CORS系统及其在油气管线线路测量中的应用

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  [摘要]随着科技的发展和技术的进步,CORS系统得到不断完善和应用扩展,传统的油气管线测量容易造成效率低下,本文通过将CORS系统应用于油气管线的线路测量,更加凸显出其优势,为其在其他测量工作中的应用提供了借鉴。
  [关键词]CORS系统 油气管线 线路测量 断面测量
  [中图分类号] U452.1+4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-260-1
  1前言
  CORS即连续运行卫星定位综合服务系统(Continuously Operating Reference System),是计算机网络技术、卫星定位技术和数字通讯技术等高新科技的多方位、深度结晶的产物,是全球定位导航系统GNSS技术发展的成果,它被用来解决与定位、导航、气象有关的问题[1]。CORS技术在国外已经被广泛地运用于资源开采与建设施工等诸多方面,但在我国,CORS的应用在大多数情况下还仅局限于城市规划、大地测量等基础层面。因此,CORS技术在油气管线测量等领域有着非常广阔的前景。
  2 CORS系统介绍
  CORS系统理论的最初提出是为了增加静态基线的计算精度,然而随着RTK相关技术的发展,这二者的相结合,即构成了CORS系统的理论基础。在研究区域范围内,建立由若干个连续运行参考站、数据通信链路、数据中心和用户终端构成的局域网络,进行实时差分改正信息解算,实时地向不同需求、不同类型、不同层次的用户自动地提供经检验的不同类型的GPS观测值载波相位、伪距等各种改正数、状态信息,以及其他有关GPS服务项目的系统[2]。
  CORS系统不仅应用于测量工作中,还具有跨行业的特性,可面向不同类型的用户提供服务,不再局限于测绘领域及设站的单位与部门;可同时满足不同需求的用户在实时性方面的差异,能同时提供DGPS、RTK、动态或静态后处理、及现场高精度准实时定位的数据服务;能适应用户对不同定位精度指标的要求,提供覆盖米级、分米级、厘米级各个级别的数据;可提供稳定、统一的参考坐标系给所有用户共享,在众多领域内发挥着重要作用[3]。
  3 CORS系统在油气管线线路测量中的应用
  长距离输油、气管线多在远离城市的野外,测区地形、地貌状况复杂多样,传统RTK作业模式常会遇到以下问题而造成工作效率地下:测区呈带状,沿线国家大地控制点或者GPS控制点破坏、丢失严重,难以满足线路首级控制布网要求;山区地形中,传统RTK作业模式电台信号受地形遮挡严重,作业中需要频繁搬动重设基站。使用CORS系统很好的解决了上诉问题,大幅提高了工作效率。
  3.1设计路线的确定
  对设计的管线线路测量工作主要是地上线路走向和距离的坐标测定。确定任务后,就要收集相关的资料,包括原有的地形地貌图,通过现场勘察、实地测量的方法,最终制定出详细的管线测量设计方案。
  管线线路的坐标测定是根据CORS提供的差分信息进行RTK定位测量,并完成草图的绘制和内业成图;按照设计并确定正确的路径方案,将路径线路的始点、终点和转角点等进行实地确定的选线测量中应用CORS系统,之后根据CORS系统输出的精准定位,快速将设计方案中的点进行地理位置上的确定,从而节省勘探时间,降低工作人员的劳动强度。
  3.2有效利用控制点
  长距输油、气管线测区内地形状况复杂多样,如果按照常规的RTK测量,从己知点开始起算,将会给工程带来很大的难度。更重要的是需要考虑长距离的投影分带和误差的积累,而且由于管线分布成带状,控制点所涵盖的范围有限,将会降低控制点的利用效率,而利用CORS系统提供的差分信息,建立RTK作业模式来进行管线的平面位置与高程的测量能够解决这些问题。
  在CORS下用RTK进行控制测量时,GPS参考站在作业距离上取代了常规测量的基准站,在RTK接收了监控中心的高精度差分信息后,两相邻控制点间的距离不受限制,只需要保证RTK在CORS系统服务的范围内进行作业,同时可接收手机和卫星信号。CORS系统布网的独特方式使得CORS监控中心的高精度的差分信息可以直接接收,随着工程扩大与常规测量工作的开展,能进行转换参数的求解和检核。在点位观测时间上,CORS系统下只要信号满足测量和点位精度要求,RTK能快速得到坐标的固定解,通常只需要几秒钟。
  3.3管线线路的测量
  进行管线线路的测量时,首先利用CORS提供的实时差分信息对中线桩(即转角桩)进行RTK三维坐标的测量,然后根据中线桩坐标进行线放样,测量线路的纵断面和沿线重要地物。
  在利用CORS对线路桩进行测量时,如在2个转角桩之间测出系列直角桩,通常的方法是:若已知2个转角桩的坐标,可直接读取其坐标,否则需借助CORS测得2个转角桩的坐标,然后将这2个转角桩设为直线的2个点,以该直线作为参考线,设置直线桩的间隔距离,再利用CORS数据处理的计算结果,就可以测出直线桩的坐标。对管线线路中心线两侧各60m范围内的地物(道路、建筑、水系、铁路、地下管线、架空物和坟墓等)进行平面测绘时,根据现场实测的数据,真实准确地表示地貌和地物的平面位置和高度,清楚地标注文字和符号。进行断面测量时,主要是测定地物、地貌特征点的里程、高程,而且主要是测定各特征点与油气管线路的相对距离,运用CORS系统可以快速测定断面。断面测量一般是与定线测量同时进行,故不需要另外设置基准站。
  4小结
  建立CORS系统可以很好地完成工程测量项目,不仅提高了工作效率,还极大地缓解了测量人员的劳动强度。本系统应用于油气管线的线路测量,更凸显出其优势,以后可逐步推广到其他测量工作,如地形图的绘制、土地勘测和界址点测量等。当然本次系统应用还有诸多不足,在以后的测试应用中,将逐一弥补使系统日趋完善。
  参考文献
  [1]张晓章,唐勇. CORS系统及其在电力线路测量中的应用[J]. 水利水电快报,2010,06:39-41.
  [2]宋雅楠. CORS技术在公路工程中应用前景展望[J]. 辽东学院学报(自然科学版),2010, 02:116-119+128.
  [3]王彬,肖伟红,王佩成. CORS系统在线路测量中的应用分析[J]. 通讯世界,2013,17:73-74.
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