連續(xù)運行參考站系統(tǒng)在城市水文測繪中的應(yīng)用

林楠

浙江省河海測繪院

摘要：蘇州市連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)（SZCORS）的建立，為蘇州市的測繪領(lǐng)域增添了一種強有力的技術(shù)手段。文章結(jié)合SZCORS的技術(shù)原理及其優(yōu)勢，闡述了SZCORS在城市水文水資源測繪中的應(yīng)用，并結(jié)合實際工作經(jīng)驗得出了一些有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：SZCORS；CORS；RTK；水文測繪

1引 言

GPS實時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)作為一項成熟的技術(shù)在測繪領(lǐng)域已得到了普遍的應(yīng)用，使用RTK技術(shù)可以方便、高效、快捷地實現(xiàn)高精度的測量工作。常規(guī)RTK技術(shù)主要指基準站利用無線電波建立數(shù)傳信號，移動站在有效的半徑范圍內(nèi)通過衛(wèi)星信號和基準站數(shù)據(jù)鏈可以快速獲得待定點的精確坐標，但常規(guī)RTK技術(shù)存在著一定的局限性，如用戶需要架設(shè)基準站、移動站與基準站間的距離受到限制、數(shù)據(jù)通信鏈路的可靠性和穩(wěn)定性等隨著距離的增加而降低等因素。

2連續(xù)運行參考站系統(tǒng)的產(chǎn)生及背景

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS）是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在某一范圍內(nèi)，根據(jù)要求按一定距離間隔，建立長年連續(xù)運行的若干個固定GNSS參考站組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。CORS構(gòu)建了新一代的網(wǎng)絡(luò)化大地測量系統(tǒng)，不僅可以向各級測繪用戶提供高精度、連續(xù)的時間和空間基準，還可以向?qū)Ш?、時間、災(zāi)害預(yù)報等部門提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)。高精度實時動態(tài)定位是目前GNSS定位技術(shù)研究的熱點。高精度實時差分定位又是高精度動態(tài)定位的主要手段之一。常規(guī)RTK是一種基于單參考站、高精度載波相位觀測值的實時動態(tài)差分定位技術(shù)。在這些需求和條件下，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)用而生，成為了目前GNSS高精度動態(tài)定位技術(shù)的一個典型代表。網(wǎng)絡(luò)RTK是一種集成了GNSS數(shù)據(jù)處理、計算機網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)等的實時動態(tài)定位新技術(shù)，已經(jīng)得到非常廣泛的應(yīng)用。目前連云港市所使用的CORS是江蘇省連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡(luò)（JSCORS），是由基準站網(wǎng)絡(luò)、控制中心、數(shù)據(jù)中心、用戶應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)組成。連云港市勘察測繪院有限公司早在2007年就引入使用了該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。

3網(wǎng)絡(luò)RTK相對于常規(guī)RTK的優(yōu)點

3.1 常規(guī)RTK的工作原理及作業(yè)模式

常規(guī)RTK除需配備參考站接收機和流動站接收機外，還需要數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，參考站需要將自己所獲得的載波相位觀測值及站點坐標通過數(shù)據(jù)信鏈，實時播發(fā)給在其周圍工作的動態(tài)用戶.流動站數(shù)據(jù)處理模塊使用動態(tài)差分定位的方式確定出流動站相應(yīng)參考站的位置，然后根據(jù)參考站的坐標求得自己的瞬時絕對位置，其作業(yè)模式如圖1所示。常規(guī)RTK定位技術(shù)雖然可以滿足很多應(yīng)用的要求，但是還是有不少局限，比如連線麻煩，電瓶較重，不利于移動，且距離有一定的限制，距離一長，就很難接收到信號。

圖1 常規(guī)RTK的作業(yè)模式 圖2 VRS作業(yè)流程圖

3.2 網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)模式及優(yōu)點

網(wǎng)絡(luò)RTK也稱多參考站RTK，是近年來在常規(guī)RTK、計算機技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種實時動態(tài)定位新技術(shù)。CORS是網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施，它由參考站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)通信鏈路和用戶部分組成。一個參考站網(wǎng)可以包括若干個參考站，每個參考站上配有GNSS接收機、數(shù)據(jù)通訊設(shè)備等。JSCORS服務(wù)技術(shù)主要是使用虛擬參考站技術(shù)（VRS），其作業(yè)流程如圖2所示

網(wǎng)絡(luò)RTK無需架設(shè)基站，提高了生產(chǎn)效率，也不要求測區(qū)內(nèi)必須有控制點，避免了常規(guī)RTK隨作業(yè)距離增大精度衰減的缺點，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)能夠得到均勻的精度。能夠?qū)崿F(xiàn)測繪系統(tǒng)和定位精度的統(tǒng)一，便于測量成果的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和多用途處理。

