程鋒

(諸暨市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江諸暨 311800)

基準(zhǔn)站變化對(duì)基于CORS系統(tǒng)的RTK數(shù)據(jù)質(zhì)量影響

程鋒?

(諸暨市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江諸暨 311800)

利用浙江省連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)獲取部分諸暨市實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)測(cè)量數(shù)據(jù)，選取其中12個(gè)測(cè)試點(diǎn)，比較基準(zhǔn)站位置變化引起的CORS系統(tǒng)誤差對(duì)RTK數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由于基準(zhǔn)站變化導(dǎo)致CORS系統(tǒng)的RTK測(cè)量數(shù)據(jù)的高程誤差不超過(guò)7 cm，平面誤差不超過(guò)3 cm，滿足浙江省GPS－RTK測(cè)量技術(shù)要求。

CORS系統(tǒng)；RTK；基準(zhǔn)站；數(shù)據(jù)質(zhì)量

1 引 言

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)(GNSS CORS)主要由連續(xù)運(yùn)行參考站、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等三部分組成[1]。它通過(guò)在某一區(qū)域設(shè)立多個(gè)GNSS固定的連續(xù)運(yùn)行站，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)將這些測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送至一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)集中處理和監(jiān)控，并將處理后的空間數(shù)據(jù)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶，為用戶提供即時(shí)、精確的空間信息[2，3]。CORS在城市建設(shè)中的應(yīng)用非常廣泛，主要包括城市規(guī)劃、國(guó)土規(guī)劃、城市管理、形變監(jiān)測(cè)、交通管理、公共安全和信息化服務(wù)等應(yīng)用[4]。為了加快“數(shù)字浙江”工程建設(shè)，提高浙江省基礎(chǔ)地理信息化水平，浙江省于2006年5月份啟動(dòng)“浙江連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(ZJCORS)”工程，并于2008年10月建成并投入使用[5]。諸暨市位于浙江中部，該市規(guī)劃部門從2009年3月份開(kāi)始使用浙江省CORS系統(tǒng)，目前已將CORS系統(tǒng)應(yīng)用于諸暨市圖根控制測(cè)量、施工放樣、地形測(cè)繪和面積測(cè)量等工作中。

RTK作業(yè)誤差來(lái)源包括CORS系統(tǒng)誤差、RTK測(cè)量誤差、CORS數(shù)據(jù)中心與RTK數(shù)據(jù)通信誤差以及WGS－84坐標(biāo)系與地方坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差。CORS系統(tǒng)誤差主要有衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星時(shí)鐘誤差及相對(duì)論效應(yīng)，與信號(hào)傳播有關(guān)的電離層折射延遲、對(duì)流層折射誤差以及多路徑誤差，與GPS接收機(jī)有關(guān)的接收機(jī)鐘誤差、接收機(jī)位置誤差等[6]。本文以浙江省諸暨市為例，通過(guò)分析12個(gè)觀測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)站變遷前后的坐標(biāo)變化，探討了CORS系統(tǒng)誤差對(duì)RTK測(cè)量的坐標(biāo)精度的影響。

2 CORS系統(tǒng)諸暨市基準(zhǔn)站的建立

諸暨市連續(xù)運(yùn)行參考站在浙江省CORS中的位置如圖1所示，CORS系統(tǒng)應(yīng)用范圍覆蓋該市2000多平方千米區(qū)域，其基準(zhǔn)站與周邊的蕭山、紹興、嵊州、義烏等基準(zhǔn)站相連。2008年，在CORS基站設(shè)站初期，紹興市規(guī)劃局和諸暨市規(guī)劃局確定將基準(zhǔn)站建在市某學(xué)校圖書(shū)館大樓樓頂。但是，隨后發(fā)現(xiàn)圖書(shū)館樓在寒、暑假期間經(jīng)常停電，在此期間CORS系統(tǒng)無(wú)法正常工作。為此，紹興市規(guī)劃部門在2009年10月將基準(zhǔn)站遷移至該校新建的五層綜合樓樓頂，該樓在寒、暑假期間都不停電，滿足CORS系統(tǒng)RTK實(shí)時(shí)、全天候作業(yè)的要求。因此，諸暨的CORS基準(zhǔn)站點(diǎn)發(fā)生了改變，這種變化必然會(huì)影響RTK測(cè)量精度。

圖1 諸暨市基準(zhǔn)站在浙江省CORS系統(tǒng)中位置示意圖

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

在基站未遷移前，我們選取了諸暨市20多個(gè)有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀測(cè)點(diǎn)，利用CORS系統(tǒng)RTK技術(shù)獲取了這些點(diǎn)在WGS－84坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，同時(shí)將這些點(diǎn)作為CORS系統(tǒng)RTK作業(yè)的轉(zhuǎn)換參數(shù)使用?；具w移后，我們利用CORS系統(tǒng)RTK技術(shù)重新采集了部分點(diǎn)在WGS－84坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)。12個(gè)共同觀測(cè)點(diǎn)的分布如圖2所示。

