網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在珠海市城市常規(guī)測繪中的若干應(yīng)用及優(yōu)勢分析

摘要：CORS系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)RTK測量功能改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)方式，使測繪工作精度和效率得到了大大的提高。文章介紹了CORS系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，探討了網(wǎng)絡(luò)RTK測量技術(shù)在珠海市城市常規(guī)測繪中的若干應(yīng)用及其優(yōu)勢分析。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)RTK；常規(guī)測繪

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0049-03

1 概述

CORS系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)化概念引入到了大地測量應(yīng)用中，為測繪行業(yè)帶來前所未有的變革，也為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)社會中的空間信息服務(wù)帶來新的思維和模式，特別是CORS系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)RTK測量功能的得以實現(xiàn)很大程度上改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)方式，使測繪工作精度和效率得到了大大的提高。隨著這些年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)已經(jīng)在城市測繪中得到廣泛的應(yīng)用，并且正在逐步取代傳統(tǒng)測量作業(yè)模式。本文對利用廣東CORS系統(tǒng)在珠海市建立各片區(qū)參數(shù)，然后使用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在珠海市城市常規(guī)測繪中的應(yīng)用情況進(jìn)行了詳盡的分析，并對其使用過程中需要注意的事項進(jìn)行了說明。

2 CORS技術(shù)簡介及發(fā)展

2.1 CORS技術(shù)簡介

連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，簡稱CORS系統(tǒng)）由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)四部分構(gòu)成，各子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)互聯(lián)，形成一個分布于整個城市的局域網(wǎng)。CORS是在一個較大的區(qū)域內(nèi)均勻的布設(shè)多個永久性的連續(xù)運行GPS參考站，構(gòu)成一個參考站網(wǎng)，各參考站按設(shè)定的采樣率連續(xù)觀測，通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實時地將觀測數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制中心，系統(tǒng)控制中心首先對各個站的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和質(zhì)量分析，然后對整個數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一解算，實時估算出網(wǎng)內(nèi)的各種系統(tǒng)誤差改正項，獲得本區(qū)域的誤差改正模型。然后向用戶實時發(fā)送GPS改正數(shù)據(jù)，用戶只需要一臺GPS接收機(jī)，便可實時或事后得到高精度的可靠的定位結(jié)果。

2.2 CORS技術(shù)的發(fā)展

CORS是目前國內(nèi)乃至全世界GPS的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，歐美和日本已經(jīng)建立起較成熟、完善的體系。單就國內(nèi)而言，廣東省已建成第一個覆蓋全省的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在廣東省內(nèi)共建設(shè)38個連續(xù)運行衛(wèi)星跟蹤站和廣州市、深圳市、東莞市3個地級市子系統(tǒng)，這種組建模式創(chuàng)全國的先例，對該技術(shù)在全國的推廣有著深遠(yuǎn)的影響。繼廣東省率先建立CORS以來，CORS熱潮不斷，基本上每個省都在省國土廳（或其他相關(guān)部門）的領(lǐng)導(dǎo)和組織下開始論證與實施，隨后，北京、上海、成都、青島、武漢、天津、昆明等也都先后建立了市級的CORS系統(tǒng)，江蘇省也在醞釀建立我國第一個市級的CORS系統(tǒng)，不久的將來，只需一個移動臺實現(xiàn)全國范圍的無縫測繪的夢想將要變成現(xiàn)實。

3 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在珠海市城市常規(guī)測繪中的應(yīng)用

3.1 區(qū)域性的地方轉(zhuǎn)換參數(shù)測設(shè)

網(wǎng)絡(luò)RTK也稱多基站RTK，是一種實時動態(tài)定位新技術(shù)，隨著廣東CORS系統(tǒng)二期建設(shè)的完成及省氣象局合作建設(shè)并網(wǎng)的完成，廣東CORS已經(jīng)能提供覆蓋全省范圍的網(wǎng)絡(luò)RTK定位服務(wù)。廣東CORS系統(tǒng)在珠海市境內(nèi)有三個連續(xù)運行的衛(wèi)星跟蹤站，分別位于吉大、蓮洲和南水，平均邊長35km，與周邊地區(qū)的衛(wèi)星跟蹤站一起為珠海地區(qū)提供定位服務(wù)。

