淺談CORS系統(tǒng)在城鎮(zhèn)地籍調(diào)查中的應(yīng)用

圖布信巴圖

摘 要：城市連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）成為“空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”非常關(guān)鍵的組成部分，通過(guò)此系統(tǒng)可獲得各類空間的具體位置以及時(shí)間信息，包括與其相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化。我們通過(guò)大力建設(shè)若干永久性連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，來(lái)提供國(guó)際通用各式的基準(zhǔn)站站點(diǎn)坐標(biāo)和GPS測(cè)量數(shù)據(jù)，以最大程度的滿足各類不同的行業(yè)用戶對(duì)精度定位，快速和實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航的需求，同時(shí)，及時(shí)地滿足城市規(guī)劃、國(guó)土測(cè)繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多種現(xiàn)代化信息化管理的社會(huì)要求。文章擬就CORS系統(tǒng)在城鎮(zhèn)地籍調(diào)查中的應(yīng)用做一些探討。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng)；RTK；城鎮(zhèn)地籍調(diào)查

引言

CORS系統(tǒng)具有的實(shí)時(shí)性、高精度性，給測(cè)繪行業(yè)傳統(tǒng)的作業(yè)方式帶來(lái)巨大的改變。但在實(shí)際應(yīng)用中，還有很多問(wèn)題需要我們?cè)诠ぷ髦胁粩嗵剿鳎偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步形成CORS系統(tǒng)規(guī)范的作業(yè)方法及精度指標(biāo)。

1 CORS的分類

1.1 單基站系統(tǒng)

單基站系統(tǒng)即只有一個(gè)運(yùn)行站，這個(gè)運(yùn)行站必須是連續(xù)運(yùn)行的。就類似于1+1模式的RTK，也就是說(shuō)把所有的基準(zhǔn)站替換成一個(gè)連續(xù)工作的基準(zhǔn)站，同時(shí)在基準(zhǔn)站上安裝一個(gè)控制實(shí)時(shí)監(jiān)控的軟件，實(shí)現(xiàn)及時(shí)存儲(chǔ)于發(fā)送數(shù)據(jù)的任務(wù)。

1.2 多基站系統(tǒng)

多基站系統(tǒng)即在一定的區(qū)域內(nèi)具有不止一臺(tái)的觀測(cè)站點(diǎn)，是同時(shí)多臺(tái)連續(xù)運(yùn)行的，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是有多個(gè)單基站系統(tǒng)組合而成，由統(tǒng)一的中央控制器控制，使這多個(gè)單基站發(fā)揮團(tuán)體合作的作用。開(kāi)始運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)是運(yùn)用分布比較均勻的CORS系統(tǒng)進(jìn)行單站式控制，用戶站則從其中一個(gè)參考站的區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)參考站區(qū)域，即多參考站RTK。比如，基準(zhǔn)線精度在3cm之內(nèi)，就必須要在一定的區(qū)域進(jìn)行布設(shè)參考點(diǎn)。因此，站與站之間的距離就應(yīng)小于30KM?；镜木扰c基線是呈反比例狀態(tài)，且分布不均勻，如果要按照具體的要求覆蓋整個(gè)區(qū)域，就必須要進(jìn)行多站點(diǎn)的建設(shè)。多站點(diǎn)RTK在精度上滿足測(cè)繪要求，但這需要資金支持。

2 CORS系統(tǒng)在地籍調(diào)查中的應(yīng)用

在對(duì)全國(guó)土地調(diào)查的城鎮(zhèn)地籍調(diào)查中，我們選擇使用了Leika公司建設(shè)的單基站CORS系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要針對(duì)圖根點(diǎn)控制測(cè)量，其具體優(yōu)勢(shì)如下：速度快，效率高，可節(jié)省人力成本；選點(diǎn)靈活、方便、余地大，能及時(shí)跟蹤土地的變更調(diào)查；布網(wǎng)層次減少，精度高，使測(cè)量誤差呈減小而均勻的分布趨勢(shì)。

3 需要注意的問(wèn)題以及解決方法

在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，會(huì)碰到很多問(wèn)題。如基站的設(shè)置，通信系統(tǒng)信號(hào)的強(qiáng)度，以及在觀測(cè)時(shí)的天氣情況和周邊環(huán)境狀況，包括地表沉降等很多方面的問(wèn)題。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)提出如下解決方法：

