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摘 要:本文重点介绍了CORS技术在航测像控点测量中的应用,同时对CORS技术的操作流程等方面也进行了简要阐述。通过应用并分析得出,CORS技术完全可以满足航测像控点测量的精度要求,并且与常规方法相比具有很大的优越性,具有广泛的应用前景。
关键词:CORS;航测;像控点;测量
1 引言
传统的GPS测量方法是:基准站+移动站,即在高等级控制点上按极坐标测量方式测定,高程采用图根水准或三角高程测量方式测定,有些生产单位也用RTK技术进行像控点测量,但存在着搬移基站与基准站覆盖范围等问题,随着GPS技术应用的日益广泛,各种用途的连续运行参考站系统(CORS)相继建成,以永久性的监测网(站)系统以及各类广域差分系统为代表的GPS参考站已逐步在广阔的大陆上覆盖成区域甚至全球性的网络。
2.CORS作业模式的操作
华测的GPS 接收机完全兼容所有CORS 系统,我们接入当地CORS 系统就要做一下准备:1.手机卡一张,并开通GPRS流量。2.从当地CORS 系统管理部门获取IP 地址、端口号、源列表、用户名和密码等信息;3.GPS仪器设置与连接CORS操作
2.1测量
移动站在固定状态下就可以进行测量了,打开测地通,【测量】->【点测量】,在实际作业过程中,一般都采用当地坐标,在移动站得到固定解进行测量时,手簿“测地通”里所记录的点是未经过任何转换得到的平面坐标。
2.2计算参数
参与点校正的控制点一定要分布合理,最好能覆盖整个测区,避免短边控制长边。假设测区内有 K4、K5、K7 三个已知点具有地方坐标。
K4 X:3846323.456 Y:471415.201 h:116.345
K5 X:3839868.970 Y:474397.852 h:109.932
K7 X:3840713.658 Y:473917.956 h:108.419
确定坐标系统:打开测地通,【配置】【坐标系管理】,根据已知点选取所需要的坐标系,一般来说地方坐标系也是用北京54椭球,主要是修改中央子午线,而【基准转换】、【水平平差】、【垂直平差】都无需设置,当点校正后参数将自动保存到此处。
新建保存任务:打开测地通,【文件】->【新建任务】,命一个文件名,选择跟已知点相匹配的“坐标系统”,点击【确定】,再打开【文件】->【保存任务】【键入】->【点】,输入已知点k4坐标,控制点打上勾,点击【保存】,再继续输入k5、k7已知点,【保存】。
点校正:测量已知点,找到K4、K5、K7的实地位置,选择【测量】->【测量点】,测量出三个点的坐标,分别命名为K4-1、K5-1、K7-1,三个点必须在同一个BASE下,测量后开始進行点校正。
校正方法:【测量】【点校正】点击增加,在网格点名称和GPS点名称两项控件里分别选中已知当地平面坐标K4和实测的WGS84坐标K4-1,校正方法选中“水平和垂直”。重复点击增加,加入校正点K5、K7和K5-1、K7-1,点
计算得出校正参数,再点击确定完成校正。
注意:有三个或以上控制点参与平面“点校正”后才有水平参差,水平参差一般不要大于0.015m;有四个或以上的控制点参与垂直“点校正”后才有垂直参差,垂直参差一般不要大于0.02m。点校正结束,就可以直接进行测量,【测量】->【测量点】
新建保存任务:打开测地通,【文件】->【新建任务】,命一个文件名,选择跟已知点相匹配的“坐标系统”,点击【确定】,再打开【文件】->【保存任务】
保存好任务之后,点击【测量】->【点测量】,就可以进行测量工作了。
3. CORS在像控点测量中的应用
该测区位于广东省广州市珠江流域(黄埔至虎门)段,以下简称狮子洋。共要测量约500个像控点。整个测区属于平原地区,其中河边以平原为主,城区内建筑物较多,其他地区以厂房,码头为主,地形较为复杂,交通不便,通视条件不好,部分地方有军事基地。
