浅谈HBCORS在农村土地整理项目中的应用

王 波，胡 欢，谢华莉

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

浅谈HBCORS在农村土地整理项目中的应用

王 波1，胡 欢1，谢华莉1

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

简要阐述了HBCORS系统及其原理，介绍了HBCORS系统下的网络RTK技术在土地整理项目中的应用，并且与传统作业方式进行了比较，列举了该技术的若干优点及待改进之处。

动态GPS；HBCORS；网络RTK；土地整理

土地整理是指在一定区域内，根据土地利用总体规划与土地整理专项规划，对田、水、路、林、村等实行综合整治，调整土地关系，改善土地利用结构和生产生活条件，提高土地利用率和产出率的行为。土地整理提高了耕地质量，增加了可用耕地面积和城市发展可用地控制指标。土地整理测绘项目是通过对项目区内及项目区外一定范围内的点、线、面状地物及高程等的测绘，形成成果图，为土地整理可行性研究、规划设计、施工图设计提供依据。所以，更高效、更精确的土地测绘，可以为土地整理提供更好的信息保障与技术支持。

1 农村土地整理测量项目简介

以安陆市烟店等乡镇土地整理项目为例，其主要工作流程如图1所示。

安陆位于湖北省东北部，东经 113°10′~113°57′，北纬 31°04′~31°29′之间，地势北高南低，自北向南倾斜；北部为丘陵岗地层岚秀出，南部为河谷平原，平畴沃野；东部丘陵起伏，西部岩壑幽深。

本次项目测区涉及烟店、孛畈、棠棣、木梓4个乡镇，地形以丘陵为主，测区面积 135.7 km2。项目部配备Trimble 5800接收机2套、全站仪3套、标尺6根、电脑 9 台、车辆1部；人员共 13 人，分为2 个RTK小组与3 个全站仪小组。需要完成的工作量为全测区像控测量，1∶2 000 野外调绘，地形、地物补测，全野外高程点采集，数字化编辑成图，单体断面测量，数据统计及资料整理。

2 HBCORS在农村土地整理项目中的应用

2.1 HBCORS简介

图1 土地整理主要流程图

湖北省连续运行卫星定位服务系统（Hubei continuously operating reference station，简称HBCORS）是通过建设一定数量的连续运行全球卫星定位系统（GNSS）参考站，利用卫星定位技术、计算机网络技术、通信技术，向社会提供精确定位、实时定位和移动目标导航等空间位置信息的服务系统。HBCORS系统可以为全省诸多领域如气象预报、地震监测、车船导航定位、城市规划建设、国土资源管理、水利电力、目标跟踪监控、公安消防应急、环境及灾害监测等提供高精度、实时动态的位置信息服务，为全省经济建设、社会发展产生巨大的推动作用。

HBCORS系统提供全天候的网络RTK和RTD数据服务，支持CMR、RTCM-SC104等多种差分数据格式，同时具备VRS、FKP、MAC等多种差分算法，支持GPS、GLONASS双星差分。

2.2 CORS网络RTK在土地整理项目中的应用

2.2.1 主要技术路线

CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统和用户应用系统（包括网络型RTK定位系统）5个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络，如图2所示。

图2 CORS系统组成部分示意图

开始测量时，建立测量项目，中央子午线设定为114°，选择无投影无基准模式，各项改正参数皆不使用。拨号简表中选择VRS模式，信号网络使用中国移动或者中国联通皆可，而且可以根据实地的信号强弱有选择性地调换，测量方式为RTK。一天的测量工作完成后，将原始测量数据（WGS84 格式）经手簿导出，通过HBCORS在线基准转换软件转换为需要的格式，北京1954坐标系、西安1980坐标系和国家 2000坐标系均可以选择。

2.2.2 技术优势及精度分析

CORS下的网络RTK相比传统RTK作业模式，其优势体现在：

1）改进了初始化时间，扩大了有效工作的范围，移动站的工作范围不再局限于固定基站周边范围以内；

2）采用连续基站，用户可以随时观测，使用方便，提高了工作效率；

3）拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性；

4）用户不需架设参考站，真正实现单机作业，降低了生产成本；

5）使用固定可靠的数据链通信方式，减少了噪声干扰；

6）提供远程Internet服务，实现了数据的共享；

7）扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航；

8）为建设数字化城市提供了新的契机。

经过系统测试，HBCORS下的网络RTK可达到的精度指标为平面cm级别；高程经由似大地水准面精化参数处理之后，平地地形点精度≤3.9 cm，丘陵地形点精度≤15 cm。在测量开始前，我们专门以VRS模式下的RTK测量对12 个GPS控制点进行了检校测量，结果如表1所示。

表 1 网络RTK测量结果与控制点成果对照表/m

经检验，平面值最大较差为2.1 cm，高程值最大较差为3.4 cm。控制点点位分布如图3所示。

图3 GPS控制点点位分布图

如果用户在没有无线信号覆盖等无法登陆或获取固定解的情况下，可以采取传统静态作业模式，或者快速静态模式，采集点位数据，测量完成后将数据提交给HB CORS控制中心。HB CORS控制中心采用参考站观测数据，联合解算平差，达到联测控制点的目的。

