论文部分内容阅读
摘要：地籍测量是服务于地籍管理的一种专业测量，它是为了满足地籍管理中确定宗地的权属线、位置、形状、数量等地籍要素的需要而进行的测量和面积计算工作。因此地籍图测绘在地籍测量乃至地籍管理中都起着至关重要的作用。地籍测绘要求实时、快速、准确，如何快速准确地完成地籍测绘项目成为目前国土资源管理工作面临的一个重大问题。CORS的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，结束了以前GPS单独作业的局面。
关键词：CORS测量技术 城镇地籍测量
中图分类号：C35文献标识码： A
一、CORS的组成和工作原理
网络虚拟参考站技术（Virtual Reference Station，简称VRS ） 是连续运行卫星定位服务系统（ ContinuousOperational ReferenceSystem，简称CORS系统）目前三个技术算法（ VRS、FTK、i-MAC）之一。VRS技术是目前GPS的网络RTK技术的代表。它的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，将大大扩展RTK的作业范围，使GPS的应用更广泛，精度和可靠性将进一步提高，使从前许多GPS无法完成的任务成为可能。
VRS系统主要由控制中心、基准站和流动站三部分组成。连续运行的参考站双频接收机连续跟踪GPS卫星，并通过数据通信线路（如专用光缆）实时将原始观测值传送至控制中心。控制中心通过GPS NET软件，结合基准站的原始观测数据，确定整个CORS网覆盖区域的电离层误差、对流层误差、轨道误差等。流动站作业时，首先通过GPRS、CDMA、3G等无线通讯网络向控制中心提出服务请求，并将流动站的概略位置传送至控制中心。控制中心根据基准站原始数据、误差模型及流动站的概略位置，在流动站附近生成一个虚拟参考站（VRS），并将虚拟参考站的改正信息实时发送至流动站，这样流动站和虚拟参考站之间构成了超短基线，两者进行二次差分，即可实时解算出流动站精确位置。VRS技术集GPS技术、无线通讯技术和计算机网络为一体。
二、CORS基本结构
CORS由数据中心、参考站子系统、数据通信子系统、用户子系统组成。其中，数据中心又由用户管理中心和系统数据中心组成。
1)数据中心
数据中心是CORS的大脑，是系统稳定安全运行和连续不断提供定位服务的保证。该子系统又分为用户管理中心和系统数据中心两部分。负责卫星定位数据分析、处理、计算和存储,VRS系统建模，V RS差分改正数据生成、传输、记录，数据管理、维护与分发，同时向用户提供服务并对用户进行有限管理。
2)参考站子系统
参考站子系统是卫星数据接收功能块。主要负责卫星定位跟踪、采集、记录和将数据传输到控制和数据管理中心。
3)数据通信子系统
数据通信子系统包括各个参考站与数据中心的通信系统和数据中心与用户流动站的通信系统。
4)用户子系统
用户应用子系统是系统的最终用户。用户通过大线接收GPS卫星数据，并用接收机进行数据存储和处理，通过通信模块把数据发送到控制与数据管理中心，并最终接收控制与数据管理中心差分解算数据。
三、地籍控制测量常用方法的及其优缺点
1、静态GPS控制测量
静态GPS控制网具有定位精度高，控制范围大，平面和高程可同步推算，选点灵活，不需要通视及全天候作业等特点，在城镇地籍测量中常用于基本控制测量，即首级控制网。有时为了提高整网的可靠性及均匀性，城市一级(或一级)控制网也采用静态或快速静态相对定位测量方法静态GPS网可通过GPS高程拟合(即利用已知高程点建立区域水准面模型推求待求点高程)的方法求得，但由于受基线解算等因素影响，求出的高程精度相对较低。而在已建立似大地水准面模型的地区，可较长时间观测待求点WGS84坐标，内插似大地水准面，可得到较高精度的高程值。
静态GPS控制网的不足之处:(1)GPS测量受卫星分布状况限制、天气环境影响及GPS信号受多种无线信号干扰、仪器上空受电磁波影响及光反射造成多路径误差等，GPS测量数据的可靠性和精度有待进一步提高;(2)使用受到限制，特别是在城市测量中，高楼林立，建筑物装饰幕墙较多，道路上车流量大，人行道上树多，胡同较多，干扰信号较多，这些地方不适宜使用GPS;(3)相对其它方法作业效率低，对人员、设备要求较高，所以静态GPS测量一般不用于城市二级以下的控制测量。
图1地籍控制测量常用方法
2、导线测量
