基于AHCORS的RTK技術(shù)的應(yīng)用探討

劉永

摘 要：近幾年來(lái)，伴隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和測(cè)量技術(shù)的迅猛發(fā)展，作為一種新興的測(cè)量手段，基于CORS的RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有簡(jiǎn)便的單機(jī)作業(yè)模式、高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為廣大測(cè)繪工作者以及測(cè)繪單位的首選，很大程度上提高了測(cè)量工作的效率和精度?；诖?，本文對(duì)基于AHCORS的RTK技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng) RTK技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0010-01

1 CORS-RTK技術(shù)內(nèi)涵

（1）連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的一個(gè)或者若干個(gè)固定并且連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站。它可以將有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目系統(tǒng)的不同改正數(shù)、狀態(tài)信息，根據(jù)不同類(lèi)型用戶的需求自動(dòng)提供各種經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的GPS觀測(cè)值。這種專用網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸將CORS中的各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心組成一個(gè)系統(tǒng)。其中，AHCORS系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站網(wǎng)、控制中心、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分。目前AHCORS共有75個(gè)基準(zhǔn)站。（2）CORS的基本原理是：在至少保持跟蹤四顆衛(wèi)星相位觀測(cè)值和必要的幾何圖形的情況下，根據(jù)廣域差分GPS和由多個(gè)基準(zhǔn)站形成的局域差分GPS的基本原理和方法，以用來(lái)減弱甚至消除由于系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)基準(zhǔn)站組成的一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)形成的差分觀測(cè)值所帶來(lái)的影響，同時(shí)為了使流動(dòng)站達(dá)到我們所需要的厘米級(jí)的定位結(jié)果，必須要解決在探索動(dòng)態(tài)環(huán)境下用戶流動(dòng)站在規(guī)定位置形成一個(gè)虛擬參考站所引起的各種誤差并改善流動(dòng)站的模糊程度，以便于在整個(gè)周期未知數(shù)固定后還可以完善每個(gè)歷元的實(shí)施。

2 CORS-RTK技術(shù)的工程應(yīng)用

2.1 測(cè)前準(zhǔn)備

（1）將檢測(cè)區(qū)內(nèi)已有的控制成果收集起來(lái)，這些成果里面包括各個(gè)點(diǎn)的等級(jí)、坐標(biāo)和坐標(biāo)系統(tǒng)以及中央子午線等。（2）一般的手機(jī)都含有GPRS功能，找一個(gè)這樣的SIM手機(jī)卡，將它裝入接收機(jī)內(nèi)。一般的GPS接收機(jī)的工作模式有很多種。然后把接收機(jī)打開(kāi)，確認(rèn)好接收機(jī)現(xiàn)在所處的狀態(tài)。（3）確認(rèn)好接收機(jī)所處的狀態(tài)后，就得將接收機(jī)與CORS連接起來(lái)，所以就要求將檢測(cè)區(qū)內(nèi)獲取的IP、源節(jié)點(diǎn)、端口、密碼以及用戶名等這些成果輸入手簿里面。

2.2 實(shí)施外業(yè)

利用CORS對(duì)一級(jí)GPS-RTK點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，應(yīng)至少保證獨(dú)立的四次觀測(cè)，每次觀測(cè)前必須要對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行初始化，重新跟蹤并捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)。實(shí)施觀測(cè)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該在流動(dòng)站里面設(shè)置好三角架，每次需觀測(cè)的歷元不少于20個(gè)，并且嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)中整齊，間隔2～5 S采集一次數(shù)據(jù)。平面收斂精度應(yīng)該小于2 cm，且高程收斂精度應(yīng)該小于3 cm。各次獨(dú)立測(cè)得的平面坐標(biāo)較差的數(shù)據(jù)不大于4 cm；各次獨(dú)立測(cè)量的大地高較差的數(shù)據(jù)應(yīng)不大于4 cm；作為成果使用時(shí)取中數(shù)，若超限時(shí)應(yīng)該重新測(cè)量。

2.3 參數(shù)轉(zhuǎn)換

檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的獲取，應(yīng)該嚴(yán)格采取不小于3個(gè)高等級(jí)起算點(diǎn)數(shù)，必須選取分布均勻的起算點(diǎn)，并且這些起算點(diǎn)能夠控制整個(gè)測(cè)區(qū)。在參數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，要根據(jù)檢測(cè)區(qū)域的范圍和它的具體情況，先檢驗(yàn)起算點(diǎn)的可靠性，然后運(yùn)用合理的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于多種起算點(diǎn)組合方式分別進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)選。

