郝東宏 郝東偉
【摘 ? ?要】隨著全球衛星定位系統GPS技術的飛速發展和應用普及,它在測繪領域中的作用越來越重要。一種新的GPS技術,利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統CORS已成為GPS應用發展的新趨勢。為使CORS系統的先進測量手段在農村集體土地確權登記發證項目中得到充分應用,通過實驗結合不同規范要求。總結了CORS在界址點測量中的應用,分析了測量精度,并提出了CORS測量的優勢。結果表明,使用CORS進行農村集體土地所有權界址點測量可以滿足精度要求,并能明顯提高工作效率。
【關鍵詞】所有權 ?界址點 ?CORS ?精度
中圖分類號:G4 ? ?文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2015.01.204
1引言
為依法保障土地使用權人的合法權益,加強農村集體土地管理,按照《國土資源部、財政部、農業部關于加快推進農村集體土地確權登記發證工作的通知》、國土資源部《關于進一步加快宅基地使用權登記發證工作的通知》(國土資發[2008]46號)和遼寧省國土資源廳《轉發國土資源部關于進一步加快宅基地使用權登記發證的通知》(遼國土資辦發[2008]52號)和《遼寧省農村集體土地確權登記發證工作方案》精神和要求,全省要確保在2012年底以前完成農村集體土地所有權確權、宅基地使用權和集體建設用地使用權確權登記發證工作;為不影響全省整體工作的進展,海城市決定開展全市農村集體土地所有權確權登記發證及數據庫建設工作。
農村集體土地確權登記發證是對農村集體土地所有權和集體土地使用權等土地權利的確權登記發證。農村集體土地所有權確權登記發證覆蓋全部農村范圍內的集體土地,包括屬于農民集體所有的建設用地、農用地和未利用地。主要任務是以縣(市、區)為基本單位,按照集體土地所有權的實際歸屬,查清集體土地所有權宗地界址位置、界線走向、面積等狀況。調查成果經公示后,作為集體土地所有權登記發證的依據,登記造冊,核發證書,確認農民集體經濟組織集體土地所有權。根據地籍調查成果和土地登記結果,建立集體土地所有權數據庫和管理系統。在農村集體土地所有權確權登記發證工作中,界址點測繪是重要環節,其精度直接決定了整個工作的質量,探討界址點測繪方法非常必要。
2 CORS概述
2.1.CORS的發展現狀
連續運行參考站系統(CORS)可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站,利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN/WAN)技術組成的網絡,實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位,偽距)、各種改正數、狀態信息以及其他有關GPS服務項目的系統。與傳統的GPS作業相比連續運行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機作業等眾多優點。
隨著GPS技術的飛速進步和應用普及,它在測量中的作用已越來越重要。當前,利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統(Continuous Operational Reference System,縮寫為CORS)已成為GPS應用的發展熱點之一。CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。
2.2 CORS組成
CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成,各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體,形成專用網絡。
2.2.1基準站網
基準站網由范圍內均勻分布的基準站組成。負責采集GPS衛星觀測數據并輸送至數據處理中心,同時提供系統完好性監測服務。
2.2.2數據處理中心
