摘要:摘要:CORS系統(連續運行衛星定位服務綜合系統)是將衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等技術結合的產物,以其精度高、操作簡便、自動化以及高可靠性在測繪工作中也顯的
摘要:CORS系統(連續運行衛星定位服務綜合系統)是將衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等技術結合的產物,以其精度高、操作簡便、自動化以及高可靠性在測繪工作中也顯的日益重要和突出。本文從CORS系統的優勢、建立CORS系統的必要性,以及CORS系統為測繪工作提供的便利等方面進行了論述,并通過實例進行分析。
關鍵詞:CORS系統,測繪,工程測量
引言
隨著GPS技術的發展,單基站RTK(實時動態測量)技術在城市測量中得到越來越廣泛的應用。盡管當前的RTK技術給傳統地形圖測量帶來了變革,但就其處理模式和方法而言,無論在基線長度(流動站與參考站的距離)還是在解的質量控制與保障方面均存在很多問題。隨著流動站與參考站間距離的增長,單基站RTK各類系統誤差殘差迅速增大,導致無法正確確定整周模糊度參數和取得固定解。為了解決單基站RTK技術存在的缺陷,網絡RTK應運而生。
1 CORS系統總體結構設計
CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、數據分發系統、用戶應用系統五個部分組成。各基準站與數據處理中心通過數據傳輸系統連接成一個專用網絡。基準站網由范圍內均勻分布的基準站組成。它負責衛星信號的捕獲、跟蹤、采集與傳輸,同時提供系統完好性監測服務。它是系統的數據來源,該子系統的穩定性和可靠性將直接影響到系統的性能。數據處理中心是系統的核心。用于數據分流與處理、對各參考站設備狀態、正常性進行監測管理,以及向各類用戶提供數據服務和計算服務。數據傳輸系統: 把參考站GPS 觀測數據通過光纖專線傳輸至系統監控分析中心,同時把系統差分信息傳輸至用戶。數據分發系統通過移動網絡、UHF電臺、Internet 等形式向用戶播發定位導航數據。用戶應用系統包括用戶信息接收系統、網絡型RTK定位系統、事后和快速精密定位系統以及自主式導航系統和監控定位系統等。按照應用的精度不同,用戶服務子系統可以分為厘米級用戶系統,分米級用戶系統,米級用戶系統等; 而按照用戶實際的不同目的,可以分為測繪與工程用戶(厘米、分米級),車輛導航與定位用戶(米級),高精度用戶(事后處理),氣象用戶等幾類。
2 CORS系統功能
利用CORS系統建立區域級別的動態的連續參考框架的方法,可以結合本區域內精化大地水準面成果,向測繪及相關應用領域提供高精度的、連續的、動態的、三維的空間坐標參考框架;精密實時和事后定位功能,開展向城市規劃、工程測量、水利建設、道路施工、礦山建設、氣象預報、精細農業等精密定位用戶提供厘米級(或以上) 精度的定位服務; 建立覆蓋省或本區域的精確導航的網絡,開展向交通、物流、GIS 數據采集等用戶提供米級精度的定位服務。
3 CORS系統的優勢
1)采用連續基站,使用戶可以隨時觀測,提高了工作效率; 2)擁有完善的數據監控系統,可以有效地消除系統誤差和周跳,增強差分作業精度的可靠性; 3)使用固定可靠的數據鏈通訊方式,減少了噪聲干擾; 4)擴大了GPS 在動態領域的應用范圍,更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航; 5)為建設數字化城市提供了新的方式和方法。CORS系統不僅是一個動態的、連續的定位框架基準,同時也是快速、高精度獲取空間數據和地理特征的重要的城市基礎設施。CORS可在城市區域內向大量用戶同時提供高精度、高可靠性、實時的定位信息,并實現城市測繪數據的完整統一。從保護環境、保護城市安全及防災減災角度來講,也必須防患于未然。CORS系統可以幫助建立起長期的、連續的災害監測系統,快速預報預防可能的緊急降雨,監測并預報構造斷裂帶的活動,監測并預報大型高層建筑物或其他大型工程及地表構造的變形,因此是城市防災減災安全監控必不可少的基礎設施。
