解遜 吳嬌 魏江東
摘 要:隨著GPS等現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)的迅猛發(fā)展,基于GPS發(fā)展起來(lái)的RTK技術(shù)成為現(xiàn)如今測(cè)繪工程前進(jìn)發(fā)展的主流,GORS系統(tǒng)作為RTK技術(shù)的新形式,更是在現(xiàn)代航運(yùn)及航道測(cè)量中發(fā)揮了舉足輕重的作用。本文首先對(duì)CORS系統(tǒng)技術(shù)做了簡(jiǎn)要介紹,并引入工程實(shí)例,分析探討其在內(nèi)河航道測(cè)量中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:CORS系統(tǒng);內(nèi)河;航道測(cè)量;應(yīng)用
近年來(lái),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速進(jìn)步,同時(shí)與衛(wèi)星定位技術(shù)的融合實(shí)現(xiàn)了測(cè)量技術(shù)跨越式的發(fā)展。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分即網(wǎng)絡(luò)RTK概念的提出,是單基站RTK向多基站的發(fā)展,這種以多基站為主,以VRS技術(shù)為核心、依托于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的GPS系統(tǒng),在很大程度上擴(kuò)大了基準(zhǔn)站的覆蓋范圍,提高了其使用效率,基于此,基于多基站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)創(chuàng)建而成的CORS系統(tǒng)成為當(dāng)前GPS技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新潮流,并在內(nèi)河航道測(cè)量中擁有著廣闊的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。
一、CORS系統(tǒng)作業(yè)原理及其特點(diǎn)
CORS系統(tǒng)是指一些連續(xù)運(yùn)行的且固定的GPS參考站,結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),向不同用戶實(shí)時(shí)提供不同類(lèi)型、通過(guò)檢驗(yàn)的GPS觀測(cè)值,如,偽距、載波相位,狀態(tài)信息、改正數(shù)等GPS相關(guān)服務(wù)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)收集GPS相關(guān)衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),同時(shí)將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心,再由該中心依照各基準(zhǔn)站的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域性建模解算。并生成一個(gè)虛擬參考站,其中涵蓋GPS觀測(cè)值與基準(zhǔn)站坐標(biāo),再利用當(dāng)前的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),并利用國(guó)際通用格式向測(cè)量用戶差分修正信息(相位/載波相位),進(jìn)而將流動(dòng)站的點(diǎn)位更加精確的解算出來(lái)。
二、CORS系統(tǒng)在內(nèi)河航道測(cè)量中的應(yīng)用
CORS系統(tǒng)以其特有的優(yōu)勢(shì),正逐漸被用于內(nèi)河航道的測(cè)量中,并發(fā)揮了最佳的測(cè)量效果。連云港港疏港航道作為長(zhǎng)三角航道網(wǎng)和江蘇省航道網(wǎng)連申線的重要部分,是整個(gè)連云港疏運(yùn)體系中最為重要的內(nèi)河航道。以該航道為例,在開(kāi)工前期,就應(yīng)對(duì)征地拆遷做放樣復(fù)核,還沒(méi)有完成對(duì)加密控制點(diǎn)的布設(shè),勘察設(shè)計(jì)時(shí)鋪設(shè)的控制點(diǎn)多已受損或被雜物覆蓋,相鄰控制點(diǎn)的通視條件差,航道測(cè)量面臨困難。而應(yīng)用CORS系統(tǒng)對(duì)該航道工程進(jìn)行測(cè)量,就無(wú)需顧慮控制點(diǎn)的距離、通視等問(wèn)題,可以更加快速有效的做好數(shù)據(jù)采集,為航道工程后期的開(kāi)工建設(shè)給予了更大的時(shí)間保障。
