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【摘要】伴随当前GNSS技术的日益成熟,以网络RTK为基础的CORS定位服务系统,在地形测绘与工程测量中得到广泛运用。本文拟从CORS技术的定位原理出发,探究其在地形测量中的应用,并针对复杂地区测绘时CORS信号遮挡的情况,提出CORS-RTK联合全站仪联合测绘的模式,对于提升地形测量的成果质量与工作效率具有重要意义。
【关键词】CORS-RTK;全站仪;地形测量;精度分析
随着GNSS定位技术与数字通讯技术迅猛发展,以GPRS/CDMA/3G/4G网络为代表的数字通讯技术,为GNSS差分信号传播,创造了便利条件。当前国内许多地区与城市,通过构建覆盖一定区域的CORS基准站网络,为国土规划、工程勘察、应急测绘等诸多部门,提供了统一的空间框架基准,拓展了传统RTK差分定位的测绘范围。
然而,在城市建筑复杂、地形起伏较大的地区,常发生CORS信号被遮挡或屏蔽的情况,难以利用CORS-RTK直接采集地形碎部点坐标,此时可采用CORS-RTK图根控制与全站仪碎部测量联合作业的形式,综合二者测绘优势,扩大CORS网络测绘的应用范围。
1 CORS地形测绘的工作原理
卫星连续运行参考基准站服务系统(CORS)是利用GNSS定位、数字无线通讯、空间数据处理等现代信息技术,通过构建实时、高精、统一的测绘基准框架,为测绘工程、气象预报、国土调查、水利建设、城乡规划等多行业部门提供导航授时、坐标定位等综合性服务。
从CORS定位服务系统的组成分析,CORS构架主要由GNSS运行参考站网、数据传输模块、控制中心模块和用户终端模块组成。GNSS参考站24小时连续实时接收卫星导航电文等信息,然后通过LAN传输至参考站主控室,再由各主控室利用数据传输模块上传至系统控制中心,经控制中心对各参考站采集对卫星观测数据进行统一处理,建立电离层、对流层观测模型;以VRS技术为例,用户终端利用GPRS/CDMA/3G/4G无线通信数据链接入VPN网络后,上传自身GGA概略坐标后,由CORS控制中心在用户终端附近虚拟出临时参考站,并将临时参考站坐标改化、载波相位差分数据,依托无线通信数据链播发至CORS-RTK流动站终端,降低电离层、对流层模型影响,提高待定点位的实时差分定位精度。
尽管CORS系统具有无缝覆盖、实时测绘、精度统一等特点,但在实际地形测绘中,由于流动站既要接收GNSS卫星观测数据,又要接收参考站数据,因此在高压线、大面积水域、建筑密集区等信号较差区域进行测绘时,由于多路径效应或信号屏蔽影响,因而难以开展碎部点位信息实时采集。
2 GPS-RTK联合全站仪在地形测绘中的应用探究
开展地形测绘工作时,针对部分建筑密集区卫星信号遮蔽的实际情况,本文从地形测绘实例出发,拟采用CORS-RTK和全站仪联合测绘,并以全站仪测绘的边长与点位精度为基准,对比分析CORS-RTK的测绘精度,探究其在地形测绘中的应用效果。
某地为做好年度内集体土地确权颁证,加强集体土地、建设用地等数字管理工作,现需测绘1:1:1000地形图,其中建制镇建成区与村落按照1:500比例尺进行全要素采集。由于土地确权颁证测图工期较为紧张,拟引入CORS-RTK观测技术推进工程测图进度,以覆盖测区的4个高等级GPS控制点为基础,求解该区域系统坐标转换七参数(布尔莎七参数),转换残差(点位较差及高程)均小于3cm。实际测绘时,对于空旷区1:1000地形图以CORS-RTK形式直接采集耕地界址信息;建制镇建成区与村落地区,则采用CORS-RTK图根控制与全站仪联合作业的形式,首先在主干街道布设图根控制点,然后架设全站仪进行实地采集,图根控制测量时每点独立观测2次,每次观测时长不低于30s,点位较差小于3cm、高程较差小于5cm时取两次观测均值为图根点实际坐标值,CORS-RTK采集时点位观测至少5s,以确保其坐标采集的数据可靠性。
为检验CORS-RTK的数据观测的精度,现选取TG01-TG06图根控制点、C001-C025碎部点,利用全站仪进行点位坐标与边长精度重复采集,以检核与测定CORS-RTK测绘精度,并将其较差情况统计如下表所示:
3 结语
根据CORS-RTK观测数据统计表,两次RTK独立观测求均值、观测时间延长得到的图根点精度,略高于5s直接采集的碎部点精度,但从三维坐标与边长精度分析,二者差距并不显著,因此观测条件良好的情况下,CORS-RTK延长观测情况对点位精度关联度不显著。但就CORS-RTK与全站仪观测数据分析,点位平面与高程误差均在2cm左右,完全满足GB50026-2007《工程测量规范》与地形图测量等相关技术指标要求,因此采用CORS-RTK与全站仪联合作业,对维护地形测绘的坐标框架与精度统一、提高外业测绘效率等方面,有一定的参考意义。
参考文献
[1]周国文. 基于CORS系统的网络RTK技术在城市地形测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2014,(9):147-148+154.
