淺談基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)應(yīng)用

饒利明

摘要：近年來，基于CORS系統(tǒng)的高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分RTK技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)單分析了CORS系統(tǒng)的原理、組成以及基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)在測(cè)繪工作的技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng)；RTK；應(yīng)用

GPS（Global Positioning System）最初是由軍事需要而建立的，隨著SA政策的取消以及空間技術(shù)的快速發(fā)展，作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，GPS已經(jīng)不僅僅局限在國(guó)防和軍事應(yīng)用領(lǐng)域，而是在交通和導(dǎo)航、測(cè)繪、氣象以及資源調(diào)查等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

RTK（Real-timekinematic）是一種載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS測(cè)量方法，測(cè)繪人員能夠在野外測(cè)量時(shí)實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)別的高精度定位結(jié)果，從而極大的提高了工作效率。

一、衢州CORS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

衢州市于2014年建設(shè)完成了衢州市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱QZCORS），該系統(tǒng)由開化國(guó)家站，衢州省級(jí)站，江山、龍游、常山、上方市級(jí)站以及周邊汾口、淳安、建德、金西、遂昌、浦城、浦城九牧等13個(gè)GNSS基準(zhǔn)站網(wǎng)組成。QZCORS為衢州市提供了一個(gè)集平面基準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)為一體的統(tǒng)一的高精度坐標(biāo)參考基準(zhǔn)，具有24小時(shí)全天候作業(yè)、定位精度高以及提供服務(wù)快捷的特點(diǎn)，這將有效推動(dòng)該市各地方坐標(biāo)系向衢州2000坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，為衢州市的城市建設(shè)和智慧衢州的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

二、CORS技術(shù)簡(jiǎn)介

連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)是由若干個(gè)分布較為均勻的連續(xù)運(yùn)行GNSS參考站，融合衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠根據(jù)用戶的需求，為其提供相應(yīng)的高精度定位服務(wù)。CORS系統(tǒng)是目前較為先進(jìn)的GPS技術(shù)之一，是網(wǎng)絡(luò)RTK的基礎(chǔ)，系統(tǒng)主要組成部分包括連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)以及用戶系統(tǒng)。

1.連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站

連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站是CORS系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，由若干個(gè)分布均勻的已知坐標(biāo)精確的基準(zhǔn)站組成基準(zhǔn)站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)GNSS衛(wèi)星的長(zhǎng)期連續(xù)跟蹤觀測(cè)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄，通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)中心。基準(zhǔn)站應(yīng)由GNSS設(shè)備、氣象設(shè)備、電源設(shè)備、計(jì)算機(jī)通信設(shè)備等構(gòu)成，并應(yīng)具備良好的觀測(cè)環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境和保障環(huán)境。

2.數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是CORS系統(tǒng)的核心部分，其任務(wù)是對(duì)基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、存儲(chǔ)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，形成差分?jǐn)?shù)據(jù)并傳輸給用戶。同時(shí)數(shù)據(jù)中心還應(yīng)具有系統(tǒng)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)管理功能，以保障系統(tǒng)的安全。

3.數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)由公用或?qū)Ｓ玫腃DMA或者GPRS通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其主要功能是實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)中心以及數(shù)據(jù)中心和用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。

4.用戶系統(tǒng)

CORS系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的不同精度需求而提供相應(yīng)的厘米、分米等精度級(jí)別的位置服務(wù)，用戶通過接收機(jī)以及通訊模塊接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)和差分改正數(shù)據(jù)，從而解算出位置坐標(biāo)。

三、基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)應(yīng)用

與傳統(tǒng)的RTK技術(shù)相比，基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)可以綜合所在的CORS系統(tǒng)里的各連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的觀測(cè)信息，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)得到采用精確的對(duì)流層延遲和電離層改正模型后的高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣就能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)得到高精度的定位結(jié)果，避免了參考站的不停架設(shè)，而且不會(huì)隨著離參考站距離的增加而積累誤差。具有覆蓋范圍大、24小時(shí)全天候作業(yè)、定位精度高等特點(diǎn)，因此在測(cè)繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1.控制測(cè)量