系統的控制中心,用于接收各基準站數據,進行數據處理,形成多基準站差分定位用戶數據,組成一定格式的數據文件,分發給用戶。數據處理中心是CORS的核心單元,也是高精度實時動態定位得以實現的關鍵所在。中心24小時連續不斷地根據各基準站所采集的實時觀測數據在區域內進行整體建模解算,自動生成一個對應于流動站點位的虛擬參考站(包括基準站坐標和GPS觀測值信息)并通過現有的數據通信網絡和無線數據播發網,向各類需要測量和導航的用戶以國際通用格式提供碼相位/載波相位差分修正信息,以便實時解算出流動站的精確點位。
2.2.3數據傳輸系統
各基準站數據通過光纖專線傳輸至監控分析中心,該系統包括數據傳輸硬件設備及軟件控制模塊。
2.2.4定位導航數據播發系統
系統通過移動網絡、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發定位導航數據。
2.2.5用戶應用系統
包括用戶信息接收系統、網絡型RTK定位系統、事后和快速精密定位系統以及自主式導航系統和監控定位系統等。按照應用的精度不同,用戶服務子系統可以分為毫米級用戶系統,厘米級用戶系統,分米級用戶系統,米級用戶系統等;而按照用戶的應用不同,可以分為測繪與工程用戶(厘米、分米級),車輛導航與定位用戶(米級),高精度用戶(事后處理)、氣象用戶等幾類。
CORS系統徹底改變了傳統RTK測量作業方式,其主要優勢體現在:1.改進了初始化時間、擴大了有效工作的范圍;2.采用連續基站,用戶隨時可以觀測,使用方便,提高了工作效率;3.擁有完善的數據監控系統,可以有效地消除系統誤差和周跳,增強差分作業的可靠性;4.用戶不需架設參考站,真正實現單機作業,減少了費用;5.使用固定可靠的數據鏈通訊方式,減少了噪聲干擾;6.提供遠程INTERNET服務,實現了數據的共享;7.擴大了GPS在動態領域的應用范圍,更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航;8.為建設數字化城市提供了新的契機。
CORS系統不僅是一個動態的、連續的定位框架基準,同時也是快速、高精度獲取空間數據和地理特征的重要的城市基礎設施,CORS可在城市區域內向大量用戶同時提供高精度、高可靠性、實時的定位信息,并實現城市測繪數據的完整統一,這將對現代城市基礎地理信息系統的采集與應用體系產生深遠的影響。它不僅可以建立和維持城市測繪的基準框架,更可以全自動、全天候、實時提供高精度空間和時間信息,成為區域規劃、管理和決策的基礎。該系統還能提供差分定位信息,開拓交通導航的新應用,并能提供高精度、高時空分辨率、全天候、近實時、連續的可降水汽量變化序列,并由此逐步形成地區災害性天氣監測預報系統。此外,CORS系統可用于通信系統和電力系統中高精度的時間同步,并能就地面沉降、地質災害、地震等提供監測預報服務、研究探討災害時空演化過程。
2.3CORS應用優勢
CORS系統的建立可以大大提高測繪的速度與效率, 降低測繪勞動強度和成本, 省去測量標志保護與修復的費用, 節省各項測繪工程實施過程中約30% 的控制測量費用。由于城市建設速度加快,對GPS-C、D、E級控制點破壞較大,一般在5-8年需重新布設,至于在路面的圖根控制更不用說,一、二年就基本沒有了,各測繪單位不是花大量的人力重新布設,就是仍以支站方式,這不但保證不了精度,還造成了人力物力財力的大量浪費。隨著CORS基站的建設和連續運行,就形成了一個以永久基站為控制點的網絡。所以,可以利用已建成的CORS系統對外開發使用,收取一定的費用,收費標準可以根據各地的投入和實際情況制定,當然這一點上更多的是社會效益。可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監測, 對災害進行快速預報。CORS項目完成將為城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS應用等提供精度達厘米級的動態實時GPS 定位服務, 將極大地加快該城市基礎地理信息的建設。并由此建立起城市空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架, 從而從實時的空間位置信息面上實現城市真正的數字化。CORS建成能使更多的部門和更多的人使用GPS高精度服務,它必將在城市經濟建設中發揮重要作用。由此帶給城市巨大的社會效益和經濟效益是不可估量的, 它將為城市進一步提供良好的建設和投資環境。
