基于甘肃连续运行参考站系统(GSCORS)在管线工程中的应用研究

摘要

连续运行参考站系统(Continuously Operating Reference System，CORS)是集成Intern技术、无线通信技术、计算机网络技术、数据库和GPS定位技术于一体的新型现代定位系统。定位技术的发展经历了GPS技术，再到GPS－RTK技术，最后到现今的CORS－RTK技术；CORS的发展趋势也由单基站 CORS，再到城市 CORS，再到省级CORS，以及最终将形成国家级 CORS。社会在发展，生产力与生产工具日益矛盾，厘米级似大地水准面结合GNSS定位技术能快速获取精度较高的三维坐标，可以改变传统测量作业模式，CORS技术的出现出现和广泛建设使各行各业的导航定位得到了极大的便利。论文以甘肃省连续运行参考站系统功能介绍与其应用为主，主要研究了以下内容：
　　(1)按照GPS技术发展历程介绍GPS和CORS的原理及RTK作业涉及到的差分技术原理，并对CORS系统RTK技术几种不同的类型如VRS、FKP、MAC、CBI等阐述其原理及应用。
　　(2)论文中所研究的CORS是以甘肃连续运行参考站系统为平台，论述了GSCORS的系统组成和结构、系统定位、兼容性测试和系统功能应用方面的内容，并以GSCORS应用于甘肃某地区像控点测量为例，突出GSCORS与传统测量相比的优势。CORS技术的两个精髓为：坐标转换和似大地水准面精化，通过对 GSCORS的这两个技术环节理论与数据研究，GSCORS能够很好解决在测量过程中存在的平面和高程上问题。在坐标转换中，通过GSCORS提供的坐标数据，来进行坐标转换精度分析，结果显示GSCORS能满足甘肃省内中大比例尺测图；在似大地水准面精化中，以 GSCORS为例简要阐述其精化的具体流程，并对精化精度结果进行评定与分析，结果表明GSCORS在GPS高程与正常高的转换精度为厘米级。
　　(3) GSCORS作为一种测量手段，研究的主要方向是它的应用，论文通过将GSCORS分别应用于城市管线普查中重要的一步，平面和高程控制点的布设及西部石油管道甘肃段的探测，对应用结果情况进行归纳分析。管线普查结果显示利用GSCORS建立平面和高程控制网较传统方法能达到预期精度要求且能减少工作量；通过GSCORS系统下VRS技术来进行西部石油管道探测，且探测完成后通过MATLAB用最小二乘法和整体最小二乘法对管线直线段数据拟合，TLS拟合结果精度要明显高于 LS，对于点位偏差较大则需要及时进行线型纠正必要时进行断面开挖复核工作。在圆曲线段的通过方程函数拟合，通过拟合来正确引导管道探测工作。
　　(4) CORS是一种测量工具，而测量过程中误差是不可避免的。最后本文比较系统地介绍了GSCORS系统误差源，并将其分为系统误差，测量误差，外界环境影响三类，重点探讨了GSCORS系统误差和测量误差的产生的原因，并提出相应削弱的措施。
　　(5) GSCORS作为一种嵌入式测量系统，系统结构比较复杂，因此论文最后指出GSCORS兼容性、定位精度测试和应用于管线工程中存在的不足，对CORS未来的建设和应用情况给出研究的建议。

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1 绪 论

1.1 国内外关于CORS进展情况

1.2 论文研究的背景及意义

1.3 管线工程概述

1.4 本文研究的主要内容

2 CORS系统原理及分类

2.1 GPS定位原理

2.2 CO RS定义

2.3 差分GPS技术

2.4 CORS-RTK应用技术分类

3 甘肃连续运行参考站系统简介

3.1 GSCORS的概况

3.2 GSCORS的系统组成

3.3 GSCORS的功能及应用

3.4 GSCORS坐标联测与系统测试

4 甘肃连续运行参考站构建的关键技术

4.1 坐标系统转换

4.2 似大地水准面的建立

5 GSCORS系统应用于管道线路工程

5.1 GSCORS应用于城市管线普查

5.2 GSCORS应用于石油管道探测

5.3影响GSCORS作业误差的来源

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 研究不足与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间研究成果