基于CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍測量中的應用及質(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，河南鄭州450016）

基于CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍測量中的應用及質(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，河南鄭州450016）

當前，利用多基站網(wǎng)絡CORS技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）已成為農(nóng)村GPS應用的發(fā)展熱點之一。從介紹基本原理入手，對CORS技術(shù)在農(nóng)村地籍測量應用上的可行性和局限性進行了探討，提出了網(wǎng)絡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)、計算機網(wǎng)絡技術(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個部分組成。數(shù)據(jù)處理中心也稱為控制中心，是整個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。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固定參考站形成參考站網(wǎng)。負責采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并輸送至數(shù)據(jù)處理中心，同時提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務。用戶部分是用戶的接收機，功效是發(fā)送初始位置和接收差分信息。

CORS系統(tǒng)是GPS實施動態(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，各固定參考站接收衛(wèi)星信號，并把接收到的數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)實時發(fā)給控制中心，控制中心將所有固定參考站的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一解算，用戶在工作前，先通過無線網(wǎng)絡向控制中心發(fā)送一個大體定位的坐標，控制中心在收到這個位置信息后，便根據(jù)用戶的位置，由計算機系統(tǒng)自動選擇一個最合適的固定基準站，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發(fā)送給用戶。這個差分信號的效果相當于在移動站旁邊形成了一個虛擬的參考站進行RTK定位計算，保證了用戶對于精度的要求，這項技術(shù)也成為虛擬參考站技術(shù)。

2 CORS在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應用

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

一般常規(guī)控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，浪費人力、物力和時間，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)相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量，但是需要時間進行數(shù)據(jù)處理，不能實時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)絡技術(shù)進行控制測量既能實時知道定位結(jié)果，又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業(yè)效率。應用CORS網(wǎng)絡技術(shù)進行實時定位可以達到厘米級的精度，因此，除了高精度的控制測量仍采用靜態(tài)相對定位技術(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)時需要布網(wǎng)控制且點間要求通視，個別點數(shù)據(jù)需要多次搬站才能采集，勞動強度大，由于多次搬站誤差累積使得精度難以保證。CORS技術(shù)測量時無需進行布網(wǎng)施測，不要求點間通視，誤差不傳播、不累積，并且在外業(yè)測量中，能實時知道定位結(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)扔绊懀S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，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。可以預見，CORS與全站儀聯(lián)合測繪地形圖是一種行之有效方法，將會是地形圖測繪的一種趨勢。

3 CORS在農(nóng)村地籍測量中應用的局限性

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

（1）衛(wèi)星信號問題。當衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時候，世界上有些國家在某一確定的時間段內(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初始化時需要5顆以上衛(wèi)星，在農(nóng)村居民點密布區(qū)域或其他衛(wèi)星接收信號不好的地方，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源的干擾，數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量在傳輸過程中衰減嚴重，流動站經(jīng)常接收不到基準站發(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，也就是流動站和固定參考站的距離。另外，當流動站和固定參考站的距離超過一定值（一般為幾公里，每種機型在不同的環(huán)境下又各不相同）時，測量結(jié)果誤差會超過有效限制值，所以CORS的實際作業(yè)有效距離比其標稱的要小很多，根據(jù)實際作業(yè)經(jīng)驗，固定參考站和流動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)村測量中應用，因此在農(nóng)村遮蔽嚴重的地方，仍需采用傳統(tǒng)的常規(guī)方法進行測量作業(yè)，但這不影響CORS網(wǎng)絡技術(shù)在現(xiàn)代新農(nóng)村測量應用中的地位。

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）坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)精度。坐標轉(zhuǎn)換是區(qū)域性的，受已知點分布和精度、數(shù)學模型的精度及基準系統(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）固定參考站的坐標精度與信號質(zhì)量。CORS的工作模式是固定參考站接收機借助參考站將觀測到的三維坐標發(fā)送給流動站接收機，流動站接收機通過數(shù)據(jù)鏈接收固定參考站的數(shù)據(jù)，同時采集GPS數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，求得流動站三維坐標。因此固定參考站的坐標精度和信號質(zhì)量直接影響流動站的精度。

（3）作業(yè)環(huán)境。環(huán)境對CORS影響的因素主要有地形、固定參考站與流動站之間的障礙物、多路徑誤差、電波干擾、信號反射等，因此選擇已知點設(shè)固定參考站及布設(shè)控制點時，應考慮到上述因素，遠離電視發(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、多路徑效應及GPS信號被遮擋和反射。

（4）觀測時段。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。因此觀測前應查看衛(wèi)星星歷預報圖，選擇幾何圖形強度GDOP＜6.0，以及可見衛(wèi)星數(shù)不小于5的觀測時段作業(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、電磁波干擾、對流層或電離層折射等方面的因素，影響著CORS測量的精度，甚至導致CORS測量假值的出現(xiàn)，導致測量成果不可靠，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)，這就需要測量時對測量成果進行質(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方法計算整周模糊度，大大縮短了解算時間。因此，在無干擾的測區(qū)，儀器鎖定衛(wèi)星在5顆以上時，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)。此時的收斂值真實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，此時的收斂值可能存在假值，需要進一步確認。

（2）已知點檢核：在測量過程中將已知點納入到測量鏈中的方式進行檢核，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，它的應用不需逐級布網(wǎng)控制，可直接施測控制點、圖根點或碎步點；測量的點位誤差相互不傳遞、不積累，點位誤差均勻，定位結(jié)果和精度能實時顯示，避免了因誤差超限而重復勞動作業(yè)。高精度的求解坐標轉(zhuǎn)化參數(shù)、選擇較好的觀測時段，控制好流動站所處的位置，可提高CORS測量精度。采用將已知點納入到測量鏈檢核，確保測量成果的可靠性，以及提高測量精度。但是由于邊遠山區(qū)農(nóng)村距離網(wǎng)絡基站過遠，導致區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡信號差，使得CORS作業(yè)時部分點由于無法接收到足夠的衛(wèi)星或者數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)健而長時間無法獲得固定解，CORS無法確定其坐標位置，這時應采用常規(guī)測量方法或者探討更先進有效的作業(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)合進行控制測量或測繪地形圖等。

隨著國家對農(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用。

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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。