劉順焰

(福建省國土測繪院，福建廈門 361012)

1 前言

現(xiàn)代測量所要求的是全自動、全天候、全時域、全方位的連續(xù)測量體系［1］，GPS動態(tài)測量技術已經(jīng)成功應用于諸多動態(tài)測量領域。隨著RTK技術(Real Time Kinematics)特別是新的RTK技術“CORS”的出現(xiàn)和應用，更是大大提高了測繪的工作效率，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。本文通過實例介紹FJCORS在福建省某地區(qū)村莊規(guī)劃編制地形圖測繪工程中的應用，將測量成果與已知點進行對比并分析其精度，檢核成果可靠性，最后說明了CORS技術應用的優(yōu)缺點。

2 FJCORS系統(tǒng)概況

連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)(CORS)，即一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(LAN/WAN)技術組成的網(wǎng)絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位，偽距)、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關GPS服務項目的系統(tǒng)［2］。福建省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(FJCORS)就是基于CORS技術在福建省建設的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)建立了FJCORS系統(tǒng)框架網(wǎng)和基準網(wǎng)，其中框架網(wǎng)由71個參考站與4個IGS站點構成;基準網(wǎng)由71個參考站與省內(nèi)及周邊12個CGCS2000網(wǎng)點組成。通過與省內(nèi)各級大地控制網(wǎng)和似大地水準面精化相結合，構成提供精密定位服務的三維基準。為福建省的大地測量、國土測繪、城市規(guī)劃等應用提供高精度、高效率、高覆蓋率的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)綜合信息服務。

3 工程概況

為了加快福建省村莊規(guī)劃編制，推進新農(nóng)村建設步伐，滿足新農(nóng)村建設急需的村居規(guī)劃建設和城鎮(zhèn)村莊地籍調查工作用圖的需求，福建省測繪地理信息局于2011年～2012年先后組織實施了兩期的全省村莊規(guī)劃編制地形圖測繪任務。由于該測繪項目的測區(qū)分散，作業(yè)面很廣，臨近村莊之間相距較遠，個別測區(qū)相對獨立，交通非常不便。如果采用GPS靜態(tài)觀測進行控制測量，工期長，效率低，費用高，不利于測繪工作的開展。因此，為了提高工作效率，結合項目的實際情況，一級GPS控制點采用FJCORS進行觀測，取得了良好的經(jīng)濟效益。通過實地檢驗，各項精度指標均滿足技術要求。

4 基于FJCORS控制測量

4.1 準備工作

收集工程項目周邊已有的C級 GPS點0035、074P、075P、098P、076P 五個，所選參考點分布均勻，能控制整個測區(qū)，校正點數(shù)據(jù)見表1(涉及數(shù)據(jù)泄密，此處省略轉換參數(shù)的整數(shù)用“*”表示)。

校正點數(shù)據(jù)資料 表1

4.2 外業(yè)觀測方法與主要技術要求

(1)網(wǎng)絡RTK測量流動站在CORS網(wǎng)的有效服務區(qū)域內(nèi)進行，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)與服務控制中心的通訊。

(2)觀測開始前對儀器進行初始化，并得到固定解，當長時間不能獲得固定解時，斷開通信鏈路，再次進行初始化操作。

(3)每次觀測之間流動站重新初始化。

(4)作業(yè)過程中，如出現(xiàn)衛(wèi)星信號失鎖，重新初始化，并經(jīng)重合點測量檢測合格后繼續(xù)作業(yè)。

(5)每次作業(yè)開始與結束前，均進行2個已知點的檢核。

(6)截止高度角15°以上，衛(wèi)星數(shù)6顆以上。

(7)PDOP值小于6。

(8)測量手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度應≤±2 cm，高程收斂值應≤±3 cm。

(9)網(wǎng)絡RTK測量流動站觀測時采用三腳架對中、整平，每次觀測歷元數(shù)應大于20個，每個點位各觀測4次，平面坐標較差≤±4 cm和高程較差≤±6cm滿足要求后，取平均值作為最終結果。

5 一級點精度比較與分析

為了檢驗FJCORS系統(tǒng)網(wǎng)絡RTK布設測區(qū)一級點的精度，在測區(qū)附近選取一些具有代表性的D級GPS已知點進行檢核，在相同技術與手段下進行復測以及常規(guī)測量檢核方法，對一級點測量成果進行精度分析與評定。

