CORS技术在航测外业控制测量中的应用

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CORS技术在航测外业控制测量中的应用

童思奇

(中铁第四勘察设计院集团有限公司工勘院武汉430061)

【摘要】根据工程实践，介绍CORS系统在航测外业控制测量中的具体应用。CORS系统具有精度可 靠、效率高、作业方便、可以单人作业等特点。相较于传统快速静态GPS测量，在航外控中使用CORS-RTK 测量能够提高外业作业效率，节约外业测量成本。【关键词】

CORS系统航测外业控制测量网络RTK

The application of CORS technology in Aerial survey field control survey

TONG Si-qi

(China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co., Ltd, Wuhan 430061)

【Abstract】 Based on the engineering practice, the application of CORS system in the field control measu-

rement of aerial survey is introduced. CORS system has the characteristics of reliable accuracy, high efficiency, easy operation and single operation. Compared with traditional rapid static GPS measurement, cors-rtk measu­rement in aerial survey filed control survey can improve the efficiency of field work and save the cost of field measurement.

【Key words】 CORS system;Aerial survey field control survey; The network RTK

i概述

航测外业控制测量（简称航外控）是指航测外 业像片控制测量，它是航测成图的重要一环，它的 精度直接影响了成图精度。像控点包括平面控制 点和高程控制点，先在内业根据航摄像片控制点的 布设方案设计并选定能够实地测量的地物特征点， 然后在外业通过GPS观测得到这些像控点的三维 坐标。

由于铁路的测区通常成条带状，所以需要的像 片控制点较多，采用传统的静态GPS观测效率低 下，所以需要探索一种精度高、效率高、能够节约人 力、物力的作业模式。

近年来，我国越来越多的省、市建立了高精度、 高时空分辨率、高效率、高覆盖率的连续运行卫星 定位服务综合系统（Continuous Operational Refer­

2工程实践

宜昌-常德铁路是呼南高速铁路主通道的重要 组成部分，新建线路长约217.52km，新建桥梁 92.27km,隧道82.26km,按350km/h方案贯通。该 线路位于鄂湘两省交界处，地势起伏大，测区环境 复杂。

宜昌-常德铁路航空摄影测量执行国家《铁路工 程摄影测量规范》(TB 10050-2010)标准。像片控制 点的平面坐标采用CGCS2000坐标系,3。分带，中 央子午线111 ° 0(V 00\程基准采用1985国家 高程基准。根据《1:500、1:1000、1:2000地形图航空 摄影测量外业规范》(GB/T7931-2008)的标准，在1: 2000航测中，像控点精度要求为:平面控制点和平 高控制点相对邻近基础控制点的平面位置中误差 不应超过地物点平面位置中误差的1/5,即像控点 对邻近基础控制点的平面位置中误差不应超过士 0.2m。高程控制点和平高控制点相对邻近基础控 制点的高程中误差不应超过基本等高距的1/10,即 像控点对邻近基础控制点的高程中误差平地不超 过± 0.1m、山地不超过± 0.2m。

ence System， 缩写为 CORS)。 CORS 系统彻底改变

了传统RTK测量作业方式，并由此发展出了一种 新的作业方式，即网络RTK技术。

本文结合工程实践，探讨了 CORS系统在航外 控中的应用与其优势。

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铁道勘测与设计 RAILWAY SURVEY AND DESIGN 2019(1)

该项目设计里程约370km，使用双五点法布 设像控点280个。采用传统快速静态GPS测量 进行外业测量还需布设参考站44个，联测国家点 35个。10个外业测量人员需要半个月才能完成 航外控任务，效率低下。为了提高作业效率，节省 成本，采用CORS-RTK方法进行该项目的像片控 制测量。

3采用CORS进行像片控制测量作业

3.1 CORS系统的选择

湖北省连续运行卫星定位服务系统 (HBCORS)和湖南省连续运行卫星定位服务系统 (HNCORS)是通过建设一定数量的连续运行的全 球卫星定位系统基准站，利用卫星定位技术、计算 机网络技术、通信技术，向社会提供精确定位、实时 定位和移动目标导航等空间位置信息的服务系统， 是实现现代化、大众化、集约化、髙质量的地球空间 信息服务的重要基础设施。

