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摘要
随着科学技术的发展，我国各地陆续建立了连续运行卫星定位地面站系统（CORS）。在我国国土资源信息化的快速普及的背景下，常规的全站仪导线控制测量或GPS静态定位测量，已不能满足城镇地籍控制测的需求。该研究结合内蒙古某城区的地籍测量工作实践，介绍了网络RTK技术在城镇地籍控制测量中的应用，并对网络RTK技术获取的城镇地籍控制测量数据与全站仪导线测量获得的测量数据进行精度比较和分析。结果表明，网络PTK技术克服了单基站作业半径的限制问题，不受天气、通视、地形的影响，工作效率高，精度能达到要求，可以代替全站仪导线测量用于城镇地籍控制测量。
关键词网络RTK；CORS；城镇地籍；控制测量
中图分类号S126文献标识码A文章编号0517-6611（2015）05-320-02
Application of Network RTK Technology in Cities and Towns Cadastre Control Measurement
ZHAI Yu-le， SHA Zhan-jiang， YE Mei et al
（Qinghai Normal University， Xining， Qinghai 810000）
AbstractAccording to the development of science technology， the whole country has built up CORS in succession. In the backdrop of national territory resources has quick popularized， the conventional total station or GPS couldn’t satisfy the requirement of the cities and towns that cadastre control survey. This novel unites the control survey work of Inner Mongolia， introduce the use of RTK in the cities and towns that cadastre control survey and aim at the technology of RTK， compare the cities and towns that cadastre control survey with the traverse survey of total station about precision and analyze them. The results showed that network PTK technology can overcome limits of single base station operating radius with high efficiency and accurate， and not affected by weather， communication and terrain， which can take the replace of conventional total station and be used in cities and towns cadastre control measurement.
Key words Network RTK； CORS； The cadastre of cities and towns； Control measurement
作者簡介
翟于乐（1990-），男，吉林长春人，硕士研究生，研究方向：环境遥感与测绘。
收稿日期2014-12-15
城镇地籍测量工作是城镇地籍管理和城镇信息系统建设的基础，城镇地籍控制测量是根据控制点、界址点、地籍图的精度和基准要求，视测区范围的大小、测区内外现存国家控制点数量和等级等情况，按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量作业[1]。近年来，随着科学技术的飞速发展和我国国土资源信息化的快速普及，常规的地籍控制测量方法（如全站仪导线控制测量、GPS静态定位测量）已不能满足人们的需求。尤其是在城镇地籍测量中，由于通视性差、费时费力等原因，导致地籍控制测量作业效率低下、误差累积严重等问题。连续运行参考站网络（CORS）是利用GNSS、计算机、网络和通信等技术构成的地球参考坐标和地球动力学服务系统，是网络与GNSS定位技术及现代大地测量、地球动力学融合的成果[2]。随着连续运行卫星定位参考站系统（如内蒙古连续运行卫星定位综合服务系统，NMCORS）在我国各地逐步建立， 应用网络 RTK 技术进行大区域实时测量变得更为方便。网络RTK技术具有测量速度快、作业效率高、点位精度高、操作简单易懂、工作灵活性强等特点，其利用连续运行卫星定位地面站的观测信息，以GPS网络体系结构为基础，建立差分信息解算模型，得到高精度差分数据，同时可通过无线通讯数据链将差分数据及时发送给用户，测绘工作者已对利用网络RTK 进行代替 GPS 静态测量或导线测量这一问题进行了一定的研究。笔者结合内蒙古某城区的地籍测量工作，介绍了网络RTK技术在城镇地籍控制测量中的应用，并对网络RTK技术获取的城镇地籍控制测量数据与全站仪导线测量获得的测量数据进行精度比较和分析。
