单基站CORS系统在城镇地籍测量中的精度分析

　　摘要：目前，单基站CORS系统在城镇的测量领域中正在得到逐步普及，尤其对城镇地籍测量提供了更广泛的应用前景。本文以盘锦市大洼县城镇地籍测量为例，对单基站CORS系统在城镇地籍测量中应用的范围、精度、优缺点及局限性等方面进行了论述，为国土资源及测绘部门提供参考。
　　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（ContinuousOperationalReferenceSystem，简称CORS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
　　（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）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，盘锦市大洼县城镇地籍测量利用了辽宁省水程测量有限公司建立的单基站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：
　　（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：
　　一是量边检查，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。
　　二是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。
　　三是利用两台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。
　　四是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。
　　（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
　　（1）图根点测量的精度分析
　　在盘锦市大洼县城镇地籍测量中，在楼房建筑区及主要街道采用南方RTK-GPSS86型（平面动态精度10mm+1ppm）与CORS系统连接，共施测埋石图根点197个，临时图根点约500个。采用南方NTS352全站仪(测距精度为2mm+5ppm，测角精度为2秒)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。
　　表2相邻埋石图根点边长检测表

　　（2）对细部点测量的精度分析
　　在盘锦市大洼县城镇地籍测量中，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，点位检查的主要参数见表3左栏。
　　表3细部点检查精度统计表
　　点位检查（17个街坊）量边检查（18个街坊）

　　从表3中可以看出,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。
　　6、CORS系统应用远景
　　由于单基站CORS系统使用方便，配置简单，成本低廉，因此广泛应用于城镇中的国土资源、城镇规划、农村土地规划等行业中。在农村土地规划中，CORS系统的优势越来越明显，作业人员只要携带一台流动站即可进行各种地籍要素和地形要素的采集，这对农村居民地规划测绘和地籍测量提供了极大的便利条件。目前许多城镇各行业部门均购置了单基站CORS系统。
　　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。辽宁省测绘局在近两年正在筹建辽宁省的网络CORS系统及其对辽宁省区域大地水准面的精化工作。
　　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。
　　
　　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].
　　[3]国家建设部，CJJ73—97全球定位系统城市测量技术规范[S].
　　[4]国家建设部，GB50026-2007工程测量规范[S].
　　[5]中华人民共和国土地管理行业标准，《第二次全国土地调查技术规程》（TD/T1014—2007）。