试论Cors技术在城市地籍测量中的应用及质量控制

　　摘要：当前，利用多基站网络cors技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System，缩写为cors)已成为城市GPS应用的发展热点之一。本文从介绍基本原理入手，对cors技术在城市地籍测量应用上的可行性和局限性进行了探讨，提出了网络cors测量质量控制的基本内容以及影响测量质量的主要因素，分析了cors质量控制的基本方法。

　　关键词：cors;地籍测量;质量控制

　　一、Cors技术的基本原理

　　系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。它由数据处理中心、固定参考站、用户部分等三个部分组成。数据处理中心也称为控制中心，是整个cors系统的核心部分，数据处理中心与各固定参考站之间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。固定参考站是固定的GPS接收系统，一般由分布均匀的多个固定参考站形成参考站网。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。用户部分是用户的接收机，功效是发送初始位置和接收差分信息。

　　Cors系统是GPS实施动态定位技术和数据通讯处理技术等高科技的完美结合，是一种GPS的多基站技术，它在数据处理上充分利用了多个参考站的联合数据的多基站算法。在使用cors系统时，各固定参考站接收卫星信号，并把接收到的数据通过传输系统实时发给控制中心，控制中心将所有固定参考站的数据进行统一解算，用户在工作前，先通过无线网络向控制中心发送一个大体定位的坐标，控制中心在收到这个位置信息后，便根据用户的位置，由计算机系统自动选择一个最合适的固定基准站，整体的改正GPS的误差以及电离层、大气折射引起的误差，再讲高精度的差分信号发送给用户。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边形成了一个虚拟的参考站进行RTK定位计算，保证了用户对于精度的要求，这项技术也成为虚拟参考站技术。

　　二、Cors在城市地籍调查中的应用

　　1、Cors系统在城市地籍调查中应用的优势

　　一般常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通视，浪费人力、物力和时间，而且效果不好，精度不均匀，外业中不知道测量成果的精度。静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种控制测量，但是需要时间进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度,内业处理后发现精度不合要求必须返工重新测量。而利用cors网络技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。这样可以大大提高作业效率。应用cors网络技术进行实时定位可以达到厘米级的精度，因此，除了高精度的控制测量仍采用静态相对定位技术之外，Cors技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍和房地产测量中的控制测量。

　　2、Cors技术在城市地籍调查中应用的可行性

　　现在的地籍测量中普遍使用全站仪，但是全站仪测量作业时需要布网控制且点间要求通视，个别点数据需要多次搬站才能采集，劳动强度大，由于多次搬站误差累积使得精度难以保证。Cors技术测量时无需进行布网施测，不要求点间通视，误差不传播、不累积，并且在外业测量中，能实时知道定位结果和定位精度，而且cors可以全天候地连续观测，但是用cors采集数据，受卫星状况、天空及周边环境、数据链传输等影响，许多地方数据难以采集。如果用cors与全站仪联合测图，全站仪和cors就可以优劣互补，这样可以大大加快测量速度，提高工作效率，而它的精度在上述的控制测量中已经证明。可以预见，Cors与全站仪联合测绘地形图是一种行之有效方法，将会是地形图测绘的一种趋势。

　　3、Cors在城市测量中应用的局限性

　　目前，Cors技术对城市测量来说，也存在一定的限定性，具体表现在以下几个方面：

　　(1)卫星信号问题。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段内仍然不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值。另外，Cors初始化时需要5颗以上卫星，在城市高楼密布区域或其他卫星接收信号不好的地方,有无法初始化的情况，得不出固定解。

　　(2)数据链传输问题。在城市地区,由于高楼大厦的遮挡或其它各种高频信号源的干扰，数据链传输质量在传输过程中衰减严重，流动站经常接收不到基准站发射的信息，使得cors作业无法正常开展。

　　(3)有效距离问题。由于电台功率以及数据链传输质量的原因，限制了cors作业的有效距离，也就是流动站和固定参考站的距离。另外，当流动站和固定参考站的距离超过一定值(一般为几公里,每种机型在不同的环境下又各不相同)时，测量结果误差会超过有效限制值，所以cors的实际作业有效距离比其标称的要小很多,根据实际作业经验，固定参考站和流动站之间的距离最好限制在6km以内。

