基于AHCORS的RTK技術(shù)的應(yīng)用探討

劉永

摘 要：近幾年來，伴隨著無線網(wǎng)絡(luò)和測量技術(shù)的迅猛發(fā)展，作為一種新興的測量手段，基于CORS的RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。因其結(jié)構(gòu)簡單、具有簡便的單機(jī)作業(yè)模式、高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為廣大測繪工作者以及測繪單位的首選，很大程度上提高了測量工作的效率和精度。基于此，本文對基于AHCORS的RTK技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng) RTK技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0010-01

1 CORS-RTK技術(shù)內(nèi)涵

（1）連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)是利用現(xiàn)代計算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的一個或者若干個固定并且連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站。它可以將有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目系統(tǒng)的不同改正數(shù)、狀態(tài)信息，根據(jù)不同類型用戶的需求自動提供各種經(jīng)過檢驗(yàn)的GPS觀測值。這種專用網(wǎng)絡(luò)是通過數(shù)據(jù)傳輸將CORS中的各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心組成一個系統(tǒng)。其中，AHCORS系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站網(wǎng)、控制中心、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個部分。目前AHCORS共有75個基準(zhǔn)站。（2）CORS的基本原理是：在至少保持跟蹤四顆衛(wèi)星相位觀測值和必要的幾何圖形的情況下，根據(jù)廣域差分GPS和由多個基準(zhǔn)站形成的局域差分GPS的基本原理和方法，以用來減弱甚至消除由于系統(tǒng)內(nèi)多個基準(zhǔn)站組成的一個基準(zhǔn)站網(wǎng)形成的差分觀測值所帶來的影響，同時為了使流動站達(dá)到我們所需要的厘米級的定位結(jié)果，必須要解決在探索動態(tài)環(huán)境下用戶流動站在規(guī)定位置形成一個虛擬參考站所引起的各種誤差并改善流動站的模糊程度，以便于在整個周期未知數(shù)固定后還可以完善每個歷元的實(shí)施。

2 CORS-RTK技術(shù)的工程應(yīng)用

2.1 測前準(zhǔn)備

（1）將檢測區(qū)內(nèi)已有的控制成果收集起來，這些成果里面包括各個點(diǎn)的等級、坐標(biāo)和坐標(biāo)系統(tǒng)以及中央子午線等。（2）一般的手機(jī)都含有GPRS功能，找一個這樣的SIM手機(jī)卡，將它裝入接收機(jī)內(nèi)。一般的GPS接收機(jī)的工作模式有很多種。然后把接收機(jī)打開，確認(rèn)好接收機(jī)現(xiàn)在所處的狀態(tài)。（3）確認(rèn)好接收機(jī)所處的狀態(tài)后，就得將接收機(jī)與CORS連接起來，所以就要求將檢測區(qū)內(nèi)獲取的IP、源節(jié)點(diǎn)、端口、密碼以及用戶名等這些成果輸入手簿里面。

2.2 實(shí)施外業(yè)

利用CORS對一級GPS-RTK點(diǎn)進(jìn)行觀測，應(yīng)至少保證獨(dú)立的四次觀測，每次觀測前必須要對GPS接收機(jī)進(jìn)行初始化，重新跟蹤并捕獲GPS衛(wèi)星信號。實(shí)施觀測控制點(diǎn)時，應(yīng)該在流動站里面設(shè)置好三角架，每次需觀測的歷元不少于20個，并且嚴(yán)格執(zhí)行對中整齊，間隔2～5 S采集一次數(shù)據(jù)。平面收斂精度應(yīng)該小于2 cm，且高程收斂精度應(yīng)該小于3 cm。各次獨(dú)立測得的平面坐標(biāo)較差的數(shù)據(jù)不大于4 cm；各次獨(dú)立測量的大地高較差的數(shù)據(jù)應(yīng)不大于4 cm；作為成果使用時取中數(shù)，若超限時應(yīng)該重新測量。

2.3 參數(shù)轉(zhuǎn)換

檢測區(qū)域內(nèi)，坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的獲取，應(yīng)該嚴(yán)格采取不小于3個高等級起算點(diǎn)數(shù)，必須選取分布均勻的起算點(diǎn)，并且這些起算點(diǎn)能夠控制整個測區(qū)。在參數(shù)轉(zhuǎn)換時，要根據(jù)檢測區(qū)域的范圍和它的具體情況，先檢驗(yàn)起算點(diǎn)的可靠性，然后運(yùn)用合理的數(shù)學(xué)模型，對于多種起算點(diǎn)組合方式分別進(jìn)行計算和優(yōu)選。