3.1 儀器設(shè)置問(wèn)題

首先，要嚴(yán)格對(duì)儀器參數(shù)的變化進(jìn)行檢查，看儀器硬件是否出現(xiàn)損壞。為了確保準(zhǔn)確，可同時(shí)使用兩臺(tái)儀器對(duì)獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩臺(tái)儀器都不能同時(shí)運(yùn)行時(shí)，及時(shí)與CORS系統(tǒng)的服務(wù)中心取得聯(lián)系并及時(shí)找到處理方法。

3.2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)問(wèn)題

（1）首先要對(duì)SIM卡進(jìn)行檢查：看是否有接觸不良或損毀現(xiàn)象，以及其它狀況。（2）其次，要進(jìn)行信號(hào)測(cè)試，確定是否有信號(hào)，可到其他工作區(qū)進(jìn)行測(cè)試或者用手機(jī)APP進(jìn)行測(cè)試穩(wěn)定性。還可在測(cè)區(qū)外圍進(jìn)行全站儀導(dǎo)線控制點(diǎn)的布設(shè)，然后在控制點(diǎn)上設(shè)置基準(zhǔn)站，經(jīng)過(guò)比較、分析，對(duì)該區(qū)域的CORS參數(shù)重新設(shè)置。（3）詳細(xì)檢查軟件和硬件的設(shè)置，嚴(yán)格檢測(cè)配置集，觀察用戶名的狀態(tài)，同時(shí)要隨時(shí)查看作業(yè)區(qū)域的星歷預(yù)報(bào)成果等；而對(duì)于一部分長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用網(wǎng)絡(luò)RTK的，則需要進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)格的實(shí)測(cè)檢查。

3.3 CORS高程系統(tǒng)影響

地表沉降產(chǎn)生的誤差是在所難免的，這屬于系統(tǒng)允許存在的誤差，如若超出誤差范圍就要進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法主要有：（1）在一定的時(shí)期要對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量以及大地控制測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于轉(zhuǎn)換參數(shù)要及時(shí)進(jìn)行重新修訂，同進(jìn)要將轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)據(jù)與測(cè)繪基礎(chǔ)圖的數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行比較，以找出現(xiàn)勢(shì)性最優(yōu)的測(cè)繪數(shù)據(jù)。這種方法具有精度高的優(yōu)點(diǎn)，但也具有工作量大的缺點(diǎn)。（2）在進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，CORS系統(tǒng)需要運(yùn)用先進(jìn)的校正參數(shù)，才能使新的測(cè)繪數(shù)據(jù)與原來(lái)的基礎(chǔ)測(cè)繪圖數(shù)據(jù)統(tǒng)一一致，與此同時(shí)，才能確保測(cè)繪成果的最優(yōu)利用。在上述兩種方法中，（1）中是通過(guò)系統(tǒng)獲得的基礎(chǔ)圖高程數(shù)據(jù)，再將實(shí)測(cè)高程轉(zhuǎn)換為沉降后的高程上來(lái)，以此來(lái)保證基礎(chǔ)圖的現(xiàn)勢(shì)性。由于兩期的基礎(chǔ)高程數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)果一不至，所以在重新進(jìn)行基礎(chǔ)圖的利用時(shí)，就需要對(duì)高程數(shù)據(jù)進(jìn)行重新采集。這樣對(duì)于建設(shè)規(guī)劃部門的規(guī)劃工作是不利的，尤其是在建設(shè)周期較長(zhǎng)的項(xiàng)目中更不適用。后一種方法，即方法（2）是在一定的期間不進(jìn)行高程測(cè)繪成果的修訂，將新測(cè)的高程測(cè)繪成果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換至現(xiàn)勢(shì)性比較好的基礎(chǔ)圖。此程方法在確保了基礎(chǔ)圖的高程成果在一定的程度一定的期間不會(huì)產(chǎn)生變化，這樣對(duì)于城市測(cè)繪成果的可持續(xù)性利用起到了很好的穩(wěn)定作用。

