CORS在岩土工程勘察中的精度分析与应用.doc

1、CORS 在岩土工程勘察中的精度分析与应用【摘 要】随着科技时代的到来，CORS 系统被广泛应用于岩土工程勘察测量，从而岩土工程勘察精度得到了最大化的保障。在本案，笔者以 CORS 特征、岩土工程勘察对钻探孔位精度要求为线索，探讨了 CORS在岩土工程勘察中的作用，并总结了 CORS 观测及精度的影响因素，及应对措施。 【关键词】CORS 岩石工程勘察；精度分析；应用 由于岩石工程勘察制约因素相当多，再加上岩石工程地形较复杂，以至于岩石勘察传统测量方法（采用水准仪、全站仪等设备作业）无法满足现阶段岩石勘察测量的要求。为了实现岩石工程勘察定位精准度、测量精度、测量工作效率等提高，CORS 系统应

2、运而生。CORS 系统是以卫星定位技术为前提条件，其在发达地区的应用更为普遍，该技术有效地弥补了传统定位技术的缺陷。 一、CORS 系统简介 相对于水准仪、全站仪等传统测量手段，CORS 的优点在于：测量误差均匀、测站间无需相互通视、标明三维坐标、全天候作业等，这些优点均得益于卫星定位系统；相对于传统 PTK 作业模式，CORS 系统既源于PTK 技术，又区别于 PTK 技术。CORS 应被定性为新测量手段，与传统 PTK作业模式相比，其优点主要表现在以下一些方面： （一）CORS 系统测量程序更简洁，弥补了传统 PTK 作业模式中在测量流程复杂这一缺点：在测量之前，将基准站架设与测区高地，再

3、进行参数设置。CORS 系统测量仅需一台双频 GPS 接收机（作为流动站） ，这样有效地实现了测量作业效率的提高，保证了测量的连续作业，且排除了因基准站定位不准而出现的起算偏差的弊端； （二）相对于传统 PTK 作业模式，CORS 系统覆盖面更广。传统 PTK作业模式基准站工作半径通常在 10 公里以下，而单个 CORS 站工作半径高达约 50 公里； （三）CORS 系统属于单机作业，有效实现测量作业成本的降低； （四）CORS 系统健全的数据监控系统有助于系统周跳、误差的出现，从而保证了差分作业可靠性更高。 二、CORS 技术在岩土工程勘察中的应用精度 从第一章节可知，CORS 技术在成本

4、、作业流程、作业精度等方面均优于传统 PTK 作业模式及水准仪、全站仪等传统测量手段。在本案，笔者欲证明 CORS 技术在岩体工程勘察中的可行性，即在实际的工程测量中，CORS 技术的精度到底能否达到岩土工程勘察要求。 （一）平面精度 就转化参数有效覆盖面而言，CORS 平面精度通常情况下为 3 厘米。参考建筑工程地质钻探技术标准 （JGJ87-92） ，钻探孔位平面位置一定偏差是被允许的：初步勘察期 0.5 米；详细勘察期 0.25 米。所以，CORS 技术平面精度与岩土工程勘察钻探孔位平面精度规范完全相符。 （二）高程精度 与 CORS 平面精度相比较，其高程精度更低。参考建筑工程地质钻探

5、技术标准 （JGJ87-92） ，岩土工程勘察作业中，钻探孔位高程出现一定偏差是被允许的：初步勘察期 05 厘米；详细勘察期 0.5 厘米。与钻探孔位平面精度要求相比较，高程精度要求更高。 现阶段，我国各省市均积极致力于区域网 CORS 系统及高精度（城市级别）似大地水准面建设，尤其是某些经济高度发展的城市，CORS 系统及高精度（城市级别）似大地水准面建设已经初具规模。初具规模的高精度（城市级别）似大地水准面建成，即采取 GPS 测量手段进行岩土工程勘察，从而确保岩土工程勘察钻探孔高程精度的规范。 （三）总体精度 综上分析，将 CORS 技术与高精度（城市级别）似大地水准面或 GPS高程拟合

