淄博市連續運行參考站系統ZBCORS定位精度分析

李 輝,鄭南山,魏希濤

(中國礦業大學環境與測繪學院,江蘇徐州221008)

0 引 言

電子通信與計算機網絡技術的飛速發展,促進了GNSS連續運行參考站系統(CORS)在國民經濟生活中的應用,使得GNSS技術的應用更為廣泛。GNSS連續運行參考站系統是在一定區域內建立一個或多個基準站,對該地區構成網狀覆蓋,并以這些基準站中的一個或多個為基準,計算和播發誤差改正信息,對該區域內的衛星定位用戶進行實時改正[1]。CORS的主要優點是覆蓋面廣、定位精度高、可靠性好,并且可提供包括常規RTK、網絡RTK、以及精密單點定位等多種服務。

山東省淄博市建立了淄博CORS系統(ZBCORS),該系統的建成和運行是實現淄博市國土資源管理信息化和地籍管理信息化。將為淄博市的“數字國土”建設提供強有力的保障[2]。

1 系統概況及系統特點

淄博市地處山東中部,南依泰沂山麓,北瀕九曲黃河,西鄰省會濟南,東接濰坊、青島,全市總面積近6000 km2。ZBCORS共有12個參考站點及1個控制中心組成,站點分布在淄博市5區3縣,控制中心位于張店區國土資源局,站點詳細分布情況見圖1。

圖1 淄博CORS系統站點分布圖

淄博CORS系統核心技術采用徠卡基于主輔站概念的MAX技術,基準站設備采用徠卡雙星雙頻參考站接收機系統,系統通信網絡采用基于固定IP的MPLS技術組建的VLAN網絡。流動站設備采用徠卡流動站一體機。可實現應用數據的無縫連接。系統核心軟件采用徠卡最新一代GNSS參考站網絡軟件SpiderNet。SpiderNet采用統一建模的方式,能更有效地改正電離層、對流層誤差對定位精度的影響,支持基于主輔站技術的網絡RTK,并支持最新的 RTCM3.x。系統網絡服務支持單雙向通訊,還具有差分數據優化、定位精度及可靠性高、良好的兼容性能等特點。所有基準站的GNSS接收機均采用Leica最新的網絡參考站接收機GRX1200 GG Pro,配備AX1202 GG大地測量型準扼流圈天線,可接收GPS和GLONASS兩個衛星系統的信號,并可通過TCP/IP連接進行遠程管理流動站,坐標轉換參數和淄博市大地水準面高程模型可安裝在流動站RTK手簿中,實現了各種坐標系成果和正常高的顯示和輸出,提高了成果的可靠性和工作效率。

2 主輔站技術

主輔站技術是由徠卡測量系統公司提出和開發的,它的基本原理為從參考站以高度壓縮的形式,將所有相關的、代表整周未知數水平的觀測數據,如彌漫性的和非彌漫性的差分改正數,作為網絡的改正數據播發給流動站。主輔站概念的基本要求就是將網絡中(或子網絡中)的所有參考站的相位距離歸算為一個公共的整周未知數水平。為了降低臺站網網絡中數據的播發量,主輔站概念為每一個單一參考站發送相對于主參考站的全部改正數及坐標信息。對于網絡(子網絡)中所有其他臺站(即所謂輔參考站),播發的是差分改正數及坐標差[3]。主輔站技術的原理參見圖2。實現流程為:

圖2 主輔站技術原理圖

1)由參考站傳輸原始觀測數據至網絡處理設備;

2)網絡估算處理包括整周未知數的解算,以歸算各站至公共整周未知數水平;

3)網絡處理設備接收來自流動站的點位信息,并根據流動站的點位信息選擇主參考站;

4)計算主輔站改正數,編排并傳送RTCM3.0版網絡信息;

5)用來自參考站網的全部信息計算高精度的流動站點位。

3 系統精度分析

2010年3月采用萊卡接收機,實時動態測量了系統區域內的6個控制點,將測量成果轉換到1980西安坐標系統下,按照淄博市高精度似大地水準面將基于大地橢球面的大地高轉換為基于似大地水準面的正常高[4-5]。將最終測量結果與控制點的已知值進行比較,結果如表1所示;平面點位誤差最大為0.043 m,高程誤差最大為0.0512 m,平面點位中誤差為0.0246 m,高程中誤差為0.03045 m。

表1 ZBCORS動態定位精度統計

靜態測量了系統區域內的6個控制點,每站觀測1 h,將測量結果與控制點的已知值相比較,結果如表2所示;平面點位誤差最大為0.0162 m,高程誤差最大為0.0391 m,平面點位中誤差為0.0131 m,高程中誤差為0.0296 m。

表2 ZBCORS靜態定位精度統計

4 結 論

淄博市GNSS連續運行參考站系統ZBCORS具有動態測量定位速度快,定位精度達到厘米級,并且區域內定位精度分布均勻,可用于區域內大中比例尺地形圖的測圖與修測,工程放樣與工程檢測等。尤其在線路測量中,解決了常規測量中誤差積累的問題。另外網絡RTK在觀測過程中不需要測區附近的控制點點位信息,不需要設立基準站,提高了外業觀測的效率。

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