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所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2011-02-05 19:10 熱度:
摘要:目前,單基站CORS系統在城鎮的測量領域中正在得到逐步普及,尤其對城鎮地籍測量提供了更廣泛的應用前景。本文以盤錦市大洼縣城鎮地籍測量為例,對單基站CORS系統在城鎮地籍測量中應用的范圍、精度、優缺點及局限性等方面進行了論述,為國土資源及測繪部門提供參考。
關鍵詞:CORS系統;RTK;精度;誤差
1、CORS的概念
連續運行衛星定位服務系統(ContinuousOperationalReferenceSystem,簡稱CORS系統)是現代GPS的發展熱點之一。CORS系統將網絡化概念引入到了大地測量應用中,該系統的建立不僅為測繪行業帶來深刻的變革,而且也將為現代網絡社會中的空間信息服務帶來新的思維和模式。連續運行參考站系統可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站,利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN/WAN)技術組成的網絡,實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位,偽距),各種改正數、狀態信息,以及其他有關GPS服務項目的系統。由于傳統的RTK技術需要有測區附的控制點的點位數據.針對當前項目需要架設基準站.以及考慮到初使化時間,改正模型等各方面的因素,CORS系統的建立對于大中城市的基礎測繪來說是實用且經濟的.
2、CORS的分類
(1)單基站系統,就是只有一個連續運行站。類似于一加一的RTK,只不過基準站由一個連續運行的基準站代替,基準站上有一個控制軟件實時監控衛星的狀態,存儲和發送相關數據。
(2)多基站系統:分布在一定區域內的多臺連續觀測站,每一個觀測站都是一個單基站,同時每一個單基站還有一個中央控制計算機控制。
最初的網絡RTK是利用分布較為均勻的連續運行參考站(CORS)進行單站控制,用戶站從一個參考站的有效精度范圍進入另一個參考站的精度范圍,嚴格意義上講是多參考站常規RTK,如果要使基線精度優于3厘米,需要在一個區域內密集的布設參考站,站間距離應小于30km。精度隨著基線的增長而衰減,且分布不均勻,如果要求按一定精度覆蓋整個區域,需要架設較多的參考站。多參考站常規RTK模式雖然在一個較大范圍內滿足了精度要求,但需要的投資也是巨大的。
3、CORS系統在地籍測量中的應用
在全國第二次土地調查中,盤錦市大洼縣城鎮地籍測量利用了遼寧省水程測量有限公司建立的單基站CORS系統對圖根點進行了測量,體現以下幾方面優點:
(1)對圖根點測量速度快、效率高,并且節省人工。
(2)圖根點選點靈活、適當,隨機性強。
(3)減少測區布網層次,圖根點精度較高并且均勻。
相對于細部測量而言,則體現以下優點:
(1)采集點靈活,效率高。
(2)采集點精度高,誤差均勻。
4、注意事項
利用CORS系統的RTK測量圖根點和細部點雖然具有上述優點,但由于RTK所采集的各點均為獨立觀測,缺乏必要的檢核條件。另外,RTK由于信號漂移、多路徑誤差、載波相位整周數計算有誤、信號臨時被遮擋等原因,有時會出現“飛點”現象,即屏幕上顯示滿足精度要求的雙差固定解,而實際所測坐標值是錯誤的,有的差十幾厘米,有的差到幾米,有的差更大。因此在實施過程中應該注意如下事項:
(1) 對圖根點的測量應進行必要的檢核。
圖根點作為施測細部點的已知點應保證準確無誤,因此,應該對所測得圖根點進行100%的檢查。具體檢查方法可按下面四種方式:
一是量邊檢查,即利用全站儀對相鄰RTK圖根點測量平距,將其與RTK相鄰圖根點坐標反算距離相比較,以發現粗差或錯誤,然后將粗差或錯誤的RTK點重測。
二是利用不同時間段分別采集數據,將其不同時間段采集的數據進行比對,以發現粗差或錯誤所在。
三是利用兩臺RTK同時進行采集,將兩臺RTK采集的數據進行比對,以發現粗差或錯誤所在。
四是在全站儀施測細部點時,建站后利用全站儀施測定向點的坐標與RTK施測的坐標進行比對而加以檢核。《工程測量規范》(GB50026-2007)對RTK圖根點的要求采用的是第二種方式。
(2)對細部點測量應進行一定數量的抽檢和圖面巡檢。
