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[摘 要]通过分析城市部件更新的一些特点，结合连续运行卫星定位系统（CORS）与全站仪各自的优点，提出一种两者联合进行城市部件更新测量的方法。结果表明该模式能缩减作业流程，大幅度提高了工作效率，极大降低了外业测量的工作量，在生产实践中证明了其高效性与实用性。
[关键词]CORS；全站仪；城市部件
中图分类号：P228.4 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0169-02
测量城市部件是城市最微小的细胞单元，是以物质形态为特征的城市基础结构系统的基本组成部分，是城市可利用的各种设施，主要指城市市政管理的各项设施，即城市管理诸要素中的硬件部分。城市部件是数字化城市管理的核心数据，城市部件数据的现势性与精度高低直接影响到城市管理的质量和效率。但随着城市建设和环境建设的飞速发展，尤其是道路建设大中修项目管网改造交通配套设施建设环卫基础建设绿化等重大工程项目建设，在这些项目范围内，部分区域城市管理事项发生巨大变化，如何快速准确地进行城市部件更新已经成为城市管理部门迫切需要解决的问题。
CORS系统是一种新的GNSS技术，它具有操作简便成本低精度高实时性强覆盖率广等优点，能较大的提高测绘工作的效率，在城市测绘中得到越来越多的应用。全站仪则是勘测施工设计和管理工作不可或缺的基本测量工具。本文分析城市部件更新的一些特点，结合CORS系统与全站仪各自的长处，研究两者联合在城市部件更新测量中的应用。
1.城市部件更新的特点
根据《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类与编码》 （CJ/ T214-2007） 标准的要求，城市部件总计六大类102小类。其中六大类为：公共设施、道路交通、市容环境、园林绿化、房屋土地和其它设施。城市部件的更新工作具有如下特点：
（1）在空间分布上，城市部件更新具有局部性且分布不均匀。首先，城市部件更新主要的对象是新增的发生变更或是信息错误的那一部分城市部件； 其次，它是随着城市和环境的建设而分散存在于城市的各个角落，分布不均匀。
（2）对于更新频率和更新时间来说，城市部件的更新频率和更新时间是根据城市和环境建设的变化而变化，城市发展变化快，更新频率大。城市建设的快速发展不停地改变着城市的面貌及城市基础设施，导致城市部件的更新普查频率不断提高。
（3）分布环境复杂，广泛分布在高楼大厦之间主次干道中间辅路便道绿化带隔离带中桥梁河流湖泊的周边区域，分布环境多样； 而且同一空间位置可能有多个城管部件，如路灯和路灯上广告的空间坐标就相同。
（4）城市部件是数字化城市管理的核心，它要求对部件进行实时监控快速上报迅速更新，时效性与准确性要求高。
（5）精度要求方面，依据国家及行业相关标准和规定，部件的平面位置定位精度分为三类：（表一）
2.与全站仪比较分析
2.1全站仪及其基本原理
全站仪自动控制测距自动计算水平距离高差，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。它主要通过极坐标法获取碎步点的坐标，其测量原理为以测站为中心和依测站上的已知方向，测定已知方向与所求点方向间的角度和测量测站点到各个碎步点的距离，来确定所求点的坐标。
2.2系统CORS及其基本原理
CORS系统的基本原理是在一个较大的区域内均匀的布设多个永久性的连续运行GNSS参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时的将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，实时估算出网内的各种系统误差改正项（ 电离层对流层卫星轨道误差） 获得本区域的误差改正模型； 然后向用户实时发送改正数据，用户只需要一台 接收机，便可实时得到高精度的定位结果。
2.3与全站仪优缺点比较