目前珠海市各片區(qū)利用廣東CORS系統(tǒng)，通過點校正方式來求取區(qū)域性的地方轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后直接使用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)引用各片區(qū)參數(shù)進(jìn)行各片區(qū)內(nèi)各項常規(guī)測量任務(wù)。以香洲主城區(qū)為例：圖1[示意參數(shù)適用范圍與測區(qū)、檢驗點的關(guān)系（示意基準(zhǔn)站、參數(shù)控制點、檢校點、測區(qū)相對關(guān)系草圖、標(biāo)注距離）]為香洲主城區(qū)GPS-RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)測設(shè)圖：

測區(qū)RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)測設(shè)規(guī)定執(zhí)行《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》（CJJ 73-2010）、參考執(zhí)行《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》（CH/T 2009-2010）要求。

RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的檢驗：參數(shù)是否合格由最終的檢驗結(jié)果決定，求定參數(shù)時測區(qū)內(nèi)未選取、已選取的同級別或以上級別的已知控制點都可以作為檢驗點。檢驗點應(yīng)均勻分布于測區(qū)四周和中間，檢驗點數(shù)不應(yīng)少于參數(shù)校正點總數(shù)的30%，且最少不得少于2個點；檢驗值平面較差不應(yīng)大于5cm，高程較差不應(yīng)大于7.1cm。參數(shù)精度的驗證符合要求后，即可實施測量工作，目前網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在珠海市已經(jīng)在控制測量、地籍及房產(chǎn)測量等幾個方面得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 控制測量

以珠海市斗門城區(qū)1∶500數(shù)字化地形圖測繪工程為例，面積約44.12km2，其中在非建筑區(qū)域直接采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)完成了控制測量，建筑區(qū)域則進(jìn)行了大量的圖根控制測量。實踐證明：相對于常規(guī)控制測量如一般導(dǎo)線測量，要求點間良好的通視，對于導(dǎo)線總長度、平均邊長、測邊誤差、測角誤差等限制性要求較多，各種累計誤差很大程度上影響控制點的精度，外業(yè)工作程序繁雜，且作業(yè)中不能確定控制點成果的精度；相對而言，GPS靜態(tài)或者快速靜態(tài)定位雖然避開了障礙物限制性條件要求，也可以高精度地完成各等級控制測量，但是外業(yè)工作量大且原始數(shù)據(jù)分析及處理又要花費大量的內(nèi)業(yè)時間，比較費時、費力，也無法在測定控制點的同時知道其準(zhǔn)確性，且如果數(shù)據(jù)處理后發(fā)現(xiàn)精度不符合要求就需要更多的時間返工測量。而若應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行控制測量就能避免以上兩種傳統(tǒng)測量作業(yè)模式的弊端，這樣可以省時、省力、優(yōu)質(zhì)、高效完成作業(yè)。

3.3 地籍及房產(chǎn)測量

地籍及房產(chǎn)測量是精確測定土地權(quán)屬界址點的位置，同時測繪大比例尺的地籍平面圖、宗地圖、房產(chǎn)圖，并量算土地及房屋面積以供土地和房產(chǎn)管理部門使用。以珠海市香洲區(qū)前山街道辦事處（幼兒園）為例，本項目要求房產(chǎn)、地籍同時施測，鑒于其位于市區(qū)，建筑物較多、地形較復(fù)雜，直接測定界址點或采集地形點不現(xiàn)實，即采用網(wǎng)絡(luò)RTK測定部分界址點、采集部分地形點，同時在周邊區(qū)域布設(shè)適當(dāng)?shù)膱D根控制點，然后采用全站儀進(jìn)行界址點放樣及野外坐標(biāo)實測。此過程中界址點和細(xì)部點測量時采用網(wǎng)絡(luò)RTK或當(dāng)使用RTK時做圖根點要先用其他控制點進(jìn)行校核，符合限差要求時，才能開始實測工作。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)放樣土地的權(quán)屬界址點以及測繪大比例尺地籍圖與宗地圖，能同時采集與其四至相關(guān)的地物點的坐標(biāo)并能達(dá)到厘米級的精度要求。采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行地籍測量效率很高、明顯優(yōu)于傳統(tǒng)測量方式。

