CORS系统在1∶2000航测成图中的应用

胡进刚

(杭州市勘测设计研究院，浙江杭州310012)

一、引 言

杭州市卫星定位综合服务系统(简称 HZCORS)是根据杭州市基础测绘“十一五”规划及杭州市城市发展的要求建立的，于2008年5月投入试运行。它不仅可以向系统覆盖内的用户提供高精度、连续的时间和空间基准，并可向导航、灾害预报、城市数据采集等应用方面提供各种数据服务，是数字杭州地理空间框架的重要组成部分。

本文结合工程实践，主要论述了CORS系统在1∶2000航测成图中的各种应用，结果表明，充分利用CORS系统精度高、效率高的特点，可在生产中节约人力、物力，提高工作效率，强有力地保证了项目的顺利进行。

二、HZCORS概述

HZCORS是利用全球导航卫星系统、计算机、数据通信和互联网络等技术，在杭州市及周边地区按照一定网形分布所建立的、由17个(其中杭州市9个，周边县市8个)连续运行的固定GNSS基准站所组成的综合服务系统。系统采用美国天宝公司的虚拟参考站技术，可接收GPS和GLONASS数据，并向用户发布基于双星系统的差分改正信息。系统各基准站坐标均采用CGCS2000大地坐标，在基准站的约束下，利用 HZCORS获取的成果均为CGCS2000坐标系成果。各基准站分布情况如图1所示。

经测试，在系统覆盖范围内，用户采用网络RTK测量，外符合精度可达到水平实时定位±3 cm，高程实时定位±5 cm;采用基于连续运行基准站的静态测量方式，精度可达毫米级。系统的建立可满足城市规划、地籍测绘、交通监控、防灾减灾等多种现代信息化管理的需求。

图1 参考站分布图

为减少用户利用HZCORS进行网络RTK测量获取的CGCS2000坐标与各种坐标之间的转换误差，确保所有用户转换成果的统一，系统控制中心提供基于客户端/服务器的坐标转换软件，将CGCS2000与1954北京坐标系、1980西安坐标系、杭州坐标系之间的转换参数和似大地水准面精化成果置于服务器端，用户利用客户端软件访问服务器，将网络RTK测量的CGCS2000坐标成果通过客户端上传至服务器，服务器在接收到用户上传的成果后，自动批量转换为用户需要的目标坐标系和水准正常高，并将转换结果发给用户。利用该方法，避免了用户测量时寻找已知点转换，减少了控制点误差积累造成的坐标转换误差，确保所有用户转换成果的统一，提高了用户的作业效率。

三、HZCORS在1∶2000航测中的应用

笔者所在单位于2008年7月承担杭州市1∶2000航测成图III标段地形测量任务。该测区位于萧山区，以山区、村镇为主，属城乡结合区域，面积约1000 km2。该项目面积大，实施工期紧;测区地形包含平地、丘陵、山地，较复杂;项目要求铺装路面宽度大于5m的公路、街道和内部道路的高程注记点的高程中误差不得大于±0．15m。结合项目技术要求，在实施过程中充分利用HZCORS进行像控点测量、地形图修测、车载GPS测量等，取得了较好的效果。

1．网络RTK测量像控点

在1∶2000航测中，像控点精度要求为：平面控制点和平高控制点对最近基础控制点的平面位置中误差不应超过图上±0．1 mm，即像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不超过±0．2m;高程控制点和平高控制点对最近基础控制点的高程中误差不应超过基本等高距的1/10，即高程像片控制点对最近基础控制点的高程中误差平地不超过±0．1m、山地不超过 ±0．2 m。利用 HZCORS测量平面精度可到±3 cm，高程精度为±5 cm，满足像控点测量对精度的要求。采用网络RTK测量，所有的点均为平高点。

在测量时，流动站应架设在开阔、干扰小的位置，所有点的观测均应在RTK固定解稳定收敛后进行，每个像控点需采集3次以上，每次采集15个历元，3次较差取中数作为最终成果。当像控点刺点位置GPS无法接收信号时，可在像控点附近测定GPS临时点，再用全站仪、水准仪采用引点法测定像控点三维坐标。引点距离不得超过±500m，距离观测一测回，水平角应联测二个已知方向，按方向法观测二测回。

2．基于HZCORS基准站的单点静态观测

在HZCORS覆盖范围内，当需要布设GPS C、D、E级控制网或在某些区域无法使用网络RTK测量时，可采用基于连续运行基准站的静态GPS作业模式。作业时将GPS静态机架设于未知点，根据精度要求采集一定时间的静态数据，结合基准站接收机采集的同时段数据，组成静态观测网平差，即可求出未知点的坐标。利用该方法仅需一台仪器即可完成静态作业。避免传统静态观测中的重复观测，测量精度高。

在测区南部的大片山区中，网络信号较弱，使用移动的GPRS网络不能登录系统，无法使用网络RTK测量。此时可采用基于HZCORS基准站的单点静态观测法。作业时利用一台Trimble5700以15 s采样率采集静态数据，采集时间2 h，结合周边萧山基准站、柯桥基准站、诸暨基准站和富阳基准站采集的同时段的数据，组成静态观测网，基线解算平差求解未知点的坐标，然后以该点为控制点，架设基准站，采用传统的基准站和流动站的方式作业，测量山上其余的像控点。

3．基于HZCORS的车载GPS网络RTK测量

基于HZCORS的车载GPS网络RTK测量是指测量时，通过磁铁吸盘将GPS天线固定在汽车顶部，利用水准仪准确测量仪器天线高，采用网络RTK连续地形模式测量，设定自动采集数据频率为1 s，在获取网络RTK固定解后，汽车以50～70 km/h的速度行驶，则道路上大约每隔15～20m可采集一个三维坐标。

本项目中，要求满足一定条件的铺装路面高程注记点的高程中误差不得大于 ±0．15 m，而在1∶2000航空摄影测量内业采集中无法达到该精度。因此，可采用基于HZCORS的车载GPS网络RTK测量道路，获取高程注记点。测量时应选择卫星数较多的时段，避开下午电离层活跃时段，减小卫星失锁概率，确保测量结果稳定可靠。在测量时作业员注意观察手簿，在汽车穿过天桥或其他原因引起的流动站卫星数少，导致流动站出现浮点解时，及时提醒司机停车，待流动站重新初始化，出现稳定的固定解后，继续行驶。由于连续地形模式为单历元测量，需对测量结果进行筛检，确保成果质量可靠。将结果导出为包含纬度、经度、大地高、垂直收敛精度等信息文件，并按垂直收敛精度排序，保留所有垂直收敛精度小于0．07m(约高程中误差限差0．15m的1/2)的点。最后利用系统控制中心提供的坐标转换软件将大地坐标转换为杭州坐标和水准正常高。

将结果展点到MicroStation中，选取部分区域显示如图2所示。

图2 道路测量结果

四、结束语

本文探讨了CORS系统在1∶2000航测成图中的应用，实践表明，利用CORS系统进行像控点测量、图根控制点测量、地形图修测以及车载GPS测量，具有精度可靠、效率高、作业方便的特点，可在类似工程项目中推广使用。

[1]孙建华，胡进刚，吕松华，等．基于 HZCORS的车载GNSS测量研究与实践[J]．测绘通报，2010(10)：38-40．

[2]刘晖，时晓燕，杨沾吉，等．深圳市连续运行卫星定位服务系统的建立与试验[J]．测绘通报，2003(9)：33-36．

[3]杨光，方锋．连续运行卫星定位体系下城市测量现代基准的构建与应用[J]．工程勘察，2009，37(2)：78-81．