網絡RTK技術在城鎮地籍控制測量中的應用

摘要

隨著科學技術的發展，我國各地陸續建立了連續運行衛星定位地面站系統（CORS）。在我國國土資源信息化的快速普及的背景下，常規的全站儀導線控制測量或GPS靜態定位測量，已不能滿足城鎮地籍控制測的需求。該研究結合內蒙古某城區的地籍測量工作實踐，介紹了網絡RTK技術在城鎮地籍控制測量中的應用，并對網絡RTK技術獲取的城鎮地籍控制測量數據與全站儀導線測量獲得的測量數據進行精度比較和分析。結果表明，網絡PTK技術克服了單基站作業半徑的限制問題，不受天氣、通視、地形的影響，工作效率高，精度能達到要求，可以代替全站儀導線測量用于城鎮地籍控制測量。

關鍵詞網絡RTK；CORS；城鎮地籍；控制測量

中圖分類號S126文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）05-320-02

Application of Network RTK Technology in Cities and Towns Cadastre Control Measurement

ZHAI Yu-le， SHA Zhan-jiang， YE Mei et al

（Qinghai Normal University， Xining， Qinghai 810000）

AbstractAccording to the development of science technology， the whole country has built up CORS in succession. In the backdrop of national territory resources has quick popularized， the conventional total station or GPS couldnt satisfy the requirement of the cities and towns that cadastre control survey. This novel unites the control survey work of Inner Mongolia， introduce the use of RTK in the cities and towns that cadastre control survey and aim at the technology of RTK， compare the cities and towns that cadastre control survey with the traverse survey of total station about precision and analyze them. The results showed that network PTK technology can overcome limits of single base station operating radius with high efficiency and accurate， and not affected by weather， communication and terrain， which can take the replace of conventional total station and be used in cities and towns cadastre control measurement.

Key words Network RTK； CORS； The cadastre of cities and towns； Control measurement

作者簡介

翟于樂（1990-），男，吉林長春人，碩士研究生，研究方向：環境遙感與測繪。

收稿日期2014-12-15

城鎮地籍測量工作是城鎮地籍管理和城鎮信息系統建設的基礎，城鎮地籍控制測量是根據控制點、界址點、地籍圖的精度和基準要求，視測區范圍的大小、測區內外現存國家控制點數量和等級等情況，按測量的基本原則和精度要求進行技術設計、選點、埋石、野外觀測、數據處理等測量作業[1]。近年來，隨著科學技術的飛速發展和我國國土資源信息化的快速普及，常規的地籍控制測量方法（如全站儀導線控制測量、GPS靜態定位測量）已不能滿足人們的需求。尤其是在城鎮地籍測量中，由于通視性差、費時費力等原因，導致地籍控制測量作業效率低下、誤差累積嚴重等問題。連續運行參考站網絡（CORS）是利用GNSS、計算機、網絡和通信等技術構成的地球參考坐標和地球動力學服務系統，是網絡與GNSS定位技術及現代大地測量、地球動力學融合的成果[2]。隨著連續運行衛星定位參考站系統（如內蒙古連續運行衛星定位綜合服務系統，NMCORS）在我國各地逐步建立， 應用網絡 RTK 技術進行大區域實時測量變得更為方便。網絡RTK技術具有測量速度快、作業效率高、點位精度高、操作簡單易懂、工作靈活性強等特點，其利用連續運行衛星定位地面站的觀測信息，以GPS網絡體系結構為基礎，建立差分信息解算模型，得到高精度差分數據，同時可通過無線通訊數據鏈將差分數據及時發送給用戶，測繪工作者已對利用網絡RTK 進行代替 GPS 靜態測量或導線測量這一問題進行了一定的研究。筆者結合內蒙古某城區的地籍測量工作，介紹了網絡RTK技術在城鎮地籍控制測量中的應用，并對網絡RTK技術獲取的城鎮地籍控制測量數據與全站儀導線測量獲得的測量數據進行精度比較和分析。

1 網絡RTK與NMCORS簡介

網絡RTK技術是近年來在常規RTK和差分GPS技術的基礎上發展起來的一種新技術，通常把在一個區域內建立多個的GPS參考站，對該區域構成網狀覆蓋，并通過廣域差分GPS和具有多個基準站的局域差分GPS中的基本原理和方法來設法消除或削弱各種系統誤差的影響，從而對該地區內的GPS用戶進行實時改正，獲取高精度的定位方式。

