CORS—RTK聯(lián)合全站儀在地形測量中的應(yīng)用

【摘要】伴隨當(dāng)前GNSS技術(shù)的日益成熟，以網(wǎng)絡(luò)RTK為基礎(chǔ)的CORS定位服務(wù)系統(tǒng)，在地形測繪與工程測量中得到廣泛運用。本文擬從CORS技術(shù)的定位原理出發(fā)，探究其在地形測量中的應(yīng)用，并針對復(fù)雜地區(qū)測繪時CORS信號遮擋的情況，提出CORS-RTK聯(lián)合全站儀聯(lián)合測繪的模式，對于提升地形測量的成果質(zhì)量與工作效率具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】CORS-RTK；全站儀；地形測量；精度分析

隨著GNSS定位技術(shù)與數(shù)字通訊技術(shù)迅猛發(fā)展，以GPRS/CDMA/3G/4G網(wǎng)絡(luò)為代表的數(shù)字通訊技術(shù)，為GNSS差分信號傳播，創(chuàng)造了便利條件。當(dāng)前國內(nèi)許多地區(qū)與城市，通過構(gòu)建覆蓋一定區(qū)域的CORS基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，為國土規(guī)劃、工程勘察、應(yīng)急測繪等諸多部門，提供了統(tǒng)一的空間框架基準(zhǔn)，拓展了傳統(tǒng)RTK差分定位的測繪范圍。

然而，在城市建筑復(fù)雜、地形起伏較大的地區(qū)，常發(fā)生CORS信號被遮擋或屏蔽的情況，難以利用CORS-RTK直接采集地形碎部點坐標(biāo)，此時可采用CORS-RTK圖根控制與全站儀碎部測量聯(lián)合作業(yè)的形式，綜合二者測繪優(yōu)勢，擴(kuò)大CORS網(wǎng)絡(luò)測繪的應(yīng)用范圍。

1 CORS地形測繪的工作原理

衛(wèi)星連續(xù)運行參考基準(zhǔn)站服務(wù)系統(tǒng)（CORS）是利用GNSS定位、數(shù)字無線通訊、空間數(shù)據(jù)處理等現(xiàn)代信息技術(shù)，通過構(gòu)建實時、高精、統(tǒng)一的測繪基準(zhǔn)框架，為測繪工程、氣象預(yù)報、國土調(diào)查、水利建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等多行業(yè)部門提供導(dǎo)航授時、坐標(biāo)定位等綜合性服務(wù)。

從CORS定位服務(wù)系統(tǒng)的組成分析，CORS構(gòu)架主要由GNSS運行參考站網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸模塊、控制中心模塊和用戶終端模塊組成。GNSS參考站24小時連續(xù)實時接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文等信息，然后通過LAN傳輸至參考站主控室，再由各主控室利用數(shù)據(jù)傳輸模塊上傳至系統(tǒng)控制中心，經(jīng)控制中心對各參考站采集對衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，建立電離層、對流層觀測模型；以VRS技術(shù)為例，用戶終端利用GPRS/CDMA/3G/4G無線通信數(shù)據(jù)鏈接入VPN網(wǎng)絡(luò)后，上傳自身GGA概略坐標(biāo)后，由CORS控制中心在用戶終端附近虛擬出臨時參考站，并將臨時參考站坐標(biāo)改化、載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)，依托無線通信數(shù)據(jù)鏈播發(fā)至CORS-RTK流動站終端，降低電離層、對流層模型影響，提高待定點位的實時差分定位精度。

盡管CORS系統(tǒng)具有無縫覆蓋、實時測繪、精度統(tǒng)一等特點，但在實際地形測繪中，由于流動站既要接收GNSS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，又要接收參考站數(shù)據(jù)，因此在高壓線、大面積水域、建筑密集區(qū)等信號較差區(qū)域進(jìn)行測繪時，由于多路徑效應(yīng)或信號屏蔽影響，因而難以開展碎部點位信息實時采集。

2 GPS-RTK聯(lián)合全站儀在地形測繪中的應(yīng)用探究

開展地形測繪工作時，針對部分建筑密集區(qū)衛(wèi)星信號遮蔽的實際情況，本文從地形測繪實例出發(fā)，擬采用CORS-RTK和全站儀聯(lián)合測繪，并以全站儀測繪的邊長與點位精度為基準(zhǔn)，對比分析CORS-RTK的測繪精度，探究其在地形測繪中的應(yīng)用效果。

某地為做好年度內(nèi)集體土地確權(quán)頒證，加強集體土地、建設(shè)用地等數(shù)字管理工作，現(xiàn)需測繪1：1：1000地形圖，其中建制鎮(zhèn)建成區(qū)與村落按照1：500比例尺進(jìn)行全要素采集。由于土地確權(quán)頒證測圖工期較為緊張，擬引入CORS-RTK觀測技術(shù)推進(jìn)工程測圖進(jìn)度，以覆蓋測區(qū)的4個高等級GPS控制點為基礎(chǔ)，求解該區(qū)域系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)（布爾莎七參數(shù)），轉(zhuǎn)換殘差（點位較差及高程）均小于3cm。實際測繪時，對于空曠區(qū)1：1000地形圖以CORS-RTK形式直接采集耕地界址信息；建制鎮(zhèn)建成區(qū)與村落地區(qū)，則采用CORS-RTK圖根控制與全站儀聯(lián)合作業(yè)的形式，首先在主干街道布設(shè)圖根控制點，然后架設(shè)全站儀進(jìn)行實地采集，圖根控制測量時每點獨立觀測2次，每次觀測時長不低于30s，點位較差小于3cm、高程較差小于5cm時取兩次觀測均值為圖根點實際坐標(biāo)值，CORS-RTK采集時點位觀測至少5s，以確保其坐標(biāo)采集的數(shù)據(jù)可靠性。

為檢驗CORS-RTK的數(shù)據(jù)觀測的精度，現(xiàn)選取TG01-TG06圖根控制點、C001-C025碎部點，利用全站儀進(jìn)行點位坐標(biāo)與邊長精度重復(fù)采集，以檢核與測定CORS-RTK測繪精度，并將其較差情況統(tǒng)計如下表所示：

3 結(jié)語

根據(jù)CORS-RTK觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，兩次RTK獨立觀測求均值、觀測時間延長得到的圖根點精度，略高于5s直接采集的碎部點精度，但從三維坐標(biāo)與邊長精度分析，二者差距并不顯著，因此觀測條件良好的情況下，CORS-RTK延長觀測情況對點位精度關(guān)聯(lián)度不顯著。但就CORS-RTK與全站儀觀測數(shù)據(jù)分析，點位平面與高程誤差均在2cm左右，完全滿足GB50026-2007《工程測量規(guī)范》與地形圖測量等相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，因此采用CORS-RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)，對維護(hù)地形測繪的坐標(biāo)框架與精度統(tǒng)一、提高外業(yè)測繪效率等方面，有一定的參考意義。

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