鮑金紅

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南鄭州450016）

基于CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍測量中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

鮑金紅*

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南鄭州450016）

當(dāng)前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）已成為農(nóng)村GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。從介紹基本原理入手，對(duì)CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍測量應(yīng)用上的可行性和局限性進(jìn)行了探討，提出了網(wǎng)絡(luò)CORS測量質(zhì)量控制的基本內(nèi)容以及影響測量質(zhì)量的主要因素，分析了CORS質(zhì)量控制的基本方法。

CORS技術(shù)；農(nóng)村地籍測量；質(zhì)量控制

1 CORS技術(shù)的基本原理

CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。它由數(shù)據(jù)處理中心、固定參考站、用戶部分等3個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)處理中心也稱為控制中心，是整個(gè)CORS系統(tǒng)的核心部分，數(shù)據(jù)處理中心與各固定參考站之間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。固定參考站是固定的GPS接收系統(tǒng)，一般由分布均勻的多個(gè)固定參考站形成參考站網(wǎng)。負(fù)責(zé)采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并輸送至數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務(wù)。用戶部分是用戶的接收機(jī)，功效是發(fā)送初始位置和接收差分信息。

CORS系統(tǒng)是GPS實(shí)施動(dòng)態(tài)定位技術(shù)和數(shù)據(jù)通訊處理技術(shù)等高科技的完美結(jié)合，是一種GPS的多基站技術(shù)，它在數(shù)據(jù)處理上充分利用了多個(gè)參考站的聯(lián)合數(shù)據(jù)的多基站算法。在使用CORS系統(tǒng)時(shí)，各固定參考站接收衛(wèi)星信號(hào)，并把接收到的數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)給控制中心，控制中心將所有固定參考站的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一解算，用戶在工作前，先通過無線網(wǎng)絡(luò)向控制中心發(fā)送一個(gè)大體定位的坐標(biāo)，控制中心在收到這個(gè)位置信息后，便根據(jù)用戶的位置，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)選擇一個(gè)最合適的固定基準(zhǔn)站，整體的改正GPS的誤差以及電離層、大氣折射引起的誤差，再將高精度的差分信號(hào)發(fā)送給用戶。這個(gè)差分信號(hào)的效果相當(dāng)于在移動(dòng)站旁邊形成了一個(gè)虛擬的參考站進(jìn)行RTK定位計(jì)算，保證了用戶對(duì)于精度的要求，這項(xiàng)技術(shù)也成為虛擬參考站技術(shù)。

2 CORS在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應(yīng)用

2.1 CORS系統(tǒng)在農(nóng)村地籍調(diào)查中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

一般常規(guī)控制測量如三角測量、導(dǎo)線測量，要求點(diǎn)間通視，浪費(fèi)人力、物力和時(shí)間，而且效果不好，精度不均勻，外業(yè)中不知道測量成果的精度。靜態(tài)、快速靜態(tài)相對(duì)定位測量無需點(diǎn)間通視能夠高精度地進(jìn)行各種控制測量，但是需要時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)定位并知道定位精度，內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求必須返工重新測量。而利用CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行控制測量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度。這樣可以大大提高作業(yè)效率。應(yīng)用CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，因此，除了高精度的控制測量仍采用靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)之外，CORS技術(shù)即可用于地形測圖中的控制測量、農(nóng)村地籍和新農(nóng)村房地產(chǎn)測量中的控制測量。