CORS系統由基準站子系統、數據處理中心、數據傳輸子系統、定位導航數據播發子系統、用戶應用子系統5個部分組成，基準站采集的觀測數據通過數據傳輸子系統通過鏈路匯集到數據處理中心，有數據處理中心進行綜合處理，由定位導航數據播發子系統向用戶提供移動定位、動態連續的空間框架等空間位置服務[3]，各子系統通過數據傳輸子系統連接成一體，形成專用網絡。內蒙古連續運行衛星定位綜合服務系統（簡稱“NMCORS”）是內蒙古城市空間數據基礎設施的組成部分，也是建立信息化測繪體系的重要舉措。NMCORS運用了分布式系統技術，能夠獨立運行也能與其他城市的系統互聯形成跨市、跨地的系統，高效地利用了系統資源。該系統不僅能夠向各級測繪用戶提供精度、連續的空間基準，并可向導航、時間、災害防治等部門提供各種數據服務，廣泛應用于大地測量、工程測量、地籍測量、氣象監測、市政工程以及搶險救災等領域[4]。

2實驗概述與網絡RTK精度檢驗

該研究選取內蒙古某城區作為實驗測區，測區內建筑物樓層較高且密集，街道兩旁樹木繁多，區域內交通發達，傳統的單基站RTK作業模式已不能滿足該區域的地籍測量工作。該研究采用NMCORS作為該區域地籍測量的首級控制測量，由于在《城鎮地籍測量規范》等相關規范中并沒有關于CORS技術的具體應用要求，為確保精度要求，在測區內選取4 km2的范圍進行精度測試和分析。選取原4個E級GPS控制點，并加密8個圖根控制點，8個宗地權屬界址點。在進行網絡RTK測量時需要選取基準站和流動站同時接收到5顆以上的GPS衛星信號的時間；在同一個點需進行2個時段的觀測，并符合限差要求后，取2次觀測的平均值作為該控制點的坐標。在對選取的這些點進行網絡RTK定位之后，再使用全站儀導線測量進行復測。最后，將NMCORS已知成果、復測結果與網絡RTK技術測量成果進行比較，得到如表1所示的坐標檢查對比結果。

式中，pdpi為點位較差權；σp為單位權中誤差。通過這2個參數相應的計算公式和式（1）可計算出每個網絡RTK測量點的點位較差中誤差。結果顯示表1中20個點的點位較差中誤差均沒有超過5 mm，這完全達到了城市測量規范中的精度要求。因此網絡RTK技術完全可以代替全站儀導線測量用于該區域的地籍控制測量。

3 網絡RTK地籍控制測量應用及精度分析

測區地籍測量的開始，首先要從地籍控制測量開始。此次城鎮地籍控制測量按照《城鎮地籍測量規范》的要求，選點埋石參照《城鎮地籍測量》要求，在測區內共施測埋石圖根點182個，臨時圖根點約800個。

利用網絡RTK技術對測區內的982個圖根控制點進行點位測量，其中點位精度大于5 cm的點只有18個，圖根點的利用率達到了98.17%。利用合格的964個圖根控制點分別制作了網絡RTK測量圖根控制點X坐標標準差分布圖（圖1）、Y坐標標準差分布圖（圖2）和平面精度分布圖（圖3）。從圖1～3中的數據可以計算出X坐標標準差不超過3 cm的點占總數的99.17%，Y坐標標準差不超過3 cm的點站總點數的100%，平面點位精度小于3 cm的點占總點數的99.05%?？芍?，此次利用網絡RTK計算進行的城鎮地籍控制測量能夠達到《城鎮地籍調查規程》所規定的精度要求。

4結論

單基站CORS系統在城鎮地籍測量中具有十分重要的作用，特別是利用網絡RTK進行控制測量可以不受天氣、通視、地形的影響，機動性很強，在工作效率、測量精度和人力分配上，比傳統方法具有明顯的優勢，克服了單基站作業半徑的限制問題，為測區建立精度較高的大地水準面模型提供便利條件。該研究分別使用網絡RTK技術和全站儀導線測量對一定數量監測點進行測量，驗證了網絡RTK技術可以代替全站儀導線測量用于該區域的地籍控制測量。

參考文獻

[1]

黃曉君.城鎮地籍測量及精度分析[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2010.

[2] 劉暉.地球空間信息網格及其在連續運行參考站網絡中的應用研究[D].武漢：武漢大學，2005.

[3] 李昌貴，呂志平，趙冬青，等.CORS網絡互聯及虛擬CORS關鍵技術[J].測繪通報，2008（1）：56-58.

[4] 趙新剛，劉燕青.內蒙古自治區GNSS連續運行參考站系統的建立[J].西部資源，2012（1）：60-61.

責任編輯徐麗華責任校對況玲玲