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基于CORS的地形图测绘技术应用研究

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年4期2月下作者：方衔成

[导读] 随着无线数据通讯、多基准站处理技术的提升，以CORS技术为代表的现代数据采集手段融合了测绘、现代通讯、计算机等多类技术，在工程测量、国土规划、地质勘测等多行业得到广泛应用。本文主要从CORS技术基本概述入手，分析CORS在大比例尺地形图测绘中的要求，并结合工程实际情况，力求通过分析为地形图测绘更新提供科学的理论借鉴，提升工程测量的精准度与作业效率。

安徽锦淮工程勘测设计有限公司方衔成安徽芜湖 241100

摘要：随着无线数据通讯、多基准站处理技术的提升，以CORS技术为代表的现代数据采集手段融合了测绘、现代通讯、计算机等多类技术，在工程测量、国土规划、地质勘测等多行业得到广泛应用。本文主要从CORS技术基本概述入手，分析CORS在大比例尺地形图测绘中的要求，并结合工程实际情况，力求通过分析为地形图测绘更新提供科学的理论借鉴，提升工程测量的精准度与作业效率。
关键词：多基准站；差分定位；CORS；地形测绘；精度分析
        随着GNSS定位技术的不断发展，其在工程测量、国土规划、工程监管等诸多领域得到更为广阔的拓展应用。连续运行卫星差分定位服务系统CORS（Continuously Operating Reference Systerm），即以网络RTK定位为基础，建立覆盖某区域的若干GNSS参考基准站，并采用若干个基准站的共同观测数据，形成无缝网络覆盖，利用GNSS星历与电离层、对流层模型解算，削减电离层、对流层对测量精度的影响，为工程测绘、地形数据采集与施工测量提供精准、高效、稳定的空间定位服务。
        1 CORS系统的构成分析
        CORS系统主要由以下4个子系统构成，即参考站、数据处理、数据通信和用户应用，以数据通信系统作为连接的渠道完成各分系统的连接，进而构建出相关差分定位服务的网络，系统中各部分的作用和特点都是有所区别的，详细的情况如下：①参考站子系统该系统的目的是为了对卫星信号进行搜集、跟踪、记录和传输，其是CORS系统的基准，组成该系统的设备有计算机、网络通信系统、UPS电源、避雷设施等等；②用户应用子系统该系统又可以分为三种子系统，其是以精读为划分依据，米级、亚米级和厘米级3种，该系统中最重要的就是GPS天线和通信模块，前者负责数据的接受，后者负责对坐标信息的处理和计算；③数据处理中心子系统该系统是整个CORS的运行基础，其需要负责多方面的工作，如系统监管、数据处理等工作，进而有效完成网络系统的全方位管理和控制，其是系统的中枢所在；④数据通信子系统该系统负责CORS系统内各部分的连接。
        系统依托GNSS基准站获取卫星星历与载波数据，并利用有线或GPRS/CDMA/3G无线数据传输链，将卫星数据文件传递至数据处理中心；数据处理中心综合GNSS参考站数据，构建电离层与对流层空间模型，并根据用户终端上传的GGA概略坐标，播发临近坐标修正参量或载波相位差分数据；用户终端利用GNSS卫星数据与昆仑中心所播发的差分改正数据，快速求解待定点坐标。
        2 CORS技术应用于地形测绘中的优势分析
        传统GNSS-RTK动态观测受通讯条件、净空因素等影响，当在山区进行道路测量作业时，可能出现浮点解或单点解等现象，且在高程异常值起伏大的区域，其竖向高程数值相对于平面而言，偏差较大。同时当信号遮蔽显著的区域，系统初始化较为困难，且信号易出现失锁状态；而CORS与全站仪联合作业所构建的现代测绘系统，可高效采集实际地理信息数据。
        与传统的测量相比，CORS技术能够利用地面所布设的基准站点，综合测绘数据信息对数据误差进行更正，大范围的提升数据的定位导航和服务，提升大比例地形图的测量效率和精度。将其应用于大比例尺地形测绘时，CORS技术不需要建立临时主站和布设导线，单人入场即可完成测量操作，有效的节省了人力和物力资源；CORS技术的观测效果与卫星的分布和观测速度关系很大。在高度截止角15°以上，如果可检测的卫星数目小于五颗星时，测量效果非常不明显。观测前选择合适的时间和地点对地形进行测绘可以有效提升工作效率和质量；在大比例尺地形图测绘中，网络信号的质量对流动站的测绘工作影响较大。
        3 CORS在大比例尺地形图测绘中的应用研究
        CORS技术在大比例尺地形图的应用方面，发挥着重要的作用。地形测图工作要求为城市以及地形等各种工程问题提供不同种类的比例尺地图，以适应和满足不同施工过程的不同需要。在常规的测图中，需先布设好地图控制网点，在国家高等级的控制网点基础上实现加密，从而得到次级别的控制网点，然后利用全站仪或GNSS设备采集定位数据信息，并CASS等数字化制图软件绘制出平面地形图，其中CORS技术主要在控制测量、碎部采集等环节，开展点位采集工作。
        （1）高等级或图根点测绘。CORS技术在利用RTK进行地形控制坐标测量时，能够采集卫星的数据信息，通过数据的链接接收测绘参考站的测量数据，做好系统观测的及时处理，依据参数的坐标转换，将地心坐标转换为平面坐标。CORS技术能够在流动站中接收RTCM差分改正，获取厘米级别的坐标精度。要选择遮挡地方较小，视野开阔的地方进行检核，尽量使用静态测量的方法进行测量；CORS图根点的测量一般采用动态流动测量方式，按照两个不同时段进行独立的观测，每个时段的观测数据测量不能低于20个历元，观测成果的较差值要小于2厘米，高程的较差值要低于5厘米，最终的测量结果取中数进行获取。
        （2）碎部点数据采集：由于部分地区地质条件与建筑环境复杂，碎部采集时分为两种方式进行，对相对空旷的地区以CORS-RTK形式直接测绘待定点坐标信息，单点采集2历元；对于建筑密集区或GNSS信号较差的地区,则以CORS-RTK与全站仪联合作业的形式实施测绘。以CORS形式测量的图根点，完全满足平面中误差在2cm、高程中误差3cm的要求，符合数字地形图测绘规范相关指标。为统计数据的相关精度情况，采用全站仪与CORS-RTK重复测绘，统计二者点位较差情况，见表1所示：

