GPS连续运行参考站系统(CORS)在建设用地勘测定界中的应用

GPS连续运行参考站系统（CORS）在建设用地勘测定界中的

应用

乔利鹏1、徐瑞英1、2、鲁小红1、侯莉1、2

（1.山西省矿山调查测量队，山西 太原 030024，2.太原理工大学，

山西 太原 030000）

摘要：本文介绍了GPS（CORS）测量技术在建设用地勘测定界项目中的应用。通过坐标系统转换、点位较差、中误差及限差的确定、边长较差计算及限差的确定、面积较差计算及限差的确定论证了GPS（CORS）测量技术在建设用地勘测定项目中的可行性。 关键词：GPS、CORS、勘测定界、精度分析

Application of GPS(CORS)Technology in Surveying Boundary

Qiao lipeng1,Xu Ruiying1、2,Lu Xiaohong1,Hou Li1、2

(1.Shanxi Survey of Mines,TaiYuan 030024,ShanXi;2.Tai yuan

university of technology TaiYuan 030000,ShanXi)

Abstract: this paper is aimed to introduce the application of GPS(CORS)Technology for demarcation ways of construction land. The feasibility of GPS(CORS)Technology in the demarcation ways of construction land is proved by coordinate system transformation, point difference, the determination of quadratic mean deviation and tolerance, the determination of the calculation of the difference of length of a side and its

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tolerance, and the determination of the computation of the difference of area and its tolerance.

Keyword：GPS, CORS, demarcation ways of construction land, accuracy analysis 1 引言

RTK（Real Time Kinematic）技术是在GPS技术基础上发展而来时载波相位差分测量技术，它在测量过程中可以实时提供厘米级精度的三维坐标。其优点是不受通视条件限制、速度快、精度高、各测量结果之间误差不累积。其局限性在于测量过程中要求基准站与流动站共同观测五颗以上GPS卫星，容易受到测站周围地形地物的影响；RTK基准站的差分数据是通过无线电台发射的数据链传送的，因此对无线电造成干扰的各种因素都会对RTK作业造成影响；地物反射造成的多路径效应也是影响测量精度的重要因素。1

连续运行参考站系统CORS（Continuously Operational Reference Stations），是指在一定区域内建立一个或多个基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准，计算和播发误差改正信息，对该区域内的卫星定位用户进行实时改正。（GPS）CORS系统有效克服了RTK作业的局限性，从而提高了大中城市基础测绘的精度，并具有实用经济等优点。2 2 工程概况

建设项目用地审批工作是国土资源管理的日常工作，建设用地勘测定界是确保土地利用合理、准确、可持续的技术保障，针对农地转

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用、土地征用、划拨和有偿使用等方式提供用地的各类建设项目，开展划定土地使用范围、确定土地权属、测定界桩位置、标定用地界线、调绘土地利用现状、进行面积量算汇总等工作。3我单位采用Leica Geosystems AG,Heerbrugg,Switzerland生产的双频GPS 1230、Leica TPS800全站仪、计算机及Cass软件完成了山西省某市经济技术开发区某宗地的勘测定界任务。

3 GPS（CORS）测量成果的坐标精度估计 3.1坐标系统转换的精度分析

勘测定界通常采用当地独立坐标，而GPS（CORS）提供的是WGS-84大地坐标。本次项目采用Bursa模型7个数迭代计算已知点公式（1）建立坐标转换关系4、5、6：

??100??0?Xi????x0??Y?????y?????010?????????z?i??0???001?????Zi??????z0????y???z0??x??y???Xi???????x???Yi?? （1）

??Z??0????i??Zi??)分别为任意点i在WGS-84大地坐标和当 式中，(Xi?,Yi?,Zi?),(Xi??,Yi?,地独立坐标中的坐标，?x、?y、?z为绕三个坐标轴的旋转角，称其为

??称为尺度参数，旋转参数， (X0,Y0,Z0)O2?X2Y2Z2的尺度为??1???，

为三个平移参数。

表1 七参数转换求得的网点坐标与已知点坐标较差统计表 Tab 1 The statistis of difference between the coordinate calculated using 7 parameters conversion model and known value

点号 JA01 JA02 ?X /mm 2 7 3

?Y/mm ?h/mm -49 -11 10 -3

JA03 JA04 JA05 JA06 JA07 -6 -4 7 10 -11 9 0 -4 -5 10 -17 -37 2 58 79 表中，?X、?Y、?Z为已知独立坐标和高程减去转换后得到的结果之差值。?Xm??11mm、?Ym??10mm对放样作业误差影响较小。 3.2点位较差、中误差计算及限差的确定

设有作业点平面坐标成果为xi?，yi?，用GPS（CORS）测量技术实测的平面坐标成果为xi，yi，i=1,2,…,n,二者的纵、横坐标较差为

dxi?xi??xi，dyi?yi??yi （2）

点位较差为dpi?dxi2?dyi2。

把dxi、dyi、dpi分别代入（3）式中?i可得中误差（m），

22?2??????[??]2n （3） m??1??nn表2 点位中误差差计算表

Tab2 The computation sheet of difference of point quadratic

mean deviation

已知点坐标 点名 纵坐标横坐标GPS（CORS）测量坐标 纵坐标横坐标mx my mp x?/m y?/m x/m y/m mm 5.66 11.27 0.58 11.66 8.41 16.29 5.64 6.40 15.34 mm 9.95 7.73 8.28 13.84 1.48 6.59 5.88 7.34 5.17 mm 11.44 13.67 8.30 18.09 8.54 17.57 8.15 9.74 16.19 1 **96917.2270 **4772.8070 **96917.2230 **4772.8156 2 96774.8280 5065.3960 96774.8381 5065.4019 3 96698.0360 4717.2690 96698.0363 4717.2624 4 96657.1970 4849.1000 96657.2030 4849.1129 5 96463.3800 4895.0330 96463.3883 4895.0341 6 96725.4900 5038.4080 96725.5055 5038.4037 7 96647.4280 5075.0060 96647.4254 5075.0091 8 96595.0540 5165.3950 96595.0500 5165.4021 9 96529.6720 5280.4870 96529.6575 5280.4825 4

