單基站CORS技術在龍河測量中的應用

夏海寧

(河北省廊坊市水利勘察規(guī)劃設計院,河北 廊坊 065000)

廊坊市龍河河道位于河北省廊坊市西南,從廊坊與北京交界至東張務閘,途徑三小營、天村、齊家營、大伍龍、王常甫、東張務等行政村。龍河沿線地面開闊,地勢平坦。為了給龍河治理工程提供測繪資料,需進行1∶1000地形圖測繪。測區(qū)線路總長約為 34 km,始于廊坊市三小營止于東張務村的東張務防洪閘。測區(qū)內(nèi)有橋、閘和涵等水利設施,還有多條縣鄉(xiāng)村級公路,交通較為便利。在龍河地形圖測量中應用了連續(xù)運行參考站CORS技術,測區(qū)距離CORS站 20～40 km。

1 連續(xù)運行參考站CORS技術原理

在龍河地形的測繪中使用了本院的單基站網(wǎng)絡CORS,該系統(tǒng)由一套永久性連續(xù)運行參考站、一套CORS數(shù)據(jù)服務器、4臺 RTK移動站組成。參考站采用有線網(wǎng)絡(移動數(shù)據(jù)卡)方式接入到CORS數(shù)據(jù)服務器,移動站以 GPRS/CDMA方式登錄到CORS數(shù)據(jù)服務器,CORS數(shù)據(jù)服務器將基準站的差分數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站,實現(xiàn)CORS環(huán)境下的 RTK作業(yè),如圖1所示。

圖1 CORS技術原理示意圖

2 測區(qū)控制點的布測

測區(qū)控制測量采用 4臺中海達 RTK作業(yè),沿測區(qū)周圍布測了 48個 GPS控制點。導線網(wǎng)經(jīng)嚴密平差,相關精度指標全部滿足規(guī)范要求。

通過平差計算可以得出測區(qū)內(nèi) 48個三、四等控制點的 1954年北京坐標系和 WGS84坐標,并在電腦上用平面坐標和 WGS84坐標進行匹配,形成 RPB文件。

3 連續(xù)運行參考站CORS技術在龍河測量中的應用

在龍河地形圖的測繪中,采用撥號上網(wǎng)的方式,使移動站與特定參考站唯一對應,信號不受其他附近參考站的影響。當采用傳統(tǒng) RTK(電臺信號)技術進行測量時,基站與移動站不是一一對應的。如果兩套 RTK測量系統(tǒng)采用了相同的信號頻率,那么移動站只接受在空間距離上和它最近的基站信號,由于控制點的不同,使的測量結果產(chǎn)生錯誤,但是在龍河地形圖測繪中,采用撥號上網(wǎng)方式有效的防止這類錯誤的發(fā)生。

CORS數(shù)據(jù)服務器可實時監(jiān)控移動站設備狀態(tài),辦公室的內(nèi)業(yè)人員不用外業(yè)人員報告也可知道設備狀態(tài),這樣一旦出現(xiàn)問題,可以及時解決,一般情況下不需要外業(yè)人員返回,使得處理問題更加快捷。

對于CORS測量系統(tǒng),其測量區(qū)域半徑可達 50 km以上,這是傳統(tǒng) 1(基站)+1(移動站)所達不到的。龍河位于廊坊市西南部,距本院CORS參考站大約 20～40 km,在單基站網(wǎng)絡CORS的覆蓋范圍內(nèi),龍河測圖時不需要架設基站,直接利用CORS技術,使用移動站。這樣,在測圖時就不必架設基站,與架設 1+1相比,當距離大于 10 km時也避免了需要時時移動基站的麻煩,因此,采用CORS技術既省力又省時,工作效率也提高了。

在龍河測圖中,采用連續(xù)運行參考站CORS技術,其與移動站連接好后,移動站只需進行一次重置即可。相對比之下,傳統(tǒng)的 1(基站)+ 1(移動站),每次基站移動后都必須重置或架設在已知點上,并且留人專門看基站。

4 連續(xù)運行參考站CORS技術下測量龍河地形點精度

RTK移動站登錄CORS站后,用 RTK移動站采集地形點,每次測點時 RTK顯示窄帶固定解時進行數(shù)據(jù)采樣。之后利用全站儀對相同的地方進行地形點采樣,兩次采樣數(shù)據(jù)比較見表 1。

表1 全站儀與 RTK坐標比較

從表 1的數(shù)據(jù)可以看出：RTK移動站登錄CORS站后測量坐標完全可以達到厘米級精度,完全可以用于地形圖測量等。

由于龍河河道測區(qū)屬于帶狀地形且測區(qū)內(nèi)河道兩側樹木較多,使用CORS網(wǎng)絡后信號穩(wěn)定,相比之下測量速度有所提高。同時在龍河地形圖測繪中,采用 4臺 RTK儀器登錄CORS站分別從龍河兩頭推進,提高了工作效率。

5 CORS技術的特點與優(yōu)勢

網(wǎng)絡CORS指的是由兩個以上連續(xù)運行參考站、一個CORS數(shù)據(jù)處理中心、若干網(wǎng)絡移動站設備組成,參考站采用無線網(wǎng)絡或有線網(wǎng)絡方式接入到CORS數(shù)據(jù)處理中心。各參考站同時將差分數(shù)據(jù)發(fā)送到CORS數(shù)據(jù)處理中心,數(shù)據(jù)處理中心利用 BEST-CORRETC數(shù)據(jù)處理技術對接收機受到的差分信息進行綜合優(yōu)化處理,通過 GPRS/CDMA網(wǎng)絡同步發(fā)送給移動站儀器,實現(xiàn)多基站網(wǎng)絡CORS環(huán)境下的 RTK作業(yè)。多基站CORS網(wǎng)特點是：自建專用CORS數(shù)據(jù)服務器,可實時監(jiān)測移動站設備狀態(tài),降低系統(tǒng)誤差,提高定位精度;縮短移動站初始化時間;擴大處理作業(yè)范圍、提高工作效率;降低長期重復布、測控制點。

在龍河地形圖測繪中連續(xù)運行參考站CORS技術得以充分運用,與傳統(tǒng) RTK技術測圖相比具有一定優(yōu)勢。比如：使用CORS技術時,測量區(qū)域半徑大,可達 50 km以上;采用撥號上網(wǎng)方式,防止了信號受其它附近參考站的影響;操作更加簡單,只需進行一次重置即可;移動站初始化時間短;CORS數(shù)據(jù)服務器可實時監(jiān)測移動站,出現(xiàn)問題可快速解決。

6 結論

廊坊地區(qū)現(xiàn)在沒有形成CORS網(wǎng),只是部分地區(qū)擁有單CORS站。如果廊坊地區(qū)擁有網(wǎng)絡CORS的話,以后無論在哪里測圖都會變得更加簡單快捷。隨著國內(nèi)以至于全世界 GPS的發(fā)展,連續(xù)運行參考站CORS技術在工程測量中運用將越來越廣泛。

[1]胡叢瑋,劉大杰.基于 GPS基準站網(wǎng)的 GPS測量 [J].現(xiàn)代測繪,2003(1).

[2]CH/T 2009-2010,全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量(RT K)技術規(guī)范 [S].