巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用探討

■王建峰

（巴音郭楞蒙古自治州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 新疆巴音郭楞841000）

巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用探討

■王建峰

（巴音郭楞蒙古自治州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 新疆巴音郭楞841000）

本文介紹了基于巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK的新技術(shù)應(yīng)用于水利工程測(cè)量中所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，通過簡介CORS系統(tǒng)原理，并結(jié)合在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例，探討論證了CORS網(wǎng)絡(luò)RTK相比于單基站型RTK具有可靠性高、操作性強(qiáng)、精度更加精確等優(yōu)點(diǎn)。

連續(xù)運(yùn)行參考站實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)中誤差精度

1 引言

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，巴州連續(xù)運(yùn)行參考站(簡稱巴州CORS)應(yīng)運(yùn)而生。單基站型RTK已被我們成熟應(yīng)用，但其測(cè)量精度和可靠性隨著作業(yè)半徑的增大而降低，不能滿足水利工程測(cè)量日益追求效率、提高觀測(cè)精度的要求。巴州CORS很好的解決了長距離、大規(guī)模的厘米級(jí)高精度實(shí)時(shí)定位的問題，巴州CORS在測(cè)量中擴(kuò)大了覆蓋范圍、降低了作業(yè)成本、提高了定位精度、減少了定位的初始化時(shí)間，其已被我們成功應(yīng)用于水利工程測(cè)量中。

2 巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK簡介

在介紹巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK之前，我們先來介紹下它發(fā)展的前身：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)（Real Time Kinematic,RTK），這種測(cè)量模式是位于基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值及基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息一起發(fā)給流動(dòng)站的GPS接收機(jī)，流動(dòng)站不僅接收來自參考站的數(shù)據(jù)，還直接接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的觀測(cè)數(shù)據(jù)組成相位差分觀測(cè)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，能夠?qū)崟r(shí)提供測(cè)點(diǎn)在指定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)成果，在一定測(cè)程內(nèi)可達(dá)到厘米級(jí)的測(cè)量精度。CORS為Continuously Operating Reference Stations的英文縮寫，中文名稱為連續(xù)運(yùn)行參考站，CORS可以定義為由若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互連網(wǎng)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GNSS觀測(cè)值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及其他有關(guān)GNSS服務(wù)項(xiàng)目的綜合系統(tǒng)。CORS是動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的空間數(shù)據(jù)參考框架，是快速、高精度獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的設(shè)施之一。

巴州CORS站是在巴州庫爾勒、和靜、和碩、博湖、焉耆、輪臺(tái)、焉耆等6縣1市內(nèi)由巴州國土資源勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院建設(shè)的11座基準(zhǔn)站點(diǎn)鏈接庫爾勒天拓測(cè)繪院已建的4座基準(zhǔn)站共計(jì)15座地面永久性基準(zhǔn)站（其中：土層觀測(cè)墩14座，基巖觀測(cè)墩1座）共同構(gòu)成新一代的網(wǎng)絡(luò)化的衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)覆蓋了巴州約5.9萬平方公里范圍內(nèi)的主要農(nóng)區(qū)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)，是目前新疆地區(qū)級(jí)CORS站中建設(shè)基準(zhǔn)站點(diǎn)最多，覆蓋面積最廣，投入設(shè)備最先進(jìn)的控制系統(tǒng)。巴州CORS站通過互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通訊技術(shù)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位服務(wù)，定位信息已達(dá)到厘米級(jí)，可以為當(dāng)前的測(cè)繪設(shè)備實(shí)時(shí)提供精確的定位，移動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)航定位等功能，同時(shí)該系統(tǒng)的建立可實(shí)現(xiàn)巴州測(cè)繪行業(yè)基準(zhǔn)框架的統(tǒng)一。

3 巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)施

新疆富民興牧牧區(qū)水利工程莫乎查汗干渠測(cè)量工程項(xiàng)目位于新疆和靜縣哈爾莫敦鄉(xiāng)政府以西北約30至17公里，起始位置位于莫乎查汗引水樞紐，結(jié)束于開發(fā)區(qū)，該渠道全長約18公里，我們利用巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK和單基站型RTK兩套方案進(jìn)行控制點(diǎn)觀測(cè)，巴州CORS測(cè)量結(jié)果與單基站型RTK測(cè)量結(jié)果（部分?jǐn)?shù)據(jù)）比較見下表：

點(diǎn)號(hào) 巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量成果 單基站型RTK測(cè)量成果X Y Z X Y Z G24 47213.939 7601.593 4.423 47213.936 7601.600 4.418 G25 45866.247 7787.596 3.350 45866.239 7787.606 3.342 G26 45790.534 7861.335 3.159 45790.544 7861.323 3.145

表中從G24到G26，點(diǎn)號(hào)越大距離基站越遠(yuǎn)，同樣，以算術(shù)平均數(shù)作為中誤差，中誤差為13.7mm,中誤差為12.3mm，中誤差為16.2mm，經(jīng)過上表的對(duì)比分析，數(shù)值偏離最大的是G26,隨著點(diǎn)號(hào)的增大則差值也越大。

測(cè)量人員對(duì)本次測(cè)量總的用時(shí)做了一下比較，測(cè)完全部共38個(gè)控制點(diǎn),巴州CORS共需1天的時(shí)間，而單基站型RTK耗時(shí)2天，其中單基站型RTK設(shè)置基站3次。在本次工程測(cè)量中，由于還涉及到18公里渠道橫斷面測(cè)量，斷面平均寬度60米，間距200米一個(gè)斷面，按照以往傳統(tǒng)RTK測(cè)量方法，測(cè)量難度可想而知，差不多三十個(gè)斷面就要重新設(shè)置基站，由于巴州CORS隨時(shí)可以觀測(cè)，大大節(jié)約了工期和成本。

4 總結(jié)

從應(yīng)用結(jié)果來看，巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK相比單基站型RTK具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）無需架設(shè)基準(zhǔn)站，少一人看守。

（2）作業(yè)范圍大（可在本州內(nèi)任意地點(diǎn)作業(yè)，此前的單基站型RTK只能在基準(zhǔn)站8km半徑范圍內(nèi)作業(yè)）

（3）只需一臺(tái)GNSS主機(jī)，先期資金投入只有單基站型RTK的一半。

（4）提高測(cè)量精度，單基站型RTK在大區(qū)域測(cè)量中需要不斷的搬遷基站，誤差隨著搬站會(huì)越來越大，CORS網(wǎng)絡(luò)RTK不需搬站，誤差不會(huì)積累。

實(shí)踐表明，采用巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行水利工程測(cè)量，具有可靠性高、操作性強(qiáng)、精度更加精確等優(yōu)勢(shì)，但其在衛(wèi)星信號(hào)較弱的測(cè)區(qū)（建筑密集區(qū)、樹林區(qū)域）測(cè)量時(shí)還是有一定的限制，所以，我們要根據(jù)巴州CORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，揚(yáng)長避短，采用不同的測(cè)量方法，高精度、高效率地完成各種水利工程測(cè)量任務(wù)。

[1]國家測(cè)繪局.全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范 [S].北京：測(cè)繪出版社，2010.

[2]劉經(jīng)南，劉暉.連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)：城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施 [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（6）：259—264.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-350-1