5.1 與D級GPS點成果的比較

在控制測量過程中，每天觀測前與結束前選擇附近兩個已知的D級GPS點進行多次網(wǎng)絡RTK測量，將得到該點坐標和高程與已知點數(shù)據(jù)進行比較，其中對8個已知點其中的5個檢核數(shù)據(jù)比較如表2所示(涉及數(shù)據(jù)保密，此處坐標數(shù)據(jù)整數(shù)部分只留到5位數(shù)，點號也做相應改動)。

在D級GPS點上檢核數(shù)據(jù) 表2

通過對被檢核的8個點與已知點進行比較計算得出，兩組平面坐標觀測值最大點位差值為 2.3 cm，最小點位差值為 1.4 cm，均小于 4 cm;兩組高程最大差值為 3.3 cm，最小差值為 1.6 cm，均小于 6.0 cm，所檢核平面坐標和高程精度均滿足規(guī)范要求。

5.2 復測一級點的成果比較

在完成工程項目控制測量后，為了確保成果質量，采取外業(yè)抽樣復測。對總點數(shù)的30%進行復測，復測點均勻分布在作業(yè)區(qū)內(nèi)。將復測點的坐標和高程與原測量點數(shù)據(jù)進行比較，其中對26個復測點其中的8個檢核數(shù)據(jù)比較如表3所示(涉及數(shù)據(jù)泄密，此處坐標數(shù)據(jù)整數(shù)部分只留到5位數(shù)，點號也做相應改動)。并計算檢測點的平面點位中誤差和高程中誤差，公式為:

式中:MP—檢核點的平面點位中誤差(cm);

dP—檢核點兩次測量平面點位的差值(cm);

N—檢測點個數(shù);

MH—檢核點高程中誤差(cm);

dH—檢核點兩次測量高程的差值(cm)。

復測檢核數(shù)據(jù) 表3

續(xù)表3

從表3可以看出，檢測點數(shù):26個點;最大差值3.6 cm，最小差值 1.3 cm，平面點位中誤差MP:±1.9 cm;兩次檢核高程中誤差MH:2.6 cm。檢核平面坐標和高程精度均滿足規(guī)范要求。

5.3 采用常規(guī)測量的成果比較

為了檢核控制點之間的相對精度，通過對控制點的平面相對邊長和高差進行檢核，采用全站儀進行往返觀測邊長和高差，然后根據(jù)檢核的結果進行精度分析。

常規(guī)測量檢核數(shù)據(jù) 表4

從表4可以看出，邊長相對中誤差最大為 1/21100，小于 1/20000規(guī)范規(guī)定要求;高差最大差值為 3.8 cm，最小差值為 1.9 cm，小于 9.0 cm規(guī)范規(guī)定要求。

5.4 結果分析

通過對FJCORS測量一級點檢核的精度統(tǒng)計分析，可以看出采用FJCORS測量的點位平面誤差均在4.0 cm以內(nèi)，高程誤差均在 6.0 cm以內(nèi)，能夠滿足測量精度要求，能夠應用于實際生產(chǎn)中。

6 結語

與傳統(tǒng)的靜態(tài)GPS和動態(tài)RTK相比，CORS的主要優(yōu)勢有:

(1)CORS基站的性能較好，可覆蓋范圍更大，因此作業(yè)范圍更廣。

(2)CORS基站相對穩(wěn)定，誤差不累積，因此測繪成果統(tǒng)一、精度分布均勻。

(3)CORS只需單機作業(yè)，測繪成果相對獨立，不會因為他機的因素影響觀測成果。

(4)CORS實時提供測繪數(shù)據(jù)，省去RTK基站設置和校正的工序，極大地提高了工作效率。

FJCORS已經(jīng)向社會各界提供免費試用。采用該系統(tǒng)進行控制測量，在提高工作效率的同時也為測繪行業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益，在其他行業(yè)領域也有著廣泛的應用。當然，雖然CORS在諸多方面的優(yōu)勢，但也存在精度不確定性的因素，為了保證測量精度，應盡可能地均勻分布復測一定數(shù)量的控制點，對所有可通視的控制點還應該采用全站儀對相對誤差進行檢測，從而保證測量數(shù)據(jù)精度的可靠性。

［1］孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測量學基礎［M］.武漢:武漢大學出版社，2001.

［2］過靜珺，王麗，張鵬.國內(nèi)外連續(xù)運行基準站網(wǎng)新進展和應用展望［J］.全球定位系統(tǒng)，2008(1):1～5.

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［5］GB/T18314－2009.全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范［S］.

［6］丁玉平，許友清.區(qū)域CORS系統(tǒng)的定位精度分析［J］.測繪通報，2011(3):86～87.

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