CORS系统应用规范及工程实例研究

随着GPS定位技术和信息技术的综合发展, GPS定位模式已经发展到基于网络通讯条件下的大区域实时动态定位测量模式。随着城市发展的日新月异, 城市规模的不断扩大, 高质量、高效率和高精度的城市空间数据的获取、更新和使用问题已成为当前数字城市建设中的主要问题之一;为此而建设的连续运行卫星定位服务系统 (Continously Operating Reference Stations-CORS系统) 已是数字城市建设、城市信息化建设不可缺少的重要组成部分。

目前国内北京、上海、广州、深圳等城市的CORS系统已相继建成并成功运行, 本文将结合广州市CORS系统, 就城市CORS系统应用中的一般规定和作业要求进行探讨, 最后结合实例, 介绍了在使用CORS系统时为保证测量精度采取的具体措施。

1 系统概况及特点

广州市CORS系统 (GZCORS) 是利用现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度集成的成果。它可以全自动、全天候、实时提供网络覆盖区域的高精度三维坐标和时间信息, 是广州市区实现城市现代化管理和数字化城市建设不可缺少的重要组成部分。

GZCORS采用虚拟参考站VRS (Virtual Reference Station) 技术, VRS技术是应用网络内所有GPS基准站的数据, 生成整个网络区域内的动态模型, 为整个网络覆盖范围内的每个用户生成唯一的虚拟参考站, 为其提供相应的差分改正数据。在VRS网络中, 各基准站将原始数据通过数据通信线发送到控制中心, 移动用户先向控制中心发送一个概略坐标, 系统根据各固定基准站发来的信息, 整体地改正GPS的轨道误差, 电离层、对流层和大气折射引起的误差, 再将高精度的差分信号发送给流动站。

GZCORS借助广州市似大地水准面精化成果, 以高精度的三维框架基准实现了全市区域内的三维实时定位, 可以直接、快速获取高精度城市基础信息, 并确保数据在整个城市范围内的统一和完整。广州似大地水准面成果的应用, 大大提高了基础数据的质量和更新的速度, 为“数字广州”打下了基础, 使得GZCORS具备提供全动态、全覆盖、实时三维高精度测量的能力。

2 CORS系统应用的一般规定及作业要求

CORS系统有其内在的规律性和特殊性, 下面将分测前准备和测后检测、处理等方面介绍广州市CORS系统的一般规定及作业要求。

广州处于低纬度地区, 高温多雨, RTK作业应尽可能安排在良好的天气状况下进行。作业前可查询GZCORS系统运行状态、进行星历预报及电离层、对流层活跃度分析, 以避开不利时段, 合理制定作业计划。RTK测量还应特别注意GPS卫星数量、分布等观测窗口状况。

在RTK测量过程中, 必须在接收机已得到网络固定解状态下方可进行数据记录。单次测回应满足点位平面残差HRMS≤±2cm, 高程残差VRMS≤±3cm。RTK控制点测回间观测记录的时间间隔不应小于一分钟。两次平面互差应≤±3cm, 高程互差应≤±4cm。符合要求的取各次观测结果的平均值作为最终成果。

在测完未知点后, 应立即检测已知点。检核点宜位于作业区域内, 且检核较差应满足:平面≤5cm、高程≤8cm。

另外在测量外业工作完成后, 必须100%检核RTK控制点之间边长、角度及高差等相对几何关系, 包括: (1) RTK控制点通视边长反算值与全站仪实测边长比较; (2) 三个以上连续通视点所反算的夹角与全站仪实测角度比较; (3) 2点对的RTK控制点之间按导线的要求进行串测。

3 工程应用实例

广州地铁七号线西起新客站, 往东经大石, 止于小谷围南亭村, 全长16.2公里, 设12个车站。为满足设计和施工的需要, 广州市地铁总公司委托我院进行地形带状图测量。

在此项工程中, 运用了Trimble R8 GNSS仪器和广州市CORS系统进行控制点的测量, 测量时使用仪器脚架设置GPS天线, 保证其相位中心在观测过程中的稳定。

为保证测量精度, 在测量过程中满足单次测回和不同测回间平面和高程规定要求, 并检测了已知点, 在外业工作完成后, 检测了未知点之间边长、高差, 统计了导线精度, 结果如表1、表2、表3所示。统计结果表明, 各项指标均符合要求, 证明了GZCORS具有较高的精度和可靠的稳定性。

4 结语

广州市CORS系统的建设方便了控制点的建立, 用户可以实现实时动态厘米级精度的定位应用, 适用于城市实时控制测量, 实时小区域大中比例尺测图与修测、工程放样和工程监测等应用。本文结合GZCORS的具体应用, 详细地介绍了CORS测量规定和作业要求, 对指导CORS系统用于生产实践, 具有指导作用。

摘要：本文介绍了广州市CORS系统的概况和特点, 就CORS系统实际应用中的一般规定和作业要求进行了说明。最后结合实例, 介绍了在使用CORS系统时为保证测量精度采取的具体措施, 对如何规范使用CORS系统具有一定的借鉴意义。

关键词：广州CORS,RTK,精度分析,应用规范

参考文献

[1] 刘经南, 刘晖.连续运行卫星定位服务系统——城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报 (信息科学版) , 2003, 28 (6) :259～264.