苑慶中 劉玉臣 聊城市水利局,山東 聊城252000

1 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)簡介

CORS的全稱是Continuous Operational Reference System，是集衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機技術(shù)、 數(shù)字通訊技術(shù)等手段為一體，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)RTK差分信息生產(chǎn)方式有虛擬參考站法VRS（Virtual Reference Station）、區(qū)域改正法FKP（Area Correction Parameter）和主輔站技術(shù)MAC（Masterauxiliary concept）。VRS是較成熟的方法。

VRS網(wǎng)絡(luò)中，各固定參考站不直接向移動站發(fā)送任何改正信息，而是將所有的原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊線發(fā)給控制中心，同時，移動站在工作前，先通過GSM的短信息功能向控制中心發(fā)一個概略坐標(biāo)，控制中心收到該位置信息后，根據(jù)用戶位置，由計算機自動選擇最佳的一個固定基準(zhǔn)站，根據(jù)這些站發(fā)來的信息，整體改正GPS的軌道誤差、電離層、對流層、大氣折射等引起的誤差，將高精度的差分信號發(fā)給移動站。該差分信號的效果相當(dāng)于在移動站旁生產(chǎn)一個虛擬的參考站，解決了RTK作業(yè)距離的限制問題，并保證了用戶的精度。

1.1 VRS的優(yōu)勢：

1.1.1 允許服務(wù)器應(yīng)用整個網(wǎng)絡(luò)的信息來計算電離層和對流層的復(fù)雜模型。

1.1.2 消除了對流層誤差，在整個VRS生產(chǎn)步驟中對流層模型是一致的，而在FKP模式中，則存在著服務(wù)器和流動站所用對流層模型不一致的危險。

1.1.3 成果的可靠性、信號可利用性和精度水平在系統(tǒng)的有效覆蓋范圍內(nèi)大致均勻，同離開參考站的距離無明顯相關(guān)性。費用大幅度降低，70km的邊長使GPS網(wǎng)絡(luò)費用大大降低，用戶不再架設(shè)自己的基準(zhǔn)站；相對傳統(tǒng)的RTK，提高了精度，1ppm的概念沒了，在VRS網(wǎng)絡(luò)控制范圍內(nèi)，精度始終在1～2cm；采用多個參考站的聯(lián)合數(shù)據(jù)，可靠性隨之提高。VRS網(wǎng)絡(luò)RTK解算模式下，流動站到虛擬參考站（VRS）保持在幾十米的距離，RTK固定解的比例誤差部分可以忽略不計，只余固定誤差部分。采用VRS技術(shù)，實現(xiàn)在CORS系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)RTK精度的均衡比，并提高RTK收斂速度及固定解的可靠性。

1.2 VRS的劣勢：在支持流動站進行動態(tài)應(yīng)用方面有一定的局限性，特別是在大型網(wǎng)絡(luò)內(nèi)、在運動中進行撥號服務(wù)的時段。在VRS中，修正信息是在撥號時根據(jù)初始流動站的位置計算基線得到，若流動站在撥號后位置移動，則該修正對流動站的新位置不一定合適。雖然這種效果僅影響長距離運動的流動站，但通過采用附加的信息，流動站也能在該情況下工作。需選一個主參考站，若主參考站出故障，需重新選擇，服務(wù)產(chǎn)生間斷；傳輸數(shù)據(jù)量較大。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK的誤差來源及應(yīng)對措施

2.1 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差及削弱

2.1.1 衛(wèi)星星歷誤差，通過建立衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨立測軌、軌道改進法、同步求差法等，在平差模型中將星歷中給出的衛(wèi)星軌道參數(shù)作為未知參數(shù)納入平差模型，通過平差同時得到測站位置及軌道偏移改正數(shù)。

2.1.2 衛(wèi)星鐘的誤差，采用鐘差改正法和差分技術(shù)削弱。

2.2 與信號傳播有關(guān)的誤差及削弱

2.2.1 電離層延遲，利用雙頻接收機將L1和L2的觀測值進行線性組合來削弱電離層的影響、利用2個以上觀測站同步觀測量求差、利用電離層模型加以改正、選擇有利觀測時段。

2.2.2 對流層延遲，利用同步觀測量求差和對流層模型加以改正。

2.2.3 多路徑誤差，采用扼流圈天線、能削弱多徑誤差的抑徑天線、參考站和流動站附近設(shè)吸收電波材料、選擇視野開闊無反射面的點位。

2.3 與接收機的誤差及削弱

2.3.1 接收機鐘的鐘誤差，同步觀測5顆以上衛(wèi)星，采用對觀測值的求差（星間單差，星站間雙差）削弱。

2.3.2 接收機的位置誤差，通過對天線進行檢驗校正削弱。

2.4 與GPS參考站系統(tǒng)及通信有關(guān)的誤差

同距離有關(guān)的誤差主要部分可通過多參考站技術(shù)來削弱，因網(wǎng)絡(luò)RTK自身的解算模型以及參考站系統(tǒng)軟件的調(diào)節(jié)功能，能夠削弱誤差，使網(wǎng)絡(luò)RTK定位精度均勻，良好的通訊條件是獲取高質(zhì)量RTK成果的保證。

