網絡RTK技術在地形圖測繪中的應用

【摘 要】隨著計算機技術、網絡通訊技術，實時化GPS觀測、數據處理技術的發展，基于網絡RTK作業模式控制測量，在很大范圍內逐漸代替傳統的地形測量首級控制網、圖根控制網，成為數字化測圖控制測量的重要形式?；诰W絡RTK生產作業模式，在整個測區范圍提供cm級精度平面坐標成果的同時，利用cm級似大地水準面精化成果，獲取cm級精度點位正常高（水準高）成果，極大提高了測繪生產作業效率。

【關鍵詞】網絡RTK；控制測量；cm級似大地水準面精化

1 引言

隨著測量技術發展進步，測量儀器設備升級、更新，測繪技術也逐步向信息化，地形圖產品由傳統紙質產品發展為數字化產品，富含的產品信息也有曾經的圖形信息走圖形信息表達，同時包括更多的屬性信息，而基于空間地理信息的描述的現代化、信息化成為當前地形圖產品的最重要形式。基于空間地理信息地形圖測繪產品的精度決定了產品的應用的廣泛度。地形圖測繪在首級控制測量、圖根控制測量控制下，采集細部圖形信息、屬性信息，進而形成現代化測繪信息產品。

地形圖測繪工程實施前，應首先組織實施首級控制測量、圖根控制測量用以同測區內國家、省市級高等級控制網銜接。而圖根控制測量由傳統的邊角網、導線線網測量技術，發展到基于衛星定位的RTK、網絡RTK測量技術應用階段。網絡RTK技術已經在日常測繪生產中廣泛應用，本文結合其在控制測量中的應有對其進一步闡述。

2 網絡RTK服務體系組成

當前主流的網絡RTK技術有美國天寶公司采用的虛擬參考站技術、瑞士徠卡公司采用的主輔站技術等，不同技術各具自身技術優勢，但就其系統硬件組成大致由以下幾部分組成：

2.1 連續運行基準站網：

根據區域經濟發展、科學研究，自然災害監測等諸多行業、領域客觀需求等，按照一定的空間間隔（經濟發達區域及建城區40km~60km，山地及其他區域60km~80km）建設不同基礎類型（房頂標、土層標、巖層標）的連續運行基準站觀測墩，安裝網絡型全球導航定位系統（GNSS）接收機，配備具有扼制多路徑效應的扼流圈或抑徑板天線。

2.2 數據處理中心：

數據處理中心通過配置數據處理服務器、服務器運行操作系統、數據解算軟件，實時解算基準站傳輸衛星觀測數據、接收流動站發送的概略位置信息，根據流動站概略位置計算差分改正信息。

2.3 基準站網數據處理中心通訊網絡：

基準站網與數據中心通訊網絡構建是指將聯系運行基準站網通過安全有效的網絡通訊將基準站網數據傳輸至網絡數據中心，由于數據安全保密及數據通訊傳輸速率要求，基準站網數據處理中心通常采用建立專線傳輸網絡、共享地震、氣象行業數據專線網絡，公網上構建虛擬局域網方式，確保數據安全有效傳輸。

2.4 流動站客戶端：

流動站客戶端是直接應用與日常測繪生產的用戶端，通常要求流動站客戶端能夠接收到全球衛星定位導航系統（GNSS）電磁波信號，當前主要應用的導航定位電磁波有美國的GPS衛星系統、俄羅斯的GLONASS衛星系統。流動站客戶端通過接收衛衛星定位導航系統獲取流動站的概略位置信息（定位精度約10m）。

2.5 流動站客戶與數據處理中心的實時通訊：

流動站客戶端為了獲取厘米級精度的定位結果需要數據處理中心為其提供精確差分改正信息，這便要求流動站與數據處理中心能夠實時通訊。流動站客戶與數據處理中心的數據通訊，首先通過藍牙數據傳輸模塊將流動站的概略位置信息傳輸至無線通訊網絡，之后無線通訊網絡通過撥號鏈接與數據處理中心建立實時通訊，通過數據處理中心對其概略位置的差分改正信息計算，最終流動站客戶端獲取厘米級定位精度坐標成果。

3 網絡RTK技術生產應用

以上通過網絡RTK服務體系的硬件組成方面介紹了，網絡RTK生產作業過程，對于具體應用網絡RTK技術在地形圖測繪中進行控制測量生產作業中還需要注意一下問題：

3.1 流動站客戶端觀測環境

采用網絡RTK技術作業，流動站客戶的觀測環境（流動站周邊環境觀測條件、流動站網絡通訊條件）決定了網絡RTK定位作業的精度與作業效率。

通常流動站四周高度角遮擋小于20°、網絡通訊條件良好的條件下，流動站客戶端在數分鐘內能夠獲取優于2cm級平面定位精度，優于5cm大地高定位精度定位結果。

3.2 數據處理中心接入與差分信號的選擇

不同網絡RTK技術，提供不同的差分信號改正數類型，作者在具體的生產作業中通過浙江省連續運行衛星定位綜合服務系統（ZJCORS）實施的多個測區項目生產，就基于ZJCORS系統實施網絡RTK定位使用過程如下：

3.2.1 選擇正確的網絡差分信號服務IP地址與端口，例如ZJCORS服務IP為122.224.112.162，端口為16580）。

3.2.2 選擇合適的網絡差分信號源列表，天寶公司采用的VRS技術提供CMR+、RTCM2.3、RTCM3.0三種類型的網絡RTK差分信號改正類型。

3.2.3 由于天寶公司對基準站數據處理軟件同時接入流動站站點總數有限制，不同的數據處理中心對以上源列表總數配置不同，當大多受流動站用戶使用某一類型源列表則會出現用戶掉線的現象，此時建議切換其它源列表以確保用戶正常使用。

3.3 網絡RTK定結果精度分析

3.3.1 通常在觀測條件、網絡通訊條件良好的情況下，短時間內獲取網絡RTK固定解的定位結果是非常接近的，網絡RTK定位成果亦是可靠的。

3.3.2 觀測條件不是很理想，網絡通訊不穩定（如海域島礁），則需要多次測量分析測量結果，剔除異常值（主要是大地高觀測量），獲取合理的網絡RTK定位成果。

3.4 網絡RTK控制測量成果應用

3.4.1 圖根控制測量要求點平面精度優于5cm，而網絡RTK測量成果平面定位精度優于2cm。顯然在地形圖測繪中，網絡RTK技術已在一定范圍內能夠取代傳統的圖根控制測量。

3.4.2 隨著似大地水準面精化技術的進步，我國諸多地市已經建立城市區域優于2cm、山區優于5cm精度的似大地水準面精化模型，而基于網絡RTK技術測定的大地高，通過測區厘米級似大地水準面模型轉換，能夠將網絡RTK測量高精度的大地高轉轉換為滿足四等水準測量的水準高成果，應用于地形圖測繪生產作業。

4 結論

本文首先從網絡RTK服務硬件體系結構闡述了網絡RTK定位技術基本原理，進一步通過作者對網絡RTK生產作業過程具體實施，討論了網絡RTK生產作業進步技術要求與定位精度分析，最后結合圖根測量生產作業實施，應用高精度的網絡RTK平面定位成果的同時，通過cm級似大地水準面模型，對其高精度的大地高轉換為正常高（水準高）。