淺談HBCORS在農村土地整理項目中的應用

王 波，胡 歡，謝華莉

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074）

淺談HBCORS在農村土地整理項目中的應用

王 波1，胡 歡1，謝華莉1

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074）

簡要闡述了HBCORS系統(tǒng)及其原理，介紹了HBCORS系統(tǒng)下的網絡RTK技術在土地整理項目中的應用，并且與傳統(tǒng)作業(yè)方式進行了比較，列舉了該技術的若干優(yōu)點及待改進之處。

動態(tài)GPS；HBCORS；網絡RTK；土地整理

土地整理是指在一定區(qū)域內，根據(jù)土地利用總體規(guī)劃與土地整理專項規(guī)劃，對田、水、路、林、村等實行綜合整治，調整土地關系，改善土地利用結構和生產生活條件，提高土地利用率和產出率的行為。土地整理提高了耕地質量，增加了可用耕地面積和城市發(fā)展可用地控制指標。土地整理測繪項目是通過對項目區(qū)內及項目區(qū)外一定范圍內的點、線、面狀地物及高程等的測繪，形成成果圖，為土地整理可行性研究、規(guī)劃設計、施工圖設計提供依據(jù)。所以，更高效、更精確的土地測繪，可以為土地整理提供更好的信息保障與技術支持。

1 農村土地整理測量項目簡介

以安陸市煙店等鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地整理項目為例，其主要工作流程如圖1所示。

安陸位于湖北省東北部，東經 113°10′~113°57′，北緯 31°04′~31°29′之間，地勢北高南低，自北向南傾斜；北部為丘陵崗地層嵐秀出，南部為河谷平原，平疇沃野；東部丘陵起伏，西部巖壑幽深。

本次項目測區(qū)涉及煙店、孛畈、棠棣、木梓4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地形以丘陵為主，測區(qū)面積 135.7 km2。項目部配備Trimble 5800接收機2套、全站儀3套、標尺6根、電腦 9 臺、車輛1部；人員共 13 人，分為2 個RTK小組與3 個全站儀小組。需要完成的工作量為全測區(qū)像控測量，1∶2 000 野外調繪，地形、地物補測，全野外高程點采集，數(shù)字化編輯成圖，單體斷面測量，數(shù)據(jù)統(tǒng)計及資料整理。

2 HBCORS在農村土地整理項目中的應用

2.1 HBCORS簡介

圖1 土地整理主要流程圖

湖北省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（Hubei continuously operating reference station，簡稱HBCORS）是通過建設一定數(shù)量的連續(xù)運行全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）參考站，利用衛(wèi)星定位技術、計算機網絡技術、通信技術，向社會提供精確定位、實時定位和移動目標導航等空間位置信息的服務系統(tǒng)。HBCORS系統(tǒng)可以為全省諸多領域如氣象預報、地震監(jiān)測、車船導航定位、城市規(guī)劃建設、國土資源管理、水利電力、目標跟蹤監(jiān)控、公安消防應急、環(huán)境及災害監(jiān)測等提供高精度、實時動態(tài)的位置信息服務，為全省經濟建設、社會發(fā)展產生巨大的推動作用。

HBCORS系統(tǒng)提供全天候的網絡RTK和RTD數(shù)據(jù)服務，支持CMR、RTCM-SC104等多種差分數(shù)據(jù)格式，同時具備VRS、FKP、MAC等多種差分算法，支持GPS、GLONASS雙星差分。

2.2 CORS網絡RTK在土地整理項目中的應用

2.2.1 主要技術路線

CORS系統(tǒng)由基準站網、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)和用戶應用系統(tǒng)（包括網絡型RTK定位系統(tǒng)）5個部分組成，各基準站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網絡，如圖2所示。

圖2 CORS系統(tǒng)組成部分示意圖

開始測量時，建立測量項目，中央子午線設定為114°，選擇無投影無基準模式，各項改正參數(shù)皆不使用。撥號簡表中選擇VRS模式，信號網絡使用中國移動或者中國聯(lián)通皆可，而且可以根據(jù)實地的信號強弱有選擇性地調換，測量方式為RTK。一天的測量工作完成后，將原始測量數(shù)據(jù)（WGS84 格式）經手簿導出，通過HBCORS在線基準轉換軟件轉換為需要的格式，北京1954坐標系、西安1980坐標系和國家 2000坐標系均可以選擇。

2.2.2 技術優(yōu)勢及精度分析

CORS下的網絡RTK相比傳統(tǒng)RTK作業(yè)模式，其優(yōu)勢體現(xiàn)在：

1）改進了初始化時間，擴大了有效工作的范圍，移動站的工作范圍不再局限于固定基站周邊范圍以內；

2）采用連續(xù)基站，用戶可以隨時觀測，使用方便，提高了工作效率；

3）擁有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳，增強差分作業(yè)的可靠性；

4）用戶不需架設參考站，真正實現(xiàn)單機作業(yè)，降低了生產成本；

5）使用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通信方式，減少了噪聲干擾；

6）提供遠程Internet服務，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；

7）擴大了GPS在動態(tài)領域的應用范圍，更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航；

8）為建設數(shù)字化城市提供了新的契機。

經過系統(tǒng)測試，HBCORS下的網絡RTK可達到的精度指標為平面cm級別；高程經由似大地水準面精化參數(shù)處理之后，平地地形點精度≤3.9 cm，丘陵地形點精度≤15 cm。在測量開始前，我們專門以VRS模式下的RTK測量對12 個GPS控制點進行了檢校測量，結果如表1所示。

