k浅析CORS系统在界址点测量实例应用论文_谢垂军

谢垂军

连平县国土资源局 广东连平 517100

摘要:文章在介绍 CORS系统组成的基础上,对 YXCORS系统的 RTK 测量精度进行了分析,探讨了 CORS技术应用于该项工作的可行性。文章详细CORS系统在界址点测量实例应用,在类似工程实践中具有一定的参考价值。

关键词:CORS技术;界址点测量;精度;控制

引言

随着 GNSS 技术的飞速进步,计算机网络和通信技术的飞速发展,地籍管理工作对权属界址点测量的精度要求越来越高,农村土地界址点测量是土地确权工作的重点之一。现代技术 CORS改变了传统测量作业模式,具有自动化程度高、成本低、定位精度高等优点,完全可以满足土地所有权确权界址点测量的精度要求。

连续运行卫星定位服务综合系统(CORS),由数据处理中心、基准站网、定位导航数据播发系统、数据传输系统、使用者应用系统五个部分组成,各个基准站数据经数据传输系统传输至数据处理中心,经数据处理中心解算后由定位导航数据播发系统分发给使用者。它是在一定区域内布设若干个 GNSS 连续运营基准站,对区域内 GNSS 定位误差进行整体建模,通过无线数据通讯网络向使用者发送定位信息。也就是说,CORS就是固定的永不断电的基站,能够全年 365 d,每天 24 h 连续不间断地运行,进行毫米级、厘米级、分米级、米级的实时、准实时的快速定位,以满足不同行业用户对不同精度定位要求的一种现代测绘技术,是区域内高精度、动态、三维坐标参考框架网建立和维护的一种手段。

1 CORS系统简介及精度检测

CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统等五部分组成。相较传统 RTK 测量而言,CORS系统具有全天候、实时观测、使用方便、作业效率高、定位精度高、无误差累积、可靠性强、扩大了有效作业范围等优点。YXCORS系统是全球首套基于北斗系统的三星网络 CORS系统,于 2013 年建成至今运行良好,在当地多个测绘地理信息项目中得到广泛的应用。

在 YXCORS系统全面投入项目使用前,对项目区域内系统的测量精度进行了检测。通过对测区内已有 7 个 GNSS C级网点和四等 GNSS 控制点测量,分别计算了平面坐标较差中误差和高程较差中误差,其精度满足相关规范对完成本次工作的要求。

2 CORS系统的应用

2.1 像控测量

按《广东省农村土地承包经营权确权登记颁证工作方案》的要求,勘测定界所需影像工作底图调查基本比例尺为1∶2 000。由开展此项工作的步骤可知影像工作底图(数字正射影像图)的生产是该项工作的关键性节点,它的生产周期与质量决定着整个工程的进度与质量。近年来,随着低空无人机航摄技术的不断成熟,在开展该类项目过程中,多数技术服务单位均采用该方式来获取工程区域的原始影像,而由低空无人机航摄的特点决定了生产正射影像图需要更多的像控点和检查点,因此快速而准确地获取像控点和检查点的坐标又成了正射影像图的关键。根据 CH/T 3006 -2011《数字航空摄影测量 控制测量规范》的要求,1∶2 000 数字正射影像图像控点平面位置中误差在平地、丘陵地不大于图上 ± 0. 12mm,在山地、高山地不大于图上 ± 0. 16 mm;平高控制点和高程控制点相对于临近基础控制点的高程中误差不应超过基本等高距的 1/10。

采用 CORS- RTK 测量像控点除了满足常规 RTK 控制测量的要求外,在该工程中还做了针对性的要求,主要体现在:必须采用三脚架架设仪器,量取仪高两次,较差不大于 3mm,仪高取两次量测结果的中数;测量时必须保证截止高度角 15°以上的卫星数不少于 6 颗,PDOP 值小于 4;每个像控点独立观测两次,每次观测前流动站均需重新初始化并得到固定解,每次的观测历元数不少于 20 个,采样间隔为 2 s,野外比对观测结果的差值,要求平面坐标较差不大于 2 cm,高程较差不大于 3 cm,满足要求时,取中数作为像控点的结果;当目标像控点的观测条件不能满足上述条件时,可在目标像控点的周围重新选取像控点,要求重新选择像控点的位置距目标像控点的位置不大于 100 m。

