談水利工程測量中用GPSRTK獲取坐標的方法

李 炳，范秀慶，王方圓

（濟南市水利建筑勘測設計研究院有限公司，山東 濟南250101）

CORS模式下的GPSRTK測量技術近年來已在工程測量、地籍測量等項目中得到了廣泛的應用。但在一些水利工程中，由于河道地處山丘區或者水庫現場的樹木較多等原因導致CORS信號較差，僅使用CORS模式測量會影響測量精度和工作效率，所以架設基站使用電臺通信仍是此類項目首選的方法。在實際測量工作中，許多工作人員對兩種模式下獲取坐標的方法、原理、數據處理方式等并不了解。本文以濟南市某小型塘壩地形圖測量項目為例，對兩種模式下獲取點坐標的方法和原理進行探討。

1 CORS模式下的GPSRTK測量

連續運行衛星定位服務系統（Continuous Operational Reference System），簡稱CORS系統，可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站。將CORS站與某些WGS84（或ITRF，因為兩者之間相差甚?。┳鴺艘阎狞c聯測，求出CORS站在WGS84中的準確坐標。利用計算機、數據通信和互聯網技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值、各種改正數、狀態信息，以及其他有關GPS服務項目的系統。

CORS技術目前在技術算法上分成VRS、FTK、主輔站技術，此次實驗采用的CORS方案是VRS。與常規RTK不同，VRS網絡中，各固定參考站不直接向移動用戶發送任何改正信息，而是將所有的原始數據通過數據通訊線發給控制中心。同時，移動用戶在工作前，先通過GSM的短信息功能向控制中心發送一個概略坐標，控制中心收到這個位置信息后，根據用戶位置，由計算機自動選擇最佳的一組固定基準站。根據這些站發來的信息，整體地改正GPS數據的軌道誤差、電離層和對流層折射引起的誤差，將高精度的差分信號發給移動站。這個差分信號的效果相當于在移動站旁邊生成一個虛擬的參考基站，從而解決了RTK作業距離上的限制問題，并保證了用戶的精度。

由此可知，通過CORS獲取的點坐標是經過一系列改正后的WGS84坐標。我們只需通過求解出來的七參數，便可把WGS84坐標轉換成我們需要的不同坐標系下的坐標。

2 電臺模式下的GPSRTK測量

架設基站一般有兩種方式：一是未知點架站，通過設置三參數、四參數或七參數，利用移動站在已知點校對，或者無需參數，直接用移動站在幾個已知點采集坐標，然后通過手簿的測量軟件進行參數求解。二是在已知點架設基站，利用已知參數和基站坐標，移動站可直接進行工作。

電臺模式下，RTK所使用的差分信號就是靠電臺來進行接收的?；鶞收精@取的是未進行衛星星歷、電離層折射等誤差改正的WGS84坐標，是一個概略位置。因此，即使架設在同一個點上，每次獲取的WGS84坐標也是不同的。

此次實驗采取的是基準站架設在未知點上的方法。在這種情況下，我們不能直接利用求解出來的七參數來獲取我們需要的不同坐標系的坐標，只能通過一個我們需要的坐標系下的控制點坐標來進行坐標校正，求得校正參數后，才能利用GPSRTK測量得到正確的點坐標。

3 應用實例

3.1 實驗區概況

實驗區選在濟南南部山區柳埠鎮附近，東西長約120 m，南北長約60 m，校核點距最遠測量點約346 m。

3.2 測量成果

在CORS模式下和電臺模式下獲取的WGS84坐標，如表1所示。通過1980西安坐標系下的平面坐標進行轉換獲取的WGS84坐標，如表2所示。表1中，點1、2、3、4是在CORS模式下獲取的WGS84坐標，其它點是在電臺模式下獲取的WGS84坐標。點5是對點1進行的坐標檢核，是同一個測量點。通過比較可知，點1和點5的WGS84坐標是不同的，轉換成80坐標系后，點平面誤差大約1 m。表2中通過坐標轉換獲得的WGS84坐標和表1中通過CORS獲取的WGS84坐標基本一致，與電臺獲取的WGS84坐標不一致，轉換成80坐標系后，平面誤差也大約1 m左右。

表1 在CORS模式下和電臺模式下獲取的WGS84坐標

表2 通過坐標轉換獲取的WGS84坐標

4 結語

在CORS模式下獲取的WGS84坐標是經過一系列改正后的精度較高的坐標，可通過七參數直接轉換成我們需要的測量坐標系下的坐標。在電臺模式下獲取的WGS84坐標是未進行改正的概略坐標，無法滿足測量精度要求，不能利用七參數直接轉換成我們想要的測量坐標系下的坐標。要先通過WGS84坐標系與已知坐標系之間的轉換七參數把獲取的已知坐標系下的坐標轉換成精度較高的WGS84坐標，然后再通過WGS84坐標系與所需坐標系之間的轉換七參數把精度較高的WGS84坐標轉換成我們需要的坐標系下的坐標。