应用CORS的天津某项目工程测量研究

2014 NO.29SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯应用CORS的天津某项目工程测量研究

田媛媛

(天津市勘察院 天津 300191)

摘 要:该文基于笔者多年从事工程测量的相关工作经验,以单基站CORS在工程测量中的应用为研究对象,结合南方单基站的系统组成、系统设置及测量实践对其应用环节进行了详细的剖析,全文是笔者长期实践教学基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词:单基站 CORS 园区 测量 教学中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)10(b)-0027-02

随着GPS技术的日臻成熟和通信技术、信息技术、计算机技术的迅猛发展,目前在我国已有不少区域和城市已经建立了多基站连续运行GPS基准站系统(简称CORS),CORS系统可以提供全天候实时服务。但由于受经济条件和自然条件的限制,部分地区或城市在短时间内还无法建立CORS系统,甚至由于CORS系统独立运行而难以享受相应的便捷服务。单基站连续运行GPS基准站系统(简称单基站CORS)布局灵活、结构简单、即用即建、投资较少,并且易于维护和管理,不仅可独立使用,而且可以随时升级并网为多基站连续运行基准站网系统。该文结合在某园区建立的南方单基站CORS系统应用进行剖析。基站选址在主楼顶部的固定水泥墩上。

市坐标系与园区独立坐标系进行联测。内业数据处理时,将单基站的连续观测数据一起参与网平差,获取了园区控制网点在城市坐标系下的坐标,以及包含单基站在内的园区网点在WGS84坐标系下的无约束平差成果。依据全球定位系统城市测量技术规程的要求,控制网最弱点点位中误差和最弱边相对中误差均达到了城市一级GPS网的精度指标。

3 南方单基站CORS系统设置

3.1基准站BASE TRANS设置

打开南方单基站CORS传输软件,进入基站传输设置选项,设置输入端的COM口、波特率;输出端的IP地址和端口。仪器设置串号为基站编号,按照CORS单基站主机数据传输采集程序BASETRANS显示的编号输入,高度截止角、天线高、时区等皆为默认设置。进入其他设置选项,可对点位更新间隔,软件启动后是否自动传输,数据时候回发等进行设置,默认设置为点位更新间隔3s。3.2服务器程序EAGLE设置

进入服务器设置选项,设置本机局域网IP和监听端口,其余的设置均为默认设置。在用户管理界面,添加一新用户,用户名xxx,密码123,可用分钟1000,截止日期x月x日。所有设置完成以后点击“详细情况”查看基准站和移动站的相关信息。3.3工程之星2.0设置

将开通GPRS业务的手机SIM卡插入灵

1 南方单基站CORS系统组成

单基站CORS系统,由GPS基站、网络服务器、电源系统、用户系统等主要单元组成,类似于一加一或一加N的RTK,只不过基准站由一个连续运行的参考站代替;参考站上有系统控制软件实时监控卫星的状态,存储和发送相关数据,同时参考站的服务器通过GPRS网络提供流动站的差分服务和用户管理。

.com.cn. All Rights Reserved.锐S86移动站接收机内,启动接收机,设置为移动站工作模式,数据链设置为GPRS网络,差分格式RTCA,记录数据;在工作模块中设置GPRS网络模块。启动手薄,打开手簿工程之星2.0软件,如图1。

在仪器连接设置中选择CF蓝牙,设置输入端口,检查蓝牙是否连接上;新建一个工程,使用向导方式,工程名设置为当天日期,椭球、中央子午线、坐标加常数及投影面等设置与城市坐标系一致,选择不启用四参数和七参数。移动站设置解算精度水平默认设置为high(窄带解),差分数据格式和移动站的差分数据格式都默认RTCA;Network设置为VRS,其余皆为默认设置即可。其他设置有,在存储设置中选择一般设置,卫星限制中高度截止角设置为15°,移动站天线高设置为杆高2m,时区设置默认为8。仪器设置:选择动态模式。网络连接设置:配置“连接方式”为“GPRS”模式,“模式”为“SOUTH”。

如图2设置网络连接,填写基站串号和基站主机使用的服务器IP地址和端口。填写完后点击“设置”,然后点击连接,连接成功,则移动站接收机成功接收到差分信号。

4 园区CORS测量试验

方案一:基准站7075坐标设置为GPS接收机伪距单点定位获取的大地经纬度与大地高;用园区网外围分布均匀的静态城市一级GPS网点求取WGS84到城市坐标系的

2 园区一级GPS网数据获取

在园区外围使用城市坐标系四等GPS控制点4个,由8台套双频GPS接收机将城

图1 工程之星设置界面 图2网络连接设置

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科技资讯2014 NO.29SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION测 绘 工 程

