FJCORS在控制测量中的应用

刘顺焰

(福建省国土测绘院，福建厦门 361012)

1 前言

现代测量所要求的是全自动、全天候、全时域、全方位的连续测量体系［1］，GPS动态测量技术已经成功应用于诸多动态测量领域。随着RTK技术(Real Time Kinematics)特别是新的RTK技术“CORS”的出现和应用，更是大大提高了测绘的工作效率，降低了劳动强度和生产成本。本文通过实例介绍FJCORS在福建省某地区村庄规划编制地形图测绘工程中的应用，将测量成果与已知点进行对比并分析其精度，检核成果可靠性，最后说明了CORS技术应用的优缺点。

2 FJCORS系统概况

连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)，即一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)、各种改正数、状态信息以及其他有关GPS服务项目的系统［2］。福建省连续运行卫星定位服务系统(FJCORS)就是基于CORS技术在福建省建设的连续运行卫星定位服务综合系统，该系统建立了FJCORS系统框架网和基准网，其中框架网由71个参考站与4个IGS站点构成;基准网由71个参考站与省内及周边12个CGCS2000网点组成。通过与省内各级大地控制网和似大地水准面精化相结合，构成提供精密定位服务的三维基准。为福建省的大地测量、国土测绘、城市规划等应用提供高精度、高效率、高覆盖率的全球导航卫星系统综合信息服务。

3 工程概况

为了加快福建省村庄规划编制，推进新农村建设步伐，满足新农村建设急需的村居规划建设和城镇村庄地籍调查工作用图的需求，福建省测绘地理信息局于2011年～2012年先后组织实施了两期的全省村庄规划编制地形图测绘任务。由于该测绘项目的测区分散，作业面很广，临近村庄之间相距较远，个别测区相对独立，交通非常不便。如果采用GPS静态观测进行控制测量，工期长，效率低，费用高，不利于测绘工作的开展。因此，为了提高工作效率，结合项目的实际情况，一级GPS控制点采用FJCORS进行观测，取得了良好的经济效益。通过实地检验，各项精度指标均满足技术要求。

4 基于FJCORS控制测量

4.1 准备工作

收集工程项目周边已有的C级 GPS点0035、074P、075P、098P、076P 五个，所选参考点分布均匀，能控制整个测区，校正点数据见表1(涉及数据泄密，此处省略转换参数的整数用“*”表示)。

校正点数据资料 表1

4.2 外业观测方法与主要技术要求

(1)网络RTK测量流动站在CORS网的有效服务区域内进行，并实现数据与服务控制中心的通讯。

(2)观测开始前对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，断开通信链路，再次进行初始化操作。

(3)每次观测之间流动站重新初始化。

(4)作业过程中，如出现卫星信号失锁，重新初始化，并经重合点测量检测合格后继续作业。

(5)每次作业开始与结束前，均进行2个已知点的检核。

(6)截止高度角15°以上，卫星数6颗以上。

(7)PDOP值小于6。

(8)测量手簿设置控制点的单次观测的平面收敛精度应≤±2 cm，高程收敛值应≤±3 cm。

(9)网络RTK测量流动站观测时采用三脚架对中、整平，每次观测历元数应大于20个，每个点位各观测4次，平面坐标较差≤±4 cm和高程较差≤±6cm满足要求后，取平均值作为最终结果。

5 一级点精度比较与分析

为了检验FJCORS系统网络RTK布设测区一级点的精度，在测区附近选取一些具有代表性的D级GPS已知点进行检核，在相同技术与手段下进行复测以及常规测量检核方法，对一级点测量成果进行精度分析与评定。

5.1 与D级GPS点成果的比较

在控制测量过程中，每天观测前与结束前选择附近两个已知的D级GPS点进行多次网络RTK测量，将得到该点坐标和高程与已知点数据进行比较，其中对8个已知点其中的5个检核数据比较如表2所示(涉及数据保密，此处坐标数据整数部分只留到5位数，点号也做相应改动)。