表 1 網絡RTK測量結果與控制點成果對照表/m

經檢驗，平面值最大較差為2.1 cm，高程值最大較差為3.4 cm。控制點點位分布如圖3所示。

圖3 GPS控制點點位分布圖

如果用戶在沒有無線信號覆蓋等無法登陸或獲取固定解的情況下，可以采取傳統(tǒng)靜態(tài)作業(yè)模式，或者快速靜態(tài)模式，采集點位數(shù)據(jù)，測量完成后將數(shù)據(jù)提交給HB CORS控制中心。HB CORS控制中心采用參考站觀測數(shù)據(jù)，聯(lián)合解算平差，達到聯(lián)測控制點的目的。

2.2.3 CORS網絡RTK應用的優(yōu)劣分析

在安陸土地整理項目中，涉及到CORS RTK應用的生產環(huán)節(jié)與其相應的應用優(yōu)勢主要為：

1）航外像控測量。在HBCORS的網絡RTK方式下，不用再顧忌基站架設位置對布點位置信號強弱的影響，一般地勢較低的位置只要有網絡信號覆蓋皆可獲得固定解，初始化時間在網絡鏈接正常的情況下為5 s以內；若遇到網絡信號盲區(qū)，則可以靈活采用靜態(tài)或者快速靜態(tài)模式進行觀測，精確坐標數(shù)據(jù)以事后處理方式獲得。而HBCORS系統(tǒng)的全測區(qū)覆蓋使作業(yè)小組不再局限于小范圍內活動，更不需要反復重新架設基準站，大大提高了工作效率。

2）地形地物補測。它是在航空攝影測量中，由于被樹影、云影遮蓋而未反映到圖上的地形或地物，也有可能是在航攝時間到調繪時間之間新增的地形地物，需要外業(yè)人員用輔助測量手段將其補充到成果圖上，以反映現(xiàn)狀的變化。

由于需補測的地形地物一般是隨機性出現(xiàn)的，沒有規(guī)律性，也比較分散，分布在項目測區(qū)接近130 km2的范圍內，使用全站儀或者傳統(tǒng)RTK進行補測的工作難度可想而知。再則，由于土地整理項目中居民地的測量具有特殊性（只測量外圍范圍），因此CORS系統(tǒng)下的網絡RTK就以它的靈活性便利性體現(xiàn)出了獨一無二的優(yōu)勢。

3）全野外高程數(shù)據(jù)采集。因為土地整理面臨著施工土方量的計算，所以測繪提供的成果圖上必須反映出精確度較高的地形信息和高程信息。經檢測，航測成圖的高程成果難以滿足項目要求，所以我們需要完成測區(qū)范圍全野外實測高程的工作。

HBCORS下的網絡RTK可以實現(xiàn)平面cm級精度，高程精度在平地地形≤3.9 cm，在丘陵地形≤15 cm，完全可以滿足土地整理的土方計算要求(滿足地形圖測量精度即可保證土方石施工量計算要求)。

本項目配備了全站儀組和RTK組進行全野外高程實測工作，并且進行了比對，無論是人員數(shù)量還是工作效率，網絡RTK都具有相當明顯的優(yōu)勢，具體情況如表2所示。

表 2 網絡RTK與全站儀作業(yè)比對表

4）單體斷面圖的測量。它是基于局部施工的需要，對相關的溝、渠、路、橋、涵、閘、塘等比較復雜的局部地形進行的細化測量。它可以提高圖面反映的信息密度，以便保障施工要求的測量工作，測量情況與地形地物補測情況類似，不再復述。

網絡RTK需要改進的缺點也很明顯。以HBCORS為例，雖然理論上只要衛(wèi)星信號保證在4 顆以上，網絡服務商的信號覆蓋得到的位置就能實現(xiàn)網絡RTK測量，但在實際應用中，還有以下局限性：

1）地物密集區(qū)的衛(wèi)星信號仍然得不到保障，如建筑物密集區(qū)仍然要依靠全站儀輔助測量；

2）在人煙稀少的地區(qū)，網絡服務商的信號覆蓋仍然存在盲區(qū)，這一點或許在3G、4G網絡實現(xiàn)全覆蓋后會得到很大的改觀；

3）RTK的實時測量數(shù)據(jù)要經由控制中心進行解算，無法在測量當時反映到測量員手中從而進行核查和對比，這一點需要儀器提供商對手簿解算軟件進行固件升級，并且控制中心要把相對應的改正參數(shù)實時播發(fā)到移動站，以便獲得實時信息。

3 結 語

HBCORS下的網絡RTK測量不但繼承了傳統(tǒng)RTK測量的大部分優(yōu)勢與功效，而且更具靈活性和機動性，節(jié)省了人員與儀器的投入，保障了數(shù)據(jù)精度與質量，加大了RTK作業(yè)的適用范圍與工作半徑，使RTK測量上升到了另一個新的高度。

將HBCORS技術引入到安陸市土地整理項目中，既保障了測繪成果的正確性和精確性，又提高了生產效率，縮短了生產時間，為以后類似項目的展開提供了借鑒和參考。

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Application of HBCORS in Rural Land Consolidation Project

byWANG Bo

This paper elaborated the HBCORS system and its principle,and introduced the applications of network RTK technology with HBCORS system in land consolidation project. It also compared with the traditional operation mode, and enumerated the technology with several advantages and disadvantage.

dynamic GPS, HBCORS, network RTK, land consolidation

P228.42

B

1672-4623（2013）02-0143-03

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.047

2012-08-29。

王波，工程師，主要從事工程測量，土地整理工作。