坐标比较如表1,分别统计了两套方案在平面x、y方向的中误差,见表1最后一行。

从表1可以看出,南方CORS测量两套方案获得的园区控制点坐标与静态GPS一级控制网点坐标差值的中误差,平面x、y方向均在2.5 cm之内;这一精度能够满足测绘及相关专业的导线测量、图根控制和大比例尺数字化测图的精度要求。

表1 CORS成果与静态GPS成果比较表

5 结论

组成文章对南方单基站CORS的功能、

及设置进行了系统的介绍,对园区原有GPS控制点进行动态测量检核,坐标轴方向的偏差中误差都在2.5 cm内。满足园区工程测量的精度需要。园区GPS控制网点破坏比较严重,导致数量偏少,使用南方单基站CORS系统可以有效的对园区实习基地控制网重新改造。并为利用南方单站CORS系统的施测单位提供有价值的参考信息。

参考文献

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.com.cn. All Rights Reserved.(上接26页)

转换四参数,用实习基地的JL点进行检核;检核点JL动态测量坐标与静态GPS测量坐标差值比较如下:

△X=0.021m,△Y=0.008m,△Η=0.002m;转换参数有效可用。

方案二基准站7075坐标设置为园区GPS静态测量所获得的WGS84坐标。其余操作步骤与外业施测皆与第一方案相同。

用JL点检核,△X=0.012m,△Y=0.011m,△H=0.003m,检核后转换参数可用。

分别采用两套不同的方案获得的转换参数,对园区GPS网中的静态测量点逐一进行CORS模式的RTK测量,实时保存各点测量数据。两套方案的成果与园区静态GPS网接处的曲率相等。

N个Bezier曲线段Q1t,Q2t,…,Qnt以Q1t,Q2t两段为例,进而推广的拼接。

到N段。Q1t和Q2t的多边形的控制顶点分别为P0,P1,P2,P3及R0,R1,R2,R3,且

2 结语

该文根据上述原理和算法编制相应的

计算机程序,在测试时,选用实际数据。由于Bezier曲线的形状可以很好的趋向于多边形的形状,而且当多边形折线控制点的位置出现较大的变化时,曲线波动幅度较大,更加真实的拟合曲线。在要求精度范围内,此方法所确定的合并曲线对原曲线有较好的逼近效果。其实现结果如图1所示。

思想用采样点把曲线分成为N个小段Q1t,

Q2t,…,Qnt。

第二步:元组集的确定。该文采用的方法:在区域边缘离散的采样点内,依次选取

四个点构成四元组P0,P1,P2,P3R0,R1,

R2,R3…。

第三步:利用自由曲线算法逼近函数逼近元组集。用Bezier曲线逼近函数去逼近四元组集。

第四步:按照第三步类推分别拼接合并产生的各个曲线段,得到逼近原曲线的逼近函数。

但在第二步中元组中的端点是构造的曲线上的点,不一定是原曲线上的点,因为原曲线上的点可能很难选取,并且很难保证相连处的光滑性。因此,可视具体情况在精度要求范围内适当增加采样点,达到逼近原曲线的目的。

1.3N个曲线的合并逼近

当N个曲线段首尾相接构造成一条自由曲线时,关键问题是曲线连接处是否具有合乎要求的连续性。当两曲线段端点不重合时,则两个曲线段不连续。如果两个曲线段具有一个公共端点,则两个曲线段连

如果两个续,且在连接处至少为C0连续。

曲线段不仅具有公共端点,而且在连接处其切线向量共线,则两个曲线段为C1连续。而C2连续的必要条件之一为两曲线连

P3R0。

当满足C1连续的条件时,Q1t和Q2t曲线段的一阶导数满足Q2'03R1R0,

'

当Q2'0Q1'1亦即:Q113P3P2。

参考文献

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R1R0P3P2时(其中为一比例因

子)。即P2,P3R0,R1在一条直线上,P2,R1在P3R0两侧时,Q1t和Q2t曲线段实现即Q1t和Q2t曲线段可以实现光C1连续。滑拼接。依次类推可以推广到N段,从而实现N段曲线段的拼接。

当不满足C1连续条件时,可以将Q1t和Q2t曲线段进行近似合并,从两Bezier曲线间的最小二乘范数下的距离函数中取最小值,利用Bezier曲线细分后的矩阵表示,得到了用矩阵表示的合并曲线的控制顶点的显示表达式。在合并过程中,应分别讨论带左右端点任意阶插值条件和不带左右端点插值条件的合并;若先对原曲线进行升阶,然后对升阶后的曲线进行合并,则可减小合并误差。

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