2.2 CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍調(diào)查中應(yīng)用的可行性

現(xiàn)在的地籍測量中普遍使用全站儀，但是全站儀測量作業(yè)時(shí)需要布網(wǎng)控制且點(diǎn)間要求通視，個(gè)別點(diǎn)數(shù)據(jù)需要多次搬站才能采集，勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于多次搬站誤差累積使得精度難以保證。CORS技術(shù)測量時(shí)無需進(jìn)行布網(wǎng)施測，不要求點(diǎn)間通視，誤差不傳播、不累積，并且在外業(yè)測量中，能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果和定位精度，而且CORS可以全天候地連續(xù)觀測，但是用CORS采集數(shù)據(jù)，受衛(wèi)星狀況、天空及周邊環(huán)境、數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)扔绊?，許多地方數(shù)據(jù)難以采集。如果用CORS與全站儀聯(lián)合測圖，全站儀和CORS就可以優(yōu)劣互補(bǔ)，這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率，而它的精度在上述的控制測量中已經(jīng)證明?？梢灶A(yù)見，CORS與全站儀聯(lián)合測繪地形圖是一種行之有效方法，將會(huì)是地形圖測繪的一種趨勢(shì)。

3 CORS在農(nóng)村地籍測量中應(yīng)用的局限性

目前，CORS技術(shù)對(duì)農(nóng)村測量來說，也存在一定的限定性，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）衛(wèi)星信號(hào)問題。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對(duì)美國是最佳的時(shí)候，世界上有些國家在某一確定的時(shí)間段內(nèi)仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值。另外，CORS初始化時(shí)需要5顆以上衛(wèi)星，在農(nóng)村居民點(diǎn)密布區(qū)域或其他衛(wèi)星接收信號(hào)不好的地方，有無法初始化的情況，得不出固定解。

（2）數(shù)據(jù)鏈傳輸問題。在邊遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村地區(qū)，由于居民地的遮擋或其它各種高頻信號(hào)源的干擾，數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量在傳輸過程中衰減嚴(yán)重，流動(dòng)站經(jīng)常接收不到基準(zhǔn)站發(fā)射的信息，使得CORS作業(yè)無法正常開展。

（3）有效距離問題。由于電臺(tái)功率以及數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量的原因，限制了CORS作業(yè)的有效距離，也就是流動(dòng)站和固定參考站的距離。另外，當(dāng)流動(dòng)站和固定參考站的距離超過一定值（一般為幾公里，每種機(jī)型在不同的環(huán)境下又各不相同）時(shí)，測量結(jié)果誤差會(huì)超過有效限制值，所以CORS的實(shí)際作業(yè)有效距離比其標(biāo)稱的要小很多，根據(jù)實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，固定參考站和流動(dòng)站之間的距離最好限制在10km以內(nèi)。

正是由于上述因素的影響了CORS在農(nóng)村測量中應(yīng)用，因此在農(nóng)村遮蔽嚴(yán)重的地方，仍需采用傳統(tǒng)的常規(guī)方法進(jìn)行測量作業(yè)，但這不影響CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代新農(nóng)村測量應(yīng)用中的地位。

4 影響CORS測量精度的因素及其質(zhì)量控制

3.1 影響CORS測量精度的因素

（1）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是區(qū)域性的，受已知點(diǎn)分布和精度、數(shù)學(xué)模型的精度及基準(zhǔn)系統(tǒng)本身精度的影響。轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度將直接影響CORS測量成果的精度。

（2）固定參考站的坐標(biāo)精度與信號(hào)質(zhì)量。CORS的工作模式是固定參考站接收機(jī)借助參考站將觀測到的三維坐標(biāo)發(fā)送給流動(dòng)站接收機(jī)，流動(dòng)站接收機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈接收固定參考站的數(shù)據(jù)，同時(shí)采集GPS數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，求得流動(dòng)站三維坐標(biāo)。因此固定參考站的坐標(biāo)精度和信號(hào)質(zhì)量直接影響流動(dòng)站的精度。

（3）作業(yè)環(huán)境。環(huán)境對(duì)CORS影響的因素主要有地形、固定參考站與流動(dòng)站之間的障礙物、多路徑誤差、電波干擾、信號(hào)反射等，因此選擇已知點(diǎn)設(shè)固定參考站及布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮到上述因素，遠(yuǎn)離電視發(fā)射塔、微波中轉(zhuǎn)站、變電站、高壓輸電線、高大樓房，衛(wèi)星高度角應(yīng)大于10°，避開大面積水面和大幅金屬面場館及成片的障礙物，防止電磁干擾、多路徑效應(yīng)及GPS信號(hào)被遮擋和反射。