测区控制资料为我单位前期库区测量中的GPS资料,已知资料为广东省C级GPS网数据,高程基准为1985国家高程基准,测区内均匀分布有国家一等水准点。
3.1 像控点布设
根据以上的基本要求,本测区的像控点布设进行了以下的具体
(1)在狮子洋航摄像控点测量中,无论平地或丘陵,像控点布设均采用区域网布点,每一区域航线数不大于6条,航线相邻平高控制点不超过4条基线,在布设过程中既考虑区域的划分又考虑区与区的连接,使整个测区布设的像控点成为一个有机的整体,同时将所有像控点布设为平高点,为内业加密带来了灵活性。整个测区外业共布设像控点6个区块。
(2)区域与区域之间像控点统一布设,保证有足够的重叠,使控制的区域不产生裂缝。
(3)旁向重叠过小,相邻航线的点不能公用时,进行分别布点,两点裂开的距离均小于1 cm。
3.2 像控点的选刺
像控点采用一人刺点,一人检查,并对所选刺点的像片影像、像片条件进行核实,像控点选刺时优先考虑刺点目标,其次考虑了像控点的测量。选刺的点应满足的条件为:
(1)选择最清楚的刺点目标点,目标点的实地辨认精度不大于5 cm。
(2)细小线状地物(小路、田埂)交叉中心或边沿拐角,拐角应交角均良好,在30°~150°范围内。
(3)影像大小在0.4 mm以内的点状地物中心,点位一般选在局部高程变化较小的地方。实施刺点时,在满足刺点目标要求的前提下,同时根据配置的仪器设备考虑联测方案,尽可能使联测方便顺利,观测不受影响。 3.3 像控点测量
像控点测量采用广东省连续运行参考站(JXCORS)测量,共观测像控点478 个。仪器采用采用华测X91 GPS流动站双频接收机8台,(1)测区坐标系统转换参数的求解进行RTK观测前,首先进行了测区坐标系统转换参数的求解。在1∶10000成图范围周边及成图范围内选取了分布相对均匀的7个四等GPS点,根据其已知平差后的北京54坐标,求解出测区的转换参数。运用七参数法进行转换参数的求解。
(2)首次观测开始前,建立项目和坐标系统管理,接着手簿和手机进行连接,用蓝牙技术连接接收机和手簿、通过手机接入JXCORS、使用CORS测量像控点等。在以后的测量中,为了保证各参数输入的正确,只进行项目的建立,参数输入均选择复制。
(3)CORS测量的精度检验
(1)在采用CORS测量像控点开始之前,按计划首先进行了测试检验,测试检验共观测了基础控制点4个。有关RTK测试精度
(2)每天在开始观测像控点前,都与基本控制点进行检测比较,平面与高程较差符合要求后,才进行像控点的联测。像控点观测过程中,共检测了27个基础控制点,用检测点平面坐标互差计算的平面中误差为±2.5 cm,用检测点高程互差计算的高程中误差为±3.3 cm。
4.CORS在像控点测量应用中的优劣分析
4.1 优势方面
1)系统可以全天候作业,不受视线影响。点位精度分布均匀,每个点的误差均为随机产生的,不像传统测量那样产生误差累积,成果可靠,精度较高,能达到厘米级的精度。
2)现场作业比较简单,工作效率高。传统的像控点测量方法是导线测量,由于航测面积较广,地形复杂等因素,这种作业工作量大,周期长且相当艰苦。使用CORS 技術进行工程放样不用转点,不用搬站,实时提供点位3维坐标及其精度。
3)内业计算工作量小,资料整理便捷,可实现任意分批提供资料,缩短作业周期。目前像控点测量多采用传统RTK技术进行测量,但基准站搬站耗时,每个基站覆盖的范围有限。CORS 技术作业以点为单位,不存在传统RTK的搬站和基站的覆盖问题,独立点的坐标成果可以独立提供,也使内业工作组织更加灵活。
4.1劣势方面
1)复杂地形下,容易造成卫星信号失锁,需要进行重新连接。
2)卫星状态的PDOP 值对RTK 的进度有一定影响,PDOP值过大将会导致仪器不能正常工作。
3)基准站不是很稳定,特别是中午13:00到15:00之间很难连接,尽量避开在此时间段作业.
