魏學(xué)文

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院 山西太原 030024）

0 引言

CORS系統(tǒng)是Continuously Operating Reference System的簡稱，即：連續(xù)運行衛(wèi)星定位參考站系統(tǒng)，可以定義為山西省內(nèi)一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(LAN/WAN)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GPS觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息、以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項目的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比，連續(xù)運行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機作業(yè)等眾多優(yōu)點。

某供水工程是山西省重點工程，是山西大水網(wǎng)骨干工程，橫貫平順、潞城、黎城、襄垣、長治市、屯留和長治縣等7個縣（市），東依太行山脈、西臨長治盆地，工程建成后，能夠有效緩解晉東南地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水緊張局面。其主要測繪任務(wù)包括：平面控制網(wǎng)測量、高程控制網(wǎng)測量、1/500地形圖測繪、1/2000地形圖測繪、1/2000縱橫斷面測繪、施工放樣，具有線路長、范圍廣、勘測周期短、測繪內(nèi)容多等特點。CORS系統(tǒng)在本工程測繪中的廣泛應(yīng)用，不僅提高了測量精度，還顯著提高了測量效率。

1 平面控制測量應(yīng)用

1.1 傳統(tǒng)平面控制測量

該工程測繪初期，采用傳統(tǒng)的測繪方式，平面控制使用靜態(tài)GPS作業(yè)方式，從國家C級GPS點引測至測區(qū)，分別布設(shè)D、E兩級GPS網(wǎng)，必須同步觀測，觀測時段90 min和60 min，搬站時間綜合60 min，除去星歷不好的時段，加上必要重復(fù)觀測、不合格重測和補測，需要6臺（套）靜態(tài)GPS接收機，6個作業(yè)人員，2輛汽車，2名司機，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，平均每天觀測8點，全網(wǎng)觀測總時間30 d。

1.2 CORS系統(tǒng)平面控制測量

工程測繪中期，我省CORS系統(tǒng)的逐步建立和完善起來，以其顯著的優(yōu)勢吸引著眾多測繪人員的關(guān)注，但其測量精度、應(yīng)用范圍是否能夠滿足本工程的需要呢？為此，我們在本測區(qū)使用CORS系統(tǒng)對已有平面控制點進行了檢測。

1）檢測要求：

a）選取測區(qū)不同區(qū)域的平面控制點檢測，共39點；

b）雙星CORS移動站儀器，高度截止角10°，PDOP值小于3，設(shè)置歷元10；

c）腳架嚴(yán)格對中整平；

d）觀測前，對接收機進行預(yù)熱和靜置，同時應(yīng)檢查電池的容量、接收機的儲存空間是否充足；

e）天線安置的對中誤差小于2 mm；分別從不同方向量取天線高3次，精確至l mm，較差小于3 mm時取平均值；

f）觀測中，不許在接收機近旁使用無線電通信工具；

g）CORS系統(tǒng)信號強勁，穩(wěn)定保持5 s固定解后方可采集；

h）約定每次重新初始化稱為1個測回，每點觀測2個測回，每測回記錄3次數(shù)據(jù)，3次讀數(shù)較差小于1.5 cm，該測回取3次讀數(shù)平均值；測回間較差小于2 cm，該點坐標(biāo)取2個測回平均值；超出上述限差時，需重測或補測；

i）檢測完成后，CORS測量成果和靜態(tài)GPS測量成果精度比較見表1。

表1 CORS系統(tǒng)平面控制點檢測比較表

2）檢測精度

計算CORS系統(tǒng)測量點位中誤差m點=±29.1 mm。根據(jù)《水利水電工程測量規(guī)范》（SL197）（以下簡稱《規(guī)范》）4.1平面控制精度要求：“當(dāng)進行1/500比例尺測圖時，其二等、三等、四等、五等基本平面控制最弱相鄰點點位允許中誤差為±5 cm”的規(guī)定，可見本測區(qū)CORS控制點點位精度能夠滿足本工程首級平面控制測繪的要求。

2 高程控制測量應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)高程控制測量

根據(jù)本工程的技術(shù)設(shè)計方案，水準(zhǔn)線路分別測設(shè)5條，檢測測段9段，總長約200 km。在已完工程的高程控制測量中，使用較先進的精密水準(zhǔn)儀進行等級水準(zhǔn)測量，需要一臺（套）自動安平水準(zhǔn)儀，5名以上作業(yè)人員，1輛汽車，1名司機，加上必要重復(fù)觀測、不合格重測和補測，對地形高差大的測段，測量難度和時間大幅增加。平均每天觀測6 km，全網(wǎng)觀測總時間為70天。

2.2 CORS系統(tǒng)高程控制測量

本工程的取水樞紐部分位于長治盆地東部的太行山邊緣山區(qū)，河谷狹窄、山勢陡峭、溝壑縱橫、植被茂密，測區(qū)引測直接水準(zhǔn)線路一條。供水管線部分位于長治盆地的中部，地勢平坦開闊、工農(nóng)業(yè)發(fā)達、村鎮(zhèn)眾多，分別沿管線測設(shè)直接水準(zhǔn)線路。

