浅议单基站CORS系统地籍测量精度

【摘　要】单基站CORS系统适用于面积较小的市、县，并且随着距基站距离的增加，误差会逐渐增大，因此网络CORS系统正在逐渐兴建。目前在全国各地以省或地区为区域单位已建立了许多网络CORS系统。无论是单基站CORS系统，还是网络CORS系统，都在测绘领域发挥越来越重要的作用，预计最近5年内CORS系统会遍布全国各地。由于CORS系统的出现，今后的测量方式、方法和测量效率也会发生巨大的变化，这是一场测量技术的重要革命。

【关键词】CORS系统；RTK；精度；误差

1.CORS的概念

连续运行卫星定位服务系统是现代GPS的发展热点之一。CORS系统将网络化概念引入到了大地测量应用中,该系统的建立不仅为测绘行业带来深刻的变革,而且也将为现代网络社会中的空间信息服务带来新的思维和模式。连续运行参考站系统可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位,伪距),各种改正数、状态信息,以及其他有关GPS服务项目的系统。由于传统的RTK技术需要有测区附的控制点的点位数据.针对当前项目需要架设基准站.以及考虑到初使化时间,改正模型等各方面的因素,CORS系统的建立对于大中城市的基础测绘来说是实用且经济的。

2.CORS的分类

2.1单基站系统,就是只有一个连续运行站

类似于一加一的RTK,只不过基准站由一个连续运行的基准站代替,基准站上有一个控制软件实时监控卫星的状态,存储和发送相关数据。

2.2多基站系统

分布在一定区域内的多台连续观测站,每一个观测站都是一个单基站,同时每一个单基站还有一个中央控制计算机控制。

最初的网络RTK是利用分布较为均匀的连续运行参考站(CORS)进行单站控制,用户站从一个参考站的有效精度范围进入另一个参考站的精度范围,严格意义上讲是多参考站常规RTK,如果要使基线精度优于3厘米,需要在一个区域内密集的布设参考站,站间距离应小于30km。精度随着基线的增长而衰减,且分布不均匀,如果要求按一定精度覆盖整个区域,需要架设较多的参考站。多参考站常规RTK模式虽然在一个较大范围内满足了精度要求,但需要的投资也是巨大的。

3.CORS系统在地籍测量中的应用

在全国第二次土地调查中,常州市城镇地籍测量利用了Leika公司建立的单基站CORS系统对图根点进行了测量,体现以下几方面优点:

（1）对图根点测量速度快、效率高,并且节省人工。

（2）图根点选点灵活、适当,随机性强。

（3）减少测区布网层次,图根点精度较高并且均匀。

相对于细部测量而言,则体现以下优点:

（1）采集点灵活,效率高。

（2）采集点精度高,误差均匀。

4.注意事项

利用CORS系统的RTK测量图根点和细部点虽然具有上述优点,但由于RTK所采集的各点均为独立观测,缺乏必要的检核条件。另外,RTK由于信号漂移、多路径误差、载波相位整周数计算有误、信号临时被遮挡等原因,有时会出现“飞点”现象,即屏幕上显示满足精度要求的双差固定解,而实际所测坐标值是错误的,有的差十几厘米,有的差到几米,有的差更大。因此在实施过程中应该注意如下事项:

4.1对图根点的测量应进行必要的检核

图根点作为施测细部点的已知点应保证准确无误,因此,应该对所测得图根点进行100%的检查。具体检查方法可按下面四种方式:

（1）量边检查,即利用全站仪对相邻RTK图根点测量平距,将其与RTK相邻图根点坐标反算距离相比较,以发现粗差或错误,然后将粗差或错误的RTK点重测。

（2）利用不同时间段分别采集数据,将其不同时间段采集的数据进行比对,以发现粗差或错误所在。

（3）利用两台RTK同时进行采集,将两台RTK采集的数据进行比对,以发现粗差或错误所在。

（4）在全站仪施测细部点时,建站后利用全站仪施测定向点的坐标与RTK施测的坐标进行比对而加以检核。《工程测量规范》(GB50026-2007)对RTK图根点的要求采用的是第二种方式。

4.2对细部点测量应进行一定数量的抽检和图面巡检

由于细部点数量较大,不可能每个点都做检验,只能对每个街坊抽出一定数量的点进行检验。一般检验的方法有两种:一是采用RTK重新对该点进行采集,进行坐标比对;二是采用钢尺丈量相邻细部点的边长进行相对误差检查。为了提高地籍图的精度,要进行100%的图面巡视检查,将权属调查时勘丈的界址边长与坐标反算边长进行比对,以查验粗差。

5.CORS系统在城镇地籍测量中的应用的精度分析

5.1图根点测量的精度分析

在常州市城镇地籍测量中,在楼房建筑区及主要街道采用RTK-GPS与CORS系统连接,共施测埋石图根点197个,临时图根点约500个。采用全站仪对埋石图根点进行量边比对检查,发现2个RTK图根点存在粗差,分析其原因,主要所选点距高压线较近,受电磁场影响较大,因此对该点进行剔除。对其它相邻埋石图根点进行了103条边的检查,发现最小误差为0.0cm,最大误差为4.0cm,中误差为±1.1cm。误差分布与所占比例详细情况见表2相邻埋石图根点边长检测表。从表2中可以看出小于2.0cm的误差占70.9%,大于3.0cm的误差进占11.6%,所有埋石图根点的误差均小于±5cm,完全满足《第二次全国土地调查技术规程》(TD/T1014—2007)相关技术要求。对临时图根点采用测站定向检查方法,未做详细技术统计。

5.2对细部点测量的精度分析在常州市城镇地籍测量中，对细部点按量边和打点两种方式进行了抽样检查，量边的数量一般每个街坊不少于20条，宗地数量多的可多量些

将外业实地检测的边长与内业坐标反算的边长进行比较，超过2倍中误差（10厘米）的视为粗差，对于与粗差相关的边和点到实地查找原因进行更正。对每个检查过的街坊计算距离中误差。全测区共进行边长勘丈检查18个街坊，检查结果主要参数见表3细部点检查精度统计表的右栏。作业小组对界址边检查的同时，对街坊内的界址点或地物点也进行了抽样检查，在每个街坊内有选择的（均匀分布）抽取不少于20个点进行坐标检查。将外业检测的坐标与原测的坐标进行比较，计算外业观测的点位误差。超过2倍点位中误差（10厘米）的视为粗差，对于粗差的点位利用RTK到外业重新采集进行更正。对每个检查过的街坊计算点位中误差。全测区共进行坐标点位外业实地检查17个街坊。无论是点位检查,还是量边检查,利用RTK测量的细部点与常规设备全站仪测量的细部点情形相似,粗差个数在4%左右,分析粗差存在的原因主要有两点。一是RTK置中误差，即RTK的相位中心和点位中心不在同一铅垂线上（主要原因）；二是由于RTK信号漂移等引起的飞点（个别点现象）。抛开粗差后，计算的点位中误差和边长中误差均满足《第二次全国土地调查技术规程》（TD/T1014—2007）相关技术要求，并且精度略高于常规测量方法，因此该方法行之有效。

【参考文献】

［１］徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民．GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版社，2004年修订版.

［２］国家建设部，CJJ8—99城市测量规范[S].