（4）觀測時(shí)段。CORS測量受接收衛(wèi)星的數(shù)量狀態(tài)及衛(wèi)星的分布狀況影響。因此觀測前應(yīng)查看衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)圖，選擇幾何圖形強(qiáng)度GDOP＜6.0，以及可見衛(wèi)星數(shù)不小于5的觀測時(shí)段作業(yè)。

3.2 CORS測量精度的質(zhì)量控制

在野外施工中，衛(wèi)星狀態(tài)、多路徑效應(yīng)、電磁波干擾、對(duì)流層或電離層折射等方面的因素，影響著CORS測量的精度，甚至導(dǎo)致CORS測量假值的出現(xiàn)，導(dǎo)致測量成果不可靠，但是由于CORS測量缺少檢核條件，使得CORS假值不容易被發(fā)現(xiàn)，這就需要測量時(shí)對(duì)測量成果進(jìn)行質(zhì)量控制。

（1）直接查看觀測手簿上的收斂值判斷觀測質(zhì)量：目前大多數(shù)CORS儀器都已采用OTF方法計(jì)算整周模糊度，大大縮短了解算時(shí)間。因此，在無干擾的測區(qū)，儀器鎖定衛(wèi)星在5顆以上時(shí)，5s內(nèi)CORS測量即獲得固定解，手簿顯示的收斂值HRMS合VRMS一般在2cm以內(nèi)。此時(shí)的收斂值真實(shí)地反映了天線中心測量的內(nèi)符合精度。若CORS測量60s以上才得到固定解，此時(shí)的收斂值可能存在假值，需要進(jìn)一步確認(rèn)。

（2）已知點(diǎn)檢核：在測量過程中將已知點(diǎn)納入到測量鏈中的方式進(jìn)行檢核，這是最可靠的檢核方法，也是一種十分有效的方法，可在任何情況下時(shí)使用。

5 結(jié)論與結(jié)語

綜上所述，CORS技術(shù)完全可用于農(nóng)村地籍控制和地形測量，它的應(yīng)用不需逐級(jí)布網(wǎng)控制，可直接施測控制點(diǎn)、圖根點(diǎn)或碎步點(diǎn)；測量的點(diǎn)位誤差相互不傳遞、不積累，點(diǎn)位誤差均勻，定位結(jié)果和精度能實(shí)時(shí)顯示，避免了因誤差超限而重復(fù)勞動(dòng)作業(yè)。高精度的求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)、選擇較好的觀測時(shí)段，控制好流動(dòng)站所處的位置，可提高CORS測量精度。采用將已知點(diǎn)納入到測量鏈檢核，確保測量成果的可靠性，以及提高測量精度。但是由于邊遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村距離網(wǎng)絡(luò)基站過遠(yuǎn)，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差，使得CORS作業(yè)時(shí)部分點(diǎn)由于無法接收到足夠的衛(wèi)星或者數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)健而長時(shí)間無法獲得固定解，CORS無法確定其坐標(biāo)位置，這時(shí)應(yīng)采用常規(guī)測量方法或者探討更先進(jìn)有效的作業(yè)方式，如CORS與全站儀結(jié)合的方式，具體如CORS技術(shù)與全站儀聯(lián)合進(jìn)行控制測量或測繪地形圖等。

隨著國家對(duì)農(nóng)村建設(shè)投入的不斷加大，CORS技術(shù)在農(nóng)村測繪工作中必將得到廣泛的應(yīng)用。

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P271

B

1004-5716（2015）11-0141-03

2014-11-17

鮑金紅（1980-），女（漢族），河南延津人，工程師，現(xiàn)從事外業(yè)測繪及內(nèi)業(yè)資料整理工作。