本市CORS系統由海城市國土資源局建設,海城市國土資源設計測繪技術服務中心組織實施。實現在海城市境內的定位服務。CORS通過在全市范圍內建立GNSS連續運行參考站,構成全市新一代網絡化的大地基準和空間數據采集服務系統,為社會各行業提供基本的實時精密定位、時空基準、氣象數據、監測監控、移動導航等多功能、多用戶、開放式的公共信息服務。經檢核,CORS實時定位的內符合精度可以達到平面0.020m,高程0.030m的精度,實時定位外符合精度可以達到平面0.030m,高程0.090m的精度。
3基于CORS的界址點測繪
3.1基于CORS農村集體土地所有權界址點測繪
3.1.1布爾莎(Bursa)七參數的求取
由于CORS測量得到的是WGS-84坐標系,本次確權工作采用1980西安坐標系,需要進行坐標轉換。由于農村集體土地所有權確權登記發證工作范圍廣,面積大,因此采用布爾莎(Bursa)七參數進行坐標轉換。聯測覆蓋整個區域的C級GPS點,選擇位置分布合理,點位穩定的控制點求取七參數。使用其他控制點進行精度檢核,結果表明,求取的七參數精度較高,完全能夠滿足農村集體土地確權登記發證項目的平面精度要求,可以投入使用。
3.1.2所有權界址點測繪
(1)測前準備
了解系統原理,熟悉作業流程。正式開展作業前采取了如下措施:
①用兩臺GPS流動站共同采集了3個C級GPS點,建立測區參數文件,并均勻采集了測區范圍內D、E級控制點10個進行比對;
②采集相同點在兩個不同時段的坐標數據進行比對;
③由于流動站接收機只有經過初始化完成后才能進行RTK測量,流動站作業前要進行嚴格的衛星預報,選取PDOP不大于6,衛星數大于6顆(至少4顆)的時間段進行測量;
④數據采集時對中桿氣泡嚴格居中。
(2)CORS測量精度校核
網絡RTK解算出來的坐標數據與原控制點坐標成果進行了比較,根據統計結果得出:網絡RTK測量結果與其他常規測量技術的測量精度都在厘米級,較差最大值為1.8cm,最小值為0.1cm,平均較差1.1cm,檢測點位中誤差為: ±0.9cm。其次,采集了相同點在兩個不同時段的坐標數據進行比對,不同時段的數據差別不大,都在1cm范圍上下。CORS系統解算成果完全可靠。因此網絡RTK完全可以用于地籍測量工作及其他城市測繪作業中。
(3)界址點測繪
①測前精度檢核:每天測量前,到已知控制點進行檢核,精度滿足要求后在進行測量,確保作業數據的質量。
②界址點采集:集體土地所有權界址點精度為±5cm,按《衛星定位城市測量技術規范》要求,每個界址點觀測20個歷元,采樣間隔可設為2至5秒,設置采樣間隔為2秒。每個點觀測兩次,取平均值為最終結果。所有測量數據直接存儲于RTK手簿中。對于觀測條件不好的點,如房角、樹林中等,采用方向交會法和RTK-全站儀相結合的方法進行施測。
③測量數據處理:所有測量數據先進行檢查,同一個點平 面位置相差不大于5cm。檢查合格的數據,取平均值作為最終的界址點坐標。將最終的界址點坐標數據轉換成為.dat格式。在南方CASS9.1軟件中,生成集體土地所有權地籍圖。
3.1.3精度檢核
測量時進行了已知點檢核,以已知控制點的坐標為真值,計算CORS-RTK的點位中誤差為±0.9cm;由于每個界址點均獨立觀測兩次,按照同精度觀測方法計算CORS-RTK的點位中誤差為±1.0cm。可以看出,CORS-RTK完全可以滿足農村集體土地所有權確權界址點測繪精度要求。
3.2使用CORS進行農村集體土地所有權界址點優勢
(1)提高儀器利用率,常規RTK至少需要1+1兩臺接收機才能作業,采用CORS,僅需1臺接收機就能正常作業,儀器利用效率提高了1倍。
(2)節約工作時間,提高了工作效率,省去架設和設置基準站的時間和麻煩,開機就可以作業,靈活方便。
(3)節約人力資源,省去看基站人員,實現單人作業。
(4)由于CORS全網覆蓋,界址點精度均勻。
綜上所述,利用CORS進行農村集體土地所有權界址點測量能夠保證質量并能大大地提高工作效率,節省人力物力。
4結論
在農村集體土地所有權界址點測繪中采用CORS技術,受氣候、通視條件、地形和季節等因素影響和限制較少,只要參數設置正確,當地人員認真指界,就能快速地高精度完成,數據安全可靠,沒有誤差積累,在系統的有效覆蓋范圍內精度均勻,且儀器僅需一人操作,作業速度快,勞動強度低,有效地提高了工作效率,節省了費用,特別在本次作業區域范圍比較大、作業點比較分散的工程中,其優勢更明顯。
參考文獻
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