城市控制测量及地形测量中GPS CORS技术运用分析

朱鹏

广东省北江航道事务中心清远航标与测绘所 广东清远 511500

GPS CORS系统是连续运行卫星定位系统，该系统由GPS参考站构成，综合了数据通信技术和互联网技术等多种技术，可以提供高精度和高效率的定位测量服务，不同的使用者对定位测量有着不同的需求，该系统能够自动进行处理，形成不同类型的GPS观测值。

1 GPS CORS的原理和优势

1.1 GPS CORS技术的工作原理

为了应用GPS CORS技术，需要挑选一处比较空旷的地方，在这个地方建设多个GPS参考站，让每个GPS参考站均匀地分布在该区域中，保证GPS参考站能够不间断运行。这些GPS参考站会形成参考站网，不同的GPS参考站有着不同的采样率，参考站可以将连续观测到的数据发送出去，在数据通信系统的作用下，系统控制中心会接收到各个参考站的实时数据。收到数据后，由系统控制中心进行预处理，对观测到的所有数据进行处理和分析，接下来，对所有参考站的数据进行集中解析和计算，通过解算掌握对流层、电离层和其他系统的误差，改正参考网中的误差，得到误差改正模型，把GPS误差改正后的数据传输给用户，用户要准备一个GPS接收机，得到精确的位置。GPS CORS系统综合运用了几种不同的网络RTK技术，一是虚拟参考站技术，即VRS技术；二是可以主辅站技术，即i～MAX技术；三是区域改正参数技术，即FKP技术。四是综合误差内插技术[1]。

1.2 GPS CORS系统的优势

在GPS技术普及应用的背景下，CORS系统也得到了长足的发展，CORS使一个区域内部的测量、测绘融合为一个整体，将过往GPS RTK单独测量作业的模式进行了优化与革新。CORS系统的优势体现在其在城市控制测量及地形测量工作中有着统一的标准，能够使不同行业、不同应用中的GPS坐标差异结合到一起。而且CORS系统有着更为广阔的服务范围，使用连续基站增强系统技术运行，使用户随时随地使用GPS技术，用户无需再额外架设参考站，仅凭单个设备便能进行作业。此外，CORS系统在数据监控、数据通讯、远程服务方面也具有诸多优势，消除过往因各种因素导致的系统误差问题，而且还能进行高精度测量，减少噪声对数据传输的干扰，实现了高精度的数据共享服务功能，部分国家建设了大量的CORS站，可以从图1中看出全球CORS站的分布密度。

图1 全球CORS站分布图

2 GPS CORS系统的组成部分

GPS CORS系统由四个部分组成，一是数据处理中心，二是数据通信系统，三是用户应用系统，四是参考站系统，每个系统通过互相连接形成一个遍布整个城市空间的测量网络。参考站系统是CORS系统的子系统，其功能是为CORS系统提供相关信号的采集、跟踪、记录与传输，系统本身构成并不复杂，由计算机、网络通信奢比、GPS接收设备和相关软件组成，图2反映了CORS站的参数配置过程。

图2 CORS站参数配置的步骤

数据处理中心是CORS系统最关键的一部分，是处理数据、实时监测、传输信息、功能管理的核心系统。数据处理是对参考站系统收集到的相关内容进行处理汇总并进行评价，将相关数据进行分流和存储，运用RTK技术，以形成差分数据，将数据发送到用户系统中，帮助用户获得需要的信息内容。系统监控则是自动监控系统本身的运行装填，提前对系统进行预警和检测，分析有可能出现的故障，提升管理质量。信息服务则是CORS系统为获得数据信息、数据坐标，进行控制测量的必要模块，在相关软件的运用中进行汇总和分析，得到有用的数据信息。模块管理根据CORS系统本身设备的不同分为不同的模块，包括网络模块、服务器模块、计算模块、电源模块等，是基础的管理结构，为整个CORS系统提供硬件支持和网络支撑。

数据通信系统则是CORS系统与参考站系统以及其他子系统进行有效连接的重要组成部分，一般来说数据通信系统由数据测量中心和传输网络两部分组成，参考站以及基准站将测量的数据汇总在测量中心，采用数字化的方式从数据中心传输到用户系统之中，使用的通信方式以GPRS和CDMA网络为主。

用户系统便是用户使用的相关设备，按照精度可分为厘米级、亚米级、米级用户，不同精度的用户接收GPS CORS系统处理后的数据信息也会有差异，在通讯模块和控制中心的限制与修正下得到相对应精度的数据。用户系统也包括信号接收模块，使CORS系统通过接收反馈信号来计算出用户所在位置的坐标，从而精准传输信息。

