CORS系统在北海市第二次土地调查城镇地籍测量中的应用

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摘要: cors系统已经在全球多个国家建立起来，在我国CORS系统起步比较迟，但是发展很快。CORS系统的产生为GPS定位技术的应用拓展了空间，大大的降低了工程作业人员的劳动强度，提高了工作效率。

关键词：CORS系统地籍测量

Application of CORS System on Cadastral Surveying in Towns of Beihai Second Land Survey

Xiufa Yang

Abstract:

CORS system has been set up in many countries. Though started relatively late in China, it has developed rapidly. The generation of CORS system has expanded the space for GPS positioning technology, greatly reduced the labor intensity of engineering work and improved work efficiency.

Key words: CORS system, land survey

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：

一：CORS系统在城镇地籍测量中的应用

1：CORS系统的精度检核

为了保证测量精度满足“北海市第二次土地调查城镇地籍测量”（以下简称“二调”）要求，我们在进行“二调”项目之前，首先必须对CORS系统的精度进行检查。检查方法是，在北海市所辖范围内，用24个已知坐标的控制点（其中D级点2个，E级点22个）对CORS系统的精度进行了实地检测，以各已知坐标为真值，在CORS技术下按照规程采集各个点的坐标作为检核值，检测结果显示：

X较差最大±0.040m，X较差最小为±0.000m；

Y较差最大±0.045m，Y较差最小为±0.000m；

H较差最大±0.196m，H较差最小为±0.002m；

检测结果如表1所示：

表1：CORS系统精度检测成果表单位：m

检测结果表明，在整个北海辖区范围内任何位置，利用CORS系统测量的点位精度均小于±5 cm，满足《第二次全国土地调查技术规程》的要求。因此，可以将CORS系统应用于“北海市第二次土地调查城镇地籍测量”项目中。

2：对图根点测量的应用

“二调”项目的主要外业工作任务就是测绘城镇地籍图，其中包括界址点和细部点数据采集。前面通过对CORS系统的精度检核与分析，证明CORS系统能够充分应用于“二调”项目中，即可以在CORS系统的平台上直接对界址点和细部点进行数据采集。但此方法只能应用于上空开阔，无高层建筑物或高大树木等高大障碍物对卫星信号或网络通讯信号产生干扰或遮挡的地区，例如一些砖瓦房地区，平房地区等等。但在本次城镇地籍测量中，大部分位于城市及其周边地区，这些区域中楼房高大密集，且有高大的绿化树等障碍物。在这些地区许多界址点和细部点将无法直接用CORS系统进行的数据采集，而需利用全站仪进行采集。全站仪采集数据需要测量图根点，传统的图根点测量均采用导线或导线网，有了CORS系统技术后，导线测量图根点逐渐被CORS系统测量所取代。

利用CORS系统技术测量图根点具有以下优点：

1)对图根点测量速度快、效率高,且节省人工。

以1 km2布测300个图根点为例,采用一台全站仪以导线或导线网的方法布测，按每天50个点左右的速度计算，则需要5~6天的时间，需要测量人员6人(2人选点,4人测量)。若在CORS系统下采用一台RTK进行观测，则需要2 天左右即可完成，如果在上空开阔，交通便利的平坦地区，甚至一天就能完成，而需要的测量人员仅3人(2人选点,1人测量)。采用CORS系统技术测量图根点的效率将提高3倍以上，节省人员开支2倍。从而大大节省了测量费用的开支。

2)图根点选点灵活、适当，随机性强。

在CORS系统下进行图根点测量时，图根点的选点可采用两两通视的办法，可跳跃性选点，根据测区地貌地物的分布情况可疏可密，尤其对死胡同或封闭的院落，选点优势更为明显。另外可根据实际情况，在施测该街坊前1~2 d（甚至更短时间）对要施测的街坊进行布测，避免过早布测图根点，造成图根点丢失或被破坏。

3)减少测区布网层次，图根点精度较高且均匀。

以20 km2左右的测区为例，常规的测量方法是先进行首级控制(一般为四等网)测量，然后进行5 s或8 s导线，最后加密图根点，需要进行3层布网。而在CORS系统下，可以直接观测图根点，其疏密程度视测区情况而定，其观测时间也可自由安排，这种方法无需进行布网，从而减少了对布网的各种开支。根据误差传播理论，减少一级布网，其精度就提高一个层次。所以采用CORS系统技术进行图根点测量的精度较高且较均匀。

4)观测时间自由，不受天气等条件的限制。

若采用传统的导线或导线网的形式布测图根点，这种方法受到天气等自然条件的限制，如中午时分（温度过高），大雾天气，雷雨天气等天气条件都不利于该方法的观测。而采用CORS系统技术布测图根点，无需一次性布测完整个测区，其时间安排上较为自由、灵活，这种方法也不用考虑天气等自然条件，其可全天候进行作业。因此，在CORS系统技术下，将大大提高野外作业的效率，减少了各项开支。

3：对细部点测量的应用

对无高大建筑物和树木等高大障碍物的测区，卫星信号和网络信号一般都比较好，例如,平房区、砖瓦房区、低矮植被覆盖区、运动场等空旷地带，可在CORS技术下直接采集细部点数据。对于城镇地籍图测量来说，无论是界址点，还是地物点，其相对精度和绝对精度都要求较高。因此，测量时要求RTK的相位中心和细部点的位置应严格保持在同一铅垂线上，这样才能保证所测点的平面精度。