目前，两省均已建成多个区域连续运行卫星定 位服务系统或单参考站点，经测试，在系统覆盖范 围内，用户采用采用网络RTK测量，外符合精度可 达到水平实时定位± 3cm,高程实时定位± 5cm, 采用基于连续运行基准站的静态测量方式,精度可 达毫米级。

两省的CORS系统基准站均采用CGCS2000 大地坐标，在基准站的约束下，利用HBCORS和

HNCORS获取的成果均为CGCS2000坐标系成果。

由于本次测区跨过两个省份，所以选择

HBCORS和HNCORS分别对湖北境内和湖南境

内的控制点进行测量，对处于省界附近的控制点用 两个系统分别进行测量，并且对比两次测量的坐标 成果。

3.2利用CORS进行像控点测量的技术要求利用CORS系统进行网络RTK观测，平面实 时定位精度和高程实时定位精度均可满足此次航 测外业像片控制测量的精度要求。

进行网络RTK观测需满足以下要求：3.2.1网络RTK测量应注意GPS卫星数量、分 布等观测窗口状况，其作业条件应符合以下规定, 详见表1:

表1网络RTK测量卫星状况的基本要求

观测窗口状态15°以上的卫星个数PDOP

值作业要求良好^6<4允许可用5彡6尽量避免不可用

<5

>6

禁止

3.2.2网络RTK —测回观测应符合下列要求:

a)对仪器进行初始化；b) 数据采样率一般设为1秒，模糊度置信度应

设为99.9%以上；

c)

每测回观测控制手簿设置，控制点的平面收

敛精度应彡± 1.5cm,高程收敛精度应彡± 2cm。 碎部点的平面收敛精度应2cm,高程收敛精度 应 < ± 4cm。

d) 观测值应在得到网络RTK固定解，且收敛稳 定后开始记录；e)

经、纬度取位至到0.00001\"，平面坐标和高程

记录到0.0001m。

3.2.3网络RTK控制点测量时，应使用三脚架。 对中整平后量测仪器高度，并正确设置仪器高类型 (斜髙、垂髙)和量取位置(天线相位中心、天线项圈、 天线底部等)；

3.2.4网络RTK控制点测量测回间应断开，再 重新连接网络RTK系统进行测量。

3.2.5控制点平面和高程成果应在限差之内取 各测回结果的平均值；

3.2.6当初始化时间超过3分钟仍不能获得固 定解时，宜断开通信链路，重启卫星定位接收机，再 次进行初始化操作。此外，还可以提高卫星高度截 止角，或增加仪器的高度、或选择不同的多路径效 应消除模式进行测量；

3.2.7重试次数超过三次仍不能获得初始化时, 应取消本次测量，对现场观测环境和通讯链接进行 分析，选择观测和通讯条件较好的其它位置重新进 行测量；

3.2.8网络RTK观测时距接收机10米范围内 禁止使用对讲机、手机等电磁发射设备。遇雷雨应 关机停测，并卸下天线以防雷击。

3.2.9利用网络RTK进行控制测量，每时段作 业开始与结束均应对已测点、高等级或同等级已知 点进行检核，检核时，确保接收机配置、仪器高设置、 网络RTK系统和网络信号等均处于正常状态。检

2019 No. 1CORS技术在航测外业控制测量中的应用童思奇

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核点应位于作业区域内。检核要求至少一个测回，且 平面检核较差应彡± 5cm，髙程检核较差应彡± 6cm。

4成果分析

4.1 CORS测量精度分析

在线路范围内选取16个国家GPS点进行

CORS测量，每个国家点之间距离不超过15km，并

且对省界附近国家点同时采用HBCORS和

HNCORS进行测量，测量时有效卫星数不少于5

颗，PDOP值小于4,当流动站获得固定解时，得到 国家点的测量坐标，与国家点的已知坐标对比，计 算点位中误差。点位误差分布如表2、图1所示：

表2

点位误差分布表

点ID

Ax

Ay

Ah

T550

0.056-0.095-0.025

1866

0.023-0.035-0.008T6190.047-0.068-0.074U0320.034-0.054-0.032U033

0.048-0.077-0.0431890

0.019-0.047-0.010U0350.048-0.099-0.049U0410.044-0.030-0.053U042

0.033-0.097-0.0291894

0.023-0.094-0.043U0460.014-0.083-0.048U0530.043-0.094-0.023U0540.055-0.092-0.058U0620.048-0.043-0.023U0640.046-0.0970.022U065

0.029

-0.097

0.007

C0RS测量误差分析

0. 08

图1

点位误差分布示意图

平面最小误差为0.051m,最大误差为0.110m， 平面中误差为0.023m，髙程最小误差为0.007m，最 大误差为〇.〇74m,高程中误差为0.023m.

