CORS技术在工程测量中应用

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摘要：近年来PPP、EPC模式的市政工程道路总承包项目越来越多，因为这些项目具有线路长、总投资额高、施工测量工作量大等特点，所以对项目测量人员、测量设备的配置都是一个严峻的考验。随着我国北斗导航系统的成功建立，cors基站在市政工程领域的应用越来越普及。基于此，结合CORS技术测量定位的特点，分析传统RTK测量作业模式的要求和制约条件，总结CORS技术在市政工程测量中的特点与优势，最后具体阐述CORS技术在市政工程测量中应用方法，以期为类似工程建设项目的测量工作提供一定的参考和依据。

关键词：CORS；测量；市政工程；应用

0引言

随着国家城市化建设越来越快，基础设施建设项目数量逐步增多。在市政工程建设施工过程中，对测量作业的效率和要求也越来越高，现如今传统GNSSRTK测量技术已经得到了广泛的普及与应用，它与传统全站仪测量方法相比，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点，而且不受测量距离和通视条件的限制，降低作业难度与作业成本的同时，提高了测量作业效率。然而常规RTK技术依然存在的一些不便与缺陷，为了解决这些问题，实现大区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，CORS技术应运而生。本文结合CORS技术测量定位的特点，分析传统RTK测量作业模式的要求和制约条件，总结CORS技术在市政工程测量中的特点与优势，最后具体阐述CORS技术在市政工程测量中应用方法，以期为类似工程建设项目的测量工作提供一定的参考和依据。

1CORS系统简介

CORS系统(ContinuousOperationalReferenceSystem)指的是“连续运行卫星定位服务综合系统”。它是近年来在传统RTK技术、计算机技术、通讯网络技术的基础上，发展起来的一种实时动态定位新技术，是利用多基站网络RTK技术建立的连续运行参考站卫星定位服务综合系统。它不仅是一个动态的、连续的定位框架基准，同时也是快速、高精度获取空间数据的重要城市基础设施，CORS系统还可在城市区域内向大量用户提供厘米级精度的实时动态定位信息，随着CORS基站的建设和连续运行，其已逐步形成了一个以永久基站为控制点的网络系统，并实现了城市建设和城市测绘数据的完整统一[1]。

2传统测量模式特点

传统GNSSRTK测量作业模式一般为“1+1”（1个基准站+1个移动站）或“1+2”（1个基准站+2个移动站）模式，它们均需要自行在已知控制点上架设基准站，作为测量数据基准，而基准站架设的要求和注意事项较多[2]。

2.1位置条件

为避免多路径影响和信号干扰，基准站应选择架设在地势较高、视野开阔、无高大建筑与树木、无较大金属构件、无大面积水域、无变压器、高压线等磁场的地方，从而保证移动站测量结果的准确性和精度。由此看出，基准站的架设位置及控制点的埋设位置限制的因素较多。

2.2安全保证

控制点基准站架设是为了使移动站获得基准站的差分信号，即获取移动站与基准站的向量值（即测量点相对已知控制点的方位角和水平距离），从而得到测量点的工程坐标。基准站是测量结果准确性和精度的基础，因此基准站需要专职的测量人员进行架设。测量人员要不断观察卫星信号、电池电量等情况，并时刻在旁站看守，以防止扰动、破环、丢失等情况发生。这不仅增加了人工费用支出，还使测量产生了诸多不稳定因素。

2.3测量距离

基准站与移动站的距离，原则上不能超过GNSS接收机性能参数要求的最大作业距离，同时也不能超过开工前用于坐标转换的控制点的最大边长。否则会影响测量的精度及结果的准确性，甚至因接收不到差分信号而不能完成测量。

2.4测量精度

若每次进行测量作业，基准站都架设在同一个点，则测量误差很小，可以忽略。倘若因测量距离或其他因素限制，而需要架设不同控制点，就产生的误差就会包含控制网本身的误差。若项目对测量部位精度要求较高，则应尽量架设在同一控制点，且测量作业范围原则上不能超出控制网测区范围，否则测量误差会增大。

3CORS测量模式特点与优势

与传统GNSSRTK测量作业模式相比，移动站CORS测量作业模式具有以下优势：移动站CORS系统采用的基准站是城市建设管理的永久性基准站，无需再自行架设基准站，所以想要在整个市政工程项目范围内的任何位置进行测量作业，则不必再考虑基站控制点有无、控制点周边环境状况、位置分部、测量距离等诸多因素的影响，从而减少了架设基准站诸多制约条件[4]。实现了一台移动站即可获得全天候、实时性定位信息，操作简便，减少了测量人员、仪器设备的数量需求，降低了测量成本，同时大大提高了市政工程测量作业效率和测量数据可靠性。CORS系统是一整座城市动态的、连续的定位框架基准系统，会自动创建一个虚拟的基准站进行数据解算，系统覆盖范围广，用户可以不受距离限制，在市政工程项目范围内任何位置、任何时间接收到可靠的、高强度差分信号，并获得厘米级精度的工程坐标。CORS系统的定位框架基准具有整体性，不存在因多个区域、多个工程项目的工程坐标系的不同而导致的误差，众多的永久基站共同建立了一个巨大的、统一的坐标系统，避免了每次测量基准的不唯一性。同时系统拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差，增强差分作业的可靠性，保证工程施工测量的作业精度。

