烏魯木齊CORS 在航測大比例尺像控測量的應用

干犁軍 高永甲

烏魯木齊CORS 在航測大比例尺像控測量的應用

干犁軍 高永甲

論述了烏魯木齊CORS系統在烏魯木齊某區航測中的應用，突出介紹了CORS系統的原理以及航測中像控點內業布點和外業采集的作業程序，并通過具體應用分析得出：CORS系統完全可以滿足航測像控測量的精度要求。

CORS，網絡RTK，像控測量

0 引言

伴隨著新疆經濟的迅速發展，烏魯木齊市城市建設迎來了高速發展時期，土地利用現狀也隨之快速變化，城市發展、規劃管理需要依靠影像資料來提供大量、直觀的城市平面和空間信息。由于航空攝影成本的降低，影像數據更新的頻率就越來越快，同樣要求對像片的處理速度、精度和數量技術要求也越來越高。

烏魯木齊某區有西安煤航飛2010年10月最新拍攝的高清晰、高精度數碼航測影像，利用航測軟件對其進行正射糾正。而本文主要論述正射糾正步驟中的像片控制測量，以下簡稱“像控測量”。

該區位于烏魯木齊市城鄉結合部，測區內包括建成區、村莊、水庫等多種地形特征，在市區內建筑物分布無規律、雜亂，多建筑工地，通視差。由于工期較緊，常規作業方法很難在工期內完成。

1 烏魯木齊CORS的組成及工作原理

烏魯木齊連續運行衛星定位服務系統(簡稱：烏魯木齊CORS系統)是烏魯木齊市規劃局2008年12月啟動建設的，并于2009年7月完成建設。目前已在全市范圍內建設7個永久性連續運行的GPS衛星定位基準站和一個控制中心，陸地覆蓋面積達到95%以上，形成一個符合現代經濟社會發展需要的現代化、智能化的動態大地控制系統。

1.1 CORS的基本原理及應用前景

CORS系統將GPS衛星定位、INTERNET網絡、移動通訊等技術進行跨行業、高度集成形成的應用技術的結晶，是建立“數字化城市”不可缺少的數據采集、管理平臺，是烏魯木齊市城市數據基礎設施最為重要的組成部分。作為烏魯木齊市測繪的基礎設施，烏魯木齊CORS是烏魯木齊市的動態大地定位基準，是各種測繪工作的基礎。能夠提供各種精度要求，能夠應用于包括測繪、變形觀測、工程放樣、市政規劃、線路測量、交通監控等不同的領域，為各行業的用戶提供及時、準確的數據。

VRS技術是連續運行衛星定位服務系統的技術基礎，烏魯木齊CORS系統數據源采用RTCM2.1，RTCM2.3，RTCM3.0等格式; VRS集成了GPS衛星定位、INTERNET網絡和移動通訊的系統，在接收了固定參考站上的數據后，對測區內的誤差通過建立模型進行處理，并且向流動站提供標準格式的模型處理后的信息。

1.2 烏魯木齊CORS系統的組成

烏魯木齊CORS系統由三部分組成：控制中心、固定站參考站和用戶終端部分。

1)控制中心是整個CORS系統的核心，它既是通訊控制中心，也是數據處理中心。它通過通訊運營商的線路與各固定參考站進行通訊;使用無線移動網絡與用戶終端進行通訊。對來自參考站的衛星數據進行處理，通過用戶終端的概略近似位置生成流動站附近的虛擬站，通過無線移動網絡向用戶終端發送模型處理后的數據。

2)烏魯木齊CORS系統有7個固定參考站，分別位于烏魯木齊市勘測院、達坂城區氣象局、五家渠市氣象局、阜康市氣象局、昌吉市中油新疆儲運分公司、烏魯木齊縣板房溝鎮政府、烏魯木齊市柴窩鋪中心小學。固定站參考站同控制中心使用通訊運營商的設備連接，將連續觀測衛星數據實時的傳送到控制中心。

3)用戶終端部分實際就是無線網卡+GPS接收機。不同儀器公司的設備硬件樣式不同，但是原理一樣。烏魯木齊CORS系統建成后邀請了多家儀器公司支持CORS系統的儀器進行了測試，本項目采用的是中海達，其中的一家。

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1.3 像控測量的定義及項目采用模式

像控測量是指根據像片在內業設計布點方案并選定能在實地觀測的地物特征點，在實地根據劃定影像的灰度和形狀確定像控點的位置，外業實測求解該點三維坐標的過程。

烏魯木齊CORS系統的動態模式為網絡RTK模式，它應用于像控測量可直接獲得選取像控點的坐標，操作簡便、精度可靠。

2 CORS應用于像控測量的作業流程

2.1 前期準備

為了此次項目的順利開展，我們開具了介紹信預先與當地政府部門作了溝通，說明了情況，請求在作業過程中予以配合，為后續工作做了鋪墊。另外，成立項目部，設項目經理1名，項目技術負責人1名，并下設作業組4個，檢查組1個，內業組2個，各組設組長1名。

1)測區中央子午線87°，要求烏魯木齊城市坐標系，1985國家高程基準。從烏魯木齊市城市勘測院收集到測區布爾莎七參數，以及測區附近控制點4個。

2)測區使用網絡RTK之前的準備工作。我們使用的是國產中海達V8系列的GPS接收機，是烏魯木齊市規劃局CORS建成時，參加測試的幾家測繪儀器公司之一，信號比較穩定。在手簿中設置正確的中央子午線，數據收集到布爾莎七參數輸入手簿。

