GPS連續運行參考站在工程測量中的應用探討

喻杰

摘 要:本文基于筆者多年從事工程測量的相關工作經驗,以單基站CORS廠區工程測量為研究對象,結合南方單基站的系統組成、系統設置及測量實踐對其應用環節進行了詳細的剖析,全文是筆者長期實踐教學基礎上的理論升華,相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞:單基站CORS廠區測量教學

中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0036-02

隨著GPS技術的日臻成熟和通信技術、信息技術、計算機技術的迅猛發展,目前在我國已有不少區域和城市已經建立了多基站連續運行GPS基準站系統(簡稱CORS),CORS系統可以提供全天候實時服務。但由于受經濟條件和自然條件的限制,部分地區或城市在短時間內還無法建立CORS系統,甚至由于CORS系統獨立運行而難以享受相應的便捷服務。單基站連續運行GPS基準站系統(簡稱單基站CORS)布局靈活、結構簡單、即用即建、投資較少,并且易于維護和管理,不僅可獨立使用,而且可以隨時升級并網為多基站連續運行基準站網系統。本文結合在某廠區建立的南方單基站CORS系統應用進行剖析。基站選址在主樓頂部的固定水泥墩上。

1南方單基站CORS系統組成

單基站CORS系統,由GPS基站、網絡服務器、電源系統、用戶系統等主要單元組成,類似于一加一或一加N的RTK,只不過基準站由一個連續運行的參考站代替;參考站上有系統控制軟件實時監控衛星的狀態,存儲和發送相關數據,同時參考站的服務器通過GPRS網絡提供流動站的差分服務和用戶管理。

2廠區一級GPS網數據獲取

在廠區外圍使用城市坐標系四等GPS控制點4個,由8臺套雙頻GPS接收機將城市坐標系與廠區獨立坐標系進行聯測。內業數據處理時,將單基站的連續觀測數據一起參與網平差,獲取了廠區控制網點在城市坐標系下的坐標,以及包含單基站在內的廠區網點在WGS84坐標系下的無約束平差成果。依據全球定位系統城市測量技術規程的要求,控制網最弱點點位中誤差和最弱邊相對中誤差均達到了城市一級GPS網的精度指標。

3南方單基站CORS系統設置

3.1 基準站BASE TRANS設置

打開南方單基站CORS傳輸軟件,進入基站傳輸設置選項,設置輸入端的COM口、波特率;輸出端的IP地址和端口。儀器設置串號為基站編號,按照CORS單基站主機數據傳輸采集程序BASETRANS顯示的編號輸入,高度截止角、天線高、時區等皆為默認設置。進入其他設置選項,可對點位更新間隔,軟件啟動后是否自動傳輸,數據時候回發等進行設置,默認設置為點位更新間隔3s。

3.2 服務器程序EAGLE設置

進入服務器設置選項,設置本機局域網IP和監聽端口,其余的設置均為默認設置。在用戶管理界面,添加一新用戶,用戶名xxx,密碼123,可用分鐘1000,截止日期x月x日。所有設置完成以后點擊“詳細情況”查看基準站和移動站的相關信息。

3.3 工程之星2.0設置

將開通GPRS業務的手機SIM卡插入靈銳S86移動站接收機內,啟動接收機,設置為移動站工作模式,數據鏈設置為GPRS網絡,差分格式RTCA,記錄數據;在工作模塊中設置GPRS網絡模塊。啟動手薄,打開手簿工程之星2.0軟件。

在儀器連接設置中選擇CF藍牙,設置輸入端口,檢查藍牙是否連接上;新建一個工程,使用向導方式,工程名設置為當天日期,橢球、中央子午線、坐標加常數及投影面等設置與城市坐標系一致,選擇不啟用四參數和七參數。移動站設置解算精度水平默認設置為high(窄帶解),差分數據格式和移動站的差分數據格式都默認RTCA;Network設置為VRS,其余皆為默認設置即可。其他設置有,在存儲設置中選擇一般設置,衛星限制中高度截止角設置為15°,移動站天線高設置為桿高2m,時區設置默認為8。儀器設置:選擇動態模式。網絡連接設置:配置“連接方式”為“GPRS”模式,“模式”為“SOUTH”。

設置網絡連接,填寫基站串號和基站主機使用的服務器IP地址和端口。填寫完后點擊“設置”,然后點擊連接,連接成功,則移動站接收機成功接收到差分信號。

4廠區CORS測量試驗

方案一:基準站7075坐標設置為GPS接收機偽距單點定位獲取的大地經緯度與大地高;用廠區網外圍分布均勻的靜態城市一級GPS網點求取WGS84到城市坐標系的轉換四參數,用實習基地的JL點進行檢核;檢核點JL動態測量坐標與靜態GPS測量坐標差值比較如下:

△X=0.021m,△Y=0.008m,△Η=0.002m;轉換參數有效可用。

方案二基準站7075坐標設置為廠區GPS靜態測量所獲得的WGS84坐標。其余操作步驟與外業施測皆與第一方案相同。用JL點檢核,

△X=0.012m,△Y=0.011m,△H=0.003m,檢核后轉換參數可用。

分別采用兩套不同的方案獲得的轉換參數,對廠區GPS網中的靜態測量點逐一進行CORS模式的RTK測量,實時保存各點測量數據。兩套方案的成果與廠區靜態GPS網坐標比較如表1,分別統計了兩套方案在平面x、y方向的中誤差。

南方CORS測量兩套方案獲得的廠區控制點坐標與靜態GPS一級控制網點坐標差值的中誤差,平面x、y方向均在2.5cm之內;這一精度能夠滿足測繪及相關專業的導線測量、圖根控制和大比例尺數字化測圖的精度要求。

5結語

文章對南方單基站CORS的功能、組成及設置進行了系統的介紹,對廠區原有GPS控制點進行動態測量檢核,坐標軸方向的偏差中誤差都在2.5cm內。滿足廠區工程測量的精度需要。廠區GPS控制網點破壞比較嚴重,導致數量偏少,使用南方單基站CORS系統可以有效的對廠區實習基地控制網重新改造。并為利用南方單站CORS系統的施測單位提供有價值的參考信息。

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