王 波，胡 歡，謝華莉

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074）

淺談HBCORS在農(nóng)村土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用

王 波1，胡 歡1，謝華莉1

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074）

簡要闡述了HBCORS系統(tǒng)及其原理，介紹了HBCORS系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用，并且與傳統(tǒng)作業(yè)方式進(jìn)行了比較，列舉了該技術(shù)的若干優(yōu)點(diǎn)及待改進(jìn)之處。

動(dòng)態(tài)GPS；HBCORS；網(wǎng)絡(luò)RTK；土地整理

土地整理是指在一定區(qū)域內(nèi)，根據(jù)土地利用總體規(guī)劃與土地整理專項(xiàng)規(guī)劃，對(duì)田、水、路、林、村等實(shí)行綜合整治，調(diào)整土地關(guān)系，改善土地利用結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)生活條件，提高土地利用率和產(chǎn)出率的行為。土地整理提高了耕地質(zhì)量，增加了可用耕地面積和城市發(fā)展可用地控制指標(biāo)。土地整理測繪項(xiàng)目是通過對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)及項(xiàng)目區(qū)外一定范圍內(nèi)的點(diǎn)、線、面狀地物及高程等的測繪，形成成果圖，為土地整理可行性研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。所以，更高效、更精確的土地測繪，可以為土地整理提供更好的信息保障與技術(shù)支持。

1 農(nóng)村土地整理測量項(xiàng)目簡介

以安陸市煙店等鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目為例，其主要工作流程如圖1所示。

安陸位于湖北省東北部，東經(jīng) 113°10′~113°57′，北緯 31°04′~31°29′之間，地勢(shì)北高南低，自北向南傾斜；北部為丘陵崗地層嵐秀出，南部為河谷平原，平疇沃野；東部丘陵起伏，西部巖壑幽深。

本次項(xiàng)目測區(qū)涉及煙店、孛畈、棠棣、木梓4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地形以丘陵為主，測區(qū)面積 135.7 km2。項(xiàng)目部配備Trimble 5800接收機(jī)2套、全站儀3套、標(biāo)尺6根、電腦 9 臺(tái)、車輛1部；人員共 13 人，分為2 個(gè)RTK小組與3 個(gè)全站儀小組。需要完成的工作量為全測區(qū)像控測量，1∶2 000 野外調(diào)繪，地形、地物補(bǔ)測，全野外高程點(diǎn)采集，數(shù)字化編輯成圖，單體斷面測量，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及資料整理。

2 HBCORS在農(nóng)村土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用

2.1 HBCORS簡介

圖1 土地整理主要流程圖

湖北省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Hubei continuously operating reference station，簡稱HBCORS）是通過建設(shè)一定數(shù)量的連續(xù)運(yùn)行全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）參考站，利用衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，向社會(huì)提供精確定位、實(shí)時(shí)定位和移動(dòng)目標(biāo)導(dǎo)航等空間位置信息的服務(wù)系統(tǒng)。HBCORS系統(tǒng)可以為全省諸多領(lǐng)域如氣象預(yù)報(bào)、地震監(jiān)測、車船導(dǎo)航定位、城市規(guī)劃建設(shè)、國土資源管理、水利電力、目標(biāo)跟蹤監(jiān)控、公安消防應(yīng)急、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測等提供高精度、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的位置信息服務(wù)，為全省經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

HBCORS系統(tǒng)提供全天候的網(wǎng)絡(luò)RTK和RTD數(shù)據(jù)服務(wù)，支持CMR、RTCM-SC104等多種差分?jǐn)?shù)據(jù)格式，同時(shí)具備VRS、FKP、MAC等多種差分算法，支持GPS、GLONASS雙星差分。

2.2 CORS網(wǎng)絡(luò)RTK在土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用

2.2.1 主要技術(shù)路線

CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)和用戶應(yīng)用系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)型RTK定位系統(tǒng)）5個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