在D级GPS点上检核数据 表2

通过对被检核的8个点与已知点进行比较计算得出，两组平面坐标观测值最大点位差值为 2.3 cm，最小点位差值为 1.4 cm，均小于 4 cm;两组高程最大差值为 3.3 cm，最小差值为 1.6 cm，均小于 6.0 cm，所检核平面坐标和高程精度均满足规范要求。

5.2 复测一级点的成果比较

在完成工程项目控制测量后，为了确保成果质量，采取外业抽样复测。对总点数的30%进行复测，复测点均匀分布在作业区内。将复测点的坐标和高程与原测量点数据进行比较，其中对26个复测点其中的8个检核数据比较如表3所示(涉及数据泄密，此处坐标数据整数部分只留到5位数，点号也做相应改动)。并计算检测点的平面点位中误差和高程中误差，公式为:

式中:MP—检核点的平面点位中误差(cm);

dP—检核点两次测量平面点位的差值(cm);

N—检测点个数;

MH—检核点高程中误差(cm);

dH—检核点两次测量高程的差值(cm)。

复测检核数据 表3

续表3

从表3可以看出，检测点数:26个点;最大差值3.6 cm，最小差值 1.3 cm，平面点位中误差MP:±1.9 cm;两次检核高程中误差MH:2.6 cm。检核平面坐标和高程精度均满足规范要求。

5.3 采用常规测量的成果比较

为了检核控制点之间的相对精度，通过对控制点的平面相对边长和高差进行检核，采用全站仪进行往返观测边长和高差，然后根据检核的结果进行精度分析。

常规测量检核数据 表4

从表4可以看出，边长相对中误差最大为 1/21100，小于 1/20000规范规定要求;高差最大差值为 3.8 cm，最小差值为 1.9 cm，小于 9.0 cm规范规定要求。

5.4 结果分析

通过对FJCORS测量一级点检核的精度统计分析，可以看出采用FJCORS测量的点位平面误差均在4.0 cm以内，高程误差均在 6.0 cm以内，能够满足测量精度要求，能够应用于实际生产中。

6 结语

与传统的静态GPS和动态RTK相比，CORS的主要优势有:

(1)CORS基站的性能较好，可覆盖范围更大，因此作业范围更广。

(2)CORS基站相对稳定，误差不累积，因此测绘成果统一、精度分布均匀。

(3)CORS只需单机作业，测绘成果相对独立，不会因为他机的因素影响观测成果。

(4)CORS实时提供测绘数据，省去RTK基站设置和校正的工序，极大地提高了工作效率。

FJCORS已经向社会各界提供免费试用。采用该系统进行控制测量，在提高工作效率的同时也为测绘行业带来了更高的经济效益，在其他行业领域也有着广泛的应用。当然，虽然CORS在诸多方面的优势，但也存在精度不确定性的因素，为了保证测量精度，应尽可能地均匀分布复测一定数量的控制点，对所有可通视的控制点还应该采用全站仪对相对误差进行检测，从而保证测量数据精度的可靠性。

［1］孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础［M］.武汉:武汉大学出版社，2001.

［2］过静珺，王丽，张鹏.国内外连续运行基准站网新进展和应用展望［J］.全球定位系统，2008(1):1～5.

［3］CJJ/T 73－2010.卫星定位城市测量技术规范［S］.

［4］黄勇军.CORS系统在城市工程建设中的应用［J］.地理空间信息，2010，8(2):60～62 .

［5］GB/T18314－2009.全球定位系统(GPS)测量规范［S］.

［6］丁玉平，许友清.区域CORS系统的定位精度分析［J］.测绘通报，2011(3):86～87.

［7］钟向红，刘文建.网络RTK在5″控制测量中的应用分析［J］.测绘通报，2010(6):34～35.

［8］祁芳，刘晖.GRPS技术在CORS系统中的应用［J］.全球定位系统，2003(1):37～40.