6、测量手段结合，一并应用到岩土工程勘察测量中，其高程精度及平面精度要求的钻探孔位的高程及平面坐标能够同时得到满足，且在岩土工程勘察测量作业中，单机作业也被允许；其可以对岩土工程进行直接测量，且测量结果完全符合岩土工程勘察精度要求的高程及平面坐标，从而实现了测量工作的复杂度大大降低，工作效率有效提高，测量成本最大化减少。 三、CORS 技术应用于岩土工程勘察的注意事项及解决措施 尽管 CORS 技术在成本、作业流程、作业精度等方面均优于传统 PTK作业模式及水准仪、全站仪等传统测量手段，但是在 CORS 使用过程中，仍然存在相当多的问题需要注意，比如：作业区不在 CORS 系统转换参数控制范围，由

7、此导致的问题是固定值无法获取或测量精度不达标等，最终制约着岩土工程勘察正常测量工作。 （一）作业区不在 CORS 系统转换参数控制区解决措施 转换参数的使用特点是：其仅适用于特定区域内及其周围。四参数及七参数为转换参数的两种类型，但是七参数覆盖面更广，因此，在条件允许的情况下，参考七参数为佳。多基站 CORS 系统及网络 CORS 系统覆盖面均大于单基站，因此，在条件允许的情况下，参考多基站 CORS 系统及网络 CORS 系统为佳。若作业区不在 CORS 系统转换参数控制范围，其测量精度无法满足勘察钻探孔位精度要求，解决措施为：在作业区增加测控制点转换参数，借此确保勘察钻探孔位精度要求。 （

8、二）固定值无法获取解决措施 固定解是 CORS 技术勘察测量的前提条件。在实际观测中，测量精度会遭受测量环境、信号传播途径、接收机、卫星等的影响，更有甚者，固定解无法获取。所以，在勘察测量前，了解卫星星历预报非常必要，其意义在于最佳观测时段（避开电离层活跃期）的确定。接收机上部附近障碍物的减少可以通过调整接收机高度得以实现。此外，与单星 CORS系统相比较，双星 CORS 系统获取固定解难度更小，所以，在条件允许的情况下，双星 CORS 系统为最佳选择。 （三）观测精度保障措施 岩土工程勘察精度要得到实现，除了固定解的获取，还需要PDOP/VRMS/HRMS 精度指标。 通常情况下，在高程精度

9、及平面评定时均会对 VRMS/HRMS 进行考虑，但是 PDOP 却往往容易被忽略。PDOP 作为关键精度指标之一，加强对其的关注意义重大。PDOP 是对观测卫星空间三维坐标进行评价的重要标准：当 PDOP 值越小，观测卫星就越靠近定位精度，此时，观测卫星空间位置对观测是更有利的。大量权威实例及数据表明，PDOP 值不宜超过4， 。PDOP 一旦大于 4，定位精度便会出现不利于高程精度的因素，从而影响观测结果。 针对在岩土工程勘察测量时，在对钻探孔位标高采集时，必须严格检查 PDOP 的取值情况。如果 PDOP 值超出 4，应该及时进行钻探孔位标高重新采集，或采取其他测量方式。但是，将双星 C

10、ORS 系统运用到岩石工程勘察测量中，卫星数量的增减情况能够被清晰地观测到，且其有助于卫星空间几何分布情况的改善，从而确保了观测卫星空间位置定位精度的稳定度。所以，在具备合理条件的情况下，双星 CORS 系统是岩土工程勘察测量的最佳选择。 参考文献： 1郝东宏.CORS 技术在地籍测量中的应用J.南北桥，2011， （3） 2严新生.基于高程异常模型的 CORS RTK/水准抗差技术A.广东省2010 年度城市测量与测量工程学术经验交流会论文集C.2010. 3赵永亮.浅谈 CORS 系统的应用与发展J.中小企业管理与科技，2011， （10） 4杨崴.CORS 系统定位精度可靠性分析A.广东省 2010 年度城市测量与测量工程学术经验交流会论文集C.2010. 5王振.GPS-RTK 测量技术在珠海的应用探讨A.广东省 2010 年度城市测量与测量工程学术经验交流会论文集C.2010. 6赵中城.连续运行参考站网系统在矿测量中的应用A.2010（南昌）中西部第三届有色金属工业发展论坛论文集C.2010.