5 结束语
总之,随着全国的连续运行参考站的陆续建立,CORS技术必将应用于工程测量的方方面面,均能极大地提高生产效率和产品精度。随着网络RTK定位技术的不断改进,CORS测量以其精度高、速度快、通用性强以及经济效益好等优势,必然会在整个测绘领域得到更为广泛的应用,占据越来越重要的位置。
参考文献
[1]王之卓.摄影测量原理[M ].武汉:武汉大学出版社
[2]魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2004
[3]张勤,李家权.GPS测量原理及应用.北京:科学出版社,2005
[4]徐绍铨,张华海,杨志强等.GPS测量原理及应用.武汉:武汉大学出版社,2001
[5]孔祥元,梅是义.控制测量学[M ].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
(作者单位:湖北皓林规划勘测有限公司)
关键词:CORS;航测;像控点;测量
1 引言
传统的GPS测量方法是:基准站+移动站,即在高等级控制点上按极坐标测量方式测定,高程采用图根水准或三角高程测量方式测定,有些生产单位也用RTK技术进行像控点测量,但存在着搬移基站与基准站覆盖范围等问题,随着GPS技术应用的日益广泛,各种用途的连续运行参考站系统(CORS)相继建成,以永久性的监测网(站)系统以及各类广域差分系统为代表的GPS参考站已逐步在广阔的大陆上覆盖成区域甚至全球性的网络。
2.CORS作业模式的操作
华测的GPS 接收机完全兼容所有CORS 系统,我们接入当地CORS 系统就要做一下准备:1.手机卡一张,并开通GPRS流量。2.从当地CORS 系统管理部门获取IP 地址、端口号、源列表、用户名和密码等信息;3.GPS仪器设置与连接CORS操作
2.1测量
移动站在固定状态下就可以进行测量了,打开测地通,【测量】->【点测量】,在实际作业过程中,一般都采用当地坐标,在移动站得到固定解进行测量时,手簿“测地通”里所记录的点是未经过任何转换得到的平面坐标。
2.2计算参数
参与点校正的控制点一定要分布合理,最好能覆盖整个测区,避免短边控制长边。假设测区内有 K4、K5、K7 三个已知点具有地方坐标。
K4 X:3846323.456 Y:471415.201 h:116.345
K5 X:3839868.970 Y:474397.852 h:109.932
K7 X:3840713.658 Y:473917.956 h:108.419
确定坐标系统:打开测地通,【配置】【坐标系管理】,根据已知点选取所需要的坐标系,一般来说地方坐标系也是用北京54椭球,主要是修改中央子午线,而【基准转换】、【水平平差】、【垂直平差】都无需设置,当点校正后参数将自动保存到此处。
新建保存任务:打开测地通,【文件】->【新建任务】,命一个文件名,选择跟已知点相匹配的“坐标系统”,点击【确定】,再打开【文件】->【保存任务】【键入】->【点】,输入已知点k4坐标,控制点打上勾,点击【保存】,再继续输入k5、k7已知点,【保存】。
点校正:测量已知点,找到K4、K5、K7的实地位置,选择【测量】->【测量点】,测量出三个点的坐标,分别命名为K4-1、K5-1、K7-1,三个点必须在同一个BASE下,测量后开始進行点校正。
校正方法:【测量】【点校正】点击增加,在网格点名称和GPS点名称两项控件里分别选中已知当地平面坐标K4和实测的WGS84坐标K4-1,校正方法选中“水平和垂直”。重复点击增加,加入校正点K5、K7和K5-1、K7-1,点
计算得出校正参数,再点击确定完成校正。
注意:有三个或以上控制点参与平面“点校正”后才有水平参差,水平参差一般不要大于0.015m;有四个或以上的控制点参与垂直“点校正”后才有垂直参差,垂直参差一般不要大于0.02m。点校正结束,就可以直接进行测量,【测量】->【测量点】
新建保存任务:打开测地通,【文件】->【新建任务】,命一个文件名,选择跟已知点相匹配的“坐标系统”,点击【确定】,再打开【文件】->【保存任务】
保存好任务之后,点击【测量】->【点测量】,就可以进行测量工作了。
3. CORS在像控点测量中的应用
该测区位于广东省广州市珠江流域(黄埔至虎门)段,以下简称狮子洋。共要测量约500个像控点。整个测区属于平原地区,其中河边以平原为主,城区内建筑物较多,其他地区以厂房,码头为主,地形较为复杂,交通不便,通视条件不好,部分地方有军事基地。
测区控制资料为我单位前期库区测量中的GPS资料,已知资料为广东省C级GPS网数据,高程基准为1985国家高程基准,测区内均匀分布有国家一等水准点。