4市政工程测量应用

4.1坐标系设置

工程项目进行测量作业之前，进行坐标系设置，根据设计图纸或控制点资料说明，正确选择相应的坐标系统，设置椭球参数、投影参数（中央子午线经度、投影面大地高等）、基准转换、平面校正、高程拟合、校正参数等。

4.2工作模式设置

进入移动站设置，选择移动站CORS模式，设置移动站网络类型，输入CORS服务信息。其中包括模式名称、服务器地址、端口选择（8001-ITRF地心坐标系，8002-WGS84世界坐标系，8003-CGCS2000国家坐标系）、源列表（RTCM32_GGB：三星GPS、GLNS、BDS，RTCM30_GG：两星GPS、GLNS）、用户名等信息。

4.3坐标系转换

一般工程项目的坐标系统与CORS系统提供的默认坐标系统不符（或可能存在一定误差，需进行控制点放样检核），要使测量的点坐标与工程坐标系坐标匹配统一，需要选择合理的控制点和适合的计算方法进行参数计算，得出转换参数，完成坐标系转换。4.3.1控制点的选择。被选择用于参数计算的控制点应安全稳固，数量应大于3个，具体根据项目情况而定，一般选择4~8个为宜。控制点应分布在整个工程项目测区的外边缘，保证能够包含整个测区。遵循从高级到低级、从整体到局部的原则，利用的长边来控制测区短边，从而保证测量的合理精度。同时控制点所形成的形状应尽量接近正多边形，严禁控制点线性分部，否则会严重影响参数计算的精度。控制点点位合理分布图样如图1所示。4.3.2参数计算。录入或导入设计院移交并经复测无误的控制点坐标数据成果，现场依次平滑采集用于参数计算控制点的经纬度坐标（为保证采集数据的稳定性和可靠性，可多次采集），添加控制点及一一对应的两种成果数据，进行参数计算。计算残差结果应满足精度要求，否则应查找原因，重新采集或计算。坐标转换参数计算数据信息如表1所示。4.3.3转换成果检核。参数计算完成后，将计算的参数应用于项目新建工程，然后选择具有代表性的一部分或全部控制点进行测量放样，以对坐标系转换成果进行检核，放样偏差应保证在合理的范围之内，一般平面偏差为±8mm、高程偏差为±15mm为宜。

4.4测量作业步骤

开机连接仪器、连接网络，设置移动站CORS模式、待搜星完成、信号稳定后开始进行测量，每一次测量之前和完成测量之后，均应使用已知控制点进行测量放样检核。若发现问题，应及时查找原因或进行重新测量，以保证测量成果的安全、可靠性，避免测量问题发生。

4.5测量信息管理

仪器手簿内存储了一个工程项目的全部测量信息，包含坐标系统、控制点、放样点、采集点、图形文件等重要的工程数据，所以测量设备应做到专人专用。注意采取保密措施，必要情况应设置密码，以免手簿意外丢失或他人随意打开手簿查看、修改手簿配置或测量数据。原则上工程项目结束前，不可以借给其他单位或个人使用。每次的测量作业数据应及时导出，并按照日期等要求进行整理，做好备注说明：要求清晰明了、可追溯，同时做好测量数据的存档、保密工作[5]。

4.6市政工程测量软件的应用

随着科技的进步和信息技术的发展，手簿软件除了拥有基本的测量功能之外，大多产品均研发了各自针对性较强的测量功能和测量软件，基本满足了目前大部分用户的工作需求。例如华测公司针对中国市政道路工程的设计与施工特点，研发的测量软件中，不但包含了传统的坐标放样、道路放样之外，还增加了图形作业、CAD放样，土方计算等功能，实现了图纸与坐标的无缝衔接。其中的道路放样程序更是除了包含常规的道路平曲线、竖曲线功能之外，还增加了市政道路的超高、加宽、标准横断面（中分带、机动车道、侧分带、非机动车道、人行道的设计参数）、边坡放样、构筑物放样等针对性、实用性极强的功能，减少了很多测量工作量，同时也大大提高了作业效率和准确性。

5结语

传统RTK测量技术存在的众多不便与缺陷，而CORS技术的发展与应用解决了这些问题，同时为市政工程测量工作带来了极大的便利，其已成为城市GPS应用的发展热点之一。随着CORS技术的逐步发展与完善、中国北斗卫星导航系统全球组网完成的普及应用，相信在未来中国的城市化建设中，CORS技术在市政工程测量的革新与应用也会越来越智能、便捷、准确、高效。

参考文献

[1]叶发亮.CORS技术在工程测量中的应用研究[J].建材与装饰,2021,17(9):230-231.

[2]李兴.CORS技术在城市规划测绘中的应用[J].工程技术研究,2021,6(9):45-46.

[3]陈彦君.城市勘测中CORS技术的运用[J].电子测试,2019,(10):59-61.

[4]王宇翔.CORS技术在土地整理测绘中的应用[J].资源信息与工程,2017,32(5):125,127.

[5]邱标新.CORS技术在安溪县数字测图控制中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2017,40(5):112-114,117

作者:葛楠 单位:中铁十九局集团第五工程有限公司