4.2省界附近像控点精度分析

对省界附近的5个像控点分别使用HBCORS 和HNCORS进行测量，在满足CORS测量技术要 求的情况下测得两套像控点坐标进行比较,计算点 位中误差。成果比较如表3、图2所示：

表3

省界附近像控点误差分布表

点ID

Ax

Ay

Ah

JCZ01-0.0350.0600.028JCZ02-0.0340.050-0.053

JCZ03-0.0350.070-0.011

JCZ04■0.0340.0640.027JCZ05

-0.033

0.052

-0.005

省界附近像控点精度分析

0. 020

0. 000

-0.020

-

0.040 -

0.060

Ax

Ay —

Ah

图2省界附近像控点误差分布示意图

平面最小误差为0.060m，最大误差为0.078m， 平面中误差为0.006m。高程最小误差为0.005m， 最大误差为〇.〇53m，高程中误差为0.029m。

从统计结果来看，采用CORS系统测量完全符 合国家标准《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影 测量外业规范》(GB/T7931-2008)的技术要求。

4.3利用CORS系统进行航外控作业的优势分析 采用CORS系统测量像片控制点，省去了架设

参考站，联测国家点的工作，并且每个像控点的观 测时间从15分钟减少至30秒，测量结果无需解算 基线，能在现场就取得，有效避免了大量的返工工 作。本项目由4名外业人员7天完成，相较于静态

GPS观测，大大减少了外业的人员数量和工作时间,

节约了外业成本。

5结束语

本文探讨了 CORS技术在航外(下转第35页）

2019 No. 1

城市轨道交通停车线设计浅析毛洁

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用地规模受限，停车能力不足的情况下，增加正线 停车能力时采用，或受工程条件限制，两站及区间 需采用明挖施工时结合采用，或地下空间富余大， 宜在地下空间开发价值较高的地段采用。如武汉 11号线光谷五路站至光谷六路站因地下空间开发 价值较高采用了此种配线型式。

其特点:在两车站端正线间设两条贯通式停车 线，停车线两端分别与车站正线连通，该配线型式 停车列位可为双列位、四列位或多列位，停车能力 大，两站均具备临时折返功能，灵活性好，车站长度 长，工程规模大，因此停车列位间需考虑安全防护 要求，停车线和车站纵坡设计需考虑区间排水条件。

组织方式、工程投资规模、地质条件等方面系统分 析了其适用性及其特点，并给出具体案例。但是， 在具体设计中我们应综合考虑线路的客流特征、行 车组织方案、车站建设条件及工程投资、客流发展 不确定性等多方面因素，进行综合比选，灵活采用， 以实现安全、高效、经济的目标气

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4结论

本文描述了目前国内常见的十几种停车线布 置型式，结合车站站型及线路敷设方式、正线运营

收稿日期:2018-12-6

(上接第25瓦)控中的实际应用,CORS技术作为测 绘行业的一项前沿技术，与传统的快速静态GPS 测量相比，CORS-RTK的主要优势体现在：1)改 进了初始化时间、扩大了有效工作的范围;2)采用 连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了 工作效率;3)拥有完善的数据监控系统，可以有效 地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性; 4)用户不需架设参考站，真正实现单机作业，缩短 了观测时间，减少了外业成本;5)使用固定可靠的 数据链通讯方式，减少了噪声干扰；6)提供远程

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INTERNET服务，实现了数据的共享。

通过生产实践分析得出:CORS技术操作简便， 实用性强，能够大大提高航外控的作业效率，减少 外业成本，是今后航外控作业的发展趋势。

收稿日期:2018-12-25