圖2 共同觀測(cè)點(diǎn)分布圖

基準(zhǔn)站變動(dòng)前觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 表1

基準(zhǔn)站變動(dòng)后觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 表2

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所有觀測(cè)點(diǎn)采用強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，重復(fù)量測(cè)天線高，消除了CORS系統(tǒng)中的RTK測(cè)量誤差影響；基準(zhǔn)站變化前后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一用Trimble R8配套手簿內(nèi)置軟件解算，并以5號(hào)點(diǎn)為參考點(diǎn)進(jìn)行一點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，這樣消除了CORS系統(tǒng)中坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換誤差影響；12個(gè)觀測(cè)點(diǎn)均位于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)或城區(qū)中心，且周圍視野開(kāi)闊，保證CORS數(shù)據(jù)中心與RTK數(shù)據(jù)通信質(zhì)量良好。因此，12個(gè)觀測(cè)點(diǎn)主要受到基準(zhǔn)站變化導(dǎo)致的CORS系統(tǒng)誤差的影響。表1、表2分別為基準(zhǔn)站變動(dòng)前后觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

根據(jù)以上兩組數(shù)據(jù)，得到觀測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)站遷移前后的變化，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 各觀測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)站遷移前后的坐標(biāo)誤差

按照2008年3月浙江省測(cè)繪局試行的《浙江省GPS－RTK測(cè)量技術(shù)規(guī)定》，一、二級(jí)GPS－RTK平面測(cè)量精度小于3 cm[7]。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的比較分析，我們發(fā)現(xiàn)，基準(zhǔn)站遷移變化導(dǎo)致CORS系統(tǒng)采集的RTK數(shù)據(jù)的高程誤差不超過(guò)7 cm，平面誤差不超過(guò)3 cm，這一結(jié)果符合浙江省GPS－RTK一、二級(jí)平面控制測(cè)量技術(shù)要求。

4 結(jié) 論

本文分析諸暨市基準(zhǔn)站遷移導(dǎo)致的CORS系統(tǒng)誤差大小，研究基準(zhǔn)站變化對(duì)基于CORS系統(tǒng)的RTK數(shù)據(jù)質(zhì)量影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由基準(zhǔn)站的變化引起的CORS系統(tǒng)誤差對(duì)RTK測(cè)量平面精度影響較小，可以滿足一、二等GPS－RTK平面控制，但對(duì)部分點(diǎn)的高程測(cè)量精度影響較大，在實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)該注意復(fù)測(cè)檢核。

致謝:作者在本文創(chuàng)作過(guò)程中得到同濟(jì)大學(xué)蔡銀橋博士的指導(dǎo)，在此表示感謝。

[1] 李健，呂志平，喬書(shū)波.連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)的演化與發(fā)展趨勢(shì)[J].測(cè)繪科學(xué)，2008(S1):44～46

[2] 劉經(jīng)南，劉暉.連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)——城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，2003 (3):259～264[3] 陳俊勇，黨亞民.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的進(jìn)展及建設(shè)CORS的思考[J].地理空間信息，2009(3):1～4

[4] 潘一平，吳宇翔，王鳴霄等.建立CORS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的探討[J].現(xiàn)代測(cè)繪，2010(4):8～10

[5] 蔡榮華，蘇立錢，楊一挺等.浙江省省級(jí)CORS系統(tǒng)RTK測(cè)試與分析[J].全球定位系統(tǒng)，2009(3):41～45

[6] 盧輝.CORS系統(tǒng)下RTK作業(yè)誤差影響分析[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2010(2):26～28

[7] ZCB 001－2008.浙江省GPS－RTK測(cè)量技術(shù)規(guī)定(試行) [S].

RTK Data Quality Study for Base Station Change of the CORS

Cheng Feng
(Zhuji Investigation，Design＆Research Institute，Zhuji 311800，China)

Real Time Kinematic(RTK)measurements in Zhuji of Zhejiang Province were performed using Zhejiang Continuously Operating Reference Stations(ZJCORS).Twelve points were selected to test the errors caused by the change of CORS base station.The experimental shows that the position change of the base station of RTK in the CORS can lead to stronger elevation errors which are about 7cm，and smaller planar errors which are less than 3cm.With the change of base station，the achieved accuracy meets the requirements of Zhejiang GPS－RTK planar technical measurements.

CORS；RTK base station system；data quality

1672－8262(2011)02－75－02

P228.4

B

2010—11—07

程鋒(1978—)，男，工程師，主要從事GPS、工程測(cè)量、GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等。