2.2 正射影像图数学精度检查

正射影像图制作完成后,需对提供使用的所有正射影像图全面检查,平面位置精度检测是其中重要的一项内容。1∶2 000数字正射影像图明显地物点的平面位置中误差要求为:平地、丘陵地不大于 1. 20 m;山地、高山地不大于 1. 60 m。点位的选择参照像控点的选择条件,按照像控点的测量要求进行观测。最终使用正射影像图上明显地物点的坐标与测量坐标的差值进行平面位置精度评定。

3 界址点测量实例

以某乡镇土地确权为例对 CORS定位技术进行论述,该乡镇属浅山丘陵地带,平均海拔 200 m ~ 3 000 m,平均气温21. 3 ℃,辖区内多为黄粘土,沙壤土,辖区 325. 392 km2,27 个行政村,436 个村民小组。由于土地确权工作任务重,时间紧,乡镇面积大,地块面积小,形状不规则,插花地多,界址点测量工作量巨大,采用 CORS作业,同常规 RTK 相比不需要每次架设基准站,免去了频繁搬站的工作和每次校点带来的误差,提高了工作效率和测量精度。CORS实施步骤如下:

1)连接设备进行仪器设置。此次作业使用的是 S86 型 GPS接收机。为了更好的使用 CORS网络,先把 GPS 接收机数据链改为网络模块,输入工程名字、选择需要的坐标系和中央子午线。

2)求取转换参数。GNSS 的工作基准是 WGS-84 坐标系统,而根据国家规程要求本次所有权确权采用的是 1980 年西安坐标系,在测量工作开始前必须求取二者的转换参数。在工作区域内,均匀选取三个以上同时具有 WGS-84 坐标系和 1980 年西安坐标系成果的控制点,通过转换软件求出该地区的转换参数。为提高转换参数的精度,求取转换参数时尽量均匀选取控制点,点校正后,应在不同的控制点上进行检查,误差满足规范要求方可使用。

3)点校正确认正确后,方可进行界址点采集。要提高界址点采集精度,采集时应采用固定解收敛至毫米级、水平精度(HRMS)小于 2 cm、垂直精度(VRMS)小于 5 cm 且稳定后开始测量;每次开始作业检测一个已知点或重复测量点来确认测量结果是否正确,检测点的点位较差应小于 5 cm;由于本区作业时间是夏季,植被比较茂盛,个别点位位于树下,GNSS 信号受到影响,为保证测量精度,采取 CORS加全站仪混合法测量,先在附近空旷地区用

CORS实测图根控制点,再用全站仪进行界址点测量。

4 CORS作业精度分析

为了检验 CORS在农村土地确权界址点测量的精度,假设区内原有采用静态观测方法施测的控制点成果误差为 0,采用 CORS系统对部分控制点进行检测,检测结果和原有成果进行对比,见表1。

由表1 可知,点位中误差为 0. 016 m,最大误差值 0. 030 m,最小误差值 0. 009 m。根据 TD/T 1001—2012 地籍调查规程要求,界址点中误差为 ±0. 05 m,限差 ±10. 0 cm,由此可见,CORS测量结果满足规范的要求。

5 结束语

本文结合案例,就 YXCORS系统在农村土地承包经营权确权登记颁证相关环节的生产做了详细说明,并通过对相关数据的分析,证明了 CORS技术在该项工作中应用的科学性与适用性。采用 CORS技术进行农村土地承包经营权确权登记颁证工作相关环节的生产,可实现单人作业,减少了成本支出;有效地避免了误差积累因素的影响,测量成果的可靠性大大提高;全天候、不受地形条件及天气的约束,大大提高了工作效率。需要说明的是任何技术都有其优势和局限性,对 CORS系统而言在局部区域不可避免地存在信号不好或接收不到信号的情况,很难获得固定解,因此需要配合其它技术手段进行测量。总之,CRS 技术在农村土地承包经营权确权登记颁证工作中起着及其重要的作用,在类似工程实践中具有参考意义。

参考文献:

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论文作者:谢垂军

论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期

论文发表时间:2018/10/31

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