CORS在农村宅基地和集体建设用地确权中的应用.doc

CORS在农村宅基地和集体建设用地确权中的应用摘要：党的十七届三中全会、十八大报告，国家“十二五”规划以及2010年、2011年、2013年中央一号文件都对加快农村土地确权登记发证工作做了部署。本文深入研究了CORS基本原理和作业模型，结合某地区农村宅基地、集体建设用地使用权确权登记发证的工作，重点研究了CORS技术在地形地籍测量中的应用情况，并给出精度统计信息，对目前正在开展的该项工作有指导和借鉴作用。关键词：CORS;使用权;地籍测量;地形测量1 引言集体建设用地和宅基地的特殊固有价值不同于农用地和未利用地，确权时必须确保其宗地界址明确、四至清楚、面积准确这一基本要求。该地区的农村集体建设用地和宅基地使用权调查主要采用全野外数字化测量的技术路线1。先进行控制测量，如利用CORS RTK、GPS静态观测、GPS RTK技术和全站仪导线等，采用全站仪测制1:500或1:1000数字化地形图作为工作底图，若有大比例尺数字地形图（1:500、1:1000和1：2000）或高分辨率大比例尺正射影像图也可作为工作底图。在此基础上，查清每宗农村宅基地、集体建设用地界址范围、权属来源和使用情况，并进行地籍测量，其中宗地坐标界址定位精度与城镇地籍要求一致。然后在GIS平台上进行调查资料的数据建库和土地登记发证。其技术路线见图1：图1 技术路线见2 CORS原理与差分解算技术2.1 CORS原理连续运行参考站系统包括参考站网子系统、数据处理及控制中心子系统、数据通信子系统、用户应用子系统四部分组成。数据处理中心通过数据通信系统向用户发送移动站附近的基准站坐标和观测数据。用户通过基站发送的信息进行事后精密定位，也可以通过观测数据进行实时的精密定位，见图2。CORS不仅是一个动态的、连续的定位框架基准，同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施，它能够很好地满足城市信息化建设的多种需求。图2.1 CORS工作原理2.2 CORS差分解算技术最初的CORS进行广播差分数据大多采用单站RTK的方式来解算与服务的，与普通RTK一样，这种单站RTK的差分解算和服务方法有很多的不足和局限性，比如在精度、服务范围和可靠性方便都无法满足要求。而网络RTK的差分解算方法，精度、服务范围和可靠性均得到了显著提高。目前，主要的网络RTK差分解算技术包括MAC、CBI、VRS、FKP2。(1) VRS技术VRS(Virtual Reference Station,VRS）技术，虚拟参考站技术，通过布设在地面的若干个参考站形成GPS连续运行参考站网络，使不同个参考站的卫星观测数据得到综合利用，然后通过建立精确的误差模型来修正电离层、对流层和大气折射等引起误差。用户在使用前，首先通过无线电通信手段把一个概略坐标发送到数据中心，在这个位置信息被数据中心确认后，数据中心内会在通过无线电通信手段将误差改正的高精度的差分信号发给用户3。(2) MAC技术 MAC(Master-Auxiliary Concept，MAC)技术，即主辅站技术，是由瑞士莱卡测量系统有限公司以主辅站为基础研发的参考站技术，是基于多基站、多系统、多频率和多信号非差分处理算法，以高度压缩的形式通过参考站网络将所有相关的、代表整周未知数水平的观测数据(如弥散性的和非弥散性的差分改正数)作为网络的改正数据播发给流动站4。将流动站距离最近的一个有效的参考站作为主参考站，在流动站的半径范围内选择其他两个有效的参考站作为辅助参考站。主站和辅站自动组成一个单元进行网解，发送主站差分改正数和辅站与主站改正数的差值给流动站，对流动站进行加权改正，最后得到准确坐标。(3) FKP技术FKP( Flachen Korrektur Parameter,FKP)技术，又称区域改正数技术，是一种动态的全网整体解算模型，所有的参考站将实时采集的同步观测值未进行差分处理，把这些实时的观测数据传输给数据中心，数据中心通过解算得到一个称为FKP的空间误差改正数5。然后将这些参数通过扩展信息发送给服务区内所有流动站进行空间位置解算。系统传输的FKP能够比较理想地支持流动站的应用软件，但是流动站必须知道相关的数学模型，才能利用FKP参数生成相应的改正数。