4 CORS系統(tǒng)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的應(yīng)用的精度分析

4.1 圖根點(diǎn)測(cè)量的精度分析

以某地的城鎮(zhèn)地籍測(cè)量為例，此工程中運(yùn)用了樓房建筑、主要街區(qū)街道RTK-GPS與CORS系統(tǒng)相連接的方法進(jìn)行布點(diǎn)，總共布設(shè)了埋石圖根點(diǎn)197個(gè)，面市臨時(shí)圖根點(diǎn)大約500個(gè)。在通過(guò)運(yùn)用全站儀對(duì)埋石圖根點(diǎn)做坐標(biāo)對(duì)比檢查時(shí)，只發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)RTK圖根點(diǎn)的誤差略有超限。經(jīng)分析，主要原因是點(diǎn)位置距離高壓線比較近，受到強(qiáng)電磁場(chǎng)的影響，對(duì)兩點(diǎn)進(jìn)行刪除。再對(duì)其它的相鄰埋石圖根點(diǎn)進(jìn)行100條邊的對(duì)照、檢查后，可發(fā)現(xiàn)最小的誤差為0，最大誤差為4cm，且誤差分布情況較均勻。

4.2 界址點(diǎn)測(cè)量的精度分析

按《地籍調(diào)查規(guī)程》（TD/T 1001-2012）的要求，界址點(diǎn)精度一般分為解析界址點(diǎn)精度和圖解界址點(diǎn)精度，我們一般談?wù)摰慕缰伏c(diǎn)精度指的前者。規(guī)程將解析界址點(diǎn)精度分為三級(jí)，其中一級(jí)±0.05米、二級(jí)±0.075米、三級(jí)±0.10米。

（1）邊長(zhǎng)檢查：在《地籍測(cè)量規(guī)程》中規(guī)定，相鄰界址點(diǎn)間距中誤差為±5cm（一級(jí)）是衡量地籍圖精度的重要指標(biāo)。為此，我們按照每幅圖（比例尺1：500）不少于5%的數(shù)據(jù)，將實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)與坐標(biāo)反算的邊長(zhǎng)進(jìn)行比較，超過(guò)兩倍的中誤差（允許±5cm）占檢測(cè)邊長(zhǎng)總數(shù)的0.5%，超限的原因?yàn)椴杉c(diǎn)位位于屋檐下、樹(shù)林邊、高大建筑物等有遮擋的環(huán)境，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK的正常作業(yè)所致。（2）散點(diǎn)檢查：界址點(diǎn)是地籍管理的重要數(shù)據(jù)，其坐標(biāo)準(zhǔn)確性，直接關(guān)系到宗地的權(quán)屬和位置，影響到土地使用者的切身利益。《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》規(guī)定我國(guó)宗地界址點(diǎn)相對(duì)鄰近圖根點(diǎn)點(diǎn)位中誤差不超過(guò)±5cm（一級(jí)）。

我們?cè)?7個(gè)社區(qū)，按照每幅圖（比例尺1：500）不少于20點(diǎn)進(jìn)行了抽樣檢查，檢測(cè)界址點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差。方法為：將RTK采集的細(xì)部點(diǎn)與全站儀采集的細(xì)部點(diǎn)進(jìn)行三維坐標(biāo)（XYZ）比對(duì)。超過(guò)±5cm，小于±10cm的界址點(diǎn)數(shù)量為4%左右。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，造成RTK數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因，一是偏離鉛垂線；另一個(gè)是RTK信號(hào)漂移。

5 結(jié)論和建議

單基站CORS系統(tǒng)適用于小城市和縣、鎮(zhèn)。隨著基站之間距離的增加，誤差也會(huì)隨之增加，所以CORS系統(tǒng)需要慢慢建立。當(dāng)前，我國(guó)以各省、區(qū)（市）作為區(qū)域單元設(shè)立了很多CORS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮著很重要的作用。伴隨我國(guó)城市建設(shè)速度的加快，對(duì)GPSC、D、E級(jí)控制點(diǎn)的破壞非常大，通常在五到八年間就需要重新布設(shè)一次，而對(duì)于布設(shè)在路面的圖根控制點(diǎn)來(lái)說(shuō)，一二年就基本不存在了。隨著CORS基站的不斷建設(shè)和連續(xù)運(yùn)行，便形成了一個(gè)以永久基站為控制點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。所以，可以利用已建成的CORS系統(tǒng)對(duì)外開(kāi)發(fā)使用，收取一定的費(fèi)用，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)各地的投入和實(shí)際情況制定。當(dāng)然它的社會(huì)效益也是十分重要的。

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