CORS系統在農田水利項目的應用

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CORS系統在農田水利項目的應用

摘要:cors系統在我國已全面建成,本文簡要闡述了CORS系統的基本原理和組成,并結合農田水利工程的具體實例,闡述CORS系統在進行農田水利項目測繪過程中的應用及方法,進行了精度統計分析,同時闡述了CORS系統的優勢及作業過程中需要注意的事項。

關鍵詞:CORS系統;平面測量;地形修測;優勢

1.引言

目前,農業工作的關鍵之處是建設標準更高的農田水利工作,這項工作的難點在于施工周期短、任務量大、范圍廣、季節性強。采用傳統的全站儀測量的工作效率太低,單基站RTK作業范圍太小,同時需要搭建很多的基站站點,這造成全站儀和單基站RTK在測量時不占據優勢。由于采用了全新的數字通信技術以及云計算技術的應用,北斗衛星導航系統(BDS)的不斷發展,新型GNSS接收機全面兼容多星座衛星系統。這將極大地推動了CORS系統的網絡RTK技術向更先進的方向發展。為大面積、離散的高標準農田測量提供了一種準確、高效、靈活的外業測量方法。

2.CORS系統的基本原理

CORS系統其根本上類似于在移動站位置上,建立一個虛擬參考站,所以其精密性會非常好。通過差分處理移動臺最近的三個參考站收集的數據,能夠得到參考站建立三角形的正確數據,之后通過模擬得到誤差的修正模型,能夠根據整合電離層和對流層和軌道誤差模型,可以從參考站獲得連續的數據,最后實現差分定位。在操作過程中,首先,移動站點信息通過GPRS或CDMA等雙向數據傳遞給控制室。中央控制中心將根據移動臺信息計算相應的軌道,電離層和對流層誤差,然后修改位置,并通過相同的數據模式將修改后的點信息發送給移動臺。最后,結合中央控制中心的反饋結果,移動臺可以進行位置的實時差分定位。

3.CORS系統的組成

基于上述的CORS系統原理,可以看出CORS系統由五個方面構成,即用于判斷和處理的系統控制中心,用于通信定位的數字通信子系統,衛星跟蹤基準站和用戶應用系統、客戶端的子系統和用戶數據中心。

4.CORS在測繪生產中的優勢

4.1效率高、作業范圍廣

允許多個團隊可以一起正式運行,流程站可以連接到CORS網絡進行操作,不受儀器的影響。團隊不會產出相互的影響,提高了效率。CORS網絡建設以省政府為單位,提供廣泛的服務,不會受到運作范圍的約束。非常適合高標準農田建設項目的大規模分散測繪。

4.2抗干擾強、穩定可靠

CORS采用電信運營商網絡信號通信,方便快捷,不易受干擾。采用多參考站誤差模型,提高了數據可靠性。

4.3精度高、穩定性好

顯著地降低了系統產生的誤差,主要的誤差時由于偶然誤差產生的,CORS系統測量精度分布非常的均勻。CORS系統采用多參考站模式建模,使得觀測數據的準確性大大地提高了。

5.CORS系統應用案例分析

5.1工程概況

本工程的水利配套工程位于外岡鎮,涉及泉涇、巨門2個村,5個灌區,有效灌溉面積共計1885畝。主要工程建設內容:(1)新建5座單泵灌溉泵站。(2)新建UPVC地下管道長22.505km,其中De500UPVC管長1.528km,De400UPVC管長8.972km,De315UPVC管長12.005km。(3)新建排水溝長26.65km,其中口寬0.7m的排水溝長17.19km,口寬1.0m的排水溝長9.46km。(4)新建橋梁2座,新建倒虹吸13座,新建下田坡道143處。(5)新建道路2.913×104m2。(6)土地平整共1885畝。(7)土方疏浚13092m3。為了滿足設計要求,筆者所在公司受上海市嘉定區水利管理所委托,進行新建工程的前期測繪工作,為整個工程的初步設計提供翔實可靠的農田、水利、道路數據。