圖2 CORS系統(tǒng)組成部分示意圖

開始測量時(shí)，建立測量項(xiàng)目，中央子午線設(shè)定為114°，選擇無投影無基準(zhǔn)模式，各項(xiàng)改正參數(shù)皆不使用。撥號(hào)簡表中選擇VRS模式，信號(hào)網(wǎng)絡(luò)使用中國移動(dòng)或者中國聯(lián)通皆可，而且可以根據(jù)實(shí)地的信號(hào)強(qiáng)弱有選擇性地調(diào)換，測量方式為RTK。一天的測量工作完成后，將原始測量數(shù)據(jù)（WGS84 格式）經(jīng)手簿導(dǎo)出，通過HBCORS在線基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換為需要的格式，北京1954坐標(biāo)系、西安1980坐標(biāo)系和國家 2000坐標(biāo)系均可以選擇。

2.2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)及精度分析

CORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK相比傳統(tǒng)RTK作業(yè)模式，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

1）改進(jìn)了初始化時(shí)間，擴(kuò)大了有效工作的范圍，移動(dòng)站的工作范圍不再局限于固定基站周邊范圍以內(nèi)；

2）采用連續(xù)基站，用戶可以隨時(shí)觀測，使用方便，提高了工作效率；

3）擁有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳，增強(qiáng)差分作業(yè)的可靠性；

4）用戶不需架設(shè)參考站，真正實(shí)現(xiàn)單機(jī)作業(yè)，降低了生產(chǎn)成本；

5）使用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通信方式，減少了噪聲干擾；

6）提供遠(yuǎn)程Internet服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；

7）擴(kuò)大了GPS在動(dòng)態(tài)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，更有利于車輛、飛機(jī)和船舶的精密導(dǎo)航；

8）為建設(shè)數(shù)字化城市提供了新的契機(jī)。

經(jīng)過系統(tǒng)測試，HBCORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK可達(dá)到的精度指標(biāo)為平面cm級(jí)別；高程經(jīng)由似大地水準(zhǔn)面精化參數(shù)處理之后，平地地形點(diǎn)精度≤3.9 cm，丘陵地形點(diǎn)精度≤15 cm。在測量開始前，我們專門以VRS模式下的RTK測量對(duì)12 個(gè)GPS控制點(diǎn)進(jìn)行了檢校測量，結(jié)果如表1所示。

表 1 網(wǎng)絡(luò)RTK測量結(jié)果與控制點(diǎn)成果對(duì)照表/m

經(jīng)檢驗(yàn)，平面值最大較差為2.1 cm，高程值最大較差為3.4 cm?？刂泣c(diǎn)點(diǎn)位分布如圖3所示。

圖3 GPS控制點(diǎn)點(diǎn)位分布圖

如果用戶在沒有無線信號(hào)覆蓋等無法登陸或獲取固定解的情況下，可以采取傳統(tǒng)靜態(tài)作業(yè)模式，或者快速靜態(tài)模式，采集點(diǎn)位數(shù)據(jù)，測量完成后將數(shù)據(jù)提交給HB CORS控制中心。HB CORS控制中心采用參考站觀測數(shù)據(jù)，聯(lián)合解算平差，達(dá)到聯(lián)測控制點(diǎn)的目的。

2.2.3 CORS網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用的優(yōu)劣分析

在安陸土地整理項(xiàng)目中，涉及到CORS RTK應(yīng)用的生產(chǎn)環(huán)節(jié)與其相應(yīng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要為：

1）航外像控測量。在HBCORS的網(wǎng)絡(luò)RTK方式下，不用再顧忌基站架設(shè)位置對(duì)布點(diǎn)位置信號(hào)強(qiáng)弱的影響，一般地勢(shì)較低的位置只要有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋皆可獲得固定解，初始化時(shí)間在網(wǎng)絡(luò)鏈接正常的情況下為5 s以內(nèi)；若遇到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)盲區(qū)，則可以靈活采用靜態(tài)或者快速靜態(tài)模式進(jìn)行觀測，精確坐標(biāo)數(shù)據(jù)以事后處理方式獲得。而HBCORS系統(tǒng)的全測區(qū)覆蓋使作業(yè)小組不再局限于小范圍內(nèi)活動(dòng)，更不需要反復(fù)重新架設(shè)基準(zhǔn)站，大大提高了工作效率。

2）地形地物補(bǔ)測。它是在航空攝影測量中，由于被樹影、云影遮蓋而未反映到圖上的地形或地物，也有可能是在航攝時(shí)間到調(diào)繪時(shí)間之間新增的地形地物，需要外業(yè)人員用輔助測量手段將其補(bǔ)充到成果圖上，以反映現(xiàn)狀的變化。

