網絡RTK技術在阜南縣河湖“清四亂”中的應用

（安徽省阜南縣河道管理局 阜南 236300）

1 網絡 RTK 技術介紹及系統組成

1.1 網絡 RTK 技術介紹

RTK 是 GPS 載波相位差分技術的一種方法應用，是實時處理兩個或多個測量站點載波相位觀測值的差分方法，將基準站采集的載波相位發給流動站接收機，求差解算出流動站的三維坐標。傳統的RTK 定位運用主要分為基準站與流動站兩個部分，通過在觀測區域中心位置架設基準站，使用一臺或多臺流動站通過與基準站建立數據鏈，將基準站觀測數據與坐標信息傳輸給一臺或多臺流動站，而流動站利用接受基準站數據，并采集實時定位坐標數據，同時在系統內組成差分觀測數據進行處理，及時計算出厘米級三維坐標數據，整個過程用時不足一秒鐘。而要保證采集的三位數據的準確性，必須保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，流動站達到固定解的狀態。但是傳統的RTK 觀測模式，存在一定的局限性和觀測范圍的限制。一是由于GPS 誤差的空間相關性隨基準站與流動站距離的增加而逐漸失去線性，因此基準站校正數據的有效作用距離有限。二是由于野外基準站架設受到客觀條件的限制，導致流動站接受基準站發射數據鏈往往受到建筑物及植被的影響，直接導致定位精度下降。由于此次“清四亂”工作作業范圍較大，且蓄洪區內莊臺房屋較為密集，為確保定位精度不受影響，如采用傳統RTK 觀測模式，需要頻繁更換基準站架設位置，并進行校點驗核，對于“清四亂”數據采集工作造成不便。

為了克服傳統 RTK 觀測方法在此次“清四亂”數據采集工作的缺陷，將網絡RTK 技術運用到此次“清四亂”數據采集工作中。網絡RTK 也稱基準站RTK，是近年來在常規RTK 和差分GPS 的基礎上建立起來的一種新技術。在一個固定區域內較均勻地布設多個GPS 參考基站，從而對此區域形成網狀覆蓋，并以這些GPS 參考基站中的一個或多個為基準計算和發播GPS 改正信息，構建成連續運行衛星定位服務綜合系統，達到對該區域內的地理信息數據采集用戶進行實時改正的定位方式。

1.2 AHCORS 系統組成

CORS 是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。 CORS 由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。2013年，安徽省衛星定位綜合服務系統（以下簡稱AHCORS)正式投入使用。AHCORS 集成了GNSS、移動通信、計算機網絡、軟件工程等技術，建成了安徽省連續運行衛星定位綜合服務系統，系統包括63 個基準站，1 個控制中心、2 個數據中心和高可靠數據通信網絡，在安徽省建立了與國家CGCS2000 坐標系相一致的大地基準。通過AHCORS 在一個阜南縣區域內布設的多個永久性的連續運行 GPS 參考基準站按設定的采樣率連續觀測，獲得本區域的誤差改正模型，然后向流動站實時發送改正數據，使用一臺網絡RTK 流動站，即可實時觀測得到精度可靠的三維坐標數據。

2 網絡 RTK 技術應用

2.1 河湖“清四亂”的背景

根據《水利部辦公廳關于開展全國河湖“清四亂”專項行動的通知》《水利部辦公廳關于開展全國河湖采砂專項行動的通知》以及《關于開展河湖“清四亂”專項行動的通知》等文件精神，按照阜陽市水利局部署，在阜南縣河道管理范圍內對亂占、亂采、亂堆、亂建等河湖管理保護突出問題開展專項清理整治行動（以下簡稱“清四亂”專項行動）。2018年底前，全面摸清阜南縣在第一次全國水利普查水利工程全面開展河湖管理范圍內 “四亂”突出問題，發現一處、清理一處、銷號一處。2019年上半年前，全面完成全縣專項行動任務，基本解決侵害河湖安全運行、危害河湖生態健康違法行為。阜南縣河道管理局在“清四亂”工作中充分利用已有大量實測資料，采用外業調查河道“四亂”數據―綜合分析“四亂”情況―研究清除方法―外業現場督查的方法。充分將網絡 RTK 技術利用在野外調查河道“四亂”數據采集以及后期督查清除效果復核工作中，大大提高了工作效率和工作質量。

2.2 在“清四亂”工作中應用

阜南縣河道管理局委托安徽省淮河河道管理局測繪院為此次河湖“清四亂”工作提供技術支持，全面開展對濛洼蓄洪區淮堤及行洪通道范圍內的違章設障、違章種植、亂堆亂放、違章建設經營占地等利用網絡 RTK 技術由省測繪院測量員進行現場野外數據調查采集及后期督查數據復核工作。按照“清四亂”工作方案要求，利用RTK 對堤身、灘地上的違章建筑物、構筑物、堆置的雜物及堤身耕種的農作物、雜樹雜草、垃圾等數據信息進行現場采集，對于違章構筑物建筑物、菜園等利用四點坐標進行采集，對小型外墊莊臺、違章耕作農作物進行多點采集坐標并計算面積，對于生活垃圾、堤身樹木采取單點采集坐標，共采集違章構筑物建筑物140 余間，小型外墊莊臺87 處，菜園246 個，農作物56 畝，生活垃圾49 處，堤身樹木1600 棵。基于野外采集數據，進行內業繪圖處理的方法，為綜合分析“四亂”情況并研究清除方案，提供基礎資料。開展清除行動后，利用之前違章數據，進行放樣定位，對清除工作效果進行復核數據采集，為保障“清四亂”工作落實提供數據支持。

2.3 CORS 運用的限制

（1）在移動或聯通信號較弱的區域，網絡RTK定位效率及精度較差，主要是因為網絡RTK 流動站是通過移動或聯通網絡接受AHCORS 定位數據，當在莊臺房屋較為密集及偏遠地段移動或聯通信號較弱時，導致網絡RTK 流動站信號接受難以達到固定解。

（2）在省、市界區域（濛洼堤防淮堤處于六安地區與阜陽地區交界，洪洼堤防洪干堤段處于安徽省與河南省兩省交界）網絡RTK 流動站定位達到固定解難度較大，因為安徽省 CORS 基準站覆蓋范圍有限，在遠離基準站網地區的電離層、對流層狀況差異較大。

3 結語

AHCORS 具有輻射范圍廣、全時段數據提供等優勢，除個別因移動或聯通信號弱而造成網絡RTK流動站達到固定解難度較大，定位精度不穩定之外，只需一臺RTK 流動站即可進行分米級至厘米級的高精度實時快速定位，網絡RTK 的運用在河湖“清四亂”基本情況普查外業測量中得到了很好的應用，并能為類似水利工程管理范圍內的水利普查、采砂管理監督、河道及堤防斷面測繪、水利工程管理等業務工作提供經驗和借鑒。