1 网络RTK与NMCORS简介
网络RTK技术是近年来在常规RTK和差分GPS技术的基础上发展起来的一种新技术，通常把在一个区域内建立多个的GPS参考站，对该区域构成网状覆盖，并通过广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法来设法消除或削弱各种系统误差的影响，从而对该地区内的GPS用户进行实时改正，获取高精度的定位方式。 CORS系统由基准站子系统、数据处理中心、数据传输子系统、定位导航数据播发子系统、用户应用子系统5个部分组成，基准站采集的观测数据通过数据传输子系统通过链路汇集到数据处理中心，有数据处理中心进行综合处理，由定位导航数据播发子系统向用户提供移动定位、动态连续的空间框架等空间位置服务[3]，各子系统通过数据传输子系统连接成一体，形成专用网络。内蒙古连续运行卫星定位综合服务系统（简称“NMCORS”）是内蒙古城市空间数据基础设施的组成部分，也是建立信息化测绘体系的重要举措。NMCORS运用了分布式系统技术，能够独立运行也能与其他城市的系统互联形成跨市、跨地的系统，高效地利用了系统资源。该系统不仅能够向各级测绘用户提供精度、连续的空间基准，并可向导航、时间、灾害防治等部门提供各种数据服务，广泛应用于大地测量、工程测量、地籍测量、气象监测、市政工程以及抢险救灾等领域[4]。
2实验概述与网络RTK精度检验
该研究选取内蒙古某城区作为实验测区，测区内建筑物楼层较高且密集，街道兩旁树木繁多，区域内交通发达，传统的单基站RTK作业模式已不能满足该区域的地籍测量工作。该研究采用NMCORS作为该区域地籍测量的首级控制测量，由于在《城镇地籍测量规范》等相关规范中并没有关于CORS技术的具体应用要求，为确保精度要求，在测区内选取4 km2的范围进行精度测试和分析。选取原4个E级GPS控制点，并加密8个图根控制点，8个宗地权属界址点。在进行网络RTK测量时需要选取基准站和流动站同时接收到5颗以上的GPS卫星信号的时间；在同一个点需进行2个时段的观测，并符合限差要求后，取2次观测的平均值作为该控制点的坐标。在对选取的这些点进行网络RTK定位之后，再使用全站仪导线测量进行复测。最后，将NMCORS已知成果、复测结果与网络RTK技术测量成果进行比较，得到如表1所示的坐标检查对比结果。
式中，pdpi为点位较差权；σp为单位权中误差。通过这2个参数相应的计算公式和式（1）可计算出每个网络RTK测量点的点位较差中误差。结果显示表1中20个点的点位较差中误差均没有超过5 mm，这完全达到了城市测量规范中的精度要求。因此网络RTK技术完全可以代替全站仪导线测量用于该区域的地籍控制测量。
3 网络RTK地籍控制测量应用及精度分析
测区地籍测量的开始，首先要从地籍控制测量开始。此次城镇地籍控制测量按照《城镇地籍测量规范》的要求，选点埋石参照《城镇地籍测量》要求，在测区内共施测埋石图根点182个，临时图根点约800个。
利用网络RTK技术对测区内的982个图根控制点进行点位测量，其中点位精度大于5 cm的点只有18个，图根点的利用率达到了98.17%。利用合格的964个图根控制点分别制作了网络RTK测量图根控制点X坐标标准差分布图（图1）、Y坐标标准差分布图（图2）和平面精度分布图（图3）。从图1～3中的数据可以计算出X坐标标准差不超过3 cm的点占总数的99.17%，Y坐标标准差不超过3 cm的点站总点数的100%，平面点位精度小于3 cm的点占总点数的99.05%。可知，此次利用网络RTK计算进行的城镇地籍控制测量能够达到《城镇地籍调查规程》所规定的精度要求。
4结论
单基站CORS系统在城镇地籍测量中具有十分重要的作用，特别是利用网络RTK进行控制测量可以不受天气、通视、地形的影响，机动性很强，在工作效率、测量精度和人力分配上，比传统方法具有明显的优势，克服了单基站作业半径的限制问题，为测区建立精度较高的大地水准面模型提供便利条件。该研究分别使用网络RTK技术和全站仪导线测量对一定数量监测点进行测量，验证了网络RTK技术可以代替全站仪导线测量用于该区域的地籍控制测量。
参考文献
[1]
黄晓君.城镇地籍测量及精度分析[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2010.
[2] 刘晖.地球空间信息网格及其在连续运行参考站网络中的应用研究[D].武汉：武汉大学，2005.
[3] 李昌贵，吕志平，赵冬青，等.CORS网络互联及虚拟CORS关键技术[J].测绘通报，2008（1）：56-58.
[4] 赵新刚，刘燕青.内蒙古自治区GNSS连续运行参考站系统的建立[J].西部资源，2012（1）：60-61.