2.5 與作業(yè)人員有關(guān)的誤差及削弱

選擇適當(dāng)時段，選擇同等精度的高等級控制點求轉(zhuǎn)換參數(shù)，使腳架對中整平，準(zhǔn)確量取天線高，設(shè)置適當(dāng)?shù)氖諗恐担m當(dāng)增加觀測歷元數(shù)，初始化后重復(fù)觀測，求取平均值，能有效提高測量精度。

3 SDCORS簡介

山東CORS系統(tǒng)：于2011年3月18日正式開通，為用戶提供厘米級實時網(wǎng)絡(luò)差分定位服務(wù)（RTCM2.3、RTCM3.0、CMR三種數(shù)據(jù)格式）。由101個參考站點組成，覆蓋山東省全境，相鄰基線平均邊長52公里，30～70公里的邊長占總數(shù)的85%。據(jù)CORS中心統(tǒng)計分析，GPS網(wǎng)點空間直角坐標(biāo)精度X≤±3.5mm，Y≤±6.0mm，Z≤±4.8mm，GPS網(wǎng)點南北方向的精度≤±2.0mm。點位變化，GPS網(wǎng)點南北方向的變化≤3.0cm，東西方向的變化均≤1cm。系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)RTK精度水平≤3cm，垂直≤5cm；事后精密定位及變形監(jiān)測精度水平≤5mm，垂直≤10mm。RTK連續(xù)地形模式下外符合精度平面最大值0.0456m，最小值0.0046m，平均值0.0188m；高程最大值0.129m，最小值0005m，平均值0.0363m。

SDCORS使用TOP_NET軟件，采用VRS技術(shù)，所發(fā)送的參數(shù)模型是根據(jù)站點的概率位置，由軟件自動計算形成的區(qū)域性參數(shù)模型。其好處是根據(jù)全省各地的不同外部因素環(huán)境，使用符合本區(qū)域的改正參數(shù)模型。避免全省一個模型，造成因環(huán)境狀況不同而導(dǎo)致精度下降。

4 網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用實例

在22.7平方公里的某1/1000比例尺地形圖測量項目區(qū)，使用經(jīng)檢核合格的南方S82T GPS接收機，利用SDCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，聯(lián)測了測區(qū)內(nèi)及周邊均勻分布的4個C級（三等水準(zhǔn)精度）、4個D級（四等水準(zhǔn)精度）GPS點求取轉(zhuǎn)換參數(shù)，平面和垂直殘差均≤1.6cm，在測區(qū)布設(shè)一級GPS點38個，圖根點350個，使用腳架對中整平，重新初始化后獨立觀測4次，每次30個歷元，全采用固定解，各次結(jié)果較差符合限差要求后求平均值。

5 網(wǎng)絡(luò)RTK精度檢測

為檢驗測量成果的精度和可靠性，我們使用5種檢測方法。

5.1 已知點檢驗法：對比測區(qū)附近的3個D級GPS點，平面殘差最大為0.95cm，高程殘差最大為1.2cm.

5.2 與靜態(tài)定位成果對比法：對網(wǎng)絡(luò)RTK施測的18個一級GPS點以靜態(tài)模式定位施測，并施測了四等水準(zhǔn)精度的高程，比較結(jié)果顯示，平面≤1cm的占72.2%，1～2cm的占22.2%，≥2cm的占5.6%；高程≤2cm的占83.3%，＞2cm的占16.7%。

5.3 相對長度檢測法：對相互通視的一級GPS點，使用經(jīng)檢驗合格的2″級全站儀進行邊長測量，檢測的12對點，相對誤差均小于1/20000.

5.4 不同歷元檢測法：對已經(jīng)施測的一級GPS和圖根點，在不同的時間段，按照相同的要求施測3次，較差均在限差范圍內(nèi)。

5.5 高程影響檢測法：假定某點真實高程為H，對中桿分三級，級差為0.5m，將觀測值與理論值比較，將試驗點分布在整個測區(qū)，對各點觀測結(jié)果統(tǒng)計分析，CORS在高程方面的精度及靈敏度相當(dāng)高。

通過分析可以看出，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)能滿足低等級控制和碎部測量的精度要求。

6 網(wǎng)絡(luò)RTK的應(yīng)用前景

實現(xiàn)從傳統(tǒng)的地面控制到無控制網(wǎng)系統(tǒng)，不受城市建設(shè)等因素的影響，準(zhǔn)確實時快速提供控制點。滿足地球物理與環(huán)境監(jiān)測的需求，進行地震、滑坡、板塊運動監(jiān)測，減少或避免自然災(zāi)害帶來的人身財產(chǎn)損失。為公共安全提供服務(wù)，與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)對公共車輛的防爆、防盜、防火、急救、調(diào)度及特種車輛運行線路的全程監(jiān)控，實時對車輛導(dǎo)航、跟蹤、信息查詢、緊急求援等。

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