4结语
相对于传统基准站RTK差分测量，CORS系统下的定位数据观测，无需架设临时参考站，降低了测绘外业的人力成本，突破了作业半径受电台信号播发的制约，克服了与距离相关的残差限制；相对于光电测绘仪器，无需要求控制点间通视，CORS模式下通过VRS或FKP技术，即可实现单机模式下的高精、快速、实时定位。将SDCORS技术应用于矿区地形图更新时，应尽量选取覆盖测区周边的高等级控制网点，求解均一、精准的坐标转换参数，在测绘精度满足要求的情况下，可通过快速静态越级布网，甚至采取碎部RTK实时测量、RTK与全站仪联合作业的模式，提高地形图测量的作业效率。
参考文献
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[2]赵光磊.基于CORS技术的大比例尺地形图更新研究[J].山东工业技术,2018(15).
[3]宋金龙.CORS系统在地形图测绘中的可靠性与精度分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(03).
[4]霍立军,宫再贤.GPS-RTK及CORS技术在地形图测量中的应用[J].产业与科技论坛,2014,13(09).
作者简介：方衔成（1991.5- ），男，安徽黄山人，大学本科学历，工程师。现于安徽锦淮工程勘测设计有限公司，从事不动产测量、工程测量与地形图测绘等相关管理工作。