责任编辑徐丽华责任校对况玲玲
随着科学技术的发展，我国各地陆续建立了连续运行卫星定位地面站系统（CORS）。在我国国土资源信息化的快速普及的背景下，常规的全站仪导线控制测量或GPS静态定位测量，已不能满足城镇地籍控制测的需求。该研究结合内蒙古某城区的地籍测量工作实践，介绍了网络RTK技术在城镇地籍控制测量中的应用，并对网络RTK技术获取的城镇地籍控制测量数据与全站仪导线测量获得的测量数据进行精度比较和分析。结果表明，网络PTK技术克服了单基站作业半径的限制问题，不受天气、通视、地形的影响，工作效率高，精度能达到要求，可以代替全站仪导线测量用于城镇地籍控制测量。
关键词网络RTK；CORS；城镇地籍；控制测量
中图分类号S126文献标识码A文章编号0517-6611（2015）05-320-02
Application of Network RTK Technology in Cities and Towns Cadastre Control Measurement
ZHAI Yu-le， SHA Zhan-jiang， YE Mei et al
（Qinghai Normal University， Xining， Qinghai 810000）
AbstractAccording to the development of science technology， the whole country has built up CORS in succession. In the backdrop of national territory resources has quick popularized， the conventional total station or GPS couldn’t satisfy the requirement of the cities and towns that cadastre control survey. This novel unites the control survey work of Inner Mongolia， introduce the use of RTK in the cities and towns that cadastre control survey and aim at the technology of RTK， compare the cities and towns that cadastre control survey with the traverse survey of total station about precision and analyze them. The results showed that network PTK technology can overcome limits of single base station operating radius with high efficiency and accurate， and not affected by weather， communication and terrain， which can take the replace of conventional total station and be used in cities and towns cadastre control measurement.
Key words Network RTK； CORS； The cadastre of cities and towns； Control measurement
作者簡介
翟于乐（1990-），男，吉林长春人，硕士研究生，研究方向：环境遥感与测绘。
收稿日期2014-12-15
城镇地籍测量工作是城镇地籍管理和城镇信息系统建设的基础，城镇地籍控制测量是根据控制点、界址点、地籍图的精度和基准要求，视测区范围的大小、测区内外现存国家控制点数量和等级等情况，按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量作业[1]。近年来，随着科学技术的飞速发展和我国国土资源信息化的快速普及，常规的地籍控制测量方法（如全站仪导线控制测量、GPS静态定位测量）已不能满足人们的需求。尤其是在城镇地籍测量中，由于通视性差、费时费力等原因，导致地籍控制测量作业效率低下、误差累积严重等问题。连续运行参考站网络（CORS）是利用GNSS、计算机、网络和通信等技术构成的地球参考坐标和地球动力学服务系统，是网络与GNSS定位技术及现代大地测量、地球动力学融合的成果[2]。随着连续运行卫星定位参考站系统（如内蒙古连续运行卫星定位综合服务系统，NMCORS）在我国各地逐步建立， 应用网络 RTK 技术进行大区域实时测量变得更为方便。网络RTK技术具有测量速度快、作业效率高、点位精度高、操作简单易懂、工作灵活性强等特点，其利用连续运行卫星定位地面站的观测信息，以GPS网络体系结构为基础，建立差分信息解算模型，得到高精度差分数据，同时可通过无线通讯数据链将差分数据及时发送给用户，测绘工作者已对利用网络RTK 进行代替 GPS 静态测量或导线测量这一问题进行了一定的研究。笔者结合内蒙古某城区的地籍测量工作，介绍了网络RTK技术在城镇地籍控制测量中的应用，并对网络RTK技术获取的城镇地籍控制测量数据与全站仪导线测量获得的测量数据进行精度比较和分析。