根據(jù)水準(zhǔn)模型原理，高程異常的不均勻?qū)⒂绊懙礁叱虦y量的精度。為了檢驗CORS系統(tǒng)的高程測量精度，分別對各條線路的部分直接水準(zhǔn)點進行CORS高程觀測和計算。

1）檢測要求

a）選取測區(qū)不同區(qū)域的高程控制點檢測，共26點。

b）其他同平面控制檢測要求b)～h)。

c）檢測完成后，CORS測量成果和水準(zhǔn)儀直接水準(zhǔn)測量成果精度比較見表2。

2）檢測精度

按照式（1）測量誤差理論計算CORS系統(tǒng)測量高程中誤差，m高=±23.1 mm。根據(jù)《規(guī)范》5.1高程控制精度要求：“最弱點高程允許中誤差為±h/20。當(dāng)h=0.5 m時，允許中誤差為±h/16”的規(guī)定，即：±h/20=±5 cm； ±h/16=±3 cm?？梢姳緶y區(qū)CORS高程精度能夠滿足本工程首級高程控制測繪的要求。

3 CORS系統(tǒng)的應(yīng)用總結(jié)

3.1 應(yīng)用效果

根據(jù)上述檢測結(jié)果，CORS的測量方法避免了誤差的累積，精度完全滿足平面和高程控制測量的限差要求。

使用CORS系統(tǒng)進行平面和高程控制測量，每點觀測時間平均約6 min，測量過程僅需移動站1臺，1輛汽車，1名司機、2名作業(yè)人員，遷站時間約10min，除去不良觀測時段，每天測設(shè)平面控制點可達30點以上，與原靜態(tài)GPS測量比較，效率提高3～5倍，綜合成本節(jié)約70%左右；與水準(zhǔn)測量比較，CORS系統(tǒng)高程測量不僅能與平面測量同時進行，而且不受地形高差、視距和水準(zhǔn)路線的限制，綜合成本僅為水準(zhǔn)測量的20%左右，大幅提高了測量經(jīng)濟效益。

表2 CORS系統(tǒng)高程控制點檢測比較表

3.2 CORS系統(tǒng)應(yīng)用的注意事項

為了保證CORS系統(tǒng)的測量精度，在測量過程中應(yīng)該注意以下幾點：

1）使用性能穩(wěn)定、接收可靠、精度較高、雙星或多星的儀器設(shè)備；

2）選擇測區(qū)GPS信號干擾少、CORS網(wǎng)絡(luò)信號強、傳續(xù)穩(wěn)的點位；

3）遠離GPS干擾源；

4）檢查測區(qū)的CORS信號是否穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)延遲是否嚴(yán)重（通訊延遲小于3 s，可靠性100%）；

5）避開中午、早8時和強對流天氣觀測；

6）查看星歷預(yù)報，選擇較好時段觀測；要求PDOP＜3；

7）固定解、收斂精度穩(wěn)定2～5 s后進行觀測記錄，每點觀測2個測回，每測回記錄3次數(shù)據(jù)，3次讀數(shù)較差小于1.5 cm，該測回取3次讀數(shù)平均值；測回間較差小于2 cm，該點坐標(biāo)取2個測回平均值；超出上述限差時，需重測或補測；

8）聯(lián)測已知國家控制點，檢查觀測精度。

3.3 應(yīng)用拓展與展望

通過CORS系統(tǒng)對本工程平面控制、高程控制的檢測分析，CORS系統(tǒng)在本測區(qū)范圍內(nèi)具有較高的測量精度，滿足《規(guī)范》各項限差要求，所以，對于較低精度要求的測繪內(nèi)容都可以廣泛使用。

1）在工程項目基礎(chǔ)測繪中，作為首級平面和高程控制點使用；

2）在CORS信號不能覆蓋的范圍外，利用CORS系統(tǒng)測設(shè)控制點，作為平面和高程控制網(wǎng)的起算控制點，高效地引入測區(qū)控制；

3）對于單純的地形圖測繪任務(wù)，可直接使用CORS系統(tǒng)測設(shè)圖根控制，并進行比例尺在1/500以下的地形圖測繪；

4）對于斷面測繪項目，不再受到RTK基站距離的限制，通過CORS系統(tǒng)的多基站無縫銜接，實行不間斷全程測量；

5）對于工程踏勘選線、施工放樣、地籍測量等項目，不必逐級布設(shè)控制點，直接利用CORS系統(tǒng)完成三維坐標(biāo)的測量。

綜上所述，CORS系統(tǒng)不僅具有較高的測量精度，而且能夠創(chuàng)造非常可觀的經(jīng)濟效益，相信，CORS系統(tǒng)必將在國家經(jīng)濟騰飛、興水戰(zhàn)略的背景下，為我省的大水網(wǎng)工程和小水庫工程建設(shè)發(fā)揮重大的作用。