连续运行卫星定位系统（CORS ） 能够全年365天全天候地运行，无需与测站通视，用户只需一台GNSS接收机即可进行毫米级厘米级的实时准实时的快速定位，可省去大量的控制测量时间； 比传统的RTK更简洁，自动化程度高，使用方便，能节约大量的人力物力； 采用网络RTK技术，有效地扩大了测量范围，能实时获取测量精度，定位精度分布均匀；采用GPRS和GSM方式进行数据传输，能很大提高数据传输的效率与范围。但容易受到上方遮挡的影响，如 高架桥、高层建筑物、高压线等的遮挡，无法接收到卫星和无线电信号，使精度受到很大的影响。
采用全站仪进行测量，设站灵活操作简单，直接获得地面的三维坐标，不需外部信号，也不需进行数据传输。缺点就是需建立足够多的控制点，作业量大，投入人力物力也多，外业时间较长； 并且要求水平方向的通视性，受地形和人为因素影响较大。
3.CORS与全站仪联合作业方式研究
测量工作通常遵循“从整体到局部，先控制后碎步，分级布网，逐级控制”的基本原则，从首级设站、加密控制网、图根控制点特征点数据采集和成图，完成一个测区需要多次进场，多次设站工序繁琐，工作效率低下，测量结果受人为因素影响较大根据城市部件更新具有空间分布的局部性和不均匀性更新频率高环境复杂时效性和准确性等特点，我们采用CORS系统与全站仪联合测量的作业方式，直接利用GNSS接收机接收CORS系统发送的坐标数据并把它作为测区的图根控制点，然后利用全站仪对城市部件进行碎步测量，逐个获取部件坐标数据。
4.实例应用分析
4.1实测方法
本文利用HZCORS 系统与TOPCON全站仪联合对湖州市区的城市部件进行全面更新测量，其具体操作步骤如下： 第一步： 根据1：500的野外调绘底图找到测区的正确位置，观察测区的实际环境并选取合适的观测点作为CORS系统测量的目标点。
第二步： 在各目标点利用GNSS接收机获取CORS系统发出的差分信号计算定位坐标数据，并把此点作为测区的一个图根控制点。
第三步： 在测区的图根控制点架设测站，利用全站仪进行碎步测量，逐个获取部件坐标数据。
第四步： 将外业的属性调查表与测量成果数据进行属性关联，形成调绘成果图 最后依据已有的部件数据及其空间相互关系对结果进行检验，克服人为因素引起的误差。
4.2误差来源及点位中误差分析
（1）误差来源
CORS系统与全站仪联合测量的误差主要来源于两个部分： 系统误差和全站仪系统误差 本文中HZCORS系统是采用天宝VRS技术实现的，它在用户站附近产生一个物理上不存在的虚拟参考站，并建立精确的误差模型来修正距离相关误差，故VRS技术实现的CORS系统误差实际上是经过模型改正和差分后的残余误差 全站仪的误差主要来自测距测角误差。
（2）点位中误差
城市部件测量所用的全站仪的型号为TOPCON GPT-102R，测角标称精度±2″，测距精度（2mm+2PPm*D ） ，假设距离100m， 初步估算中误差为2.4mm。则得到而大量的研究和实际测试表明，CORS系统点位精度达到了2～3cm，两者的精度远远优于城市管理部件定位精度级别最高的0.5m。
4.3效率分析
在城市部件更新测量中，我们选取部件点分布较集中的测区进行实验 利用CORS系统与全站仪联合作业每个工天大概能够实测6～8个测区，约300个部件； 如果完全利用全站仪进行测量，依据以往的工作经验，从首级设站的选点查询站点数据加密控制网点并平差等工作至少需一个工天，另外还需一个工天来进行部件点的测量，那么CORS系统与全站仪联合作业方式比传统作业方式至少节约一半的工作时间。如果在部件点分布比较离散的区域，每个测区小于10个部件数时，那么联合作业工作效率的将优势更加明显，工作效率能提高3～5倍，节省大量的外业工作时间。
5.结论
CORS是目前国内乃至全世界GNSS的最新技术和发展趋势，因高效率灵活误差不积累厘米级的高精度受到测绘人员的青睐 本文探讨了利用CORS系统与全站仪联合作业进行城市部件更新测量的作业方法，大大的提高了工作效率，保证了数据的准确性，缩减了作业流程，节省了大量的人力物力，为快速实现数字城市建设提供了一定借鉴意义。
参考文献
[1]城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类与编码 CJ/T214-2007[S]中国标准出版社，2007.
[2]陈平网格化城市管理新模式[M]北京： 北京大学出版社，2006.
[3]黄俊华，陈文森连续卫星定位综合服务系统建设与应用[M]北京科学出版社，2009.