[2]黄国军,陈恩星. CORS-RTK技术在城市数字地形测量中的应用[J]. 中国高新技术企业,2013,(16):35-36.
[3]范文成. CORS在村庄规划地形测图控制测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2012,(09):111-112.
【关键词】CORS-RTK;全站仪;地形测量;精度分析
随着GNSS定位技术与数字通讯技术迅猛发展,以GPRS/CDMA/3G/4G网络为代表的数字通讯技术,为GNSS差分信号传播,创造了便利条件。当前国内许多地区与城市,通过构建覆盖一定区域的CORS基准站网络,为国土规划、工程勘察、应急测绘等诸多部门,提供了统一的空间框架基准,拓展了传统RTK差分定位的测绘范围。
然而,在城市建筑复杂、地形起伏较大的地区,常发生CORS信号被遮挡或屏蔽的情况,难以利用CORS-RTK直接采集地形碎部点坐标,此时可采用CORS-RTK图根控制与全站仪碎部测量联合作业的形式,综合二者测绘优势,扩大CORS网络测绘的应用范围。
1 CORS地形测绘的工作原理
卫星连续运行参考基准站服务系统(CORS)是利用GNSS定位、数字无线通讯、空间数据处理等现代信息技术,通过构建实时、高精、统一的测绘基准框架,为测绘工程、气象预报、国土调查、水利建设、城乡规划等多行业部门提供导航授时、坐标定位等综合性服务。
从CORS定位服务系统的组成分析,CORS构架主要由GNSS运行参考站网、数据传输模块、控制中心模块和用户终端模块组成。GNSS参考站24小时连续实时接收卫星导航电文等信息,然后通过LAN传输至参考站主控室,再由各主控室利用数据传输模块上传至系统控制中心,经控制中心对各参考站采集对卫星观测数据进行统一处理,建立电离层、对流层观测模型;以VRS技术为例,用户终端利用GPRS/CDMA/3G/4G无线通信数据链接入VPN网络后,上传自身GGA概略坐标后,由CORS控制中心在用户终端附近虚拟出临时参考站,并将临时参考站坐标改化、载波相位差分数据,依托无线通信数据链播发至CORS-RTK流动站终端,降低电离层、对流层模型影响,提高待定点位的实时差分定位精度。
尽管CORS系统具有无缝覆盖、实时测绘、精度统一等特点,但在实际地形测绘中,由于流动站既要接收GNSS卫星观测数据,又要接收参考站数据,因此在高压线、大面积水域、建筑密集区等信号较差区域进行测绘时,由于多路径效应或信号屏蔽影响,因而难以开展碎部点位信息实时采集。
2 GPS-RTK联合全站仪在地形测绘中的应用探究
开展地形测绘工作时,针对部分建筑密集区卫星信号遮蔽的实际情况,本文从地形测绘实例出发,拟采用CORS-RTK和全站仪联合测绘,并以全站仪测绘的边长与点位精度为基准,对比分析CORS-RTK的测绘精度,探究其在地形测绘中的应用效果。
某地为做好年度内集体土地确权颁证,加强集体土地、建设用地等数字管理工作,现需测绘1:1:1000地形图,其中建制镇建成区与村落按照1:500比例尺进行全要素采集。由于土地确权颁证测图工期较为紧张,拟引入CORS-RTK观测技术推进工程测图进度,以覆盖测区的4个高等级GPS控制点为基础,求解该区域系统坐标转换七参数(布尔莎七参数),转换残差(点位较差及高程)均小于3cm。实际测绘时,对于空旷区1:1000地形图以CORS-RTK形式直接采集耕地界址信息;建制镇建成区与村落地区,则采用CORS-RTK图根控制与全站仪联合作业的形式,首先在主干街道布设图根控制点,然后架设全站仪进行实地采集,图根控制测量时每点独立观测2次,每次观测时长不低于30s,点位较差小于3cm、高程较差小于5cm时取两次观测均值为图根点实际坐标值,CORS-RTK采集时点位观测至少5s,以确保其坐标采集的数据可靠性。
为检验CORS-RTK的数据观测的精度,现选取TG01-TG06图根控制点、C001-C025碎部点,利用全站仪进行点位坐标与边长精度重复采集,以检核与测定CORS-RTK测绘精度,并将其较差情况统计如下表所示:
3 结语
根据CORS-RTK观测数据统计表,两次RTK独立观测求均值、观测时间延长得到的图根点精度,略高于5s直接采集的碎部点精度,但从三维坐标与边长精度分析,二者差距并不显著,因此观测条件良好的情况下,CORS-RTK延长观测情况对点位精度关联度不显著。但就CORS-RTK与全站仪观测数据分析,点位平面与高程误差均在2cm左右,完全满足GB50026-2007《工程测量规范》与地形图测量等相关技术指标要求,因此采用CORS-RTK与全站仪联合作业,对维护地形测绘的坐标框架与精度统一、提高外业测绘效率等方面,有一定的参考意义。
参考文献
[1]周国文. 基于CORS系统的网络RTK技术在城市地形测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2014,(9):147-148+154.
[2]黄国军,陈恩星. CORS-RTK技术在城市数字地形测量中的应用[J]. 中国高新技术企业,2013,(16):35-36.
[3]范文成. CORS在村庄规划地形测图控制测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2012,(09):111-112.