3)到已知的4個控制點上進行精度檢查，滿足像控測量要求。

2.2 像控點測量

2.2.1 目標選擇的要求

1)易識別，要在實地、影像上均能明確辨認。

3)盡量選取水平的線狀地物接近90°的交點，如道路交叉處，房屋拐角，圍墻拐角等。

4)如遇高壓電通過，或周圍有高層建筑，又或有信號干擾、信號盲區的，盡量避免。

2.2.2 內業像片上像控點位置標定

像片由于像控點坐標誤差的影響使像片從相位中心點向像片邊緣所產生的影像變形越來越大。為了提高外業判讀刺點和內業點位的量測精度，像片所選像控點的位置距像片邊緣要大于1 cm～1.5 cm。像控點選定之后，像片上要準確標示出它的位置。最常用的方法是用細針在所要標定的像控點影像上刺一小孔，小孔中心表示該點在像片上的精確位置，業內統稱：刺點。小孔直徑不得超過0.1 mm，并做點之記，便于內業人員判點。刺點時將像片與實地認真對照，仔細辨認，點位刺出后，檢查組組織實地檢查核對。點之記中包括點號、文字說明刺點位置，字頭朝北。

2.2.3 使用CORS進行像控點測量

1)烏魯木齊CORS采用的動態模式為網絡RTK模式，將帶GPRS業務的手機卡放入V8接收機卡槽，并將接收機調到GSM移動臺模式，使用烏魯木齊市城市勘測院提供的CORS賬號登錄CORS系統，設置好IP、端口、源節點，即可接入CORS系統。連接成功后，正確設置中央子午線，輸入收集來的測區布爾莎七參數。從手機網絡發送來的基站信息，即可開始作業。2)開始像控測量前，先到收集到已有資料的已知點上進行檢驗，重復采集4個已知點各3次。3)由于是接收的控制中心數據，網絡RTK實測的坐標即為烏魯木齊城市坐標系坐標。不需要再進行任何坐標轉換或參數糾正。4)遇到無信號的情況。看看是否是無線信號盲區或衛星時段問題。如是無線信號盲區，則調整像控點點位;衛星時段不好，則換時段進行觀測。

2.2.4 像控點數據處理

使用常規方法測量像控點需要多個步驟，則內業必然要處理大量的數據。而使用網絡RTK是一體化作業，大量節省了人員，提高了工作效率。

具體處理有以下幾個步驟：1)整理觀測記錄，整飾像控點點之記，完善像片上像控點記錄。2)計算像控點的最終坐標。一般的做法是，使用多次觀測的記錄求和再根據次數求取平均值。3)在手簿軟件中錄入布爾莎七參數進行實時轉換和解算。4)像控點使用常規方法(靜態GPS+水準測量)同CORS測量成果的檢測精度對比統計表見表1。

表1 不同方法測量結果檢測精度對比統計表

可以看出CORS測量精度成果具有較高精度，完全滿足像控測量中平面和高程的精度要求。

2.2.5 CORS運用中誤差分析

1)刺點誤差，外業人員像片上刺點與內業人員影像上切點時產生的誤差;2)使用儀器采集時的誤差，包括對中誤差、儀器系統誤差、觀測方法產生的誤差等等;3)CORS系統自身信號傳輸、使用的儀器設備等相關的誤差。

2.2.6 質量保證措施

1)我們在測區內找到已有的4個控制點，使用CORS進行檢驗。2)檢查組對距離較遠的像控點數據進行多次采集，求取平均值，與作業組數據做對比。3)檢查組對測區內交通方便，距離較近的像控點，使用常規作業方式進行檢查(聯測水準、全站儀測邊長，坐標等)。

3 結語

通過“烏魯木齊CORS系統在航測大比例尺像控測量外業中的應用”項目的實施看出：CORS系統在運用中具有“測量精度高、誤差小、內外一體化作業大大降低工作強度，提高工作效率”的優點，具體總結如下：

1)測量精度高、誤差小。CORS系統在航測大比例尺像控測量外業中的應用既符合測量的精度要求，測量誤差也在可控范圍之內且誤差分布均勻，不存在誤差積累，因此在四等以下的控制測量、圖根測量、地形測量、像控測量等低等級控制網和精度要求不高的測量應用中可以大力推廣;2)內外一體化作業。運用CORS系統采用坐標轉換參數求解方法。對測區內均勻分布的一個或多個以上的控制點進行復測求解轉換參數，通過手簿完成計算;3)單機即可開始作業，不需要架設基準站，由于通過無線網絡進行信號傳輸，突破了距離限制;4)大大降低工作強度，提高工作效率、縮短工作周期。在符合精度及誤差要求下，CORS系統應用于像控測量，操作簡便，靈活方便，不但可以減少外業工作強度，而且可以提高作業人員的工作效能，節約項目成本。

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On application of Urum chi CORS in photo-control survey of aerial survey large scale

GAN Li-jun GAO Yong-jia

The paper indicates the application of Urumchi CORS system in the aerial survey of some area of Urumchi，mainly introduces the principle for CORSsystem and theworking procedure for the indoor point distribution and the outdoor collection for the photo controlling points in aerial survey，and concludes by the factual application that CORSsystem can fullymeet the demand of the accuracy of the photo-control survey.

CORS，network RTK，photo-control survey

TU198

A

1009-6825(2011)17-0202-03

2011-02-22

干犁軍(1979-)，男，工程師，新疆航天經緯測繪技術有限公司，新疆烏魯木齊 830000

高永甲(1978-)，男，工程師，新疆航天經緯測繪技術有限公司，新疆烏魯木齊 830000