[4]卫星定位城市测量规范CJJ/T73-2010 [S]北京：中国建筑工业出版社，2010.
[关键词]CORS；全站仪；城市部件
中图分类号：P228.4 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0169-02
测量城市部件是城市最微小的细胞单元，是以物质形态为特征的城市基础结构系统的基本组成部分，是城市可利用的各种设施，主要指城市市政管理的各项设施，即城市管理诸要素中的硬件部分。城市部件是数字化城市管理的核心数据，城市部件数据的现势性与精度高低直接影响到城市管理的质量和效率。但随着城市建设和环境建设的飞速发展，尤其是道路建设大中修项目管网改造交通配套设施建设环卫基础建设绿化等重大工程项目建设，在这些项目范围内，部分区域城市管理事项发生巨大变化，如何快速准确地进行城市部件更新已经成为城市管理部门迫切需要解决的问题。
CORS系统是一种新的GNSS技术，它具有操作简便成本低精度高实时性强覆盖率广等优点，能较大的提高测绘工作的效率，在城市测绘中得到越来越多的应用。全站仪则是勘测施工设计和管理工作不可或缺的基本测量工具。本文分析城市部件更新的一些特点，结合CORS系统与全站仪各自的长处，研究两者联合在城市部件更新测量中的应用。
1.城市部件更新的特点
根据《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类与编码》 （CJ/ T214-2007） 标准的要求，城市部件总计六大类102小类。其中六大类为：公共设施、道路交通、市容环境、园林绿化、房屋土地和其它设施。城市部件的更新工作具有如下特点：
（1）在空间分布上，城市部件更新具有局部性且分布不均匀。首先，城市部件更新主要的对象是新增的发生变更或是信息错误的那一部分城市部件； 其次，它是随着城市和环境的建设而分散存在于城市的各个角落，分布不均匀。
（2）对于更新频率和更新时间来说，城市部件的更新频率和更新时间是根据城市和环境建设的变化而变化，城市发展变化快，更新频率大。城市建设的快速发展不停地改变着城市的面貌及城市基础设施，导致城市部件的更新普查频率不断提高。
（3）分布环境复杂，广泛分布在高楼大厦之间主次干道中间辅路便道绿化带隔离带中桥梁河流湖泊的周边区域，分布环境多样； 而且同一空间位置可能有多个城管部件，如路灯和路灯上广告的空间坐标就相同。
（4）城市部件是数字化城市管理的核心，它要求对部件进行实时监控快速上报迅速更新，时效性与准确性要求高。
（5）精度要求方面，依据国家及行业相关标准和规定，部件的平面位置定位精度分为三类：（表一）
2.与全站仪比较分析
2.1全站仪及其基本原理
全站仪自动控制测距自动计算水平距离高差，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。它主要通过极坐标法获取碎步点的坐标，其测量原理为以测站为中心和依测站上的已知方向，测定已知方向与所求点方向间的角度和测量测站点到各个碎步点的距离，来确定所求点的坐标。
2.2系统CORS及其基本原理
CORS系统的基本原理是在一个较大的区域内均匀的布设多个永久性的连续运行GNSS参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时的将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，实时估算出网内的各种系统误差改正项（ 电离层对流层卫星轨道误差） 获得本区域的误差改正模型； 然后向用户实时发送改正数据，用户只需要一台 接收机，便可实时得到高精度的定位结果。
2.3与全站仪优缺点比较
连续运行卫星定位系统（CORS ） 能够全年365天全天候地运行，无需与测站通视，用户只需一台GNSS接收机即可进行毫米级厘米级的实时准实时的快速定位，可省去大量的控制测量时间； 比传统的RTK更简洁，自动化程度高，使用方便，能节约大量的人力物力； 采用网络RTK技术，有效地扩大了测量范围，能实时获取测量精度，定位精度分布均匀；采用GPRS和GSM方式进行数据传输，能很大提高数据传输的效率与范围。但容易受到上方遮挡的影响，如 高架桥、高层建筑物、高压线等的遮挡，无法接收到卫星和无线电信号，使精度受到很大的影响。
