千尋知寸定位服務與網絡RTK技術結合在數字城管中的應用

摘要：隨著我國科學技術提高的不斷，城市建設的不斷發展，數字城管已經進入普及階段，如何高效地獲得城市部件數據是數字城管亟需解決的問題，本文在分析“千尋知寸”定位服務的基礎上，通過“千尋知寸”定位進行網絡RTK數據采集城市部件，測量項目應用證明，數字城管采用千尋知寸定位服務有助于提高數據采集效率和施工效益。

Abstract： With the continuous improvement of science and technology and the development of urban construction， digital urban management has entered the stage of popularization. How to obtain urban component data efficiently is an urgent problem for digital urban management. On the basis of analyzing the location service of "FindCM"， this paper carries on the network RTK data acquisition city component through the "FindCM" localization， and proves the application of the measurement project. The use of thousand fathom location service in digital urban management is helpful to improve the efficiency of data acquisition and construction efficiency.

關鍵詞：千尋知寸;網絡RTK;數字城管;部件

Key words： FindCM;network RTK;digital urban management;component

中圖分類號：P228.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0231-04

0? 引言

隨著現代化城市建設進程的加快，對于現代城市而言，傳統的城市管理已經無法滿足管理需求，為更好的適應城市管理工作，數字化城市管理系統建設開始被提上日程。為進一步提高城市服務水平和管理水平，深化和推進城管機制創新與體制改革，目前全國各地的很多城市都開始重視數字化城市管理，相繼開展了“數字城市”的測繪工作，與時俱進采取先進方法管理城市。而基于北斗衛星導航系統的多基站網絡RTK技術建立的千尋知寸定位服務技術以為快捷、高效、精度高、可靠性高、基準統一的特點廣泛應用于測量行業中。

1? 千尋知寸

以北斗衛星系統（兼容Galileo、GLONASS、GPS）為基礎，千尋位置[1]定位數據，利用自主研發的定位算法和覆蓋全國超過兩千個的地基增強站，基于互聯網技術開展大數據運算，用戶遍布全國各地，為用戶提供精準定位及延展服務。其中，基于RTK的差分定位原理，千尋知寸依托覆蓋全國的衛星定位地基增強站，將各類定位技術融會貫通，利用互聯網提供7*24小時高可用差分播發服務，2016年5月，千尋北斗地基增強網絡系統開始向用戶提供厘米級（千尋知寸-FindCM）的高精度的“千尋位置”定位服務。目前，千尋北斗地基增強網絡系統已在全國32個省市能夠實現全面覆蓋的“千尋知寸”厘米級精度的位置糾偏數據服務。全國覆蓋范圍如圖1所示。

2? 數字城管

如圖2所示，數字城市管理系統是基于政府內部辦公系統、行業終端（含數字城管終端應用軟件）及移動通信網絡，通過多種數據資源的信息共享及協同工作，包括地理編碼數據、管理部件布局、單元網格數據、地理空間框架數據等，實現對城市市政公用設施、市政工程設施、市容環境與環境秩序的監督、管理和預警的系統。

市政部件是屬于城市的不可移動的要素，同時也是社會活動和城市經濟的基本載體[2]。為提高城市管理效率，更好的落實現代化城市管理，必須精準掌握市政部件的屬性、位置、狀態、數量及分類。為更好的推進城市網格化管理，部件普查是對推進區域范圍內全部城市部件進行的全方位無死角調查，并在此基礎上，依據客觀的編碼要求和分類規則，為每個部件固定一個代碼，如此便實現了市政部件的信息化和數字化管理。

部件數據采集執行指標為《數字化城市管理信息系統 第2部分：管理部件和事件》（GB/T 30428.2-2013）。依據標準規定，本次普查為5大類121小類（不含代碼為99類的部件）主要分類如表1。

城市管理部件的定位精度應符合表2規定的部件定位精度要求：

3? 城管部件的采集

在確定了城市部件的普查內容及掌握了“單元網格”的思想之后，可采取下一步操作，進入城市部件普查的核心工作。由于諸多客觀因素的影響，在實際普查過程中可能會面臨一些問題，為便于更好的開展工作，可將城市部件普查方法分為移動測量法、常規測量法和調繪法三類。