3.4 土地勘測定界

土地勘測定界（以下簡稱勘測定界）需要實地測定土地使用范圍、界址界址點位置、調(diào)繪土地利用現(xiàn)狀、測繪現(xiàn)狀地形圖、測量使用界線范圍內(nèi)各類土地面積并計算用地面積等工作，其工作繁瑣、復(fù)雜?？v觀網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在珠海市勘測定界中的應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)無障礙地進(jìn)行界址點放樣，可以避免解析法和關(guān)系距離法放樣等傳統(tǒng)放樣方法的大量繁雜的工作，同時也簡化了土地勘測定界的工作程序；利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行土地現(xiàn)狀地形圖測繪，避免了控制測量這一必要步驟，比用全站儀測量具有更高的效率，特別是對于市政管線、市政道路、城際輕軌鐵路等大型線性工程或界址點點數(shù)較多的特大型工程的放樣更為高效、實用。在勘測定界測量中，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)可對界址點坐標(biāo)、現(xiàn)狀地形圖進(jìn)行實時測定，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)可實時測量權(quán)屬界限、進(jìn)行土地分類修測，較大程度上提高了測量速度和精度。

3.5 地形測圖

野外采集各地物、地貌點的坐標(biāo)和高程，用規(guī)定的符號表示其平面位置和高程的正射投影，繪制成一定的比例尺地形圖，用以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃和各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。地形測圖時，可根據(jù)測區(qū)的實際情況應(yīng)用CORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK新技術(shù)測量控制點或加密圖根控制點，有的情況下甚至可以不布設(shè)各級控制點，僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點做檢查校正，單人使用流動站電子手簿便可以優(yōu)質(zhì)、高效地采集地所需地形、地物點的坐標(biāo)，同時可選擇輸入地形點編碼，實時記錄采集數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)數(shù)字化測圖。然后通過計算機(jī)和繪圖儀，打印機(jī)輸出各種比例尺的圖件。

3.6 城市規(guī)劃及放線

建筑物規(guī)劃放線，放線點既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。在使用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行建筑物放樣前，需要檢核圖紙中建筑物自身的幾何關(guān)系正確與否，對于出現(xiàn)短邊的情況，其相對關(guān)系很難滿足。在放樣的同時，需要清楚的是測量點位的實時精度，如果點位實時精度不高的情況下，強(qiáng)制測量、保存實測數(shù)據(jù)并定點，就有可能會出現(xiàn)較大的點位誤差。在衛(wèi)星分布、天氣條件正常的情況下，用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能夠滿足其放樣精度要求。對于市政道路中線、地下管線放樣等線性工程，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)RTK測量技術(shù)單人就可以便捷地完成全部放樣工作。將市政線路起點、始點、直線點、曲線點的坐標(biāo)或地下管線的主、支管中心坐標(biāo)按樁號順序直接輸入RTK的外業(yè)手簿中即可放樣，放樣時手簿屏幕上顯示偏移量，并有箭頭指示偏移方向，按照屏幕指示的方向及距離移動，直至滿足放樣的精度要求后實測放樣點的坐標(biāo)，以便于內(nèi)業(yè)時與設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行比對、計算精度。這樣的放樣方法靈活、便捷，避免了全站儀或經(jīng)緯儀放樣的限制性弊端，較傳統(tǒng)的放樣方法有著明顯的優(yōu)勢。

4 CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

CORS系統(tǒng)是現(xiàn)代GPS的發(fā)展熱點之一，CORS系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的推廣，是一場深刻的、前所未有的技術(shù)變革，與傳統(tǒng)測量作業(yè)方式比較，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下五個方面：（1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、更新、管理一體化和自動化；（2）規(guī)范了基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)，有效解決了不同部門或不同行業(yè)之間坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一的問題；（3）有效工作區(qū)域得到大大延伸，定位精度、可靠性大大提高；（4）采用連續(xù)基站，無障礙，全天候，實時性強(qiáng)，提高工作效率；（5）操作簡便，不再需要架設(shè)基準(zhǔn)參考站，單人測量系統(tǒng)成為主流作業(yè)模式，節(jié)省了時間，減少了費用。

5 結(jié)語

CORS系統(tǒng)是現(xiàn)代GPS的發(fā)展熱點之一，CORS系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大地提高了測繪工作的精度和效率，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已經(jīng)是GPS的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，是城市信息化的重要組成部分，也將支持?jǐn)?shù)字化城市建設(shè)不斷發(fā)展。

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