4 建立CORS的意義
4.1 CORS的建立可以大大提高測繪精度尤其是實現高程測定模式的現代化轉變傳統的高程測量,主要依靠逐點傳遞的水準測量,但這一作業方式勞動強度大、投資高、工期長,而且水準標志也容易遭到破壞。此外,由于長距離逐點傳遞高程,誤差會隨之積累。利用GPS 定位技術、水準測量技術、現代地球重力場確定理論和方法,確定了省級厘米級似大地水準面模型,利用此模型結合GPS測量技術快速地獲取地面點的海拔高,取代傳統的三等及以下水準測量,改變傳統的水準測量模式,實現高程測定模式的現代化轉變。
4.2 CORS的建立可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監測,對災害進行快速預報CORS項目的完成將為城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟蹤、公安消防、測繪、GIS應用等提供精度達厘米級的動態實時GPS 定位服務,將極大地加快城市基礎地理信息建設的步伐。
4.3 CORS將是城市信息化的重要組成部分
CORS將是城市信息化的重要組成部分,并由此建立起城市空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架,從而從實時的空間位置信息面上實現真正的城市數字化。CORS 建成能對各等級測量控制成果進行更新和維護,而且建立全新的綜合服務平臺和測繪增值服務系統,可以實現多坐標系數據成果的實時動態發布,為各項經濟建設順利的進行提供保障。
5 工程實例
5.1 項目概況與測量技術方案設計
該項目是為石家莊提供1:500規劃地形圖。如果使用常規的靜態GPS觀測與水準測量方法布設等級控制網,工作量會增多,工期也將相應延長。如果利用單準站RTK布設圖根控制, 會牽涉到基站位置的選擇,基站與流動站間的距離,以及人力的分配問題。而利用網絡RTK, 以上問題會迎刃而解。利用CORS、RTK測量技術布設圖根控制會較為方便。該測區利用該市CORS系統,使用一臺中海達 V8 接收機,通過校核測區原有的控制點,檢驗測量精度。
5.2 外業測量
在進行控制點測量時,只需一人,使用儀器腳架設置GPS天線,保證其相位中心在觀測過程中的穩定。架設完畢再設置GPS接收機的參數,然后進行網絡撥號,使GPS接收機與CORS系統網絡連接。初始化完成后,便可以開始進行測量。連續觀測50個歷元,觀測兩次,當各觀測值平面誤差±3cm,高程±5cm時,說明GPS網絡RTK測量的穩定性比較好,可以取兩次觀測值的平均值作為該點的最后觀測成果。
5.3 精度分析
為保證CORS測量成果的精度,利用TOPCON GTS-330N 全站儀檢測了圖根控制點的邊長, 高差,檢測結果如下:
與原有等級控制點成果的檢測比較, 結果如下:
邊長檢測限差按圖根一級邊長相對中誤差±1/5000, 高差限差±0.4S,點位較差±5cm。由上表可見,用CORS測量方法直接測出的圖根控制點坐標,都在誤差限差之內,達到了較高的精度,滿足設計要求。
6 結束語
連續運行衛星定位系統(CORS)能夠全年365天,每天24h連續不斷地運行,全面取代常規大地測量控制網。用戶只需一臺GPS接收機即可進行毫米級、厘米級、分米級、米級的實時、準實時的快速定位、事后定位。全天候支持各種類型的測量、定位、變形監測和放樣作業。因其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特點,在城市勘測中,得到了廣泛的應用。本文結合CORS在工程實例中的應用,詳細地介紹了CORS測量規定和作業要求,對CORS系統在城市工程測量中的應用具有一定的指向作用。
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