　　正是由于上述因素的影响了cors在城市测量中应用，因此在城市遮蔽严重的地方,仍需采用传统的常规方法进行测量作业，但这不影响cors网络技术在现代城市测量应用中的地位。

　　三、影响cors测量精度的因素及其质量控制

　　1、影响cors测量精度的因素

　　(1)坐标转换参数精度。坐标转换是区域性的，受已知点分布和精度、数学模型的精度及基准系统本身精度的影响。转换参数的精度将直接影响cors测量成果的精度。

　　(2)固定参考站的坐标精度与信号质量。cors的工作模式是固定参考站接收机借助参考站将观测到的三维坐标发送给流动站接收机，流动站接收机通过数据链接收固定参考站的数据，同时采集GPS数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，求得流动站三维坐标。因此固定参考站的坐标精度和信号质量直接影响流动站的精度。

　　(3)作业环境。环境对cors影响的因素主要有地形、固定参考站站与流动站之间的障碍物、多路径误差、电波干扰、信号反射等，因此选择已知点设固定参考站及布设控制点时，应考虑到上述因素，远离电视发射塔、微波中转站、变电站、高压输电线、高大楼房，卫星高度角应大于10°,避开大面积水面和大幅金属面场馆及成片的障碍物，防止电磁干扰、多路径效应及GPS信号被遮挡和反射。

　　(4)观测时段。Cors测量受接收卫星的数量状态及卫星的分布状况影响。因此观测前应查看卫星星历预报图，选择几何图形强度GDOP<6.0，以及可见卫星数≥5的观测时段作业。

　　2、Cors测量精度的质量控制

　　在野外施工中，卫星状态、多路径效应、电磁波干扰、对流层或电离层折射等方面的因素，影响着cors测量的精度，甚至导致cors测量假值的出现，导致测量成果不可靠，但是由于cors测量缺少检核条件，使得cors假值不容易被发现，这就需要测量时对测量成果进行质量控制。

　　(1)直接查看观测手簿上的收敛值判断观测质量：目前大多数cors仪器都已采用OTF方法计算整周模糊度，大大缩短了解算时间。因此，在无干扰的测区，仪器锁定卫星在5颗以上时，5秒钟内cors测量即获得固定解，手簿显示的收敛值HRMS合VRMS一般在2cm以内。此时的收敛值真实地反映了天线中心测量的内符合精度。若cors测量60秒以上才得到固定解，此时的收敛值可能存在假值，需要进一步确认。

　　(2)已知点检核：在测量过程中将已知点纳入到测量链中的方式进行检核，这是最可靠的检核方法，也是一种十分有效的方法，可在任何情况下时使用。

　　四、结论与结语

　　综上所述，Cors技术完全可用于城市控制和地形测量，它的应用不需逐级布网控制，可直接施测控制点、图根点或碎步点;测量的点位误差相互不传递，不积累，点位误差均匀，定位结果和精度能实时显示，避免了因误差超限而重复劳动作业。高精度的求解坐标转化参数、选择较好的观测时段，控制好流动站所处的位置，可提高cors测量精度。采用将已知点纳入到测量链检核，确保测量成果的可靠性，以及提高测量精度。但是由于城市高度发达的现代通信业的信号干扰、城市高大建筑的信号遮挡和装潢材料的信号反射，使得cors作业时部分点由于无法接收到足够的卫星或者数据链不稳健而长时间无法获得固定解，Cors无法确定其坐标位置，这时应采用常规测量方法或者探讨更先进有效的作业方式，如cors与全站仪结合的方式，具体如cors技术与全站仪联合进行控制测量或测绘地形图等。

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　　作者简介：何延庆 王鸿昌 内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院 内蒙古 锡林浩特市 026000

　　本文发表于《城市建设理论研究》2012年12月上旬第34期总第64期上