由于需補(bǔ)測的地形地物一般是隨機(jī)性出現(xiàn)的，沒有規(guī)律性，也比較分散，分布在項(xiàng)目測區(qū)接近130 km2的范圍內(nèi)，使用全站儀或者傳統(tǒng)RTK進(jìn)行補(bǔ)測的工作難度可想而知。再則，由于土地整理項(xiàng)目中居民地的測量具有特殊性（只測量外圍范圍），因此CORS系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)RTK就以它的靈活性便利性體現(xiàn)出了獨(dú)一無二的優(yōu)勢(shì)。

3）全野外高程數(shù)據(jù)采集。因?yàn)橥恋卣砻媾R著施工土方量的計(jì)算，所以測繪提供的成果圖上必須反映出精確度較高的地形信息和高程信息。經(jīng)檢測，航測成圖的高程成果難以滿足項(xiàng)目要求，所以我們需要完成測區(qū)范圍全野外實(shí)測高程的工作。

HBCORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK可以實(shí)現(xiàn)平面cm級(jí)精度，高程精度在平地地形≤3.9 cm，在丘陵地形≤15 cm，完全可以滿足土地整理的土方計(jì)算要求(滿足地形圖測量精度即可保證土方石施工量計(jì)算要求)。

本項(xiàng)目配備了全站儀組和RTK組進(jìn)行全野外高程實(shí)測工作，并且進(jìn)行了比對(duì)，無論是人員數(shù)量還是工作效率，網(wǎng)絡(luò)RTK都具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)，具體情況如表2所示。

表 2 網(wǎng)絡(luò)RTK與全站儀作業(yè)比對(duì)表

4）單體斷面圖的測量。它是基于局部施工的需要，對(duì)相關(guān)的溝、渠、路、橋、涵、閘、塘等比較復(fù)雜的局部地形進(jìn)行的細(xì)化測量。它可以提高圖面反映的信息密度，以便保障施工要求的測量工作，測量情況與地形地物補(bǔ)測情況類似，不再復(fù)述。

網(wǎng)絡(luò)RTK需要改進(jìn)的缺點(diǎn)也很明顯。以HBCORS為例，雖然理論上只要衛(wèi)星信號(hào)保證在4 顆以上，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的信號(hào)覆蓋得到的位置就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)RTK測量，但在實(shí)際應(yīng)用中，還有以下局限性：

1）地物密集區(qū)的衛(wèi)星信號(hào)仍然得不到保障，如建筑物密集區(qū)仍然要依靠全站儀輔助測量；

2）在人煙稀少的地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的信號(hào)覆蓋仍然存在盲區(qū)，這一點(diǎn)或許在3G、4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全覆蓋后會(huì)得到很大的改觀；

3）RTK的實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)要經(jīng)由控制中心進(jìn)行解算，無法在測量當(dāng)時(shí)反映到測量員手中從而進(jìn)行核查和對(duì)比，這一點(diǎn)需要儀器提供商對(duì)手簿解算軟件進(jìn)行固件升級(jí)，并且控制中心要把相對(duì)應(yīng)的改正參數(shù)實(shí)時(shí)播發(fā)到移動(dòng)站，以便獲得實(shí)時(shí)信息。

3 結(jié) 語

HBCORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK測量不但繼承了傳統(tǒng)RTK測量的大部分優(yōu)勢(shì)與功效，而且更具靈活性和機(jī)動(dòng)性，節(jié)省了人員與儀器的投入，保障了數(shù)據(jù)精度與質(zhì)量，加大了RTK作業(yè)的適用范圍與工作半徑，使RTK測量上升到了另一個(gè)新的高度。

將HBCORS技術(shù)引入到安陸市土地整理項(xiàng)目中，既保障了測繪成果的正確性和精確性，又提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，為以后類似項(xiàng)目的展開提供了借鑒和參考。

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Application of HBCORS in Rural Land Consolidation Project

byWANG Bo

This paper elaborated the HBCORS system and its principle,and introduced the applications of network RTK technology with HBCORS system in land consolidation project. It also compared with the traditional operation mode, and enumerated the technology with several advantages and disadvantage.

dynamic GPS, HBCORS, network RTK, land consolidation

P228.42

B

1672-4623（2013）02-0143-03

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.047

2012-08-29。

王波，工程師，主要從事工程測量，土地整理工作。