3 GPS CORS技术在城市控制测量和地形测量中的应用

GPS CORS系统可以做到全天候不间断运行，可以用该系统代替传统的大地测量控制网。使用者只要准备一台GPS接收机，就能够快速收到定位数据，使用者可以根据需求调整定位的范围和精度。GPS CORS系统可以和不同类型的GNSS进行配合，共同进行测量和定位，还能够对变形的情况进行监测，为放样作业提供支持。GPS CORS系统有利于构建城市地区动态基准站网体系，在该体系的帮助下进行城市控制测量。还可以利用GPS GORS系统构建大地测量动态框架体系，在该体系的帮助下进行地形测量。利用这两个体系提高测量和定位的效率，增加测量定位的精度。

3.1 在控制测量中的应用

传统的城市控制测量方法包括导线测量方法和三角测量方法，传统的测量方法存在较多缺点，如时间长、精度低、过程麻烦，这些方法还要求点间通视，外业并不了解测量结果的精度。在GPS的基础上，研发了相对定位测量技术，该技术可以进一步划分为动态、静态、准动态和快速静态，运用相对定位测量方法时，不需要在点间通视的情况下进行工作，而且还能保证控制测量的精度，但是，需要在后期对测量的数据进行处理，这种方法并不支持实时定位，同样不能在测量的时候了解精度，内业处理数据时，如果发现部分数据的精度没有满足精度的要求，就要回到相应的地方重新进行测量。随着控制测量技术进一步发展，出现了网络RTK技术，这种控制测量技术可以进行实时定位，使用者很快就能得到定位的信息，而且很快就会知道定位的精度，控制测量工作更加高效。使用网络RTK技术进行控制测量和实时定位，能够满足厘米级的精度要求，可以在控制测量中应用RTK技术。

3.2 在房产地籍测量中的应用

网络RTK技术具有测量精度高的优点，非常适合在地籍和房地产测量中应用，利用该技术确定区域面积内的土地权属界址点。土地和房产管理部门在测量土地和房屋建筑的面积时，一般会用到大比例尺的地籍平面图，还会用到房产图，为了保证土地面积和房产面积的精确性，需要保证测量图纸的精度，可以利用网络RTK技术，根据土地和房产管理部门的要求，测量精确的权属界址点，对地基和房地产图进行精确测量，通过实时测量提高整体的测量效率，同时还能最大程度保证测量的精度。如果卫星信号接收受到了影响，需要使用测距仪，或者使用经纬仪或全站仪等测量的仪器，对土地和房地产的西部区域进行测量，保证测量图的精确度[2]。

3.3 在建设用地勘测定界中的应用

建设用地的勘测定界主要是划分土地使用的界线范围，为了确定界线范围的，需要先测量界桩所在的方位，对界桩进行定位，对不同类型的土地进行测量，确定各类型土地的面积，利用测绘技术进行测量和计算。我国不同层级的政府和国土资源部门在管理土地地籍和审批土地的时候需要参考相关资料，网络RTK技术能够提供准确的参考资料，对特定土地进行测量、定界和放样。传统的测量放样方法包括关系距离法以及解析法，这两种放线方法具有较强的复杂性，网络RTK技术更加方便，简化了勘查定界放样的工作流程，在各种大型工程中，具有非常好的测量效果[3]。

3.4 在地形测图中的应用

地形测图主要是按照不同的比例尺进行测量，形成多种地形图，城市建设和矿区开发等工作需要利用这些地形图，在地形测图中运用GPS CORS技术，能够为城市规划和经济建设提供支持和帮助。在传统的地形测图中，往往要在测量范围内布设控制网点，在布设控制网点时，需要以国家高等级控制网点为依托，进一步增设次级控制网点，对其进行加密处理，根据这些点位进行定位和测量，将地形的控制点与地物的控制点标记到图上，使用相关的符号进行规制，形成平面图。如果使用GPS CORS技术进行绘制，能够高效测量出各个控制点的位置，运用网络RTK技术还可以在没有控制点的情况下进行测量，测量员可以在流动站中进行测量，这样也能得到高精度的点位坐标，使用专业的测图软件进行绘制，在野外环境进行测量的同时，能够快速得到电子地图，导出不同比例尺的电子地图，用打印机将地图打印出来。

3.5 在城市规划和放线中的应用

城市规划和放线工作可以对RTK技术进行运用，在众多的测量技术中，GPS CORS技术更加高效，而且具有更高的精度。在市政道路工程的放线工作中，如果使用GPS CORS技术，工作人员可以一个人进行放线。具体来说，可以把在外业控制器中输入放线线路的相关数据，如起始点坐标和曲线转角等数据，工作人员还可以根据桩号进行放线，放线的方法非常多，可以根据实际需要随时变换放线的方法，根据控制器中的箭头了解放线时的偏移程度，根据指示进行调整，以保证放线的精度[4]。

4 结语

GPS CORS技术是GPS技术中比较先进的技术，和多国家都建立了CORS系统，该系统在我国城市规划和经济建设中具有重要的作用，很多行业都对CORS进行了应用，促进了数字城市的发展，城市测绘行业的工作人员可以利用CORS系统进行测量，按照相同的基准进行测绘，解决了不同坐标系统存在较大差异的问题。