3 CORS-RTK技術(shù)誤差影響分析

3.1 GPS衛(wèi)星系統(tǒng)誤差的影響

與靜態(tài)GPS觀測(cè)、普通RTK作業(yè)一樣，GPS衛(wèi)星的各項(xiàng)系統(tǒng)誤差也會(huì)影響到CORS中的RTK作業(yè)，比如在GPS衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電離層、對(duì)流層以及多路徑的影響，這些都會(huì)影響到RTK作業(yè)，也有一些別的因素會(huì)影響到RTK作業(yè)，比如作業(yè)時(shí)上空收到的一些信息，即衛(wèi)星分布和衛(wèi)星數(shù)目。而且相對(duì)于這種瞬時(shí)的RTK作業(yè)來(lái)講，衛(wèi)星分布與衛(wèi)星數(shù)目會(huì)產(chǎn)生更大的影響，這種影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜態(tài)GPS觀測(cè)。在同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，由于觀測(cè)時(shí)刻的不同，衛(wèi)星分布會(huì)產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果較差，這個(gè)較差最大可以達(dá)到分米級(jí)。所以良好的觀測(cè)時(shí)段的選擇和衛(wèi)星觀測(cè)窗口的選擇特別重要。

3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量傳輸誤差影響

CORS中的數(shù)據(jù)通信鏈路包含兩方面的內(nèi)容，一方面是從基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸；另一方面就是從數(shù)據(jù)中心到RTK用戶之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸鏈路。這就是兩方面的內(nèi)容。由于基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，所以通常采用專線或數(shù)字電路的方式，而且對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸所要求的速度和所需要的穩(wěn)定性要求也非常高，比如說(shuō)VRS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)于從基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求比較高，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要小于200毫秒。因此，要考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量的傳輸誤差影響。而從數(shù)據(jù)中心到RTK用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸，一般是由無(wú)線通訊運(yùn)營(yíng)商提供的，它又受到無(wú)線通訊基站位置，以及施測(cè)點(diǎn)位置的影像，因此，在皖南山區(qū)、大別山區(qū)局部山區(qū)，可能因沒(méi)有無(wú)線通訊信號(hào)而無(wú)法進(jìn)行定位。

4 CORS-RTK技術(shù)質(zhì)量控制

一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行常規(guī)的邊角控制時(shí)，我們進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)常使用的方法有測(cè)角、測(cè)邊、測(cè)邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差或者測(cè)量附和線路、環(huán)線閉合差等。在進(jìn)行靜態(tài)GPS控制時(shí)，我們檢定的方式主要有點(diǎn)位中誤差、環(huán)閉合差以及基線的相對(duì)密度等。同時(shí)由于在CORS系統(tǒng)中要測(cè)量的所有控制點(diǎn)具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，這些控制點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)站是呈非線性相關(guān)的，所以在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，控制好測(cè)量的精度是一件很困難的事情。質(zhì)量控制方法采取如下方式：（1）根據(jù)以往的測(cè)量數(shù)據(jù)，我們了解到在進(jìn)行RTK作業(yè)時(shí)，通過(guò)對(duì)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)儀器擺設(shè)位置以及接收機(jī)的整周模糊度的計(jì)算失誤，并且可以盡量消除因電離層誤差產(chǎn)生的影響。（2）在進(jìn)行RTK控制點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可以通過(guò)腳架的擺設(shè)，對(duì)中整平基座來(lái)盡量消除由于RTK對(duì)中桿的傾斜問(wèn)題而引起的儀器對(duì)中誤差。（3）在對(duì)上述控制點(diǎn)的上點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)先對(duì)整周模糊度進(jìn)行解算，對(duì)這次的固定解結(jié)果不進(jìn)行記錄，但是要在手簿上記錄進(jìn)行第二次固定時(shí)固定解的結(jié)果，避免由于剛上點(diǎn)而引起的整周模糊度的錯(cuò)誤。然后要對(duì)兩次連續(xù)重修初始化后的固定解值取值，結(jié)果取的是兩次控制點(diǎn)測(cè)量值的平均值。（4）對(duì)每一個(gè)要測(cè)量的點(diǎn)需連續(xù)進(jìn)行多于兩次的固定解值測(cè)量，而且選用一半以上的RTK點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，每隔4 h以上對(duì)上述點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)的測(cè)量，盡量避免因一些不可避免的因素產(chǎn)生的誤差影響，如衛(wèi)星分布情況、衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)的數(shù)目等等。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，兩個(gè)相鄰時(shí)段測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)平面較差不大于5厘米，高程較差不大于7 cm。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)運(yùn)用AHCORS來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的GPS RTK控制點(diǎn)測(cè)量，與傳統(tǒng)的導(dǎo)線測(cè)量和靜態(tài)GPS方法相比，能夠更實(shí)時(shí)的提供有效的數(shù)據(jù)資料，不用再進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，操作方法簡(jiǎn)單，人員容易掌握，操作進(jìn)行的速度快，從而節(jié)約了時(shí)間，并且由于其操作強(qiáng)度相對(duì)較低，也節(jié)約了外業(yè)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，相信在未來(lái)的發(fā)展中前景會(huì)更加廣闊，應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)更加廣泛。

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