王磊(新鄭市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局,河南新鄭451199)
CORS技術(shù)的道路測(cè)量應(yīng)用和發(fā)展探討
王磊
(新鄭市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局,河南新鄭451199)
摘要:CORS技術(shù)在綜合分析運(yùn)用全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)以及RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)道路工程進(jìn)行了更為精準(zhǔn)的測(cè)量與數(shù)據(jù)參數(shù)分析,提高了子系統(tǒng)用戶的便捷性與準(zhǔn)確性,文章結(jié)合實(shí)際道路測(cè)量對(duì)CORS技術(shù)進(jìn)行了分析與探討。
關(guān)鍵詞:CORS技術(shù);道路測(cè)量;基準(zhǔn)站;參考站??
全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)以及RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)的快速發(fā)展給我國(guó)道路測(cè)量路政建設(shè)提供了諸多便利,極大程度上提高了工程作業(yè)效率與測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,然而RTK技術(shù)本身也存在諸如單基站作業(yè)、測(cè)量精準(zhǔn)度有待提高等技術(shù)瓶頸,而連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)(CORS)技術(shù)則可在極大程度上克服以上弊端,實(shí)現(xiàn)工程道路測(cè)量的專業(yè)化、高效化、精準(zhǔn)化。
CORS技術(shù)(ContinuouslyOperatingReferenceSystem)是一種在全球定位系統(tǒng)CNSS(或GPS)技術(shù)基礎(chǔ)上得以應(yīng)用發(fā)展并綜合衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科研成果的服務(wù)項(xiàng)目綜合手段,它通過(guò)在區(qū)域范圍內(nèi)建立一系列相關(guān)聯(lián)的連續(xù)運(yùn)行參考站、數(shù)據(jù)通信鏈路、數(shù)據(jù)中心和用戶終端局域網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析解算,并綜合利用GPS定位技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航與氣象預(yù)測(cè),還可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)對(duì)GPS觀測(cè)值(載波相位、偽距)信息參數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接、傳輸與解算。CORS工作原理是:通過(guò)在設(shè)定局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)定若干個(gè)持續(xù)運(yùn)行的GPS參考站來(lái)為數(shù)據(jù)控制通信中心提供及時(shí)而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)值與參數(shù)值,系統(tǒng)控制中心需對(duì)各站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)網(wǎng)內(nèi)采樣率以及系統(tǒng)誤差改正項(xiàng)(電離層、對(duì)流層、衛(wèi)星軌道誤差)進(jìn)行模型解算與數(shù)據(jù)分析,而用戶只需利用移動(dòng)GPS接收機(jī)即可獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。參考站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用系統(tǒng)是CORS系統(tǒng)的四大子系統(tǒng),它們之間通過(guò)互相傳輸鏈接通信信息與參數(shù)值構(gòu)成統(tǒng)一局域網(wǎng),從而為用戶提供精準(zhǔn)參數(shù)值。其中參考站子系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、防雷放電涌設(shè)備及信息傳輸系統(tǒng)來(lái)為數(shù)據(jù)處理中心提供可靠參考值;數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)可利用基準(zhǔn)站提供的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與評(píng)價(jià)分析,綜合運(yùn)用RTK技術(shù)為用戶提供有效參數(shù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)故障預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警,還可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)局域坐標(biāo)系高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換服務(wù)、工程測(cè)量計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密處理分析,通過(guò)系統(tǒng)核心軟件對(duì)惡意網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攔截與監(jiān)管;數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)通過(guò)采用GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)將基準(zhǔn)站參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,而用戶應(yīng)用子系統(tǒng)可通過(guò)GPS天線接收衛(wèi)星數(shù)據(jù),獲取準(zhǔn)確衛(wèi)星坐標(biāo)參數(shù)。
CORS技術(shù)通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)局域式的各基準(zhǔn)站進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)與數(shù)據(jù)信息記錄傳輸在極大程度上提高了軟件處理的精確性與野外測(cè)量的準(zhǔn)確性,相比傳統(tǒng)GPS定位測(cè)量提高了測(cè)量精度與數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確度,通過(guò)結(jié)合使用網(wǎng)絡(luò)RTK、CORS技術(shù)可對(duì)任何基準(zhǔn)站范圍內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行定位于坐標(biāo)分析,提高勘測(cè)檢驗(yàn)準(zhǔn)確率。利用CORS技術(shù)對(duì)野外開(kāi)闊路段進(jìn)行道路勘測(cè)時(shí),只需進(jìn)行簡(jiǎn)單內(nèi)業(yè)處理即可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制點(diǎn)與參考站尋找過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量線的快速測(cè)量。在工程測(cè)量放樣階段,傳統(tǒng)模式需進(jìn)行逐個(gè)點(diǎn)測(cè)量,并且操作步驟復(fù)雜、通視性差,利用CORS技術(shù)則可將施工勘測(cè)范圍的空間位置、平面位置分析的更為精確。使用CORS進(jìn)行建筑物放樣時(shí),可以實(shí)時(shí)獲得所在點(diǎn)位的大地坐標(biāo),并且可以通過(guò)建筑物的角點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)檢核建筑物的幾何結(jié)構(gòu)以及建筑物之間的關(guān)系。通過(guò)實(shí)地測(cè)量,先使用蘇一光OTS812全站儀精測(cè)兩次,求出平均值,然后使用天寶5700進(jìn)行基于CORS的網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量,并將兩種方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)測(cè)中,基準(zhǔn)站設(shè)立在公路旁邊的一棟建筑頂端,所有數(shù)據(jù)均精確至毫米級(jí)別。使用CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可大幅減少施工人員、縮短施工周期、減少機(jī)器耗費(fèi)度,為用戶提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參數(shù)值。
在數(shù)據(jù)處理方面,BERNESE和AUSPOS是最為常用的數(shù)據(jù)分析軟件,可更為便捷、有效地對(duì)大型GPS任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析與數(shù)據(jù)傳輸,尤其是市政以及野外道路勘測(cè)施工方面,BERNESE軟件處理系統(tǒng)更能體現(xiàn)出優(yōu)越性,傳統(tǒng)的探測(cè)探地雷達(dá)或聲納無(wú)法實(shí)現(xiàn)管線探測(cè)與管線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行,大大減低了施工效率,而通過(guò)使用CORS技術(shù)則可同步進(jìn)行管線探測(cè)與管線測(cè)量,并與GPS流動(dòng)站實(shí)現(xiàn)一體化處理分析,大大提高了工程作業(yè)的精準(zhǔn)性與有效性。從測(cè)量精準(zhǔn)度而言,CORS技術(shù)可對(duì)基線邊超過(guò)1000km的GPS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精密數(shù)據(jù)分析與定位服務(wù),在觀測(cè)使用過(guò)程中,通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)分析與質(zhì)量檢測(cè)則可提供更為精準(zhǔn)的測(cè)量信息。CORS技術(shù)應(yīng)用范圍在我國(guó)目前還處于亟需優(yōu)化階段,尤其是在管理上易出現(xiàn)各種漏洞與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)弊端,再加上我國(guó)目前缺乏一套完善的關(guān)于國(guó)家衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的規(guī)定章程,從而導(dǎo)致各個(gè)地區(qū)不同部門之間不能實(shí)現(xiàn)真正溝通與配合,缺乏統(tǒng)一規(guī)劃性,給基準(zhǔn)站的建立以及信息資源的共享帶來(lái)了較大瓶頸,因此,應(yīng)該倡導(dǎo)政府各部門積極統(tǒng)籌配置CORS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃,進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃與聯(lián)合,從根本上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息自由化、合作化、共贏化道路。
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