2.2.3 CORS网络RTK应用的优劣分析

在安陆土地整理项目中，涉及到CORS RTK应用的生产环节与其相应的应用优势主要为：

1）航外像控测量。在HBCORS的网络RTK方式下，不用再顾忌基站架设位置对布点位置信号强弱的影响，一般地势较低的位置只要有网络信号覆盖皆可获得固定解，初始化时间在网络链接正常的情况下为5 s以内；若遇到网络信号盲区，则可以灵活采用静态或者快速静态模式进行观测，精确坐标数据以事后处理方式获得。而HBCORS系统的全测区覆盖使作业小组不再局限于小范围内活动，更不需要反复重新架设基准站，大大提高了工作效率。

2）地形地物补测。它是在航空摄影测量中，由于被树影、云影遮盖而未反映到图上的地形或地物，也有可能是在航摄时间到调绘时间之间新增的地形地物，需要外业人员用辅助测量手段将其补充到成果图上，以反映现状的变化。

由于需补测的地形地物一般是随机性出现的，没有规律性，也比较分散，分布在项目测区接近130 km2的范围内，使用全站仪或者传统RTK进行补测的工作难度可想而知。再则，由于土地整理项目中居民地的测量具有特殊性（只测量外围范围），因此CORS系统下的网络RTK就以它的灵活性便利性体现出了独一无二的优势。

3）全野外高程数据采集。因为土地整理面临着施工土方量的计算，所以测绘提供的成果图上必须反映出精确度较高的地形信息和高程信息。经检测，航测成图的高程成果难以满足项目要求，所以我们需要完成测区范围全野外实测高程的工作。

HBCORS下的网络RTK可以实现平面cm级精度，高程精度在平地地形≤3.9 cm，在丘陵地形≤15 cm，完全可以满足土地整理的土方计算要求(满足地形图测量精度即可保证土方石施工量计算要求)。

本项目配备了全站仪组和RTK组进行全野外高程实测工作，并且进行了比对，无论是人员数量还是工作效率，网络RTK都具有相当明显的优势，具体情况如表2所示。

表 2 网络RTK与全站仪作业比对表

4）单体断面图的测量。它是基于局部施工的需要，对相关的沟、渠、路、桥、涵、闸、塘等比较复杂的局部地形进行的细化测量。它可以提高图面反映的信息密度，以便保障施工要求的测量工作，测量情况与地形地物补测情况类似，不再复述。

网络RTK需要改进的缺点也很明显。以HBCORS为例，虽然理论上只要卫星信号保证在4 颗以上，网络服务商的信号覆盖得到的位置就能实现网络RTK测量，但在实际应用中，还有以下局限性：

1）地物密集区的卫星信号仍然得不到保障，如建筑物密集区仍然要依靠全站仪辅助测量；

2）在人烟稀少的地区，网络服务商的信号覆盖仍然存在盲区，这一点或许在3G、4G网络实现全覆盖后会得到很大的改观；

3）RTK的实时测量数据要经由控制中心进行解算，无法在测量当时反映到测量员手中从而进行核查和对比，这一点需要仪器提供商对手簿解算软件进行固件升级，并且控制中心要把相对应的改正参数实时播发到移动站，以便获得实时信息。

3 结 语

HBCORS下的网络RTK测量不但继承了传统RTK测量的大部分优势与功效，而且更具灵活性和机动性，节省了人员与仪器的投入，保障了数据精度与质量，加大了RTK作业的适用范围与工作半径，使RTK测量上升到了另一个新的高度。

将HBCORS技术引入到安陆市土地整理项目中，既保障了测绘成果的正确性和精确性，又提高了生产效率，缩短了生产时间，为以后类似项目的展开提供了借鉴和参考。

[1] 刘经南,刘晖，邹蓉，等. 建立全国CORS更新国家地心动态参考框架的几点思考[J].武汉大学学报：信息科学版,2009,34(11):1 261-1 265

[2] 阳力,吕超.CORS系统卫星跟踪基准站建设的探讨[J].地理空间信息,2007，5(1):30-31

[3] 张建仁，杨蜀江，姜殿惠，等.湖北省连续运行卫星定位服务系统建设及关键技术[J].地理空间信息,2012，10(1):1-5

[4] 钟云龙.JSCORS 在工程测量中的应用[J].常州工学院学报,2008,21(10):283-285

[5] 肖建华，李江卫，严小平.HBCORS建设的构想与建议[J].地理空间信息,2009,7(2):4-7

[6] 张书华,刘绍堂.RTK技术在郑东新区测图中的应用[J].测绘与空间地理信息,2004(5):57-59

[7] 何保国,魏忠,高长元.HBCOR运营管理机制的思考[J].地理空间信息,2011,9(2):6-8

[8] GB/T18314-2001.全球定位系统(GPS)测量规范[S].北京:国家质量技术监督局，2001

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，工程师，主要从事工程测量，土地整理工作。