連續運行參考站系統在城市水文測繪中的應用

林楠

浙江省河海測繪院

摘要：蘇州市連續運行衛星定位綜合服務系統（SZCORS）的建立，為蘇州市的測繪領域增添了一種強有力的技術手段。文章結合SZCORS的技術原理及其優勢，闡述了SZCORS在城市水文水資源測繪中的應用，并結合實際工作經驗得出了一些有益的結論。

關鍵詞：SZCORS；CORS；RTK；水文測繪

1引 言

GPS實時動態定位（RTK）技術作為一項成熟的技術在測繪領域已得到了普遍的應用，使用RTK技術可以方便、高效、快捷地實現高精度的測量工作。常規RTK技術主要指基準站利用無線電波建立數傳信號，移動站在有效的半徑范圍內通過衛星信號和基準站數據鏈可以快速獲得待定點的精確坐標，但常規RTK技術存在著一定的局限性，如用戶需要架設基準站、移動站與基準站間的距離受到限制、數據通信鏈路的可靠性和穩定性等隨著距離的增加而降低等因素。

2連續運行參考站系統的產生及背景

連續運行參考站系統（CORS）是利用全球導航衛星系統（GNSS）、計算機、數據通信和互聯網絡等技術，在某一范圍內，根據要求按一定距離間隔，建立長年連續運行的若干個固定GNSS參考站組成的網絡系統。CORS構建了新一代的網絡化大地測量系統，不僅可以向各級測繪用戶提供高精度、連續的時間和空間基準，還可以向導航、時間、災害預報等部門提供各種數據服務。高精度實時動態定位是目前GNSS定位技術研究的熱點。高精度實時差分定位又是高精度動態定位的主要手段之一。常規RTK是一種基于單參考站、高精度載波相位觀測值的實時動態差分定位技術。在這些需求和條件下，網絡RTK技術應用而生，成為了目前GNSS高精度動態定位技術的一個典型代表。網絡RTK是一種集成了GNSS數據處理、計算機網絡、通訊技術等的實時動態定位新技術，已經得到非常廣泛的應用。目前連云港市所使用的CORS是江蘇省連續運行參考站網絡（JSCORS），是由基準站網絡、控制中心、數據中心、用戶應用系統、數字通信系統組成。連云港市勘察測繪院有限公司早在2007年就引入使用了該系統的網絡RTK技術。

3網絡RTK相對于常規RTK的優點

3.1 常規RTK的工作原理及作業模式

常規RTK除需配備參考站接收機和流動站接收機外，還需要數據通訊設備，參考站需要將自己所獲得的載波相位觀測值及站點坐標通過數據信鏈，實時播發給在其周圍工作的動態用戶.流動站數據處理模塊使用動態差分定位的方式確定出流動站相應參考站的位置，然后根據參考站的坐標求得自己的瞬時絕對位置，其作業模式如圖1所示。常規RTK定位技術雖然可以滿足很多應用的要求，但是還是有不少局限，比如連線麻煩，電瓶較重，不利于移動，且距離有一定的限制，距離一長，就很難接收到信號。

圖1 常規RTK的作業模式 圖2 VRS作業流程圖

3.2 網絡RTK的作業模式及優點

網絡RTK也稱多參考站RTK，是近年來在常規RTK、計算機技術、通訊網絡技術的基礎上發展起來的一種實時動態定位新技術。CORS是網絡RTK技術的基礎設施，它由參考站網、數據處理中心、數據通信鏈路和用戶部分組成。一個參考站網可以包括若干個參考站，每個參考站上配有GNSS接收機、數據通訊設備等。JSCORS服務技術主要是使用虛擬參考站技術（VRS），其作業流程如圖2所示

網絡RTK無需架設基站，提高了生產效率，也不要求測區內必須有控制點，避免了常規RTK隨作業距離增大精度衰減的缺點，網絡覆蓋范圍內能夠得到均勻的精度。能夠實現測繪系統和定位精度的統一，便于測量成果的系統轉換和多用途處理。

4 網絡RTK應用

4.2 網絡RTK在連云港市城市測量中的應用

4.2.1 控制測量中的應用

網絡RTK測量的坐標是WGS-84 坐標，因此必須求解WGS-84 坐標系的轉換參數，然后才能將RTK采集的數據轉換為地方城建坐標，方便城市建設的各種需要。控制測量是城市測繪工作中十分重要的一項內容，城市地區居民地密集，高大建筑物多，常規RTK的限制性比較大，導線網更是困難重重，通視極差，網絡RTK比較客觀的解決了這些難題。首先，網絡RTK在城市里可以建立一個或多個控制網，網絡RTK建網比較方便，如果范圍較大還可以分區域建網。

