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QDUniCORS在天然气管线勘测中的应用研究
作者：胡翔志 叶勇 黄伟涛
来源：《科技创新导报》2011年第27期
摘 要:在CORS技术应用的基础上,以CORS技术在天然气管线勘测中的应用为研究对象,结合具体工程背景,探讨了CORS测量方式相对于静态测量方式的优势,给出了具体的施测步骤,对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词:CORS天然气管线勘测测量
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0095-02
青岛市统一连续运行基准站系统(QingDao Unity Continuously Operating Reference Station System,简称QDUniCORS)的建设在不同应用领域之间搭建了一个技术与服务平台,不仅向测绘用户提供统一的、动态的、连续的、高精度的时间和空间基准,还可以向社会各需求部门提供各种地理空间信息数据服务,是SDCORS系统的重要组成之一,也是我省一项重要的空间数据基础建设工程。
QDUniCORS建设9个站,覆盖青岛1.18 万平方公里。QDUniCORS建设的意义在于:为胶东半岛的大地测量、国土测绘、城市规划等应用提供了统一的空间数据参考框架;向各类用户提供高精度的实时定位服务;进一步发展了省级系统的设计方法、标准化、系统联网等技术。以胶莱镇沟里村至马店镇王家河头门站至营海镇产业园天然气管线工程为例,在线路控制测量中比较静态测量和CORS测量两种模式,总结了CORS在天然气线路勘测中的优势和特点。 1 工程概况
青岛天然气高压管线测量起点胶莱镇沟里村至马店镇王家河头门站至营海镇产业园,共计60km,主要作业内容为1∶500比例尺带状地形图测绘、中线放样、竣工测量。测区内有2009年布设的E级GPS控制网,全网共304点,作业方法采用静态观测,控制点高程为四等水准高程,控制点覆盖作业区全线。沿路径两侧布设有GPS-E级带状控制网,总计65个,其中包含国家C级GPS点5个。
在采用CORS系统测量过程中,仪器使用南方灵瑞S82接收机,静态平面精度:3mm±1ppm,静态高程精度:5mm±1ppm,RTK平面精度:1cm±1ppmRTK,高程精度:2cm±1ppm。通讯方式:USB、串口、蓝牙数据链:2W～5W、GPRS/CDMA(可选)RTK初始化时间:典型15s。 2 C级GPS点残差比较
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CORS和静态约束平差中,5个C级GPS点坐标的和高程均参与。这些已知点高程为三等水准高程(经过了华东华中网大地水准面精化)。两者约束平差后残差对比如表1所示。 从表1可知,CORS和静态在平面和高程方面,已知点残差分布非常一致。平面残差均不超过5cm,两者之差不超过2cm;两者高程残差之差不超过4cm。根据规范限差,两者在已知点残差方面没有显著差异。
3 约束平差控制点坐标对比
CORS系统可以测得比较精确的WGS84坐标,而静态由于未联测高精度的具有WGS84坐标的起算点,其直接所得的WGS84坐标理论上只是单点定位的精度,故二者没有可比性。两者约束平差后,控制点坐标转化为当地格网坐标,二者投影到高斯平面上的格网坐标才具有可比性。两者格网坐标差值如表2所示。
从表2可知,二者平面坐标差异最大为6.5cm,最小为0.5cm,平均值为2.7cm。对于静态而言,平均边长为10km,平面精度为0.7cm;对于CORS而言,其平面精度为2cm。而对于天然气输送线路,其桩位平面精度限差为5cm,相邻桩位偏离线航相对误差不超过1/1000。故在最差情况下,CORS仍能满足精度需求,也即二者平面精度没有显著差异。对于高程而言,二者均是拟合高程,必须与更精确的第三方数据比较才能评价二者的精度。 4 控制点高程对比
由于7个GPS-C级国家点均是GPS拟合高程,故高程方面并不能判别孰优孰劣。将CORS测得的各控制点WGS84坐标,利用华中华东精化似大地水准面模型(精度:±5cm),计算控制点的高程异常值,算出该点的正常高。CORS和静态分别与精化高程对比结果如表3所示。 从表3中可以计算,CORS与精化高程之差的平均值为12.9cm,静态与精化高程之差的平均值为13.8cm,故在高程方面,CORS略优于静态。 5 结语
综上可知,从控制测量精度方面来讲,较大范围的带状GPS-E级网中,CORS测量可完全取代常规静态测量。如果CORS连续运行参考站可以同时发布高程异常改正值,那么在高程方面CORS也会大幅提高精度。
CORS流动站只需单站作业,外业工作灵活,相邻点精度与基线长短无关,3min的测量精度就可以达到甚至静态45min同步观测精度。当然,本CORS系统只有GPS卫星的差分改正信息,且对移动网络信号严重依赖;在比较极端的观测条件下,其继承了RTK作业模式的可靠性不高问题。在使用CORS时应及时了解当地的各时段星历,尽量避免电离层活跃、天空可用卫星数少的时段。在测量作业过程中应及时对测量成果进行边长、角度和高差等进行检测,提高CORS
