探析CORS系統在國土測繪中的應用研究

發表時間:2020/1/8   來源:《科技新時代》2019年11期   作者:楊曉燁
[導讀] CORS系統由多個子系統共同構成,通過子系統的相互銜接及與GPS系統的接入與互動,可高效完成國土測繪工作。

楊曉燁
山東省國土測繪院 

        摘要
        CORS系統由多個子系統共同構成,通過子系統的相互銜接及與GPS系統的接入與互動,可高效完成國土測繪工作。該系統在國土測繪中的應用體現出快速定位、高可靠性、自動智能、標準統一、多元服務等優勢。由于其數據處理自動化的特征,實踐中系統設置、圖根點作業、碎部點作業成為確保成果精度的要點。同時,測繪工作也需要注意時間、環境對成果精度的影響,采取合理措施優化應用方法。
        關鍵詞:CORS;國土測繪;RTK;成果質量控制
        0引言
        隨著國土資源部的設立,國家對土地資源的管理利用進入新階段。國土測繪工作確保宏觀調控、在助力經濟發展等方面發揮著日益重要的作用。為提高國土測繪成果與工作效率,近年來各地逐漸應用CORS系統開展相關工作。


實踐表明,CORS系統具有良好的應用價值。但是,在具體應用方法上仍需推廣技術要點,部分應用領域也存在改進空間。
        1 CORS系統的組成與應用特征
        1.1 CORS系統的構成
        CORS系統是指利用多基站網絡RTK技術建立的GPS連續運行考察站系統。該系統由多個子系統共同構成。多個基準站可在區域內建立坐標體系,用戶利用手持或車載移動設備形成定位導航數據播發,經由傳輸系統與數據中心連接。為便于用戶在數據中心提取、應用相關數據,CORS系統針對用戶操作另外設有應用系統。通過上述5個子系統的相互銜接及與GPS系統的接入與互動,以完成相關測繪工作。
        1.2 CORS系統的應用特征
        CORS系統對各子系統的應用可實現快速精準的定位,便于開展測繪工作。多個地面考察站可在區域內形成坐標體系,施工人員持專用設備在體系內移動可以形成坐標體系內的精準定位。通過考察站、移動設備分別向數據處理中心上傳數據,以完成測繪數據信息收集。CORS系統可根據用戶需求及系統設定,提供載波相位以確定GPS觀測值。也可將狀態信息等相關內容實時向用戶傳輸,且相關數據均經過系統自檢,具有較高的可靠性。隨著技術不斷發展,CORS系統在參考站數據傳輸中融入差分解算技術,在高速數據通訊的前提下系統流動站的測繪精度顯著提高。
        2 CORS系統在國土測繪中的應用價值
        2.1 國土測繪的工作特點
        土地是重要的不可再生資源,對其合理利用在國家經濟建設發展中具有極為重要的作用。國土資源測繪工作范圍較廣,包括測繪規劃、基礎地理信息管理、應急測繪、土地(海洋)動態監測、國土資源管理等諸多內容。國土測繪工作是強化我國土地管理與規劃、提供土地信息服務的保障。也是有關機構開展公共服務、監督執法等管理活動的基礎。因而相關工作對技術的多環境適應力、測繪結果精度、測繪實施進度、數據管理利用等均有較高要求。
        2.2 CORS系統的應用價值
        CORS系統所具有的快速定位、高可靠性、自動智能、標準統一、多元服務等優勢,使其在國土測繪中具有廣泛的應用價值。相較于GPS靜態測量,CORS系統無需進行業內評差解算和多點觀測,定位效率明顯提升。CORS系統在應用中同時利用多個參考站結算參考值,以GPRS進行數據流通訊,在抗感染、抗故障方面具有明顯優勢,適合在各種環境下作業。同時,其高度自動化的特點相較于傳統技術可以省去復雜的工作環節。不僅降低了對人力資源的需求,也可以為工作人員節省大量時間用于精度控制、結果核驗等關鍵工作。我國CORS系統在建立之初即遵循了相關規定對測繪基準的要求,進而在根本上對接國土測繪空間框架,統一的標準使其應用效率與應用價值顯著提升。另外,CORS的用戶系統功能多樣化,可根據用戶等級提供分級精度定位,在國土測繪各應用領域均可實現服務轉接。
        3 國土測繪中應用CORS系統的方法
        3.1 CORS系統的設置