为了获取瞬时解算结果，每个流动站需要借助一个被称为“Ady盒”的外部装置内置解译软件，配合流动站接收机实现作业。(4) CBI技术 CBI(Combined Bias Interpolation,CBI)技术，即综合内插技术是由武汉大学提出的CORS建设技术。CBI技术的特点系统中心只需向用户提供单向通信，就是系统中心综合计算卫星定位的误差求出各个参考站上的综合误差，并通过无线电技术发送给用户，用户在通过内插解算计算出此误差与移动站的综合误差，移动站需要配备解码设备，此技术还处于综合评估阶段。3 主要技术指标(1)坐标与高程系统：平面坐标基准采用1980西安坐标系，因本项目着重于权属单位内部的相对精度及面积精度，在边长和面积数值不大的情况下变形微小，可以忽略6。高程系统采用1985国家高程基准。(2)成图比例尺：1:500、1:1000。(3)地形地籍测量基本要求：采用全野外数字化测量成图，成片的宅基地，测量图斑的全部边界；独立的宅基地，以能清楚表示宗地四至关系为原则；图根点相对于邻近起算点的点位中误差不大于5cm，高程中误差不大于0.1m；界址点相对邻近图根点点位中误差包括一类界址点不超过5(允许误差10)，二类界址点不超过7.5(允许误差15)7-8。3 实例分析3.1 测区概况测区交通十分方便，四通八达，铁路与公路(高速公路)交叉纵横，东西走向长170km，南北宽84km，总面积达104455km2。部分地区濒临渤海，海岸线长461.2km。地势东北高西南低，具有低山、丘陵、平原、陆地和滩涂结合的多种地貌类型。属暖温带大陆性季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，平均气温8.3-10.3，无霜期165-185天，平均降水量540-759mm。3.2 CORS系统概述本次作业使用南方单站CORS系统，其RTK定位精度指标见表1，可见你从理论层面足以满足本次农村集体建设用地和宅基地使用权调查的全野外数字化测量的精度要求。表1 南方单站CORS RTK 精度指标项目内 容技 术 指 标系统精度实施方式水平精度高程精度RTK实时定位20KM以内10mm+1ppm20mm+1ppm20KM40KM20mm+1ppm40mm+1ppm40KM50KM50mm+1ppm80mm+1ppm50KM100KM亚米级亚米级3.3 实测数据精度分析以一个村的CORS数据作统计分析，界址点共3659个，距基站的距离从几十米到53km不等，其中距离基准站10km内的实测点有2067个，10km-30km有844个，30-53km有748个。对精度进行统计分析如下：平面误差小于1-2cm的占1696个，2-3cm的有1465个，3cm以上占373个，最大误差为0.087m，是距基准站最远的53km的点，其中30-53km有125个浮点解。界址点随基站距离增大误差有上升趋势，但是30km内接近平缓，在超出后精度有下降趋势且随着距离的增大在误差随之增大。对于浮点解可能距离基准站较远，受电离层和对流层误差的影响较大或转换参数的影响9。由实测数据可知，单基站定位的服务半径范围在30km较为合理。单基站CORS在20km范围内定位精度很高，误差在3cm以内，即使是30km的距离情况下也可以达到5cm左右的定位精度，实测证明完全可以满足本次确权的要求。4 结论CORS技术在本次农村集体建设用地和宅基地使用权调查测量中的应用，可以得出如下结论：(1)单基站CORS RTK交普通的RTK在工作距离上有明显的优势，更是传统的大地测量方法无法比拟的，尤其是扩充到网络RTK，优势更加显著；(2)用CORS技术完成确权，效率更高、精度更好，是一种值得应用的方式；(3)当工作距离超过30km，可以考虑通过引入新的已知点，求解转换参数，以确保成果的精度以及收敛时间的缩短。参考文献1北京市集体土地地籍调查办公室.北京市集体土地地籍调查实施细则S.20052管健安.基于CORS系统精密定位服务若干技术问题研究D.长安大学,2010.3柳锦森.GPS网络RTK的VRS算法研究D.合肥工业大学,2009.4朱超.GPS网络差分定位关键技术与系统设计方案研究D.东南大学,2009.5衣鸿波等.哈尔滨市双星导航服务系统的建设J.测绘工程,2008,17(3):44-49.6国土资源部.集体土地所有权调查技术规定(国土资发2001359号