4.2.2 建筑施工放樣中的應用

繪院基本上承擔了市區所有建筑物的定線放樣工 作。無論是新樓盤的開發還是舊城區的改造，測量 控制點都不能即時到達在測區內，使得常規儀器的 使用受到很大的限制。使用網絡RTK對建筑物的位置放樣，不需要做 圖根控制，也不需要架設儀器，確定建筑物所在的控 制區域，就可以直接放樣。以南方測繪的網絡RTK 設備為例，在手簿的放樣點坐標庫中輸入需要放樣 的坐標，在測量點放樣中進入放樣屏幕。打開放樣 點坐標庫，選中所要放樣的點，進入放樣指示界面，在固定解的情況下，可以一目了然的確定點的方位。根據界面上的提示，接近所放樣點的位置，在靠近放 樣點的1 m內，控制器會有“嘟”的一聲長鳴音提 示，然后就可以精確地放樣出點的位置。另外城市 測量中的定位點測量、竣工測量、地形圖修側、征地 放線、道路放線等，大體都與以上3個過程相同或相 似，在此不再多述。

5 SZCORS在水文測繪中的應用

蘇州地處長江和太湖下游，境內地勢平坦，水網密布，河道縱橫交錯。近年來隨著水文水資源勘測部門服務領域的拓寬，除了水文巡測點線布設及江、河、湖的水文測驗外，還承擔了大量的環保疏浚、生態治理、河道整治、水利工程建設等方面的工程測繪項目，并且工程量有上升的趨勢。在水文測驗站點分布廣及測繪面積大、工期緊的情況下，迫切需要一種能滿足全天候連續作業的測繪模式，而SZCORS的引入恰好能夠滿足這種需求。

5.1 地形測量

水文測繪中有很大一部分是地形測量，其中水下地形測量是水利工程測量中最困難的，水下地形復雜，且作業條件一般都比較差，但水下地形資料對水利工程建設又十分重要。傳統的測量方法大多采用全站儀配合測深儀，其缺點是精度不高，工作量大，且人員投入多。利用SZCORS技術快速定位和實時得到坐標結果的特點，可以配合測深儀測量水下地形，這樣既能提高測量的精度，減小工作強度，又能減輕內業處理的工作量。在河道疏浚等項目測量時，對于河岸上的地形測量，也可以快速獲得各地形特征點的定位信息，并且只用投入單人作業即可，極大地提高了工作效率。

5.2 施工放樣

利用GPS隨機軟件中的放樣功能可以替代原來采用全站儀方法進行的工作，通過事先將預放坐標輸入到控制手簿中，就可以進行點、直線、曲線等放樣功能。并且利用sZC0RS技術無需架設參考站，基于已經建立的城市控制基準，可以直接到現場進行快速高效的放樣測量。

6運用SZCORS測量時的注意點

GPS定位技術可以采用最短的一個觀測歷元結果或者采用幾個觀測歷元結果的平均值。為了保證測量成果的精度和可靠性，一般可以觀測4個歷元以上。在觀測精度要求比較高的情況下，可以采用腳架配合基座，精確對中后再觀測，在首次觀測結束后，可以通過二次初始化進行再觀測，比較兩次觀測結果取平均值。

7結束語

連續運行衛星定位綜合服務系統是集高精度轉換關系于一體的動態、現代測繪基準體系，它與傳統的測量方式相比存在著明顯的優勢，該技術具有節省人力投入費用、采集定位數據的速度快、作業范圍廣精度高、用戶不需架設參考站、支持全天候實時作業等特點，減輕了技術人員的勞動強度，提高了工作效率。精確求取基于SZCORS的地區坐標轉換參數對于RTK技術的廣泛、高效使用也十分重要，它避免了每次點校正的找點測量時間。隨著COPS技術的發展和完善，CORS技術在城市水文測繪方面的應用前景將更為廣闊。

參考文獻：

[1]江蘇省測繪工程院，江蘇省連續運行衛星定位參考站綜合服務指南[J] .2007，（3）.

[2]衛柳艷，岳東杰.GPS網絡RTK系統的內插算法研究[J].現代測繪，2008，31（5）.