陳卓
摘 要:本文重點介紹了CORS技術(shù)在航測像控點測量中的應(yīng)用,同時對CORS技術(shù)的操作流程等方面也進(jìn)行了簡要闡述。通過應(yīng)用并分析得出,CORS技術(shù)完全可以滿足航測像控點測量的精度要求,并且與常規(guī)方法相比具有很大的優(yōu)越性,具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:CORS;航測;像控點;測量
1 引言
傳統(tǒng)的GPS測量方法是:基準(zhǔn)站+移動站,即在高等級控制點上按極坐標(biāo)測量方式測定,高程采用圖根水準(zhǔn)或三角高程測量方式測定,有些生產(chǎn)單位也用RTK技術(shù)進(jìn)行像控點測量,但存在著搬移基站與基準(zhǔn)站覆蓋范圍等問題,隨著GPS技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛,各種用途的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)相繼建成,以永久性的監(jiān)測網(wǎng)(站)系統(tǒng)以及各類廣域差分系統(tǒng)為代表的GPS參考站已逐步在廣闊的大陸上覆蓋成區(qū)域甚至全球性的網(wǎng)絡(luò)。
2.CORS作業(yè)模式的操作
華測的GPS 接收機(jī)完全兼容所有CORS 系統(tǒng),我們接入當(dāng)?shù)谻ORS 系統(tǒng)就要做一下準(zhǔn)備:1.手機(jī)卡一張,并開通GPRS流量。2.從當(dāng)?shù)谻ORS 系統(tǒng)管理部門獲取IP 地址、端口號、源列表、用戶名和密碼等信息;3.GPS儀器設(shè)置與連接CORS操作
2.1測量
移動站在固定狀態(tài)下就可以進(jìn)行測量了,打開測地通,【測量】->【點測量】,在實際作業(yè)過程中,一般都采用當(dāng)?shù)刈鴺?biāo),在移動站得到固定解進(jìn)行測量時,手簿“測地通”里所記錄的點是未經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換得到的平面坐標(biāo)。
2.2計算參數(shù)
參與點校正的控制點一定要分布合理,最好能覆蓋整個測區(qū),避免短邊控制長邊。假設(shè)測區(qū)內(nèi)有 K4、K5、K7 三個已知點具有地方坐標(biāo)。
K4 X:3846323.456 Y:471415.201 h:116.345
K5 X:3839868.970 Y:474397.852 h:109.932
K7 X:3840713.658 Y:473917.956 h:108.419
確定坐標(biāo)系統(tǒng):打開測地通,【配置】【坐標(biāo)系管理】,根據(jù)已知點選取所需要的坐標(biāo)系,一般來說地方坐標(biāo)系也是用北京54橢球,主要是修改中央子午線,而【基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換】、【水平平差】、【垂直平差】都無需設(shè)置,當(dāng)點校正后參數(shù)將自動保存到此處。
新建保存任務(wù):打開測地通,【文件】->【新建任務(wù)】,命一個文件名,選擇跟已知點相匹配的“坐標(biāo)系統(tǒng)”,點擊【確定】,再打開【文件】->【保存任務(wù)】【鍵入】->【點】,輸入已知點k4坐標(biāo),控制點打上勾,點擊【保存】,再繼續(xù)輸入k5、k7已知點,【保存】。
點校正:測量已知點,找到K4、K5、K7的實地位置,選擇【測量】->【測量點】,測量出三個點的坐標(biāo),分別命名為K4-1、K5-1、K7-1,三個點必須在同一個BASE下,測量后開始進(jìn)行點校正。
校正方法:【測量】【點校正】點擊增加,在網(wǎng)格點名稱和GPS點名稱兩項控件里分別選中已知當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)K4和實測的WGS84坐標(biāo)K4-1,校正方法選中“水平和垂直”。重復(fù)點擊增加,加入校正點K5、K7和K5-1、K7-1,點
計算得出校正參數(shù),再點擊確定完成校正。
注意:有三個或以上控制點參與平面“點校正”后才有水平參差,水平參差一般不要大于0.015m;有四個或以上的控制點參與垂直“點校正”后才有垂直參差,垂直參差一般不要大于0.02m。點校正結(jié)束,就可以直接進(jìn)行測量,【測量】->【測量點】
新建保存任務(wù):打開測地通,【文件】->【新建任務(wù)】,命一個文件名,選擇跟已知點相匹配的“坐標(biāo)系統(tǒng)”,點擊【確定】,再打開【文件】->【保存任務(wù)】
保存好任務(wù)之后,點擊【測量】->【點測量】,就可以進(jìn)行測量工作了。
3. CORS在像控點測量中的應(yīng)用
該測區(qū)位于廣東省廣州市珠江流域(黃埔至虎門)段,以下簡稱獅子洋。共要測量約500個像控點。整個測區(qū)屬于平原地區(qū),其中河邊以平原為主,城區(qū)內(nèi)建筑物較多,其他地區(qū)以廠房,碼頭為主,地形較為復(fù)雜,交通不便,通視條件不好,部分地方有軍事基地。
測區(qū)控制資料為我單位前期庫區(qū)測量中的GPS資料,已知資料為廣東省C級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù),高程基準(zhǔn)為1985國家高程基準(zhǔn),測區(qū)內(nèi)均勻分布有國家一等水準(zhǔn)點。
3.1 像控點布設(shè)
根據(jù)以上的基本要求,本測區(qū)的像控點布設(shè)進(jìn)行了以下的具體