对于测区内个别隐蔽或信号

不好的细部点，可采用间接测量

的办法来完成，一般多采用距离

交会法(见图1)，即通过测量辅助

点P1和P2及丈量边长S1和S2来

达到解求隐蔽点P的目的。

对于不能直接采集的房角点，可采用测量辅助点F1和F2加量距S1、S2、S3、S4、S5来间接解析房角点的坐标并画出该房屋(见图2)。

利用CORS技术采集细部点具有如下优点：

1)采集点灵活，效率高。

利用CORS技术采集细部点，无需考虑通视问题，可直接到达点位进行测量，特别是对于建筑密集的平房，砖瓦房等优势较常规测量更为明显。另一方面，利用CORS技术测量的区域，无需进行图根测量，节省诸多工作，提高工作效率。

2)采集点精度高，误差均匀。

利用CORS技术采集的细部点是从首级网直接引测的，减少了多层次的坐标传递，从而降低了误差的传播与累积，每个细部点的精度都直接相对首级点。另外，每一个细部点都是独立观测的，不受其它点误差的影响，即街道边明显界址点与院落内隐蔽地物点处于等同精度，因此测绘的细部点精度较高，而且误差均匀。

3）节省开支，降低成本。

如果采用常规的测量技术进行碎部点数据采集，每一个测量组至少需要2~3人，且还受通视条件等因素的影响，不但投入的人力物力大，而且还影响其速率。而采用CORS技术进行碎部点数据采集，一个人就可以进行作业，加上其自动化程度高，加快了测量的速度等等，从而大大减少了人力物力的投入，降低了测绘成本。

4）全天候作业，提高作业效率。

常规的测量技术将会受到天气，环境等自然条件的限制，不利于提高作业的效率，而采用CORS技术进行测量，其可以全天候进行作业，不受天气条件的限制，这可以自由安排掌握测量时间，有利于提高作业效率。

二：CORS系统在城镇地籍测量中的精度分析

1：对图根点测量的精度分析

在北海市城镇地籍测量中，在楼房建筑物密集，有高大障碍物的地区及主要街道等卫星信号和通信信号受到干扰的地区，我们采用天宝R8型GPS接收机，在CORS系统平台上与CORS系统连接，在测区内选择上空开阔（高度角为15°以上），且保证两两通视的点作为图根点进行施测，共施测埋石图根点804个,临时图根点约1000个。然后采用拓普康全站仪(测距精度为2 mm+5 ppm,测角精度为2 s)对埋石图根点进行量边比对检查,发现10个RTK图根点存在粗差，分析其原因，其中4个图根点距高压线较近，受电磁场影响较大；另外4个图根点距离海面较近，受多路径的影响较大，因此对这8个图根点进行剔除。还有2个图根点是由于在观测时，GPS天线接收机相位中心没有与点位严格对中所造成的误差，对这2个图根点进行重新观测，然后在利用全站仪进行如上检查，发现其精度满足要求。对其它相邻埋石图根点进行了600条边的检查，发现最小误差为0.0 cm，最大误差为4.6cm。误差分布与所占比例详细情况见表2。

表2，相邻埋石图根点边长检测

从表2中可以看出,小于2.0 cm的误差占70%，大于3.0 cm的误差占130%，所有埋石图根点的误差均小于±5 cm，完全满足《第二次全国土地调查技术规程》(TD/T 1014—2007)相关技术要求。对临时图根点采用测站定向检查方法，未做详细技术统计。

2：对细部点测量的精度分析

在平房区、砖瓦房区、低矮植被覆盖区、运动场等空旷地带，我们直接在CORS系统平台上用RTK采集碎部点数据；在楼房建筑物密集，有高大障碍物的地区及主要街道等卫星信号和通信信号受到干扰的地区，在CORS系统采集的图根点基础上用拓普康全站仪施测碎部点。在整个测绘任务完成后，对细部点按量边和测点两种方式进行了抽样检查。量边的数量一般每个图幅不少于20条边，测点数量不少于30个点，宗地数量多，或房屋密集的地区可多量一些边和多测一些点。将外业实地检测的边长与内业坐标反算的边长进行比较，超过2倍中误差(10cm)的视为粗差，对于与粗差相关的边和点到实地查找原因，并进行更正。检查结果主要参数见表1。

作业小组对界址边检查的同时，对街坊内的界址点或地物点进行抽样检查，在每个图幅内有选择的(均匀分布)抽取不少于30个点进行坐标检查。将外业检测的坐标与原测的坐标进行比较，计算外业观测的点位误差。超过2倍点位中误差(10cm)的视为粗差，对于粗差的点位利用GPS或全站仪到外业重新采集进行更正。点位检查的主要参数见表2。

表1：

表2：

从表3和表4可以看出，无论是利用CORS技术直接采集碎部点数据，还是在CORS技术下观测图根控制点后利用全站仪采集碎部点数据，其精度都能满足“二调”的要求。在测量过程中难免会出现一些粗差，究其原因，主要有2点：

1）GPS接收机的对中误差。即在观测时，GPS接收机天线相位中心没有与点位中心严格垂直，这是产生粗差的主要原因。

2）电磁波，多路径等得影响。及个别地区上空架设有大功率输电线，发射塔等产生电磁波的设备，电磁波对GPS信号的干扰不容忽视。另外，大楼的玻璃装饰，海面等的反射，会产生多路径效应，对GPS观测也会产生一定的影响。

抛开这些粗差后，计算的点位中误差和边长中误差均满足《第二次全国土地调查技术规程》(TD/T 1014—2007)相关技术要求，并且精度略高于常规测量方法，因此该方法在北海市“第二次土地调查”外业地籍测量工作任务中是行之有效的。

三．结束语

CORS系统在北海市“二调”项目的外业地籍测量中具有十分重要的地位和作用，特别是在图根点测量方面，其作用更为明显，它不但节省了人力物力财力，还大大提高了作业效率。对于平房区、砖瓦房区、低矮植被覆盖区、运动场等空旷地带的碎步测量，无论是测量精度、测量效率、还是测量的灵活性，都充分体现了其较大的优越性。