5.2項目實施

5.2.1控制測量

(1)控制點選點及埋設經過現場踏勘和道路實際情況,本項目共布設E級GPS點38個,點號為G1~G38,地形測量控制點點位類型為平面控制點與高程控制點共用點,點材質為預制道釘或鋼筋,紅色油漆標注且在醒目位置標注點號,并拍照保存登記。布設點位過程中,保證控制點之間至少兩點之間互相通視,且易于尋找。(2)平面控制測量本次工程坐標系統采用的是上海城市坐標系統。平面控制測量時,采用三腳架架設流動站接收機的方式,并保證儀器整平對中。平面數據的采集在上海市GNSS連續運行參考站網(SHCORS系統)基礎上,利用GNSS動態測量(RTK測量)技術測設平面二級控制點,按照測量規范要求保證流動站持續顯示固定解后開始進行觀測采集,每點獨立初始化2次以上,每次采集2組數據,每組采集的時間為120s,每點采集的數據剔除較差較大的值,其余值取其平均值作為該點的平面坐標。(3)高程控制測量本次工程高程系統采用的是吳淞高程系。高程控制測量采用天寶DINI03數字水準儀利用上海市城市等級水準點(2-077)布設兩段閉合四等水準路線,其中一段閉合差為17.50mm,限差為±44.82mm,另一段閉合差為13.00mm,限差為±62.10mm,測量過程嚴格按照四等測量規范要求進行。測量數據通過平差易2005水準網平差軟件進行平差,各項參數滿足精度要求,可作為高程控制成果使用。

5.2.2作業方法

(1)外業數據采集

根據現場情況,外業數據采集主要采用RTKCORS網及全站儀測量極坐標法,在使用全站儀進行測量時應符合以下幾點要求:(a)儀器的偏差必須小于0.04mm。(b)每個工作站配備儀器后,一定要先進行檢查方位的正確與否,其次再進行破損部件的測量。為了使定向更加準確,避免由于輸入控制點坐標的不正確或其他原因造成的全站結果失效,在不同的條件下,定向檢查可以選擇不同的方式。(c)在測量地形和地面物點時,在每個測量站完成后,應檢查零點設置,零點設置差值不應超過30s。從測量站到地面物點的最大距離小于200m,從測量站到地形點的最大距離小于300m,地形點之間的間隔最大為20m。單位采用厘米。(d)測量剩余地點時,測量位置必須在地物中心或中心線重合。(e)測量的準確與否要嚴格按照《城市測量規范》的要求進行衡量標定。(2)處理收集數據本項目成圖采用全解析數字化,并做出測繪編碼,成圖軟件采用南方CASS9.2測量軟件。圖面內容主要包括交叉路口線型走向、附屬物、市政設施、路面標高、道路中線及斷面高程等要素,在成圖過程中,根據地物特點屬性分圖層進行地形圖的編繪工作。

5.3CORS施測注意事項

重視對質量的苛刻控制,避免使CORS系統網絡RTK的粗差問題,使測量結果合理、可信。(1)流動站作業區域必須在CORS有效覆蓋區域內,并保證流動站與數據控制中心高效的通訊。(2)CORS流動站不宜在大片水域、強電磁場區域、高大林木區域和高層建筑密集區作業。(3)在開始操作之前,應初始化移動臺。在獲得固定解之后,可以開始正常的現場觀察工作。如果長時間無法修復,則應重新連接并初始化。在觀察過程中,當衛星失去鎖定時,應在正常操作之前重新初始化并檢查已知點。(4)必須每天做好在已知點做檢核工作。

6.結語

CORS系統的不斷進步將推動測繪工作的開展,引領一個新的時代。它的覆蓋范圍廣,可以滿足同時運行多個流動站。它不受流動站等外部因素的影響??梢匀珪r段運行,易于操作,使施工流程更加非常簡單,縮短了施工周期,節約了資金投入。同時事實證明,CORS系統能夠滿足農田水利測繪工作的要求。

參考文獻:

[1]李征航.GPS測量與數據處理[M].武漢大學出版社,2013.

[2]陳龍飛,金其坤.工程測量[M].同濟大學出版社,1990.

[3]付兆祥,雷小鵬,唐紅濤.基于CORS系統的網絡RTK在圖根控制測量中的應用[J].北京測繪,2016(5):117-119.

作者:馬吉芳 王立鶴 單位:上海嘉定水務工程設計有限公司

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