外業數據普查采用地毯式搜索測繪，確保數據采集的正確性和遺漏率。其基本作業流程如圖3。

3.1 網絡RTK在部件采集中的應用

RTK載波相位差分技術[4]，是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，把基準站采集的載波相位，發給用戶接收機并進行求差解算坐標。

RTK工作原理：在流動站上放置一臺或幾臺接收機，在基準站上放置一臺接收機，然后對比分析已知位置信息和基準站所得出的觀測值，獲得GPS差分改正值。之后將該改正值及時的傳遞給流動站，作用是精華其GPS觀測值，如此流動站可獲取更為精準的實時位置。

在大范圍開闊地帶，一般采用網絡RTK進行部件位置的采集，RTK外業測量模式為兩人一組，一人進行部件位置的采集及其屬性記錄，另一人對其進行拍照。

在應用RTK進行部件測量時，要注意下面幾個問題：在正式開始測量作業前，應采取有效措施做好衛星星歷的預報工作，確保在進行RTK測量時，PDOP值小于5（應注意GPS衛星數量、分布等觀測窗口狀況，其作業條件應符合表3規定），否則在實際測量中極易無法得出結論。此外，為了保證最終的測量成果質量符合標準，應要求測量人員嚴格依照相關規范流程進行操作。

采用網絡RTK方式測量部件坐標，效率遠遠超過了全站儀測量[4]。采用RTK方式測量，部件數據可實現單機、單人采集。僅需將中桿放在部件幾何中心位置，并穩定幾秒后，就可測量得到相應的坐標數據，在測量過程中，測量員只要將代碼輸入測量手簿，即可采集到部件相應的屬性數據。

網絡RTK具有工作模式簡單、單人單機即可完成操作的優勢，再加上其GNSS接收機設備較小，便于操作和攜帶，在城市部件普查中得到了廣泛采用。

3.2 全站儀在部件采集中的應用

市政部件測量工作主要是通過全站儀測量出部件的平面坐標，很多情況下也稱為部件的平面位置測量。依照測量目的不同，可將全站儀的工作原理分為測距原理和測角原理。測量就是利用數學平面幾何/立體幾何，結合測得的角度距離等數據，計算出相應點的平面坐標。

一般情況下使用全站儀必須要滿足光學通視，且觀測目標與全站儀之間的水平視線上不能有遮擋，而在實際測量中不可能保證一站就能測量所有數據，就要搬站，就會導致測量時間增加，誤差累計等情況。

所以，部件測量中，全站儀的作用是補測，在GPS信號弱的區域內，比如老城區，開放小區內樓間距較小的地區。

3.3 網絡RTK與傳統部件數據采集方式的比較

網絡RTK測量與全站儀測量相比，在以下方面更具優勢：①減少了工作人員數量，網絡RTK測量只需要一人即可操作，而全站儀測量至少需要兩人;②在網絡信號覆蓋區域，無需再做控制，直接連接衛星知道顯示固定解即可采集數據;③全站儀測量必須要求通視，在有遮擋的情況下必須要重新架站，一則需要時間，二則會產生累積誤差，影響測量效率和測量精度，而網絡RTK只要在有信號的地區即可測量，省去了架站，提高了工作效率。

千尋知寸的優點

①可以不用控制點，節省了購買當地控制點的費用。

②在實際測量過程中，不用架設基準站，不用中繼站，可以提高測量每日的施工效率。

4? 千尋知寸的使用方法以及在部件測量中應用

4.1 千尋知寸使用方法

以廣州市中海達測繪儀器有限公司自主研發的測量手簿測量軟件為例介紹千尋知寸的使用方法。

首先，激活賬號：在“千尋位置”官網申請“千尋知寸”-厘米級高精度定位服務的用戶名和密碼。

其次，辦理一張當地的移動卡，開通500MB流量套餐即可。

然后，使用中海達GNSS接收機手簿設置。

①在千尋知寸覆蓋區域，將中海達V90移動站在無遮擋空曠的環境下開機。

②手簿藍牙連接中海達V90GNSS接收機，連接成功后進入移動站設置。

③在中海達手簿的測繪軟件移動站設置相關參數，設置GNSS接收機的差分數據鏈相關參數。

④連接成功后，就可以進行測量界面，當看到固定解狀態時，就可以正常使用千尋知寸服務了。（圖 4）

4.2 千尋知寸在部件普查中的應用

4.2.1 測區概況

測區安徽省東部的縣城D縣，本次數字城管測量區域位于該縣主城區，測量總面積16km2，測區整體，采取當地獨立坐標系，此次以一條街道辦RTK信號一般的1個平方公里為例進行闡述。

