JSCORS在地籍测量项目中应用

JSCORS在地籍测量项目中应用【摘要】简要阐述了JSCORS系统的构成及应用原理，讨论了在常熟地籍控制测量中如何使用JSCORS及如何对JSCORS施测的控制点进行检查，并介绍了笔者在使用JSCORS中的心得体会。【关键词】JSCORS；江苏卫星定位连续运行系统；图根控制JSCORS是一种新的测量方法，新的RTK技术。原来使用RTK进行测量，至少需要具备两台卫星定位接收机，一台为参考站，一台为流动站，从参考站发出差分信息到流动站，流动站可以得到高精度的坐标成果。应用JSCORS以后，出外测量只要带一台流动站即可，流动站直接从CORS系统中接收差分信息。它极大地提高了仪器的使用效率，节省了人力资源。文章主要介绍JSCORS的使用原理及在地籍测量项目中应用。1JSCORS的应用原理[1]JSCORS项目是江苏省测绘局“十一五”的重点项目，由江苏省测绘局牵头联合江苏省气象局、地震局和省公安局等部门，由江苏省测绘工程院具体实施，武汉大学提供技术和监理服务，并于2006年7月正式启动，2006年底完成。JSCORS通过在全省范围内建设70个左右连续运行参考站，在江苏省域内建立一个高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖率的全球导航卫星系统综合信息服务网络。把GNSS（全球导航定位系统）这一新技术应用于大地测量、工程测量、地震监测、地面沉降监测等领域。它是卫星导航定位技术、测绘学、气象学、地理信息系统、计算机技术及现代通信技术相结合的新技术。JSCORS系统主要有3部分构成：参考站系统、数据处理中心和用户部分（如图1）。其中最重要的部分是数据处理中心，它包括JSCORS系统中数据的传输、接收、处理、播发等功能。（1）参考站系统参考站系统用来进行卫星信号的捕获、跟踪、采集与传输，另外还对系统设备的完好性进行监测，是整个系统的感觉器官。截止2008年9月JSCORS网共包含70个参考站，其中江苏省境内67个，上海市境内3个，参考站间最长间距83km，最短间距12km，平均间距50km。每个参考站均包含观测墩、GNSS接收机、室外天线、机柜、UPS、防电涌设备、通讯设备等组成，其中防电涌设备包括避雷针，电力线保护器和天馈线避雷器等。参考站系统与数据处理中心之间有通讯线相连，数据实时的传送到数据中心。（2）数据处理中心数据处理中心包括系统控制中心和数据通讯系统，系统控制中心的作用是数据分流与处理、系统管理与维护、服务生产与用户管理，它是整个系统的心脏。数据通讯系统的作用主要是利用宽带把参考站GNSS观测数据传输至系统控制中心，利用公众移动通讯网（GSM、GPRS、CDMA等）把系统差分信息传输至用户，利用Internet网络把定制后的原始观测数据传输给事后须精密处理的用户，它是整个系统的血管。（3）用户部分用户部分就是按照用户需求以及用户设备的配置情况进行不同精度的定位，如米级、分米级、厘米级和毫米级等，是建设JSCORS的最终目的。2JSCORS系统的运用JSCORS系统和RTK实时卫星定位系统一样，利用GPS差分定位技术，获取实时差分定位解。用户须在CORS中心购买一个用户号，一台GPS卫星定位接收机（如徕卡、天宝、拓普慷、南方、中海达等），需添置一个CORS系统差分信息接收器，还要如同手机用户一样，在移动或联通（GSM、GPRS、CDMA等）购买一个电话卡，这样CORS系统差分信息接收器就和手机一样，可以通过移动或联通（GSM、GPRS、CDMA等）的无线网络，接收来自CORS中心的差分信息。和以往的RTK技术一样，因为地理条件的差异，每个项目都要建立一个坐标系统，将GPS测量获得的WGS84坐标转换至项目所采用的平面直角坐标。转换参数的获取可以有以下几种方法：利用所在测区的3个以上已知点进行坐标系统的七参数转换，首先在WGS84坐标系下利用CORS测出各个点的WGS84坐标，其次利用各个点的WGS84坐标及其相应的平面直角坐标及高程，在仪器中进行坐标转换来建立当地的CORS坐标系统。（1）也可以利用当地附近的C级网的精确WGS84坐标和平面直角坐标及高程进行转换，求得7个转换参数，来建立当地的CORS坐标系统。（2）JSCORS系统的参考站是建立在覆盖全省范围内的70个左右连续运行参考站，参考站的差分信息是以江苏省C级网的坐标系统为基础。有了JSCORS以后，就不需要架设参考站了，每台双频GPS卫星定位接收机都能作为流动站进行工作。