根据我国《土地勘测定界规程》规定，解析法测定的界址点坐标与原拟用地界址点坐标之差的中误差应控制在?5cm范围内，允许误差应控制在?10cm范围内6、7。表2中，点位较差dxm??20.5mm、

dym??17.9mm、dpm??24.0mm计算结果均小于限差要求，点位中误差mxm?16.29mm、mym?13.84mm、mpm?18.09mm计算结果均小于限差要求，

达到了我国《土地勘测定界规程》的精度要求。 3.3边长较差计算及其限差的确定

设两个作业点之间的边长为Si?，用GPS（CORS）平面坐标成果算的两点间相应边长为Si，i=1，2…，n，二者的较差为

dSi?Si??Si （4）

由式（4）计算结果可计算边长较差的相对误差为dSi?1N。

i1表3边长较差计算表

Tab3 The computation sheet of the difference of length of a side

边号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-1 实测边长 325.394 356.499 138.006 199.191 298.770 86.231 104.472 132.372 638.712 坐标反算边长 325.401 356.496 138.011 199.185 298.760 86.215 104.466 132.366 638.700 Ds/mm 6 -3 4 -5 -9 -16 -5 -5 -11 Ds/s 1/49245 1/108159 1/28794 1/33558 1/32126 1/5261 1/18277 1/25521 1/53979 根据我国《土地勘测定界规程》规定，两相邻界址点间，坐标反算距离与实地丈量距离的较差应控制在?10cm范围内6、7。表3中的各项计算结果Dm??16mm、D/sm?1/5261均达到了国家勘测定界规范的限差要求。

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3.4面积较差计算及其限差的确定

作业点平面坐标成果为xi?，yi?，用GPS（CORS）测量技术实测平面坐标成果为xi，yi，i=1,2,…,n,二者的面积较差为S：

1nP??yi(xi?1?xi?1) （5）

2i?11nP???yi?(xi??1?xi??1) （6）

2i?11nP????xi?(yi??1?yi??1) （7）

2i?1S?P?P?

（8）

由（8）式计算结果得出面积较差为0.902m2.

图解法量算面积须进行两次，较差在限差之内时，取两次量算的均值。两次面积量算的较差应满足下式7、8：

??0.0003MP （8）

P为量算面积m2，M勘测定界图纸比例尺分母。

经量算面积，本次勘测定界项目面积计算结果到了国家勘测定界规范的限差要求。 4.结论

结果表明，此放样成果的精度较高，质量可靠。山西省GPS（CORS）连续运行参考站系统性能稳定、技术指标能达到了设计的要求。该系统初始化及得到固定解平均收敛时间为20s左右，双星接收机有相对优势且具有良好的兼容性。系统定位精度方面，平面内符合精度不超过2cm，高程内符合精度较大，但鉴于勘测定界规程对高程无明确要

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求，本文不做讨论。

综上，GPS（CORS）定位技术可大大提高作业效率、测量精度，所有界址点均在实地进行放样和定测，而且界址点间的精度基本上是独立的，没有误差传播和误差积累，相比常规测量来说，其精度和作业效率大大提高。随着GPS（CORS）技术的更加成熟，其应用前景将会更加广阔。

5.GPS（CORS）勘测定界中应注意的问题

在采用Bursa模型7个数迭代计算及已知点回代误差统计中可以发现，已知点中的个别差点，会扭曲与降低转换参数的确定精度，建议把粗差点剔除后重新计算9。进行坐标系统转换后，需到已知控制点上进行检测，一是为了确认坐标转换系数的正确，二是为了检验已知控制点间的兼容性，三是为了方便图根控制的精度评定。 GPS（CORS）作业过程中，有效卫星个数应不少于5个，点位几何图形因子（PDOP）值应不大于6。实际作业中，应在同时兼顾工作效率与定位精度的情况下，尽可能将接收机的定位中误差设置小一些

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。

参考文献

1、张子江，徐军.RTK实时动态测量可靠性的检验[J].勘察科学与技术2002（4）：49-51

2、徐文兵，GPS连续运行参考站系统（CORS）定位精度的可靠性研究。2009

3、辜寄蓉、韩光聪、张孟冬、邓晶，建设用地勘测定界功能探讨。

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测绘科学，2007，32（1）

4、王兵海、姚连璧，七参数坐标转换的迭代算法与精度分析。第二届全国土木工程研究生学术论坛论文集

5、顾胜东、刘长义，浅述GPS-RTK在建设用地勘测定界中的应用。黑龙江科技信息，2008（11）

6、丁文利、王怀念、黄良，动态GPS（RTK）测量的精度分析。地矿测绘，2004，20（2）

7、中华人民共和国行业标准。房产测量规范（GB/T17986.1-2000）[S].北京：中国计划出版社，2000

8、中华人民共和国行业标准。房产测量规范（TD/T1008-2007）[S].2007

9、柳光魁、赵永强、王振禄、杜明成，西安1980坐标系与WGS-84坐标系统转换方法及精度分析。测绘与空间地理信息，2006，29（6） 10、黑志坚，周秋生，曲建光，陈军。GPS-RTK测量成果的精度估计及应用探讨。哈尔滨工业大学学报，2006，38（8）

作者介绍：乔利鹏（1982-）男，理学硕士，助理工程师，2007年毕业于山西大学，从事矿山测量与地质相关工作。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8mm7.html