导线测量作为城镇地籍控制测量最为经典的方法之一，仍广泛应用于城镇地籍控制测量在城镇地籍测量中，施测的范围多为建成区，导线测量能充分发挥优势，其特点是:(1)相对精度较高、检核条件多，能在测量过程中有效避免粗差的出现;;(2)布设灵话方便，只需相邻两点相互通视，特别适合城镇地籍测量隐蔽地区及城市建筑区的控制测量;(3)可同时进行三角高程导线测量，同步传递高程等优点导线测量仃站需观测水平方向折角、垂直角，斜距及测距时主站的气压、温度、仪器高、规高等，利用这些观测要素通过改正来推算待求点值。根据不同等级精度也规定了所有仪器能达到的测角、测边精度，起始数据精度，导线总长等指标，从而保证了最弱点中误差影响导线精度的因素有设备系统误差、外界观测条件、作业人员技能等，所以在导线测量作业前，尽量根据技术要求选定好作业人员和设备，并做好设备的检校。
导线测量也有其明显的缺点:(1)观测要素多，控制范围较小，导线精度受导线总长度的影响;(2)相对于GPS-RTK等作业方法，需要投入人员较多，推进速度较慢;(3)导线测量要分级布网，逐级加密，还要考虑有较好的网形结构等。如在城市导线测量中，不仅要构成一定的网形，且两点间必须通视，才能进行导线点间的传算，即便是在不需要布设控制点的地區，为了导线点间的传递和网形，还必须布设和测量导线点，增加了一些不必要的工作。
3 、GPS-RTK控制测量
利用GPS-RTK技术实施控制测量能够实时提供待求控制点的三维坐标，具备灵话、快速、省时、省力及精度高等优点，能极大地提高上作效率RTK定位的误差一般分为两类:一是同测站有关的误差，包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象改正因素;一是同距离有关的误差，包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。因此，利用RTK进行控制测量时应遵循GPS作业的基本要求首先，基准站应选择在地势较高且开阔没有遮挡的地方，以便增大基准站电台的发射距离及基准站能够接收到更多的GPS卫星信号;其次，基准站要远离大功率无线电发射源、高压线及大面积水域等，以避免电磁波干扰或水面及建筑物等带来的多路径效应;第三，基准站应架设稳定牢固，避免观测期间晃动，影响测量精度为了保证控制点精度，还应考虑以下因素:(1)点校正应选择精度较高、分布均匀高等级控制，校正点分布均匀;(2)最好能利用双基站法对每个待定点进行两次观测，取其平均值作为最终成果，既可提高精度又可确保成果的可靠性;(3)对测点精度进行合理设定，可对测点须达到的测量精度进行设定，在实际测量中若低于设定精度，则停止观测;(4)加强检核，每次作业前测量已知点或重复点，在误差许可范围内再继续作业。
四、CORS网络RTK在地籍控制测量中的应用
关键词：CORS测量技术 城镇地籍测量
中图分类号：C35文献标识码： A
一、CORS的组成和工作原理
网络虚拟参考站技术（Virtual Reference Station，简称VRS ） 是连续运行卫星定位服务系统（ ContinuousOperational ReferenceSystem，简称CORS系统）目前三个技术算法（ VRS、FTK、i-MAC）之一。VRS技术是目前GPS的网络RTK技术的代表。它的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，将大大扩展RTK的作业范围，使GPS的应用更广泛，精度和可靠性将进一步提高，使从前许多GPS无法完成的任务成为可能。
VRS系统主要由控制中心、基准站和流动站三部分组成。连续运行的参考站双频接收机连续跟踪GPS卫星，并通过数据通信线路（如专用光缆）实时将原始观测值传送至控制中心。控制中心通过GPS NET软件，结合基准站的原始观测数据，确定整个CORS网覆盖区域的电离层误差、对流层误差、轨道误差等。流动站作业时，首先通过GPRS、CDMA、3G等无线通讯网络向控制中心提出服务请求，并将流动站的概略位置传送至控制中心。控制中心根据基准站原始数据、误差模型及流动站的概略位置，在流动站附近生成一个虚拟参考站（VRS），并将虚拟参考站的改正信息实时发送至流动站，这样流动站和虚拟参考站之间构成了超短基线，两者进行二次差分，即可实时解算出流动站精确位置。VRS技术集GPS技术、无线通讯技术和计算机网络为一体。
二、CORS基本结构
CORS由数据中心、参考站子系统、数据通信子系统、用户子系统组成。其中，数据中心又由用户管理中心和系统数据中心组成。
1)数据中心
数据中心是CORS的大脑，是系统稳定安全运行和连续不断提供定位服务的保证。该子系统又分为用户管理中心和系统数据中心两部分。负责卫星定位数据分析、处理、计算和存储,VRS系统建模，V RS差分改正数据生成、传输、记录，数据管理、维护与分发，同时向用户提供服务并对用户进行有限管理。