设置好配置集后，在流动站的工作状态下，在得到流动站导航解后，打开CORS信息接收机，登陆JSCORS信息系统平台，接收来自CORS系统基站的实时差分信息。在获得cm级的实时RTK定位解的情况下，一般测量10个历元的坐标平均值作为结果。3JSCORS用于常熟地籍项目图根控制测量在常熟地籍控制测量项目中，首先利用原有C、D、E级GPS控制点成果，按规范和设计书的要求，采用快速静态的方法加密了一级导线；图根控制测量若用常规导线测量的方法必然进展缓慢，效率低下，因此决定采用JSCORS做图根控制测量。3.1JSCORS测量的主要作业流程首先利用测区附近的C、D、E级GPS点或已施测的GPS一级导线点的WGS84坐标和项目所采用的平面直角坐标及高程进行转换，求得7个转换参数，来建立当地的CORS坐标系统。如图2所示参数建立好后，正确安置仪器设备，把双频GPS接收机工作模式设置为动态作业模式，选择流动站配置集，接收机开始解算整周模糊度，整周模糊度一经确定，主测量面板上所显示坐标质量在0.010-0.050，表明仪器初始化工作完成。登陆JSCORS信息系统平台，接收机在获得cm级的实时RTK定位解的情况下，接收参考站所发射的各种观测信息，再对其与参考站间基线进行解算，实时获得该点坐标，一般测量10个历元的坐标平均值作为结果。3.2为掌握JSCORS在本测区应用的可靠性，我们进行了多种比对试验（1）已知点比对试验在测区的首级控制点（静态GPS点）和加密控制点（快速静态GPS点）上采用JSCORS施测坐标，采用控制测量动态作业模式，操作员手扶跟踪杆，视圆气泡稳定，GPS信号及网络差分信号收敛，得到JSCORS固定解后，观测10个历元；使用仪器为徕卡GPS接收机、通讯模块；使用接收机厂商提供的随机商用软件进行数据处理。比对试验结果如图3：比对数据坐标较差△D最大误差2.4cm，最小误差0.7cm，中误差±1.77cm，均小于规范要求。E级GPS静态测量点、按一级导线要求采用快速静态方法进行施测的GPS点，两类点的坐标与JSCORS施测的坐标差值没有系统差别；精度统计表明：JSCORS可以用来进行图根控制测量，精度与快速静态或一级导线相当。比较结果说明快速静态GPS测量与同系统中的JSCORS测量内符合精度良好，证明JSCORS技术完全可以满足常熟地籍项目图根控制测量的技术要求。（2）不同时段测量比较众所周知，JSCORS测量各测点精度独立，互不关联，有全测区精度均匀的优点，但其粗差存在很强的不确定性，为保证作业质量，做图根控制测量时应选择不同时段，施测两遍，两次测量原始观测数据信息汇总及较差分布见表1：施测总点数为294个，观测值总数为588个，两次观测数据比较结果如下：点位中误差为M=±1.46cm，其中坐标差最小的为0.9cm，最大的为3.1cm，说明JSCORS能够满足图根控制测量的要求。（3）全站仪边长比较相对常规测量来说，JSCORS只考虑点位精度，绝对精度高，但每个点具有独立性，其相对精度较低，在工程应用中，为确保图根控制测量的精度，有效控制粗差，采用全站仪对JSCORS测量的图根点边长检测是必要的。边长检测信息汇总及较差分布见表2.表中边长误差最小的为0.001米，最大的为0.047米，中误差为M=±0.011米；检测结果一方面证明了JSCORS点精度满足图根控制要求，另一方面也证实了JSCORS外符合精度的可靠性。3.3通过实例可以得到以下几点结论，供应用JSCORS技术进行地籍控制测量时参考（1）JSCORS技术因高效率、灵活、误差不积累、厘米级的高精度越来越受到测绘人员的青睐。（2）与静态、快速静态GPS测量相比较，JSCORS无足够的几何检核条件，笔者认为不宜用来作首级控制。在使用JSCORS布设加密图根控制点时要加强检核，采用在不同时间段观测两次的方式施测，取中数使用，这样不但避免了粗差，而且使点位精度得到提高。（3）在碎部测量时，每次在图根控制点上架设全站仪定向时，加测定向边的平距，若有条件再施测一个图根控制点的坐标作为检核，符合精度要求方可使用，这样再一次保证了JSCORS图根控制测量成果的可靠性，又使原本独立的各图根点产生了联系。参考文献：[1]安艳辉，史照良.全球卫星导航定位系统连续运行参考站网的技术探讨--以JSCORS徐州试点工程为例[J].现代测绘，2006（6）.[2]国家质量技术监督局.GB/T18314―2001全球定位系统（GPS）测量规范[S].北京：中国标准出版社，2001.