手持機與CORS連接測量精度探討

王佩賢，孟靈飛，鄭 濤

（遼寧工程技術大學測繪與地理科學學院，遼寧阜新 123000）

一、引 言

隨著GPS技術的不斷發展，其應用領域越來越廣泛。它具有常規測量技術無法比擬的優勢，給傳統測量技術帶來了意義深遠的變革。在工程建設領域，RTK測量技術應用較為成熟。而靈巧、便攜的手持 GPS由于精度只能達到亞米級水平，與CORS站連接的測量精度也只能達到分米級水平，因而局限了其使用范圍。隨著手持機測量技術的不斷發展，實時定位精度達10 cm的手持機已經出現在測量市場，但還沒有被廣泛應用于工程測量中。本文結合遼寧省阜新市土地整理項目，通過具體試驗來分析該技術的測量精度與可靠性，并為日后工程建設提出建議。

二、手持機性能與CORS理論

Geo XH2008手持機（如圖1所示）是天寶公司推出的一款在外業可以獲得10 cm或亞分米級定位精度的GPS接收機。Geo XH手持機基于實時HStar技術，可以直接接收和解算RTK改正數據，進行載波相位差分定位；可以利用內置的WLAN技術，安全地連接到相關部門內部網絡；也可以借助于內置藍牙技術，通過與具有藍牙功能的手機連接，進而通過Internet技術連接到VRS網絡，獲取實時差分定位數據。其差分改正后精度（HRMS）見表1。

Geo XH2008手持機提供了多種數據通信方式，針對不同差分源及通信鏈路進行的通信方式對比見表2。

圖1 Geo XH2008手持機圖形

表1 差分改正后精度指標

CORS系統即在區域范圍內，建立若干個由連續運行參考站、數據通信系統、計算機和數據控制中心等組成的局域網絡。連續運行參考站綜合應用GPS技術進行定位、數據控制中心與互聯網技術進行實時差分改正解算。并同時給不同需求、不同類型、不同層次的用戶自動地提供準確的不同類型的GPS觀測值（包括偽距觀測，載波相位觀測），各種改正數、狀態信息和其他有關GPS服務項目的系統。為用戶提供高精度空間定位服務和多元化信息服務［1］。

表2 不同差分源及通信方式對比

三、手持機與CORS連接操作流程

由于手持GPS測量結果屬于WGS-84坐標系，因此首先要獲取七參數法將其改為地方坐標系。此方式還需要具有藍牙通信技術并且能夠使用WAP功能上網的手機一部，主要用于數據鏈傳輸。具體操作流程如下:

1）將Geo XH2008手持機利用藍牙通信技術與手機連接，由于手機具有無線上網功能，因此Geo XH2008手持機與手機連接后即與互聯網連接。

2）運行Terrasync軟件，設置事先定義好并輸入到手持機里的坐標系，再打開實時設置對話框，選擇外部源和等待實時狀態，在外部實時設置對話框中輸入所要連接的CORS站IP地址和相應端口號。

3）在Terrasync軟件設置頁面，將外部源類型設置為VRS模式。

4）創建數據采集文件，進行數據采集。

5）外業數據采集結束，用GPS Pathfinder導出（在導出之前應當先退出Terrasync數據采集軟件）采集的數據，在后處理軟件中進行相應的編輯。

四、試驗分析

本次試驗結合土地整理項目，對遼寧省阜新市某地塊界址點坐標數據進行采集，用于手持機測量結果檢核。具體研究方案為:首先，試驗之前，應該對儀器本身的系統測量穩定性進行檢測。采用對相同點進行多時段的重復觀測方法，對Geo XH2008手持機可靠性檢測。通過儀器內符合穩定性來研究儀器穩定性［3］。經檢測，本次試驗所采用的儀器穩定性良好。其次，由當地國土局提供（或求取）準確轉換七參數后，按照上述方法進行手持機與當地CORS系統連接。采用VRS測量技術對界址點坐標進行測量。為了避免人為誤差出現，數據采集時采用天線對中桿進行嚴格對中。然后，利用全站儀進行界址點坐標數據采集，并認為測量結果近似真實值。最后，對兩次同名點得測量數據進行對比，計算相對于全站儀測量值得點位誤差和測量中誤差。具體數據處理見表3。

圖2 實時差分改正采集數據流程圖

表3 兩次測量結果與點位誤差 m

從表3中可以看出，界址點的最大點位誤差為0.134 m，最小點位誤差為0.083 m，平均點位誤差為0.103 m。按下式計算手持機測量值相對于全站儀測量值的中誤差［2］

五、結 論

1）Geo XH2008手持機基于革命性的實時HStar技術，能直接接收和結算RTK改正數據，差分定位精度可以提升到高達10 cm。較以往手持機采用偽距差分的RTD分米級作業模式，在GIS數據采集以及一定的工程測量中更具有優勢。

2）通過GPRS方式進行傳輸數據，大大減少了數據質量衰減。但也受移動電話信號強弱影響。較電臺傳輸數據模式，使用網絡技術具有經濟性、便攜性等優點，更適合測量人工作要求。

3）相比于傳統RTK，對地物測量時減少了繪制草圖的工作量，提高了工作效率。但是由于手持機數據采集時，容易引起人為誤差，故而工作人員應該加強測量技術，必要時應加以天線對中桿。

4）在不具有參考站網的地區，可以自設基站進行差分測量。只要求解參數正確，采用Zephyr天線在短基線內（＜30 km）差分后測量精度可以達到10 cm。

5）對于電力勘測、管線測量、GIS數據采集以及一定精度的測圖工作中，實時定位高達10 cm精度的手持機是最佳選擇。

［1］ 黃俊華，陳文森.連續運行衛星定位綜合服務系統建設與應用［M］.北京:科學出版社，2009:90-91.

［2］ 陶本藻.測量數據統計分析［M］.北京:測繪出版社，1992:124-125.

［3］ 王曉明.手持GPS儀器定位穩定性和準確性分析［J］.西部探礦工程，2010（2）:116-121.

［4］ 程新文，程性義.手持式GPS定位精度研究［J］.測繪通報，2004（9）:20-22.

［5］ 謝宏全，周立，馬遷，等.天寶GEO XT數據采集模式及精度研究［J］.測繪工程，2008（4）:1-3.

［6］ 王洪英，單波，馬鳳臣.手持型RTK GPS接收機在寧東直流工程中的應用［J］.山東電力技術，2010（5）:39-44.

［7］ 張麗娜，楊志強，歐龍.手持式GPS定位誤差研究［J］.工程地球物理學報，2006，3（6）:478-483.