程 宇

廊坊市水利勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北 廊坊 065000

1 概述

GPS定位技術(shù)近年來的發(fā)展主要集中在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量上，高精度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各部門的測(cè)繪行業(yè)中。特別是隨著一種新的RTK技術(shù)，“CORS”（連續(xù)運(yùn)行參考站）的日益成熟和普及，其在測(cè)量工作中的優(yōu)勢(shì)將愈發(fā)顯現(xiàn)。在此，筆者將CORS RTK技術(shù)在地形圖測(cè)繪中應(yīng)用的一些體會(huì)和方法加以總結(jié)。

2 GPS—RTK 與CORS工作原理

GPS-RTK系統(tǒng)由3個(gè)主要部分組成：空間部分（衛(wèi)星）、地面控制部分、用戶部分。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量系統(tǒng)是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成的組合系統(tǒng)。它是將基準(zhǔn)站（固定的GPS接收機(jī)）上觀測(cè)的載波信號(hào)、測(cè)站數(shù)據(jù)通過電臺(tái)或公眾移動(dòng)通訊網(wǎng)（CSM GPRS CDMA）傳輸給流動(dòng)站（運(yùn)動(dòng)中的GPS接收機(jī)），流動(dòng)站將基準(zhǔn)站傳來的載波觀測(cè)信號(hào)與流動(dòng)站本身觀測(cè)的載波觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)精密差分處理。事先輸入相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù)，即可實(shí)時(shí)得到精度達(dá)2cm～3cm的三維坐標(biāo)。

“CORS”是一種新的測(cè)量方法，新的RTK技術(shù)。在不具備建立大范圍“CORS”網(wǎng)絡(luò)的條件下，一個(gè)CORS站的覆蓋半徑就可達(dá)60km以上。其系統(tǒng)由參考站系統(tǒng)、系統(tǒng)控制中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、用戶數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)及用戶應(yīng)用系統(tǒng)組成。利用GPS差分定位技術(shù)，獲取實(shí)時(shí)差分定位解，利用公眾移動(dòng)通訊網(wǎng)（CSM GPRS CDMA等）傳輸和接收CORS信息。配置一臺(tái)雙頻GPS衛(wèi)星定位接收機(jī)，就可以進(jìn)行測(cè)圖工作了。其實(shí)時(shí)得到的三維坐標(biāo)精度可達(dá)2cm。

3 GPS-RTK 與CORS技術(shù)測(cè)圖作業(yè)實(shí)施步驟

3.1 采用基準(zhǔn)站（GPS-RTK）方式

1）將RTK基準(zhǔn)站安置在測(cè)區(qū)內(nèi)地勢(shì)較高、周圍無障礙物、遠(yuǎn)離高壓線、通訊塔等無線電干擾源的地點(diǎn)；

2）用RTK電子手簿啟動(dòng)基準(zhǔn)站。如采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸方式，可將基準(zhǔn)站設(shè)置成自啟動(dòng)模式。實(shí)際操作中只需開啟基準(zhǔn)站接收機(jī)，相關(guān)指示燈閃爍即可；

3）在RTK電子手簿中調(diào)出設(shè)置好（以校點(diǎn)）的相關(guān)文件，啟動(dòng)移動(dòng)站接收機(jī)。首先測(cè)量已知點(diǎn)后重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)。在已知點(diǎn)校核無誤后，手簿頁面中顯示固定即可開始測(cè)量。

3.2 采用CORS（連續(xù)運(yùn)行參考站方式）

采用CORS系統(tǒng)，就不需要架設(shè)基準(zhǔn)站了，只需一臺(tái)雙頻GPS衛(wèi)星定位接收機(jī)作為流動(dòng)站進(jìn)行測(cè)量工作。

1）設(shè)置好配置集，將GPS接收機(jī)設(shè)定在流動(dòng)工作狀態(tài)下；

2）得到流動(dòng)導(dǎo)航解后，打開CORS信息接收機(jī)；

3）登陸CORS信息系統(tǒng)平臺(tái)，接受來自CORS系統(tǒng)基站的實(shí)時(shí)差分信息。手簿頁面中顯示固定后即可開始測(cè)量。

4 優(yōu)勢(shì)對(duì)比

通過實(shí)踐，CORS與傳統(tǒng)GPS-RTK相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）覆蓋范圍廣。單個(gè)CORS（連續(xù)運(yùn)行參考站）站的覆蓋半徑就可達(dá)60km以上；