(1)在獅子洋航攝像控點測量中,無論平地或丘陵,像控點布設(shè)均采用區(qū)域網(wǎng)布點,每一區(qū)域航線數(shù)不大于6條,航線相鄰平高控制點不超過4條基線,在布設(shè)過程中既考慮區(qū)域的劃分又考慮區(qū)與區(qū)的連接,使整個測區(qū)布設(shè)的像控點成為一個有機(jī)的整體,同時將所有像控點布設(shè)為平高點,為內(nèi)業(yè)加密帶來了靈活性。整個測區(qū)外業(yè)共布設(shè)像控點6個區(qū)塊。
(2)區(qū)域與區(qū)域之間像控點統(tǒng)一布設(shè),保證有足夠的重疊,使控制的區(qū)域不產(chǎn)生裂縫。
(3)旁向重疊過小,相鄰航線的點不能公用時,進(jìn)行分別布點,兩點裂開的距離均小于1 cm。
3.2 像控點的選刺
像控點采用一人刺點,一人檢查,并對所選刺點的像片影像、像片條件進(jìn)行核實,像控點選刺時優(yōu)先考慮刺點目標(biāo),其次考慮了像控點的測量。選刺的點應(yīng)滿足的條件為:
(1)選擇最清楚的刺點目標(biāo)點,目標(biāo)點的實地辨認(rèn)精度不大于5 cm。
(2)細(xì)小線狀地物(小路、田埂)交叉中心或邊沿拐角,拐角應(yīng)交角均良好,在30°~150°范圍內(nèi)。
(3)影像大小在0.4 mm以內(nèi)的點狀地物中心,點位一般選在局部高程變化較小的地方。實施刺點時,在滿足刺點目標(biāo)要求的前提下,同時根據(jù)配置的儀器設(shè)備考慮聯(lián)測方案,盡可能使聯(lián)測方便順利,觀測不受影響。
3.3 像控點測量
像控點測量采用廣東省連續(xù)運(yùn)行參考站(JXCORS)測量,共觀測像控點478 個。儀器采用采用華測X91 GPS流動站雙頻接收機(jī)8臺,(1)測區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解進(jìn)行RTK觀測前,首先進(jìn)行了測區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解。在1∶10000成圖范圍周邊及成圖范圍內(nèi)選取了分布相對均勻的7個四等GPS點,根據(jù)其已知平差后的北京54坐標(biāo),求解出測區(qū)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。運(yùn)用七參數(shù)法進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解。
(2)首次觀測開始前,建立項目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理,接著手簿和手機(jī)進(jìn)行連接,用藍(lán)牙技術(shù)連接接收機(jī)和手簿、通過手機(jī)接入JXCORS、使用CORS測量像控點等。在以后的測量中,為了保證各參數(shù)輸入的正確,只進(jìn)行項目的建立,參數(shù)輸入均選擇復(fù)制。
(3)CORS測量的精度檢驗
(1)在采用CORS測量像控點開始之前,按計劃首先進(jìn)行了測試檢驗,測試檢驗共觀測了基礎(chǔ)控制點4個。有關(guān)RTK測試精度
(2)每天在開始觀測像控點前,都與基本控制點進(jìn)行檢測比較,平面與高程較差符合要求后,才進(jìn)行像控點的聯(lián)測。像控點觀測過程中,共檢測了27個基礎(chǔ)控制點,用檢測點平面坐標(biāo)互差計算的平面中誤差為±2.5 cm,用檢測點高程互差計算的高程中誤差為±3.3 cm。
4.CORS在像控點測量應(yīng)用中的優(yōu)劣分析
4.1 優(yōu)勢方面
1)系統(tǒng)可以全天候作業(yè),不受視線影響。點位精度分布均勻,每個點的誤差均為隨機(jī)產(chǎn)生的,不像傳統(tǒng)測量那樣產(chǎn)生誤差累積,成果可靠,精度較高,能達(dá)到厘米級的精度。
2)現(xiàn)場作業(yè)比較簡單,工作效率高。傳統(tǒng)的像控點測量方法是導(dǎo)線測量,由于航測面積較廣,地形復(fù)雜等因素,這種作業(yè)工作量大,周期長且相當(dāng)艱苦。使用CORS 技術(shù)進(jìn)行工程放樣不用轉(zhuǎn)點,不用搬站,實時提供點位3維坐標(biāo)及其精度。
3)內(nèi)業(yè)計算工作量小,資料整理便捷,可實現(xiàn)任意分批提供資料,縮短作業(yè)周期。目前像控點測量多采用傳統(tǒng)RTK技術(shù)進(jìn)行測量,但基準(zhǔn)站搬站耗時,每個基站覆蓋的范圍有限。CORS 技術(shù)作業(yè)以點為單位,不存在傳統(tǒng)RTK的搬站和基站的覆蓋問題,獨立點的坐標(biāo)成果可以獨立提供,也使內(nèi)業(yè)工作組織更加靈活。
4.1劣勢方面
1)復(fù)雜地形下,容易造成衛(wèi)星信號失鎖,需要進(jìn)行重新連接。
2)衛(wèi)星狀態(tài)的PDOP 值對RTK 的進(jìn)度有一定影響,PDOP值過大將會導(dǎo)致儀器不能正常工作。
3)基準(zhǔn)站不是很穩(wěn)定,特別是中午13:00到15:00之間很難連接,盡量避開在此時間段作業(yè).
5 結(jié)束語
總之,隨著全國的連續(xù)運(yùn)行參考站的陸續(xù)建立,CORS技術(shù)必將應(yīng)用于工程測量的方方面面,均能極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度。隨著網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的不斷改進(jìn),CORS測量以其精度高、速度快、通用性強(qiáng)以及經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢,必然會在整個測繪領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用,占據(jù)越來越重要的位置。
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(作者單位:湖北皓林規(guī)劃勘測有限公司)