采用全站仪进行测量，设站灵活操作简单，直接获得地面的三维坐标，不需外部信号，也不需进行数据传输。缺点就是需建立足够多的控制点，作业量大，投入人力物力也多，外业时间较长； 并且要求水平方向的通视性，受地形和人为因素影响较大。
3.CORS与全站仪联合作业方式研究
测量工作通常遵循“从整体到局部，先控制后碎步，分级布网，逐级控制”的基本原则，从首级设站、加密控制网、图根控制点特征点数据采集和成图，完成一个测区需要多次进场，多次设站工序繁琐，工作效率低下，测量结果受人为因素影响较大根据城市部件更新具有空间分布的局部性和不均匀性更新频率高环境复杂时效性和准确性等特点，我们采用CORS系统与全站仪联合测量的作业方式，直接利用GNSS接收机接收CORS系统发送的坐标数据并把它作为测区的图根控制点，然后利用全站仪对城市部件进行碎步测量，逐个获取部件坐标数据。
4.实例应用分析
4.1实测方法
本文利用HZCORS 系统与TOPCON全站仪联合对湖州市区的城市部件进行全面更新测量，其具体操作步骤如下： 第一步： 根据1：500的野外调绘底图找到测区的正确位置，观察测区的实际环境并选取合适的观测点作为CORS系统测量的目标点。
第二步： 在各目标点利用GNSS接收机获取CORS系统发出的差分信号计算定位坐标数据，并把此点作为测区的一个图根控制点。
第三步： 在测区的图根控制点架设测站，利用全站仪进行碎步测量，逐个获取部件坐标数据。
第四步： 将外业的属性调查表与测量成果数据进行属性关联，形成调绘成果图 最后依据已有的部件数据及其空间相互关系对结果进行检验，克服人为因素引起的误差。
4.2误差来源及点位中误差分析
（1）误差来源
CORS系统与全站仪联合测量的误差主要来源于两个部分： 系统误差和全站仪系统误差 本文中HZCORS系统是采用天宝VRS技术实现的，它在用户站附近产生一个物理上不存在的虚拟参考站，并建立精确的误差模型来修正距离相关误差，故VRS技术实现的CORS系统误差实际上是经过模型改正和差分后的残余误差 全站仪的误差主要来自测距测角误差。
（2）点位中误差
城市部件测量所用的全站仪的型号为TOPCON GPT-102R，测角标称精度±2″，测距精度（2mm+2PPm*D ） ，假设距离100m， 初步估算中误差为2.4mm。则得到而大量的研究和实际测试表明，CORS系统点位精度达到了2～3cm，两者的精度远远优于城市管理部件定位精度级别最高的0.5m。
4.3效率分析
在城市部件更新测量中，我们选取部件点分布较集中的测区进行实验 利用CORS系统与全站仪联合作业每个工天大概能够实测6～8个测区，约300个部件； 如果完全利用全站仪进行测量，依据以往的工作经验，从首级设站的选点查询站点数据加密控制网点并平差等工作至少需一个工天，另外还需一个工天来进行部件点的测量，那么CORS系统与全站仪联合作业方式比传统作业方式至少节约一半的工作时间。如果在部件点分布比较离散的区域，每个测区小于10个部件数时，那么联合作业工作效率的将优势更加明显，工作效率能提高3～5倍，节省大量的外业工作时间。
5.结论
CORS是目前国内乃至全世界GNSS的最新技术和发展趋势，因高效率灵活误差不积累厘米级的高精度受到测绘人员的青睐 本文探讨了利用CORS系统与全站仪联合作业进行城市部件更新测量的作业方法，大大的提高了工作效率，保证了数据的准确性，缩减了作业流程，节省了大量的人力物力，为快速实现数字城市建设提供了一定借鉴意义。
参考文献
[1]城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类与编码 CJ/T214-2007[S]中国标准出版社，2007.
[2]陈平网格化城市管理新模式[M]北京： 北京大学出版社，2006.
[3]黄俊华，陈文森连续卫星定位综合服务系统建设与应用[M]北京科学出版社，2009.
[4]卫星定位城市测量规范CJJ/T73-2010 [S]北京：中国建筑工业出版社，2010.