基于CORS系统的网络RTK技术在控制测量中的应用

唐海剑

【摘要】本文对CORS（连续运行卫星定位服务综合系统）的原理、定位模式和组合进行了分析，并与实际工作实例相结合，并对控制测量中的HZCORS（连续运行卫星定位服务系统）的应用进行了检验的分析。

【关键词】CORS系统；测量控制；网络RTK技术

近年来，我国的互联网络、数据通信、计算机和全球卫星导航定位系统（GNSS）等技术都得到了极大的发展，能够实现在区域内的均匀、厘米级精度的动态定位。因此诞生了结合多种技术的CORS系统（连续运行卫星定位服务综合系统）。该系统能够实现厘米级的高精度、大规模和长距离的实时定位。本文对在一级GPS控制测量中应用网络RTK技术进行了分析，通过测设一级GPS-RTK控制点能够更好的完成控制测量工作。

1.CORS系统的组成和基本原理

通过多个连续运行的、固定的GPS参考站可以组成一个连续运行的卫星定位服务综合系统。该系统中包括互联网技术、数据通信技术和现代计算机技术，能够将不同类型的、经过检验的GPS观测值提供给不同层次和不同需求、不同类型的用户，并为用户提供各种状态信息、改正数等服务[1]。

1.1CORS系统的基本原理

基准网站由多个基准站组成，从而组成系统内的差分观测值。各种误差可以通过具有多个基准站的局域差分GPS方法、原理以及广域差分的GPS来进行消除或减弱。与此同时流动站的各项误差可以以用户流动站的概略位置为依据，通过生成一个虚拟的流动站来对误差进行改正，而且能够在动态环境下的搜索求解流动站模糊度。固定整周未知数之后可以实时处理每个历元[2]。流动站达到厘米级的定位结果的要求为超过4颗卫星相位观测值的跟踪。

1.2CORS系统的组成

CORS系统包括五个部分，分别为用户应用系统、定位导航数据播发系统、数据传输系统、数据处理中心、基准站网。各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。

①基准站网。通过范围内的若干个分布均匀的基准站组成基准站网。基准站网主要是将系统完好性的监测服务提供出来，并对GPS卫星的观测数据进行采集，并将其送往数据处理中心。

②数据处理中心。数据处理中心的作用在于对各基准站的数据进行收集并处理，将其形成一定格式的差分定位用户数据并向用户分发。

③数据传输系统。主要通过光纤专线来对各基准站的数据进行传输，包括软件控制模块、数据传输硬件设备。

④数据播发系统。通过Internet、UHF电台、移动网络等形式来对定位导航数据进行播发。

⑤用户应用系统。包括监控定位系统、自主式导航系统、快速和事后精密定位系统、网络型RTK定位系统、用户信息接收系统。可以根据不同的应用精度分为米级用户系统、分米级用户系统、厘米级用户系统、毫米级用户系统。根据不同的用户应用可以分为气象用户、高精度用户、车辆导航与定位用户、测绘与工程用户。

2.在工程测量中应用HZCORS

2.1工程实例

在某市建立基础数据库和地籍管理信息系统，布设了一级GPS控制点并采用HZGORS技术测量。采用这种测量方法可以提高该市地籍管理工作的质量和效率，对提高土地资源的利用率，推动城乡一体化数字地籍管理有着极大的作用。

2.2在工程测量中应用HZCORS的流程

在工程测量中如果通过导线（网）来进行一级测量需要较大的外业工作量，且要求点间能够互相通视、边长均匀。对于常规GPS静态测量与导线测量相比，它的优势在于能够全天候作业，具有较高的精度，且不会受到通视、地形和天气等条件的影响。但是在使用GPS静态测量进行外业工作时需要3至4个测量员同时使用3至4台接收机来进行同步观测，且不少于40分钟为一个观测时段。这就需要投入较大的人力物力来进行外业测量。

利用HZCORS采用RTK来进行测量可以不进行基准站的设置，具有机动性强、操作简便的优点，能够极大的节省人力物力，且提高工作效率。不仅如此其还具有无误差积累问题、误差分布均匀、能够满足一级点测量的精度要求。在控制测量中采用RTK，可以使作业效率得到极大的提高，对观测质量和定位精度进行实时的了解。

2.2.1收集资料

该控制测量工程中要对测区已有的控制成果进行收集，包括中央子午线、坐标系统、控制点的等级和坐标等等。

2.2.2测量前的准备工作

首先，要到基站中心提出使用HZCORS的申请，并签订相关的保密协议，由信息中心将用户名派发下去，并设置密码。其次，在接收机内装入具有GPRS功能的SIM手机卡，并将接收机打开，将接收机所处的状态确认下来。GPS接收机的工作模式有很多种，例如数据链、GSM移动台、基准站等等，要将接收机的状态设置为GSM移动台，确保能够应用HZCORS。第三，在手簿中输入密码、用户名、源节点、端口和IP，从而连接HZCORS和接收机。在接收机中新建任务，设置投影和椭球参数等。

2.2.3参数的幾何转换

要采用不少于三个高等级起算点来进行测区坐标系统参数的转换。要确保起算点能够对整个测区进行控制，并且分布均匀。要根据测区的具体情况进行转换，并检验起算点的可靠性，选择合适的数学模式。在优选和计算时要选用多点组合的方式。

2.2.4进行外业施测

采用HZCORS观测的一级GPS—RTK点必须确保独立观测的次数不少于四次，分别在上午、下午进行。在控制点施测时要将三角架设置好，并确保三角架的对中整平，观测历元不少于20个，采集间隔不超过5秒。

应该保障小于2厘米的平面收敛精度、小于3厘米的高程收敛精度，小于4厘米的测量的平面坐标较差和各次测量的大地高较差，取中数作为成果。如果出现了超限时的情况必须予以重测。

2.2.5质量检查

要对控制点的成果进行总点数不少于10%的外业检测和百分之百的内业检查。采用全站仪侧量角度和边长、快速静态技术测定坐标等方式来进行平面控制点的外援检测，采用相同等级的几何水准测量和三角高程测量来进行高程控制点检测，并确保检测点的均匀分布。

2.2.6质量评定

某市对辖区内的1081个采用HZCORS设测的一级GPS控制点进行了精度统计，根据统计结果，4次利用HZCORS的测量，对各区域高程精度平均值的测定位±0.019厘米，各区域平面精度平均值测定为±0.020厘米。采用HZCORS的平面控制点完全能够满足一级控制点的精度要求，具有较高的精度。

3.结语

采用CORS系统的GPS RTK控制点测量与传统的静态GPS和导线测量相比，具有外业费用节省、劳动强度低、操作简单、无需数据后处理等优势，能够将检验的成果资料实时提供出来。事实证明，HZCORS时一种非常先进和科学的系统，其能够对作业效率进行极大的提升，在控制测量中具有广泛的应用范围，具有较高的社会价值和经济价值，值得在更广泛的领域进行推广。

参考文献

[1]刘经南，刘晖.连续运行卫星定位服务系统——城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报（信息科学版），2013（03）

[2]胡立新，汤仲安.湖南CORS建设的战略构思与对策思考[J].测绘工程，2011（03）