單基站CORS校園測量實習教學研究

李菲　黃鍔

摘要：本文基于筆者多年從事測量教學的相關(guān)工作經(jīng)驗，以單基站CORS校園測量實習教學為研究對象，結(jié)合天寶單基站的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)設(shè)置及測量實驗對其應(yīng)用環(huán)節(jié)進行了詳細的剖析。

關(guān)鍵詞：單基站CORS校園測量教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0022-02

隨著GPS技術(shù)的日臻成熟和通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前在我國已有不少區(qū)域和城市已經(jīng)建立了多基站連續(xù)運行GPS基準站系統(tǒng)（簡稱CORS），CORS系統(tǒng)可以提供全天候?qū)崟r服務(wù)。但由于受經(jīng)濟條件和自然條件的限制，部分地區(qū)或城市在短時間內(nèi)還無法建立CORS系統(tǒng)，甚至由于CORS系統(tǒng)獨立運行而難以享受相應(yīng)的便捷服務(wù)。單基站連續(xù)運行GPS基準站系統(tǒng)（簡稱單基站CORS）布局靈活、結(jié)構(gòu)簡單、即用即建、投資較少，并且易于維護和管理，不僅可獨立使用，而且可以隨時升級并網(wǎng)為多基站連續(xù)運行基準站網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是在高校的測量教學中可以選用單基站。本文結(jié)合某高校建立的天寶單基站CORS系統(tǒng)應(yīng)用進行剖析。基站選址在主教學樓頂部的固定水泥墩上，基站服務(wù)器軟硬件系統(tǒng)放置于學院重點實驗室，并由專人負責維護。

1天寶單基站CORS系統(tǒng)組成

單基站CORS系統(tǒng)，由GPS基站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)等主要單元組成，類似于一加一或一加N的RTK，只不過基準站由一個連續(xù)運行的參考站代替；參考站上有系統(tǒng)控制軟件實時監(jiān)控衛(wèi)星的狀態(tài)，存儲和發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，同時參考站的服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)提供流動站的差分服務(wù)和用戶管理。

2校園一級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取

在校園外圍使用城市坐標系四等GPS控制點4個，由8臺（套）雙頻GPS接收機將城市坐標系與校園獨立坐標系進行聯(lián)測。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時，將單基站的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)一起參與網(wǎng)平差，獲取了校園控制網(wǎng)點在城市坐標系下的坐標，以及包含單基站在內(nèi)的校園網(wǎng)點在WGS84坐標系下的無約束平差成果。依據(jù)全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程的要求，控制網(wǎng)最弱點點位中誤差和最弱邊相對中誤差均達到了城市一級GPS網(wǎng)的精度指標。

3天寶單基站CORS系統(tǒng)設(shè)置

3.1 基準站主機設(shè)置

天寶單基站主機內(nèi)置LINUX系統(tǒng)，帶有RJ45接口，通過主機操作面板輸入固定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)后，可以通過連入同一網(wǎng)絡(luò)的電腦訪問并設(shè)置主機。打開IE瀏覽器，輸入主機的網(wǎng)絡(luò)地址和端口，進入主機設(shè)置界面。在這里，主要設(shè)置的參數(shù)有：參考站的WGS84坐標，衛(wèi)星數(shù)據(jù)記錄配置，播發(fā)數(shù)據(jù)協(xié)議、格式及端口，F(xiàn)TP設(shè)置、電子郵件報警設(shè)置，用戶帳號設(shè)置。

3.2 服務(wù)器設(shè)置

因基準站主機的內(nèi)置存儲較小，為能夠存儲更長時間的觀測數(shù)據(jù)，需要加入一個數(shù)據(jù)服務(wù)器。天寶基準站可以設(shè)置FTP上傳，因此，只需要在數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝一個FTP控制軟件，就可以實時接收基準站觀測的數(shù)據(jù)。存儲的數(shù)據(jù)一方面用于教學研究分析，另一方面用于進行后處理差分。

3.3 Terrasync 5.3設(shè)置

按照3.1設(shè)置完成后，流動站就可以接收基準站的差分數(shù)據(jù)進行差分。天寶單基站可以輸出CMRx、RTCMx、NMEA、RT17等多種GPS數(shù)據(jù)標準，可以通過TCP/IP，也可以通過NTRIP。

Terrasync軟件是天寶公司研發(fā)的一款專業(yè)GIS數(shù)據(jù)采集軟件，最新版本為5.3。將裝有Terrasync軟件的GPS設(shè)備連上網(wǎng)絡(luò)，然后打開Terrasync軟件，點擊【狀態(tài)】＼【設(shè)置】＼【實時設(shè)置】，選擇“外部源”。設(shè)置外部源：類型-單個基站，連接方法-Internet，地址為基準站的IP地址，端口為按TCP/IP或NTRIP輸出的數(shù)據(jù)端口。使用TCP/IP，一個端口只能播發(fā)一種格式的數(shù)據(jù)，不需要用戶名和密碼，可以多臺流動站同時使用；使用NTRIP，一個端口可以播放多種格式，但是需要用戶名和密碼，且一個用戶名不能同時由多個用戶使用。設(shè)置完成后，點擊【確定】，Terrasync軟件接收差分數(shù)據(jù)并進行差分解算。

4校園CORS測量試驗

方案一：基準站坐標設(shè)置為GPS接收機偽距單點定位獲取的大地經(jīng)緯度與大地高；用校園網(wǎng)外圍分布均勻的靜態(tài)城市一級GPS網(wǎng)點求取WGS84到城市坐標系的轉(zhuǎn)換四參數(shù)，用實習基地的JL點進行檢核；檢核點JL動態(tài)測量坐標與靜態(tài)GPS測量坐標差值比較如下。

△X=0.021m，△Y=0.008m，△Η=0.002m；轉(zhuǎn)換參數(shù)有效可用。

方案二：基準站坐標設(shè)置為校園GPS靜態(tài)測量所獲得的WGS84坐標。其余操作步驟與外業(yè)施測皆與第一方案相同。用JL點檢核，

△X=0.012m，△Y=0.011m，△H= 0.003m，檢核后轉(zhuǎn)換參數(shù)可用。

分別采用兩套不同的方案獲得的轉(zhuǎn)換參數(shù)，對校園GPS網(wǎng)中的靜態(tài)測量點逐一進行CORS模式的RTK測量，實時保存各點測量數(shù)據(jù)。兩套方案的成果與校園靜態(tài)GPS網(wǎng)坐標比較如表1，分別統(tǒng)計了兩套方案在平面x、y方向的中誤差，見表1最后一行。

從表1可以看出，天寶CORS測量兩套方案獲得的校園控制點坐標與靜態(tài)GPS一級控制網(wǎng)點坐標差值的中誤差，平面x、y方向均在2.5cm之內(nèi)；這一精度能夠滿足測繪及相關(guān)專業(yè)的導線測量、圖根控制和大比例尺數(shù)字化測圖的精度要求。

5結(jié)論

文章對天寶單基站CORS的功能、組成及設(shè)置進行了系統(tǒng)的介紹，對校園原有GPS控制點進行動態(tài)測量檢核，坐標軸方向的偏差中誤差都在2.5cm內(nèi)。滿足校園測量實習的精度需要。校園GPS控制網(wǎng)點破壞比較嚴重，導致數(shù)量偏少，使用天寶單基站CORS系統(tǒng)可以有效的對校園實習基地控制網(wǎng)重新改造。并為利用天寶單站CORS系統(tǒng)的施測單位提供有價值的參考信息。

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