4 網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用

4.2 網(wǎng)絡(luò)RTK在連云港市城市測量中的應(yīng)用

4.2.1 控制測量中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)RTK測量的坐標是WGS-84 坐標，因此必須求解WGS-84 坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后才能將RTK采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地方城建坐標，方便城市建設(shè)的各種需要?？刂茰y量是城市測繪工作中十分重要的一項內(nèi)容，城市地區(qū)居民地密集，高大建筑物多，常規(guī)RTK的限制性比較大，導(dǎo)線網(wǎng)更是困難重重，通視極差，網(wǎng)絡(luò)RTK比較客觀的解決了這些難題。首先，網(wǎng)絡(luò)RTK在城市里可以建立一個或多個控制網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)RTK建網(wǎng)比較方便，如果范圍較大還可以分區(qū)域建網(wǎng)。

4.2.2 建筑施工放樣中的應(yīng)用

繪院基本上承擔了市區(qū)所有建筑物的定線放樣工 作。無論是新樓盤的開發(fā)還是舊城區(qū)的改造，測量 控制點都不能即時到達在測區(qū)內(nèi)，使得常規(guī)儀器的 使用受到很大的限制。使用網(wǎng)絡(luò)RTK對建筑物的位置放樣，不需要做 圖根控制，也不需要架設(shè)儀器，確定建筑物所在的控 制區(qū)域，就可以直接放樣。以南方測繪的網(wǎng)絡(luò)RTK 設(shè)備為例，在手簿的放樣點坐標庫中輸入需要放樣 的坐標，在測量點放樣中進入放樣屏幕。打開放樣 點坐標庫，選中所要放樣的點，進入放樣指示界面，在固定解的情況下，可以一目了然的確定點的方位。根據(jù)界面上的提示，接近所放樣點的位置，在靠近放 樣點的1 m內(nèi)，控制器會有“嘟”的一聲長鳴音提 示，然后就可以精確地放樣出點的位置。另外城市 測量中的定位點測量、竣工測量、地形圖修側(cè)、征地 放線、道路放線等，大體都與以上3個過程相同或相 似，在此不再多述。

5 SZCORS在水文測繪中的應(yīng)用

蘇州地處長江和太湖下游，境內(nèi)地勢平坦，水網(wǎng)密布，河道縱橫交錯。近年來隨著水文水資源勘測部門服務(wù)領(lǐng)域的拓寬，除了水文巡測點線布設(shè)及江、河、湖的水文測驗外，還承擔了大量的環(huán)保疏浚、生態(tài)治理、河道整治、水利工程建設(shè)等方面的工程測繪項目，并且工程量有上升的趨勢。在水文測驗站點分布廣及測繪面積大、工期緊的情況下，迫切需要一種能滿足全天候連續(xù)作業(yè)的測繪模式，而SZCORS的引入恰好能夠滿足這種需求。

5.1 地形測量

水文測繪中有很大一部分是地形測量，其中水下地形測量是水利工程測量中最困難的，水下地形復(fù)雜，且作業(yè)條件一般都比較差，但水下地形資料對水利工程建設(shè)又十分重要。傳統(tǒng)的測量方法大多采用全站儀配合測深儀，其缺點是精度不高，工作量大，且人員投入多。利用SZCORS技術(shù)快速定位和實時得到坐標結(jié)果的特點，可以配合測深儀測量水下地形，這樣既能提高測量的精度，減小工作強度，又能減輕內(nèi)業(yè)處理的工作量。在河道疏浚等項目測量時，對于河岸上的地形測量，也可以快速獲得各地形特征點的定位信息，并且只用投入單人作業(yè)即可，極大地提高了工作效率。

5.2 施工放樣

利用GPS隨機軟件中的放樣功能可以替代原來采用全站儀方法進行的工作，通過事先將預(yù)放坐標輸入到控制手簿中，就可以進行點、直線、曲線等放樣功能。并且利用sZC0RS技術(shù)無需架設(shè)參考站，基于已經(jīng)建立的城市控制基準，可以直接到現(xiàn)場進行快速高效的放樣測量。

6運用SZCORS測量時的注意點

GPS定位技術(shù)可以采用最短的一個觀測歷元結(jié)果或者采用幾個觀測歷元結(jié)果的平均值。為了保證測量成果的精度和可靠性，一般可以觀測4個歷元以上。在觀測精度要求比較高的情況下，可以采用腳架配合基座，精確對中后再觀測，在首次觀測結(jié)束后，可以通過二次初始化進行再觀測，比較兩次觀測結(jié)果取平均值。

7結(jié)束語

連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)是集高精度轉(zhuǎn)換關(guān)系于一體的動態(tài)、現(xiàn)代測繪基準體系，它與傳統(tǒng)的測量方式相比存在著明顯的優(yōu)勢，該技術(shù)具有節(jié)省人力投入費用、采集定位數(shù)據(jù)的速度快、作業(yè)范圍廣精度高、用戶不需架設(shè)參考站、支持全天候?qū)崟r作業(yè)等特點，減輕了技術(shù)人員的勞動強度，提高了工作效率。精確求取基于SZCORS的地區(qū)坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)對于RTK技術(shù)的廣泛、高效使用也十分重要，它避免了每次點校正的找點測量時間。隨著COPS技術(shù)的發(fā)展和完善，CORS技術(shù)在城市水文測繪方面的應(yīng)用前景將更為廣闊。

參考文獻：

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