3 CORS-RTK技術(shù)誤差影響分析

3.1 GPS衛(wèi)星系統(tǒng)誤差的影響

與靜態(tài)GPS觀測、普通RTK作業(yè)一樣，GPS衛(wèi)星的各項(xiàng)系統(tǒng)誤差也會影響到CORS中的RTK作業(yè)，比如在GPS衛(wèi)星信號傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生電離層、對流層以及多路徑的影響，這些都會影響到RTK作業(yè)，也有一些別的因素會影響到RTK作業(yè)，比如作業(yè)時上空收到的一些信息，即衛(wèi)星分布和衛(wèi)星數(shù)目。而且相對于這種瞬時的RTK作業(yè)來講，衛(wèi)星分布與衛(wèi)星數(shù)目會產(chǎn)生更大的影響，這種影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜態(tài)GPS觀測。在同一個測量點(diǎn)，由于觀測時刻的不同，衛(wèi)星分布會產(chǎn)生測量結(jié)果較差，這個較差最大可以達(dá)到分米級。所以良好的觀測時段的選擇和衛(wèi)星觀測窗口的選擇特別重要。

3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量傳輸誤差影響

CORS中的數(shù)據(jù)通信鏈路包含兩方面的內(nèi)容，一方面是從基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸；另一方面就是從數(shù)據(jù)中心到RTK用戶之間的無線數(shù)據(jù)傳輸鏈路。這就是兩方面的內(nèi)容。由于基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，所以通常采用專線或數(shù)字電路的方式，而且對于數(shù)據(jù)傳輸所要求的速度和所需要的穩(wěn)定性要求也非常高，比如說VRS數(shù)據(jù)處理軟件對于從基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)延時要求比較高，這個網(wǎng)絡(luò)延時要小于200毫秒。因此，要考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量的傳輸誤差影響。而從數(shù)據(jù)中心到RTK用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸，一般是由無線通訊運(yùn)營商提供的，它又受到無線通訊基站位置，以及施測點(diǎn)位置的影像，因此，在皖南山區(qū)、大別山區(qū)局部山區(qū)，可能因沒有無線通訊信號而無法進(jìn)行定位。

4 CORS-RTK技術(shù)質(zhì)量控制

一般來說，在進(jìn)行常規(guī)的邊角控制時，我們進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時常使用的方法有測角、測邊、測邊長相對中誤差或者測量附和線路、環(huán)線閉合差等。在進(jìn)行靜態(tài)GPS控制時，我們檢定的方式主要有點(diǎn)位中誤差、環(huán)閉合差以及基線的相對密度等。同時由于在CORS系統(tǒng)中要測量的所有控制點(diǎn)具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，這些控制點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)站是呈非線性相關(guān)的，所以在進(jìn)行測量時，控制好測量的精度是一件很困難的事情。質(zhì)量控制方法采取如下方式：（1）根據(jù)以往的測量數(shù)據(jù)，我們了解到在進(jìn)行RTK作業(yè)時，通過對作業(yè)過程進(jìn)行優(yōu)化，能夠及時的發(fā)現(xiàn)儀器擺設(shè)位置以及接收機(jī)的整周模糊度的計算失誤，并且可以盡量消除因電離層誤差產(chǎn)生的影響。（2）在進(jìn)行RTK控制點(diǎn)測量時，可以通過腳架的擺設(shè)，對中整平基座來盡量消除由于RTK對中桿的傾斜問題而引起的儀器對中誤差。（3）在對上述控制點(diǎn)的上點(diǎn)進(jìn)行測量時，應(yīng)先對整周模糊度進(jìn)行解算，對這次的固定解結(jié)果不進(jìn)行記錄，但是要在手簿上記錄進(jìn)行第二次固定時固定解的結(jié)果，避免由于剛上點(diǎn)而引起的整周模糊度的錯誤。然后要對兩次連續(xù)重修初始化后的固定解值取值，結(jié)果取的是兩次控制點(diǎn)測量值的平均值。（4）對每一個要測量的點(diǎn)需連續(xù)進(jìn)行多于兩次的固定解值測量，而且選用一半以上的RTK點(diǎn)進(jìn)行測量，每隔4 h以上對上述點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)的測量，盡量避免因一些不可避免的因素產(chǎn)生的誤差影響，如衛(wèi)星分布情況、衛(wèi)星進(jìn)行觀測的數(shù)目等等。一般來說，進(jìn)行重復(fù)測量時，兩個相鄰時段測量時數(shù)據(jù)平面較差不大于5厘米，高程較差不大于7 cm。

5 結(jié)語

通過運(yùn)用AHCORS來進(jìn)行相應(yīng)的GPS RTK控制點(diǎn)測量，與傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量和靜態(tài)GPS方法相比，能夠更實(shí)時的提供有效的數(shù)據(jù)資料，不用再進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，操作方法簡單，人員容易掌握，操作進(jìn)行的速度快，從而節(jié)約了時間，并且由于其操作強(qiáng)度相對較低，也節(jié)約了外業(yè)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，相信在未來的發(fā)展中前景會更加廣闊，應(yīng)用領(lǐng)域也會更加廣泛。

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