1 网络RTK与NMCORS简介
网络RTK技术是近年来在常规RTK和差分GPS技术的基础上发展起来的一种新技术，通常把在一个区域内建立多个的GPS参考站，对该区域构成网状覆盖，并通过广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法来设法消除或削弱各种系统误差的影响，从而对该地区内的GPS用户进行实时改正，获取高精度的定位方式。 CORS系统由基准站子系统、数据处理中心、数据传输子系统、定位导航数据播发子系统、用户应用子系统5个部分组成，基准站采集的观测数据通过数据传输子系统通过链路汇集到数据处理中心，有数据处理中心进行综合处理，由定位导航数据播发子系统向用户提供移动定位、动态连续的空间框架等空间位置服务[3]，各子系统通过数据传输子系统连接成一体，形成专用网络。内蒙古连续运行卫星定位综合服务系统（简称“NMCORS”）是内蒙古城市空间数据基础设施的组成部分，也是建立信息化测绘体系的重要举措。NMCORS运用了分布式系统技术，能够独立运行也能与其他城市的系统互联形成跨市、跨地的系统，高效地利用了系统资源。该系统不仅能够向各级测绘用户提供精度、连续的空间基准，并可向导航、时间、灾害防治等部门提供各种数据服务，广泛应用于大地测量、工程测量、地籍测量、气象监测、市政工程以及抢险救灾等领域[4]。
2实验概述与网络RTK精度检验
该研究选取内蒙古某城区作为实验测区，测区内建筑物楼层较高且密集，街道兩旁树木繁多，区域内交通发达，传统的单基站RTK作业模式已不能满足该区域的地籍测量工作。该研究采用NMCORS作为该区域地籍测量的首级控制测量，由于在《城镇地籍测量规范》等相关规范中并没有关于CORS技术的具体应用要求，为确保精度要求，在测区内选取4 km2的范围进行精度测试和分析。选取原4个E级GPS控制点，并加密8个图根控制点，8个宗地权属界址点。在进行网络RTK测量时需要选取基准站和流动站同时接收到5颗以上的GPS卫星信号的时间；在同一个点需进行2个时段的观测，并符合限差要求后，取2次观测的平均值作为该控制点的坐标。在对选取的这些点进行网络RTK定位之后，再使用全站仪导线测量进行复测。最后，将NMCORS已知成果、复测结果与网络RTK技术测量成果进行比较，得到如表1所示的坐标检查对比结果。
式中，pdpi为点位较差权；σp为单位权中误差。通过这2个参数相应的计算公式和式（1）可计算出每个网络RTK测量点的点位较差中误差。结果显示表1中20个点的点位较差中误差均没有超过5 mm，这完全达到了城市测量规范中的精度要求。因此网络RTK技术完全可以代替全站仪导线测量用于该区域的地籍控制测量。
3 网络RTK地籍控制测量应用及精度分析
测区地籍测量的开始，首先要从地籍控制测量开始。此次城镇地籍控制测量按照《城镇地籍测量规范》的要求，选点埋石参照《城镇地籍测量》要求，在测区内共施测埋石图根点182个，临时图根点约800个。
利用网络RTK技术对测区内的982个图根控制点进行点位测量，其中点位精度大于5 cm的点只有18个，图根点的利用率达到了98.17%。利用合格的964个图根控制点分别制作了网络RTK测量图根控制点X坐标标准差分布图（图1）、Y坐标标准差分布图（图2）和平面精度分布图（图3）。从图1～3中的数据可以计算出X坐标标准差不超过3 cm的点占总数的99.17%，Y坐标标准差不超过3 cm的点站总点数的100%，平面点位精度小于3 cm的点占总点数的99.05%。可知，此次利用网络RTK计算进行的城镇地籍控制测量能够达到《城镇地籍调查规程》所规定的精度要求。
4结论
单基站CORS系统在城镇地籍测量中具有十分重要的作用，特别是利用网络RTK进行控制测量可以不受天气、通视、地形的影响，机动性很强，在工作效率、测量精度和人力分配上，比传统方法具有明显的优势，克服了单基站作业半径的限制问题，为测区建立精度较高的大地水准面模型提供便利条件。该研究分别使用网络RTK技术和全站仪导线测量对一定数量监测点进行测量，验证了网络RTK技术可以代替全站仪导线测量用于该区域的地籍控制测量。
参考文献
[1]
黄晓君.城镇地籍测量及精度分析[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2010.
[2] 刘晖.地球空间信息网格及其在连续运行参考站网络中的应用研究[D].武汉：武汉大学，2005.
[3] 李昌贵，吕志平，赵冬青，等.CORS网络互联及虚拟CORS关键技术[J].测绘通报，2008（1）：56-58.
[4] 赵新刚，刘燕青.内蒙古自治区GNSS连续运行参考站系统的建立[J].西部资源，2012（1）：60-61.
责任编辑徐丽华责任校对况玲玲