4.2.2 已有資料分析

控制資料：

D縣主城區1：500地形圖，其中已包含當地各等級控制點信息。

注：上述成果為西安80坐標系，1985國家高程基準。

4.2.3 儀器人員安排和作業過程

本次測量采用中海達V90GNSS信號接收機6套，RTK定位精度：平面：±8mm+1ppm;高程：±15mm+1ppm。

拓普康GTS-332N全站儀3套（測角精度2″，測距精度2mm+2ppm×D）

人員作業安排：2人一組，一人手持中海達V90GNSS信號接收機對部件進行位置屬性采集，另一人進行拍照等信息錄入。

用RTK測量測區內寬闊路面內的各類部件。全站儀測量老城區內建筑物密集、小區里RTK采集困難區域內的各類部件。由于RTK和全站儀的適用范圍不同，兩者各有利弊，通過綜合使用兩種測量方法，可做到取長補短，全站儀與RTK配合使用，實現了高效高精度的測量。

具體使用千尋知寸在RTK中的應用如下，在開闊地區設置好儀器參數設置，采用千尋知寸賬號得到固定解后，在附近新布設的控制點進行點校驗，采用10次平滑測量，若各組所測結果與校核點 X，Y 坐標相差在幾個mm級，可認為當天的觀測結果是可靠的，即點檢核成功[5]。在點校驗完成后，各小組按照分配任務在作業區內進行部件信息采集。

由于數字化城市項目遍及全國各地，而各地區省CORS服務賬號也不是特別方便使用，本文采取河北某地CORS測得數據與千尋知寸數據進行對比，選取十個同名點的平面坐標，分別求出其差值△X和△Y，并對其進行誤差分析，通過分析發現，千尋賬號的坐標數據滿足精度要求。所以千尋數據具有很強的適用性。（表4、圖5、圖6）

通過對比千尋知寸和CORS測量同名點平面坐標，可以得出結論：在包含人工測量誤差的情況下，千尋知寸和CORS測量的CGCS2000坐標相差無幾，因此，在考慮成本和測量效率的前提，千尋知寸投入民用測量將成為一種新的發展趨勢。

4.3 千尋知寸的優點

相比于各地區省CORS服務其優點：①不受地域限制，特別是跨省跨區域的項目工程。②信號穩定，算法穩定精度高。③三星系統，支持北斗、GPS、GLONASS，雙星三星差分可自主切換選擇。④購買賬號方便快捷，使用方式靈活多變，真正做到了低門檻隨需隨用。

5? 結束語

當前全國多數城市都在開展數字城市建設，部件采集作為核心工作是其重要課題，傳統的測量方式弊端逐漸顯現出來，此時千尋技術的巨大優勢開始發揮作用。目前，我國已經有32個省市已經覆蓋了千尋信號，千尋功能強大，市政部件普查只是它眾多實際應用中的一個例子。

參考文獻：

[1]韓善鋒，岳永軍，韓慶敏，等.“千尋知寸”定位服務在物探生產中應用可行性分析[J].物探裝備，2018（2）.

[2]Zhou Shaoyue Zhou Huiping， ShenZhongShu. GPS RTK in the application of "digital urban management" [J]. Journal of information science and technology， 2010 （24） ： 371.

[3]孫清娟.GPS-RTK在城市部件普查中的應用[J].北京測繪， 2012（5）：81-82.

[4]李鵬，李廣海，王永吉，等.GPS-RTK與全站儀在數字城管測量中的聯合使用[J].全球定位系統，2016，41（1）：76-80.

[5]孟凡超.GPS-RTK 與全站儀聯合作業在數的應用[J].北京測繪，2010（2）：57-60.

[6]千尋位置官方網站：https：//www.qxwz.com/.

作者簡介：韓新哲（1993-），男，河北柏鄉人，助理工程師，碩士，主要研究方向為工程測量。