2)参考站子系统
参考站子系统是卫星数据接收功能块。主要负责卫星定位跟踪、采集、记录和将数据传输到控制和数据管理中心。
3)数据通信子系统
数据通信子系统包括各个参考站与数据中心的通信系统和数据中心与用户流动站的通信系统。
4)用户子系统
用户应用子系统是系统的最终用户。用户通过大线接收GPS卫星数据，并用接收机进行数据存储和处理，通过通信模块把数据发送到控制与数据管理中心，并最终接收控制与数据管理中心差分解算数据。
三、地籍控制测量常用方法的及其优缺点
1、静态GPS控制测量
静态GPS控制网具有定位精度高，控制范围大，平面和高程可同步推算，选点灵活，不需要通视及全天候作业等特点，在城镇地籍测量中常用于基本控制测量，即首级控制网。有时为了提高整网的可靠性及均匀性，城市一级(或一级)控制网也采用静态或快速静态相对定位测量方法静态GPS网可通过GPS高程拟合(即利用已知高程点建立区域水准面模型推求待求点高程)的方法求得，但由于受基线解算等因素影响，求出的高程精度相对较低。而在已建立似大地水准面模型的地区，可较长时间观测待求点WGS84坐标，内插似大地水准面，可得到较高精度的高程值。
静态GPS控制网的不足之处:(1)GPS测量受卫星分布状况限制、天气环境影响及GPS信号受多种无线信号干扰、仪器上空受电磁波影响及光反射造成多路径误差等，GPS测量数据的可靠性和精度有待进一步提高;(2)使用受到限制，特别是在城市测量中，高楼林立，建筑物装饰幕墙较多，道路上车流量大，人行道上树多，胡同较多，干扰信号较多，这些地方不适宜使用GPS;(3)相对其它方法作业效率低，对人员、设备要求较高，所以静态GPS测量一般不用于城市二级以下的控制测量。
图1地籍控制测量常用方法
2、导线测量
导线测量作为城镇地籍控制测量最为经典的方法之一，仍广泛应用于城镇地籍控制测量在城镇地籍测量中，施测的范围多为建成区，导线测量能充分发挥优势，其特点是:(1)相对精度较高、检核条件多，能在测量过程中有效避免粗差的出现;;(2)布设灵话方便，只需相邻两点相互通视，特别适合城镇地籍测量隐蔽地区及城市建筑区的控制测量;(3)可同时进行三角高程导线测量，同步传递高程等优点导线测量仃站需观测水平方向折角、垂直角，斜距及测距时主站的气压、温度、仪器高、规高等，利用这些观测要素通过改正来推算待求点值。根据不同等级精度也规定了所有仪器能达到的测角、测边精度，起始数据精度，导线总长等指标，从而保证了最弱点中误差影响导线精度的因素有设备系统误差、外界观测条件、作业人员技能等，所以在导线测量作业前，尽量根据技术要求选定好作业人员和设备，并做好设备的检校。
导线测量也有其明显的缺点:(1)观测要素多，控制范围较小，导线精度受导线总长度的影响;(2)相对于GPS-RTK等作业方法，需要投入人员较多，推进速度较慢;(3)导线测量要分级布网，逐级加密，还要考虑有较好的网形结构等。如在城市导线测量中，不仅要构成一定的网形，且两点间必须通视，才能进行导线点间的传算，即便是在不需要布设控制点的地區，为了导线点间的传递和网形，还必须布设和测量导线点，增加了一些不必要的工作。
3 、GPS-RTK控制测量
利用GPS-RTK技术实施控制测量能够实时提供待求控制点的三维坐标，具备灵话、快速、省时、省力及精度高等优点，能极大地提高上作效率RTK定位的误差一般分为两类:一是同测站有关的误差，包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象改正因素;一是同距离有关的误差，包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。因此，利用RTK进行控制测量时应遵循GPS作业的基本要求首先，基准站应选择在地势较高且开阔没有遮挡的地方，以便增大基准站电台的发射距离及基准站能够接收到更多的GPS卫星信号;其次，基准站要远离大功率无线电发射源、高压线及大面积水域等，以避免电磁波干扰或水面及建筑物等带来的多路径效应;第三，基准站应架设稳定牢固，避免观测期间晃动，影响测量精度为了保证控制点精度，还应考虑以下因素:(1)点校正应选择精度较高、分布均匀高等级控制，校正点分布均匀;(2)最好能利用双基站法对每个待定点进行两次观测，取其平均值作为最终成果，既可提高精度又可确保成果的可靠性;(3)对测点精度进行合理设定，可对测点须达到的测量精度进行设定，在实际测量中若低于设定精度，则停止观测;(4)加强检核，每次作业前测量已知点或重复点，在误差许可范围内再继续作业。
四、CORS网络RTK在地籍控制测量中的应用