由于細部點數量較大,不可能每個點都做檢驗,只能對每個街坊抽出一定數量的點進行檢驗。一般檢驗的方法有兩種:一是采用RTK重新對該點進行采集,進行坐標比對;二是采用鋼尺丈量相鄰細部點的邊長進行相對誤差檢查。為了提高地籍圖的精度,要進行100%的圖面巡視檢查,將權屬調查時勘丈的界址邊長與坐標反算邊長進行比對,以查驗粗差。
5、CORS系統在城鎮地籍測量中的應用的精度分析
(1)圖根點測量的精度分析
在盤錦市大洼縣城鎮地籍測量中,在樓房建筑區及主要街道采用南方RTK-GPSS86型(平面動態精度10mm+1ppm)與CORS系統連接,共施測埋石圖根點197個,臨時圖根點約500個。采用南方NTS352全站儀(測距精度為2mm+5ppm,測角精度為2秒)對埋石圖根點進行量邊比對檢查,發現2個RTK圖根點存在粗差,分析其原因,主要所選點距高壓線較近,受電磁場影響較大,因此對該點進行剔除。對其它相鄰埋石圖根點進行了103條邊的檢查,發現最小誤差為0.0cm,最大誤差為4.0cm,中誤差為±1.1cm。誤差分布與所占比例詳細情況見表2相鄰埋石圖根點邊長檢測表。從表2中可以看出小于2.0cm的誤差占70.9%,大于3.0cm的誤差進占11.6%,所有埋石圖根點的誤差均小于±5cm,完全滿足《第二次全國土地調查技術規程》(TD/T1014—2007)相關技術要求。對臨時圖根點采用測站定向檢查方法,未做詳細技術統計。
表2相鄰埋石圖根點邊長檢測表
(2)對細部點測量的精度分析
在盤錦市大洼縣城鎮地籍測量中,對細部點按量邊和打點兩種方式進行了抽樣檢查,量邊的數量一般每個街坊不少于20條,宗地數量多的可多量些。將外業實地檢測的邊長與內業坐標反算的邊長進行比較,超過2倍中誤差(10厘米)的視為粗差,對于與粗差相關的邊和點到實地查找原因進行更正。對每個檢查過的街坊計算距離中誤差。全測區共進行邊長勘丈檢查18個街坊,檢查結果主要參數見表3細部點檢查精度統計表的右欄。作業小組對界址邊檢查的同時,對街坊內的界址點或地物點也進行了抽樣檢查,在每個街坊內有選擇的(均勻分布)抽取不少于20個點進行坐標檢查。將外業檢測的坐標與原測的坐標進行比較,計算外業觀測的點位誤差。超過2倍點位中誤差(10厘米)的視為粗差,對于粗差的點位利用RTK到外業重新采集進行更正。對每個檢查過的街坊計算點位中誤差。全測區共進行坐標點位外業實地檢查17個街坊,點位檢查的主要參數見表3左欄。
表3細部點檢查精度統計表
點位檢查(17個街坊) 量邊檢查(18個街坊)
從表3中可以看出,無論是點位檢查,還是量邊檢查,利用RTK測量的細部點與常規設備全站儀測量的細部點情形相似,粗差個數在4%左右,分析粗差存在的原因主要有兩點。一是RTK置中誤差,即RTK的相位中心和點位中心不在同一鉛垂線上(主要原因);二是由于RTK信號漂移等引起的飛點(個別點現象)。拋開粗差后,計算的點位中誤差和邊長中誤差均滿足《第二次全國土地調查技術規程》(TD/T1014—2007)相關技術要求,并且精度略高于常規測量方法,因此該方法行之有效。
6、CORS系統應用遠景
由于單基站CORS系統使用方便,配置簡單,成本低廉,因此廣泛應用于城鎮中的國土資源、城鎮規劃、農村土地規劃等行業中。在農村土地規劃中,CORS系統的優勢越來越明顯,作業人員只要攜帶一臺流動站即可進行各種地籍要素和地形要素的采集,這對農村居民地規劃測繪和地籍測量提供了極大的便利條件。目前許多城鎮各行業部門均購置了單基站CORS系統。
單基站CORS系統適用于面積較小的市、縣,并且隨著距基站距離的增加,誤差會逐漸增大,因此網絡CORS系統正在逐漸興建。目前在全國各地以省或地區為區域單位已建立了許多網絡CORS系統。遼寧省測繪局在近兩年正在籌建遼寧省的網絡CORS系統及其對遼寧省區域大地水準面的精化工作。
無論是單基站CORS系統,還是網絡CORS系統,都在測繪領域發揮越來越重要的作用,預計最近5年內CORS系統會遍布全國各地。由于CORS系統的出現,今后的測量方式、方法和測量效率也會發生巨大的變化,這是一場測量技術的重要革命。
參考文獻
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[5]中華人民共和國土地管理行業標準,《第二次全國土地調查技術規程》(TD/T1014—2007)。
文章標題:單基站CORS系統在城鎮地籍測量中的精度分析
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