3.1 像控点布设
根据以上的基本要求,本测区的像控点布设进行了以下的具体
(1)在狮子洋航摄像控点测量中,无论平地或丘陵,像控点布设均采用区域网布点,每一区域航线数不大于6条,航线相邻平高控制点不超过4条基线,在布设过程中既考虑区域的划分又考虑区与区的连接,使整个测区布设的像控点成为一个有机的整体,同时将所有像控点布设为平高点,为内业加密带来了灵活性。整个测区外业共布设像控点6个区块。
(2)区域与区域之间像控点统一布设,保证有足够的重叠,使控制的区域不产生裂缝。
(3)旁向重叠过小,相邻航线的点不能公用时,进行分别布点,两点裂开的距离均小于1 cm。
3.2 像控点的选刺
像控点采用一人刺点,一人检查,并对所选刺点的像片影像、像片条件进行核实,像控点选刺时优先考虑刺点目标,其次考虑了像控点的测量。选刺的点应满足的条件为:
(1)选择最清楚的刺点目标点,目标点的实地辨认精度不大于5 cm。
(2)细小线状地物(小路、田埂)交叉中心或边沿拐角,拐角应交角均良好,在30°~150°范围内。
(3)影像大小在0.4 mm以内的点状地物中心,点位一般选在局部高程变化较小的地方。实施刺点时,在满足刺点目标要求的前提下,同时根据配置的仪器设备考虑联测方案,尽可能使联测方便顺利,观测不受影响。 3.3 像控点测量
像控点测量采用广东省连续运行参考站(JXCORS)测量,共观测像控点478 个。仪器采用采用华测X91 GPS流动站双频接收机8台,(1)测区坐标系统转换参数的求解进行RTK观测前,首先进行了测区坐标系统转换参数的求解。在1∶10000成图范围周边及成图范围内选取了分布相对均匀的7个四等GPS点,根据其已知平差后的北京54坐标,求解出测区的转换参数。运用七参数法进行转换参数的求解。
(2)首次观测开始前,建立项目和坐标系统管理,接着手簿和手机进行连接,用蓝牙技术连接接收机和手簿、通过手机接入JXCORS、使用CORS测量像控点等。在以后的测量中,为了保证各参数输入的正确,只进行项目的建立,参数输入均选择复制。
(3)CORS测量的精度检验
(1)在采用CORS测量像控点开始之前,按计划首先进行了测试检验,测试检验共观测了基础控制点4个。有关RTK测试精度
(2)每天在开始观测像控点前,都与基本控制点进行检测比较,平面与高程较差符合要求后,才进行像控点的联测。像控点观测过程中,共检测了27个基础控制点,用检测点平面坐标互差计算的平面中误差为±2.5 cm,用检测点高程互差计算的高程中误差为±3.3 cm。
4.CORS在像控点测量应用中的优劣分析
4.1 优势方面
1)系统可以全天候作业,不受视线影响。点位精度分布均匀,每个点的误差均为随机产生的,不像传统测量那样产生误差累积,成果可靠,精度较高,能达到厘米级的精度。
2)现场作业比较简单,工作效率高。传统的像控点测量方法是导线测量,由于航测面积较广,地形复杂等因素,这种作业工作量大,周期长且相当艰苦。使用CORS 技術进行工程放样不用转点,不用搬站,实时提供点位3维坐标及其精度。
3)内业计算工作量小,资料整理便捷,可实现任意分批提供资料,缩短作业周期。目前像控点测量多采用传统RTK技术进行测量,但基准站搬站耗时,每个基站覆盖的范围有限。CORS 技术作业以点为单位,不存在传统RTK的搬站和基站的覆盖问题,独立点的坐标成果可以独立提供,也使内业工作组织更加灵活。
4.1劣势方面
1)复杂地形下,容易造成卫星信号失锁,需要进行重新连接。
2)卫星状态的PDOP 值对RTK 的进度有一定影响,PDOP值过大将会导致仪器不能正常工作。
3)基准站不是很稳定,特别是中午13:00到15:00之间很难连接,尽量避开在此时间段作业.
5 结束语
总之,随着全国的连续运行参考站的陆续建立,CORS技术必将应用于工程测量的方方面面,均能极大地提高生产效率和产品精度。随着网络RTK定位技术的不断改进,CORS测量以其精度高、速度快、通用性强以及经济效益好等优势,必然会在整个测绘领域得到更为广泛的应用,占据越来越重要的位置。
参考文献
[1]王之卓.摄影测量原理[M ].武汉:武汉大学出版社
[2]魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2004
[3]张勤,李家权.GPS测量原理及应用.北京:科学出版社,2005
[4]徐绍铨,张华海,杨志强等.GPS测量原理及应用.武汉:武汉大学出版社,2001
[5]孔祥元,梅是义.控制测量学[M ].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
(作者单位:湖北皓林规划勘测有限公司)