單基站CORS校園測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)研究

李菲　黃鍔

摘要：本文基于筆者多年從事測(cè)量教學(xué)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以單基站CORS校園測(cè)量實(shí)習(xí)教學(xué)為研究對(duì)象，結(jié)合天寶單基站的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)設(shè)置及測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)其應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的剖析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)位綜ORS校園測(cè)量教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前在我國(guó)已有不少區(qū)域和城市已經(jīng)建立了多基站連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)CORS），CORS系統(tǒng)可以提供全天候?qū)崟r(shí)服務(wù)。但由于受經(jīng)濟(jì)條件和自然條件的限制，部分地區(qū)或城市在短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法建立CORS系統(tǒng)，甚至由于CORS系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行而難以享受相應(yīng)的便捷服務(wù)。單基站連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)單基站CORS）布局靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、即用即建、投資較少，并且易于維護(hù)和管理，不僅可獨(dú)立使用，而且可以隨時(shí)升級(jí)并網(wǎng)為多基站連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是在高校的測(cè)量教學(xué)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(jìn)行剖析。基站選址在主教學(xué)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(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)維護(hù)。

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(hù)系統(tǒng)等主要單元組成，類(lèi)似于一加一或一加N的RTK，只不過(guò)基準(zhǔn)站由一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的參考站代替；參考站上有系統(tǒng)控制軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星的狀態(tài)，存儲(chǔ)和發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)參考站的服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供流動(dòng)站的差分服務(wù)和用戶(hù)管理。

2校園一級(jí)GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取

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

3天寶單基站CORS系統(tǒng)設(shè)置

3.1 基準(zhǔn)站主機(jī)設(shè)置

天寶單基站主機(jī)內(nèi)置LINUX系統(tǒng)，帶有RJ45接口，通過(guò)主機(jī)操作面板輸入固定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)后，可以通過(guò)連入同一網(wǎng)絡(luò)的電腦訪(fǎng)問(wèn)并設(shè)置主機(jī)。打開(kāi)IE瀏覽器，輸入主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口，進(jìn)入主機(jī)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(biāo)，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(bào)警設(shè)置，用戶(hù)帳號(hào)設(shè)置。

3.2 服務(wù)器設(shè)置

因基準(zhǔn)站主機(jī)的內(nèi)置存儲(chǔ)較小，為能夠存儲(chǔ)更長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)數(shù)據(jù)，需要加入一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器。天寶基準(zhǔn)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(gè)FTP控制軟件，就可以實(shí)時(shí)接收基準(zhǔn)站觀測(cè)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)一方面用于教學(xué)研究分析，另一方面用于進(jìn)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(dòng)站就可以接收基準(zhǔn)站的差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)TCP/IP，也可以通過(guò)NTRIP。

Terrasync軟件是天寶公司研發(fā)的一款專(zhuān)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(kāi)Terrasync軟件，點(diǎn)擊【狀態(tài)】＼【設(shè)置】＼【實(shí)時(shí)設(shè)置】，選擇“外部源”。設(shè)置外部源：類(lèi)型-單個(gè)基站，連接方法-Internet，地址為基準(zhǔn)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(gè)端口只能播發(fā)一種格式的數(shù)據(jù)，不需要用戶(hù)名和密碼，可以多臺(tái)流動(dòng)站同時(shí)使用；使用NTRIP，一個(gè)端口可以播放多種格式，但是需要用戶(hù)名和密碼，且一個(gè)用戶(hù)名不能同時(shí)由多個(gè)用戶(hù)使用。設(shè)置完成后，點(diǎn)擊【確定】，Terrasync軟件接收差分?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行差分解算。

4校園CORS測(cè)量試驗(yàn)

方案一：基準(zhǔn)站坐標(biāo)設(shè)置為GPS接收機(jī)偽距單點(diǎn)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(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)求取WGS84到城市坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換四參數(shù)，用實(shí)習(xí)基地的JL點(diǎn)進(jìn)行檢核；檢核點(diǎn)JL動(dòng)態(tài)測(cè)量坐標(biāo)與靜態(tài)GPS測(cè)量坐標(biāo)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(zhǔn)站坐標(biāo)設(shè)置為校園GPS靜態(tài)測(cè)量所獲得的WGS84坐標(biāo)。其余操作步驟與外業(yè)施測(cè)皆與第一方案相同。用JL點(diǎn)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(duì)校園GPS網(wǎng)中的靜態(tài)測(cè)量點(diǎn)逐一進(jìn)行CORS模式的RTK測(cè)量，實(shí)時(shí)保存各點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)。兩套方案的成果與校園靜態(tài)GPS網(wǎng)坐標(biāo)比較如表1，分別統(tǒng)計(jì)了兩套方案在平面x、y方向的中誤差，見(jiàn)表1最后一行。

從表1可以看出，天寶CORS測(cè)量?jī)商追桨斧@得的校園控制點(diǎn)坐標(biāo)與靜態(tài)GPS一級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)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(mǎn)足測(cè)繪及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量、圖根控制和大比例尺數(shù)字化測(cè)圖的精度要求。

5結(jié)論

文章對(duì)天寶單基站CORS的功能、組成及設(shè)置進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，對(duì)校園原有GPS控制點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量檢核，坐標(biāo)軸方向的偏差中誤差都在2.5cm內(nèi)。滿(mǎn)足校園測(cè)量實(shí)習(xí)的精度需要。校園GPS控制網(wǎng)點(diǎn)破壞比較嚴(yán)重，導(dǎo)致數(shù)量偏少，使用天寶單基站CORS系統(tǒng)可以有效的對(duì)校園實(shí)習(xí)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(cè)單位提供有價(jià)值的參考信息。

參考文獻(xiàn)

[1] 索俊鋒.非測(cè)繪類(lèi)專(zhuān)業(yè)測(cè)量實(shí)習(xí)基地的設(shè)計(jì)與建設(shè)[J].礦山測(cè)量，2008（5）.

[2] 薛豐昌，趙顯富.南京信息工程大學(xué)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（3）.

[3] 張紅華，孫江，趙威成.工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革探討[J].科技資訊，2009（5）.

[4] 盧金發(fā).中國(guó)南方地區(qū)土地退化動(dòng)態(tài)變化及人類(lèi)活動(dòng)影響[J].地理科學(xué)進(jìn)展，1999（3）.

[5] 馬楠.高工專(zhuān)土地類(lèi)專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)教改探索[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，1999（3）.

[6] W.Kevin Hicks，Johan C.I.Kuylenstierna，Anne Owen，F(xiàn)rank Dentener，Hans-Martin Seip，Henning Rodhe，馬澤清，哈艷梅.亞洲土壤對(duì)酸化的敏感性：現(xiàn)狀與展望[J].AMBIO-人類(lèi)環(huán)境雜志，2008（4）.

[7] 孫江.非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)測(cè)量學(xué)的教學(xué)[J].煤炭技術(shù)，2005（1）.

[8] 葉家冕，朱永生.測(cè)量專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001（1）.

[9] 劉昌華，王少安，王慶林，等.測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)測(cè)量實(shí)習(xí)基地的建設(shè)與發(fā)展[J].測(cè)繪工程，2005（1）.