航道工程施工中,應(yīng)針對(duì)全線的施工放樣做好復(fù)核工作,該工作時(shí)間緊、任務(wù)大,并要結(jié)合相鄰標(biāo)段間的順直度。若應(yīng)用CORS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),將會(huì)更加便捷、及時(shí)、高效,另外,對(duì)全線控制點(diǎn)作參數(shù)擬合,可將整個(gè)航道工程視為獨(dú)立控制網(wǎng),防止各標(biāo)段因獨(dú)立布網(wǎng)出現(xiàn)護(hù)岸錯(cuò)位現(xiàn)象,進(jìn)而相鄰標(biāo)段護(hù)岸實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接,進(jìn)一步保障了航道工程質(zhì)量。
(一)作業(yè)覆蓋范圍廣
采集覆蓋全線控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo),并與已經(jīng)采集過(guò)的坐標(biāo)做參數(shù)擬合,構(gòu)建施工坐標(biāo)系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集、擬合通常1次即可,不受范圍所限。若需第二次對(duì)該范圍進(jìn)行測(cè)量,只要再次進(jìn)入已建的坐標(biāo)系統(tǒng)便可。如果運(yùn)用傳統(tǒng)常規(guī)的RTK系統(tǒng)測(cè)量水下地形,基準(zhǔn)站架設(shè)一次,觀測(cè)范圍為10千米,若信號(hào)狀況良好,完成整個(gè)水下地形測(cè)量工作需花費(fèi)7~8個(gè)小時(shí)。但是如果利用CORS系統(tǒng)測(cè)量航道水下地形,則不會(huì)受信號(hào)輻射的干擾,不受范圍限制,無(wú)需多次架設(shè)基站,節(jié)省了架設(shè)、采集、擬合的時(shí)間,一般情況下,完成航道測(cè)量,只需花費(fèi)3~4小時(shí)。
(二)作業(yè)精度高
CORS系統(tǒng)在進(jìn)行測(cè)量作業(yè)時(shí)的精度會(huì)受到各種因素的影響,如衛(wèi)星誤差,電離層、對(duì)流層衛(wèi)星信號(hào)傳輸,及上空的衛(wèi)星分布情況、衛(wèi)星數(shù)目的影響。而CORS系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星誤差,接收機(jī)解算錯(cuò)誤等,并適時(shí)利用相應(yīng)的優(yōu)化方案減少或避免誤差。應(yīng)用CORS系統(tǒng)及傳統(tǒng)的RTK技術(shù)的測(cè)量方法,對(duì)已知控制點(diǎn)和加密圖的坐標(biāo)進(jìn)行采集,以基準(zhǔn)站為原點(diǎn),以距離的遠(yuǎn)近對(duì)誤差值進(jìn)行分析,其結(jié)果如圖1。
從圖1可看出,傳統(tǒng)的RTK技術(shù)的測(cè)量誤差會(huì)伴隨著基準(zhǔn)站距離的增大而變大,誤差也會(huì)隨之增加,CORS系統(tǒng)的誤差卻沒(méi)有隨距離的增大而變大,累積誤差幾乎不存在。
(三)作業(yè)便捷、效率高
CORS系統(tǒng)攜帶、操作都極為方便,即不用架設(shè)參考站,也可進(jìn)行單機(jī)作業(yè),也省去電臺(tái)、發(fā)射天線、腳架、搭設(shè)基站等的時(shí)間和作業(yè)流程,僅需1個(gè)人就可以快速的完成作業(yè)。而RTK技術(shù)則需要搬動(dòng)架設(shè)基準(zhǔn)站,這樣既無(wú)法有效保證設(shè)備的安全性,也會(huì)導(dǎo)致效率的降低;另外,RTK的電臺(tái)和基準(zhǔn)站需要內(nèi)置電源,工作時(shí)需要充足電量才能順利完成作業(yè),但CORS系統(tǒng)只用流動(dòng)站就能完成數(shù)據(jù)的采集,避免了供電不足等問(wèn)題的影響。
三、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)今,CORS系統(tǒng)雖然在航道測(cè)量中發(fā)揮了很大的優(yōu)勢(shì),但是在其使用過(guò)程中仍會(huì)受到某些因素的限制,第一,CORS系統(tǒng)缺乏大范圍的系統(tǒng)空間覆蓋率,要想強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)只能創(chuàng)建更多站點(diǎn);第二,CORS系統(tǒng)基站的控制點(diǎn)受到損壞,會(huì)對(duì)其測(cè)量精度指標(biāo)產(chǎn)生影響。然而,必須承認(rèn)的是對(duì)于空間范圍大、跨度大的航道測(cè)量而言,CORS系統(tǒng)的作用不可替代,不僅節(jié)省了人力、物力、時(shí)間,同時(shí)高效率、高準(zhǔn)確度的完成了航道測(cè)量的任務(wù),因此,CORS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷的完善,將會(huì)在航道測(cè)量工程上擁有更加廣闊的發(fā)展前景。
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作者簡(jiǎn)介:解遜(1965-),男,湖北武漢人。