种行业、不同部门间的工程测量坐标与信息的一致性,解决了工程测绘结果标准差异问题,GPS工程测量技术的应用范围更广;(2)通过连续基站的架设,CORS系统实现了永久性全天候观测采样,工程测量人员能够随时获取工程测量信息,提升了系统使用的便捷性,提高了工作效率;(3)CORS系统的数据监控与处理能力更强,能够对动态化数据进行实时处理,有效控制工程测量误差,提升测量定位结果的可靠性与精确度;(4)由GPS参考站构成的工程测量参考网络,使得工程测量人员不必自行假设参考站,通过一部GPS设备便可完成工程测绘作业,测量成本较低;(5)工程测量信息传递效率更高,系统互联网服务能实现数据的实时共享与调用,便于工程测绘人员的远程使用。

2 公路工程测量实例分析

2.1 工程概况

某高速公路工程穿越山区,施工区域主要为山地地形,地形复杂、山岭隧道多,工程测量中的相应数据信息量较大,该公路为高等级公路工程测量精确度要求较高。目标工程测量区域位于CORS区域站覆盖范围内,先采用基于CORS的高精度GPS测量技术进行公路工程测量。

测量环节中,相关位置点位于基准站组成的最大多边形中,工作站持续工作进行不间断采样测量。根据工程测量的实际需求,将单日测绘数据按照每段3h划分为8个时间区间。CORS系统工程测量数据的计算以3-4d的测绘汇总结果为计算对象。数据处理使用GAMIT/GLOBK软件来进行处理,该软件为国际通用的大型高精度GPS数据处理软件。

2.2 测量结果分析

应用上述公路工程测量方案对本工程进行测绘,得到的具体结果见下表1、表2。

根据上述公路工程测量结果可知,应用基于CORS的高精度GPS测量技术获得了精度较高的测量结果,水平分量精度达到2cm以内,同时高程分量精度也为2cm左右。通过相应未知点的坐标分量平均值的比较可知,工程测量区域不同位置的精度水平大致相同,工程测量精度均匀一致。

在公路工程中应用基于CORS的高精度GPS测量技术应注意以下几点事项:

(1)计算过程中只能选择未知点周围的四到五个基准站,在实际的测量过程中,要对基准站周围的情况进行严密观测;

(2)观测时间与未知点的精度有这紧密的联系,在公路工程的控制测量工作中,建议将其观测时间确定为3h;

(3)测量作业要保证具有足够的有效观测时间,并要保证天线高等数据的量取、记录的准确性,天线类型、接收机类型、软件版本等相关数据的记录要准确。在测点的选择过程中,要综合考虑各种因素,注意环境因素的影响,防止测量结果的准确性受到多路径的影响;

(4)下载观测数据之后,要应用质量检查软件来对数据的质量进行检查,保证其具有有效的观测时间。

3 结语

综上所述,基于GORS的高精度GPS测量方法很大程度上改变了测绘工作的方法模式,该技术将一系列的定位信息利用网络和数字通讯技术提供、分发给广大用户,使大型公路工程测量工作能以更快捷、更广泛的直接开放形式服务于国家建设。文中给出了该测量方法在公路控制网的应用,为公路工程测量提供了参考。随着我国跟踪站建设的不断发展、跟踪站数据共享程度的不断提高以及高精度GPS数据处理技术的逐渐普及,该作业模式将在工程测量中得到更加广泛的应用。

参考文献:

[1]夏传义.基于CORS建立与维持区域坐标参考框架的理论与应用研究[D].武汉大学,2014.

[2]马云飞,李宏.基于CORS的GPS拟合高程技术在城市管网控制测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2015,07:169-171.

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