【摘要】伴隨當前GNSS技術的日益成熟,以網絡RTK為基礎的CORS定位服務系統(tǒng),在地形測繪與工程測量中得到廣泛運用。本文擬從CORS技術的定位原理出發(fā),探究其在地形測量中的應用,并針對復雜地區(qū)測繪時CORS信號遮擋的情況,提出CORS-RTK聯(lián)合全站儀聯(lián)合測繪的模式,對于提升地形測量的成果質量與工作效率具有重要意義。
【關鍵詞】CORS-RTK;全站儀;地形測量;精度分析
隨著GNSS定位技術與數(shù)字通訊技術迅猛發(fā)展,以GPRS/CDMA/3G/4G網絡為代表的數(shù)字通訊技術,為GNSS差分信號傳播,創(chuàng)造了便利條件。當前國內許多地區(qū)與城市,通過構建覆蓋一定區(qū)域的CORS基準站網絡,為國土規(guī)劃、工程勘察、應急測繪等諸多部門,提供了統(tǒng)一的空間框架基準,拓展了傳統(tǒng)RTK差分定位的測繪范圍。
然而,在城市建筑復雜、地形起伏較大的地區(qū),常發(fā)生CORS信號被遮擋或屏蔽的情況,難以利用CORS-RTK直接采集地形碎部點坐標,此時可采用CORS-RTK圖根控制與全站儀碎部測量聯(lián)合作業(yè)的形式,綜合二者測繪優(yōu)勢,擴大CORS網絡測繪的應用范圍。
1 CORS地形測繪的工作原理
衛(wèi)星連續(xù)運行參考基準站服務系統(tǒng)(CORS)是利用GNSS定位、數(shù)字無線通訊、空間數(shù)據處理等現(xiàn)代信息技術,通過構建實時、高精、統(tǒng)一的測繪基準框架,為測繪工程、氣象預報、國土調查、水利建設、城鄉(xiāng)規(guī)劃等多行業(yè)部門提供導航授時、坐標定位等綜合性服務。
從CORS定位服務系統(tǒng)的組成分析,CORS構架主要由GNSS運行參考站網、數(shù)據傳輸模塊、控制中心模塊和用戶終端模塊組成。GNSS參考站24小時連續(xù)實時接收衛(wèi)星導航電文等信息,然后通過LAN傳輸至參考站主控室,再由各主控室利用數(shù)據傳輸模塊上傳至系統(tǒng)控制中心,經控制中心對各參考站采集對衛(wèi)星觀測數(shù)據進行統(tǒng)一處理,建立電離層、對流層觀測模型;以VRS技術為例,用戶終端利用GPRS/CDMA/3G/4G無線通信數(shù)據鏈接入VPN網絡后,上傳自身GGA概略坐標后,由CORS控制中心在用戶終端附近虛擬出臨時參考站,并將臨時參考站坐標改化、載波相位差分數(shù)據,依托無線通信數(shù)據鏈播發(fā)至CORS-RTK流動站終端,降低電離層、對流層模型影響,提高待定點位的實時差分定位精度。
盡管CORS系統(tǒng)具有無縫覆蓋、實時測繪、精度統(tǒng)一等特點,但在實際地形測繪中,由于流動站既要接收GNSS衛(wèi)星觀測數(shù)據,又要接收參考站數(shù)據,因此在高壓線、大面積水域、建筑密集區(qū)等信號較差區(qū)域進行測繪時,由于多路徑效應或信號屏蔽影響,因而難以開展碎部點位信息實時采集。
2 GPS-RTK聯(lián)合全站儀在地形測繪中的應用探究
開展地形測繪工作時,針對部分建筑密集區(qū)衛(wèi)星信號遮蔽的實際情況,本文從地形測繪實例出發(fā),擬采用CORS-RTK和全站儀聯(lián)合測繪,并以全站儀測繪的邊長與點位精度為基準,對比分析CORS-RTK的測繪精度,探究其在地形測繪中的應用效果。
某地為做好年度內集體土地確權頒證,加強集體土地、建設用地等數(shù)字管理工作,現(xiàn)需測繪1:1:1000地形圖,其中建制鎮(zhèn)建成區(qū)與村落按照1:500比例尺進行全要素采集。由于土地確權頒證測圖工期較為緊張,擬引入CORS-RTK觀測技術推進工程測圖進度,以覆蓋測區(qū)的4個高等級GPS控制點為基礎,求解該區(qū)域系統(tǒng)坐標轉換七參數(shù)(布爾莎七參數(shù)),轉換殘差(點位較差及高程)均小于3cm。實際測繪時,對于空曠區(qū)1:1000地形圖以CORS-RTK形式直接采集耕地界址信息;建制鎮(zhèn)建成區(qū)與村落地區(qū),則采用CORS-RTK圖根控制與全站儀聯(lián)合作業(yè)的形式,首先在主干街道布設圖根控制點,然后架設全站儀進行實地采集,圖根控制測量時每點獨立觀測2次,每次觀測時長不低于30s,點位較差小于3cm、高程較差小于5cm時取兩次觀測均值為圖根點實際坐標值,CORS-RTK采集時點位觀測至少5s,以確保其坐標采集的數(shù)據可靠性。
為檢驗CORS-RTK的數(shù)據觀測的精度,現(xiàn)選取TG01-TG06圖根控制點、C001-C025碎部點,利用全站儀進行點位坐標與邊長精度重復采集,以檢核與測定CORS-RTK測繪精度,并將其較差情況統(tǒng)計如下表所示:
3 結語
根據CORS-RTK觀測數(shù)據統(tǒng)計表,兩次RTK獨立觀測求均值、觀測時間延長得到的圖根點精度,略高于5s直接采集的碎部點精度,但從三維坐標與邊長精度分析,二者差距并不顯著,因此觀測條件良好的情況下,CORS-RTK延長觀測情況對點位精度關聯(lián)度不顯著。但就CORS-RTK與全站儀觀測數(shù)據分析,點位平面與高程誤差均在2cm左右,完全滿足GB50026-2007《工程測量規(guī)范》與地形圖測量等相關技術指標要求,因此采用CORS-RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè),對維護地形測繪的坐標框架與精度統(tǒng)一、提高外業(yè)測繪效率等方面,有一定的參考意義。
參考文獻
[1]周國文. 基于CORS系統(tǒng)的網絡RTK技術在城市地形測量中的應用[J]. 測繪與空間地理信息,2014,(9):147-148+154.
[2]黃國軍,陳恩星. CORS-RTK技術在城市數(shù)字地形測量中的應用[J]. 中國高新技術企業(yè),2013,(16):35-36.
[3]范文成. CORS在村莊規(guī)劃地形測圖控制測量中的應用[J]. 測繪與空間地理信息,2012,(09):111-112.