以三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量和交會(huì)測(cè)量為代表的傳統(tǒng)控制測(cè)量對(duì)通視條件要求極高，對(duì)人力物力和時(shí)間要求也較多，并且無法實(shí)時(shí)得到測(cè)量成果和精度。而GPS靜態(tài)控制測(cè)量也需要三臺(tái)以上GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，且成果也需要進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，不能實(shí)時(shí)得到成果和精度。而用基于CORS的RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量能夠?qū)崟r(shí)定位到厘米級(jí)別的精度，方便快捷，可以大幅度提高工作效率，能滿足普通地形測(cè)圖、地籍測(cè)繪和房產(chǎn)測(cè)繪控制測(cè)量的要求。當(dāng)然RTK所采集的是離散點(diǎn)，要注意對(duì)點(diǎn)的精度和準(zhǔn)確性的把握，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，而對(duì)于高精度要求的控制測(cè)量仍然需要采用靜態(tài)相對(duì)測(cè)量。

2.地形圖測(cè)繪和房產(chǎn)地籍測(cè)繪

與傳統(tǒng)的GPS靜態(tài)觀測(cè)測(cè)量成果相比，在采用基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)作為地形圖測(cè)繪和房產(chǎn)地籍測(cè)繪控制測(cè)量得到的觀測(cè)成果差距很小，完全能滿足一般性的測(cè)繪要求。而且在進(jìn)行碎部測(cè)量時(shí)，在衛(wèi)星條件良好的測(cè)區(qū)，可以直接用RTK進(jìn)行地物地貌數(shù)據(jù)采集，一般只需單人單機(jī)即可完成作業(yè)任務(wù)。這樣只需在衛(wèi)星信號(hào)條件不利的區(qū)域和對(duì)構(gòu)建筑物等采用全站儀進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖，不但提高了作業(yè)效率，而且降低工作強(qiáng)度和作業(yè)成本。

3.線性工程和斷面測(cè)量

在線性工程中，通常都是地勢(shì)高低起伏且通視條件較差，采用全站儀進(jìn)行測(cè)量會(huì)增加作業(yè)成本，降低工作效率，而且容易產(chǎn)生誤差累積，而RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以得到充分的體現(xiàn)。

在斷面測(cè)量中，與全站儀相比，RTK可以機(jī)動(dòng)靈活的進(jìn)行單人單機(jī)作業(yè)，在RTK中輸入斷面縱斷面線，根據(jù)中樁里程以及測(cè)量要求，方便快捷的采集各地貌特征點(diǎn)平面坐標(biāo)及高程，而且在GPS手簿中可以直觀的看到所采集點(diǎn)的分布情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏測(cè)的斷面線。

4.規(guī)劃和放線

在規(guī)劃工作中，往往涉及到很多放樣放線工作，尤其是在管線和道路放樣工作中，如果采用全站儀進(jìn)行作業(yè)，會(huì)極大的提高工作量，而即使是在單獨(dú)的一塊場(chǎng)地上，也會(huì)因施工人員和機(jī)械設(shè)備的影響而阻擋了通視條件，使用全站儀作業(yè)不但速度較慢且影響精度。而采用基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)可以進(jìn)行單人操作。將待放樣的線路或者管線的起始點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等參數(shù)鍵入GPS手簿，在外業(yè)作業(yè)時(shí)可以靈活的選擇放點(diǎn)和放線。

5.土地勘測(cè)定界

在對(duì)土地界線進(jìn)行劃分時(shí)，使用基于CORS的RTK技術(shù)可以在對(duì)土地進(jìn)行權(quán)屬調(diào)查和界址調(diào)查的同時(shí)高精度的測(cè)定界樁位置，無需臨時(shí)架設(shè)參考站，也可以避免使用需要多人配合操作的全站儀，方便快捷的對(duì)土地進(jìn)行分類劃分。

四、結(jié)束語(yǔ)

GPS技術(shù)在近年來取得了日新月異的變化，其定位的精度和可靠性都在進(jìn)一步的提高，其應(yīng)用的范圍也越加廣泛。目前，基于CORS系統(tǒng)的RTK技術(shù)已經(jīng)是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，使得測(cè)繪工作也愈發(fā)數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化，提高了工作效率和減少了人力物力的投入。但是RTK技術(shù)也存在一定局限性，在衛(wèi)星信號(hào)較弱和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)較差的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)無法有效作業(yè)的情況，所以對(duì)CORS技術(shù)還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和完善，以更好的服務(wù)與測(cè)繪工作。

參考文獻(xiàn)：

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