2）可連續(xù)工作。系統(tǒng)可以提供365d×24h不間斷服務(wù)；

3）應(yīng)用方便。用戶只需具備終端設(shè)備，不需要考慮差分以及插分站質(zhì)量，且主要通信手段連接安裝方便；

4）作業(yè)精度有保證。使用連續(xù)運(yùn)行參考站，可以避免臨時(shí)基站選站不當(dāng)而引入的起算偏差；

5）分工明確，減輕了作業(yè)負(fù)擔(dān)。外業(yè)人員可以把精力更多的投入到專業(yè)工作中；

6）節(jié)省資源。節(jié)約了工作成本，減少了區(qū)域電磁污染。

CORS作為高精度的RTK作業(yè)方式，在得到實(shí)時(shí)解的情況下平面和高程精度均能達(dá)到2cm，完全能滿足不同比例尺的地形圖測(cè)量要求。

5 CORS存在不足

通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，CORS雖然與傳統(tǒng)RTK技術(shù)相比有較大優(yōu)勢(shì)，但也存在一些不足，由于CORS系統(tǒng)參考站的差分信息是通過電信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅鲃?dòng)站的CORS信息接收器中，因此，在山區(qū)、城鎮(zhèn)和林木茂密等有大面積障礙的區(qū)域，有可能接收不到CORS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)差分信息。當(dāng)然在CORS覆蓋范圍之外更無法作業(yè)。

以上這些不足還需進(jìn)一步改善，目前只能運(yùn)用自備電臺(tái)的RTK和傳統(tǒng)測(cè)量方法解決。

6 RTK測(cè)圖注意事項(xiàng)

1）由于GPS定位測(cè)得的每點(diǎn)大地高H是以WGS84橢球的橢球面為基準(zhǔn)面。而我國現(xiàn)在采用的正常高程系統(tǒng)，是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面。兩個(gè)基準(zhǔn)面之間差異就是高程異常。在開始測(cè)量前，必須求出WGS-84參考橢球與高程基準(zhǔn)面（似大地水準(zhǔn)面）之間的異常差值。小面積測(cè)圖只需使用2-4個(gè)點(diǎn)來計(jì)算校正就可以了。如果測(cè)區(qū)面積較大，則需要建立和使用KTD文件，測(cè)量前用多點(diǎn)高程進(jìn)行擬合處理；

2）實(shí)際作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)衛(wèi)星工作情況合理確定測(cè)量時(shí)間（如利用衛(wèi)星和通訊信號(hào)好的時(shí)段抓緊測(cè)量障礙物多的測(cè)區(qū)），確保工作順利進(jìn)行；

3）RTK坐標(biāo)數(shù)據(jù)采樣時(shí)，其整周模糊度必須是窄帶固定解，浮動(dòng)解時(shí)不能采樣；

4）在外業(yè)測(cè)量時(shí)，如采用CORS站系統(tǒng)，接收機(jī)開機(jī)后長時(shí)間不能登陸CORS網(wǎng)絡(luò)，可先關(guān)機(jī)重新連接登陸CORS網(wǎng)絡(luò)，如一直沒有CORS基站信號(hào)，要和CORS控制中心聯(lián)系；

5）CORS控制中心要設(shè)專用電腦設(shè)備，不可兼作它用；

6） 在地形圖測(cè)繪中，如遇到茂密高大的樹木、農(nóng)作物時(shí)，要采取加長測(cè)桿高度的方法，如使用電臺(tái)通訊還可調(diào)整電臺(tái)信號(hào)強(qiáng)度以更好地提高RTK的接收效果。必要時(shí)可采取與全站儀常規(guī)測(cè)量相結(jié)合的方式，這樣既能保證測(cè)量效率，又可以保證測(cè)量精度。

7 結(jié)論

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)具有巨大優(yōu)勢(shì)，CORS技術(shù)是在其基礎(chǔ)之上的又一次飛躍。相信隨著GPS技術(shù)不斷發(fā)展，連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）等技術(shù)不斷完善，諸如網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限、各部門資源有待整合共享、遇障礙物失鎖、信號(hào)較弱時(shí)出現(xiàn)粗差、存在測(cè)量盲區(qū)等缺陷會(huì)逐漸得到解決。測(cè)繪實(shí)踐中，我們應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)揚(yáng)長避短以獲得更高的工作效率。

[1]GB50026-93工程測(cè)量規(guī)范[S].

[2]SL52-93水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范[S].

[3]趙澤平.建筑施工測(cè)量[M].河南：黃河水利出版社，2005.

[4]李征航，黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理[[M].武漢大學(xué)出版社，2005，3.