        在國土測繪中應用CORS系統需要根據設計標準進行合理設置。進行外業施工需根據設計要求設立數量充足的流動工作站,對RTK系統的穩定性與可靠性進行必要檢測,但不需要額外設置基準站。隨后需按照控制要求依照操作規程設置網絡,檢測網絡連通與運行情況。操作過程中應當及時設置流動站坐標參數與控制手薄,以維持設備與系統運行。
        3.2 圖根點作業
        圖根點測量作業時應注意對流動站水平位置的控制。一般通過調整設備下的腳架至平整地面并對其中間點即可確保設備處在水平狀態。另外,測量過程中需根據施工步驟及時調節測量精度,對部分精度較高的測量目標需在觀測前進行初始化操作,以維持測量數據的準確性。對每個圖根點的測量均需嚴格按照控制標準執行,單點測量2-3次,每次25歷元,時間間隔為3s,物理間隔應當小于3cm。實踐中可能出現多次測量所得解無法固定的情況。此時可以切斷流動站的通訊連接并再次回復設備到初試狀態。在復雜環境下作業時,為獲取穩定值操作中可在運行范圍內適當變化測量精度。相關測量結果需保證數值穩定、多次結果一致,以便為后續工作提供數據基礎。
        3.3 碎部點作業
        碎部點測量作業隊技術應用的要求較高,如圖根點作業人員不具有相應技術知識,應當安排專人提供RTK技術的使用指導。CORS系統允許多點同步作業,如對施工進度有一定要求,可安排多組人員同時進行,但需注意分工。施工前應設置測量與控制手簿應當分別指派專人負責,測量人員得到繪圖編碼后,由手簿操作員輸入相關數據。由于CORS系統所具有的自動化功能,數據信息可實現即時儲存至數據庫。后期利用軟件處理全部數據即可完成地形圖繪制。由于國土測繪施工環境的不確定性,建議在應用CORS的同時準備一定數量的全站儀。當遇有GPS信號傳輸受阻時,可利用傳統設備以坐標法完成局部作業區域的碎部點測量,避免工程進度受阻。
        4 國土測繪中應用CORS系統的應用優化
        4.1 合理選擇測量時段
        CORS系統依賴電磁波實現信號傳輸,對大氣氣壓與穩定等環境條件有一定要求。實踐表明,在當地時間11時至13時內,電離層易于發生電磁波折射,進而干擾基站與衛星的通訊連接。此時進行測繪施工可能出現信號接收困難等問題,體現為測量設備難以初始化、精度收斂失敗等現象。因而建議在進行重要施工段作業時避開上述時間段,選擇早間與下午開展工作,以提升單位工作時間效率。
        4.2 注意環境影響作用
        目前國土測繪工作中應用的CORS系統GPS接收機可能存在錯誤接收反射信號的現象。雖然在CORS系統中接收機只對衛星信號做出接收相應,但當出現地面物體反射時,可能同時接收直射信號與反射信號的問題,其測量結果必然存在誤差。實踐表明,地表水、硬質路面、建筑均可能成為電磁波的反射面。因而在選擇測量點時應提前了解區域內的地理環境布局,盡量選擇遠離上述地形或障礙物的地點。同時,優化天線設計以降低接受反射波的可能性,確保測量精度。
        4.3 優化成果質量控制
        雖然CORS系統在測量精度方面具有諸多優勢,但是作為一項新興技術,其多子系統結合的布局方式易于產生傳輸誤差等問題。區別于靜態的GPS測量,RTK技術需要加強成果質量控制。具體而言,可以利用已知點結合比較法或重測比較法。由于全站儀與靜態GPS測量不存在上述問題,可以在控制網布點階段以其進行控制點測量。在CORS系統得出測量結果后與其測量結果進行比對即可發現問題并采取針對性的修訂措施。另外,重測比較法在質量控制中也較為常見。即在初始化后重復測量高精度控制點,待兩次測量數據比對無誤后,再進行區域內的大范圍施工,從而避免返工。
        結語
        綜上所述,CORS系統在國土測繪中具有廣泛的應用價值。利用CORS系統可以顯著提升工作效率,在節約政府治理成本、加快基礎數據形成等方面起到了顯著的積極作用。但是,相關單位也應當意識到,CORS系統作為新興技術存在的不足。通過人員培訓與經驗積累,不斷改進施工技術與控制方法,共同推動CORS系統的應用推廣。
        參考文獻:
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        [4]黃科新.國土測繪中RTK測繪技術運用實例分析[J].住宅與房地產,2017(36):227.

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