蔡楊宇

（1.潮州市國(guó)土資源測(cè)繪隊(duì)，廣東 潮州521000）

隨著GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、空間技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，以及大量CORS連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)建設(shè)和開通運(yùn)營(yíng)，基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（CNSS)下的CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，并正在取代常規(guī)RTK技術(shù)成為地形圖測(cè)繪、礦山測(cè)量、公路測(cè)量、水利工程測(cè)量、城市規(guī)劃測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)以及國(guó)土資源調(diào)查等工作領(lǐng)域的主要測(cè)量技術(shù)手段。網(wǎng)絡(luò)RTK（GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）在工程應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用帶來的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上推動(dòng)了CORS系統(tǒng)的建設(shè)，同時(shí)也逐漸成為CORS系統(tǒng)中非常重要的用戶，甚至在某些特殊地區(qū)還是其唯一的用戶。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)與常規(guī)RTK技術(shù)相比，在作業(yè)領(lǐng)域、作業(yè)范圍、測(cè)量精度、操控可行性、可靠性和高效性等方面均有較大優(yōu)勢(shì)[1,2]。

1 國(guó)內(nèi)CORS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)在認(rèn)識(shí)到CORS系統(tǒng)建設(shè)重要性的基礎(chǔ)上，于1993年開始建立自己的永久性連續(xù)觀測(cè)站，并逐步構(gòu)成一個(gè)連接北京、上海、深圳、天津、西安、昆明、貴陽等永久GPS跟蹤站的覆蓋全國(guó)大中型城市的CORS系統(tǒng)。城市CORS服務(wù)系統(tǒng)建成投運(yùn)后，將服務(wù)于測(cè)繪、土地管理、地震、交通、公共安全、氣象、城市規(guī)劃等工程領(lǐng)域。

2 CORS-RTK技術(shù)工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 CORS-RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)

CORS能夠全年全天不間斷在線提供服務(wù)，可以全面取代常規(guī)大地測(cè)量控制網(wǎng)，具有作業(yè)效率高、定位精度高、不存在誤差積累、全天候連續(xù)作業(yè)、集成自動(dòng)化程度高、運(yùn)行維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在工程測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3]。例如，地處廣東省東大門的潮州市，由于城市建設(shè)速度加快，新增許多路網(wǎng)和建筑物，對(duì)原有范圍城鎮(zhèn)基礎(chǔ)測(cè)繪成果需要進(jìn)行修補(bǔ)測(cè)，而原有GPS-D、E級(jí)控制點(diǎn)和5"、8"導(dǎo)線點(diǎn)破壞嚴(yán)重，各測(cè)繪單位要么花大量人力重新布設(shè)，要么仍以支站方式，這不但保證不了精度，還造成了人力物力財(cái)力的浪費(fèi)。形成一個(gè)以永久基站為控制點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，將極大地加快該城市基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)。

2.2 RTK技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

以潮州市供水樞紐壩區(qū)范圍和堤圍防護(hù)工程征地范圍測(cè)量應(yīng)用CORS系統(tǒng) RTK測(cè)量技術(shù)為例，闡述CORS系統(tǒng) RTK技術(shù)在建設(shè)用地、地形測(cè)量、權(quán)屬定界等的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[4]。

2.2.1 優(yōu)選測(cè)量手段

本測(cè)區(qū)位于市區(qū)東面湘橋區(qū)與潮安縣交界處，涉及湘橋區(qū)韓江西岸2村及潮安縣韓江東岸2個(gè)鎮(zhèn)3個(gè)村的土地及沿江防護(hù)堤圍土地，測(cè)量面積約666 666.7 km2。因地形地貌、權(quán)屬關(guān)系復(fù)雜，用地種類較多，權(quán)屬界址點(diǎn)數(shù)量大，采用常規(guī)測(cè)量手段施測(cè)十分困難，很難在短時(shí)間內(nèi)完成用地范圍測(cè)量和放樣界樁點(diǎn)工作。擬采用CORS系統(tǒng) RTK測(cè)量技術(shù)布設(shè)圖根控制點(diǎn)為主，直接測(cè)量無遮擋地形地貌為輔，并配合全站儀全面施測(cè)作為本測(cè)區(qū)地形圖的施測(cè)技術(shù)手段，在充分調(diào)研論證并通過試驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證的基礎(chǔ)上全面實(shí)施，取得了比較好的效果。

2.2.2 RTK技術(shù)的測(cè)量作業(yè)

1）選用設(shè)備。測(cè)量作業(yè)儀器設(shè)備選用Trimble5800，儀器配備GPRS調(diào)制解調(diào)器，選用專用SIM卡。作業(yè)前，需要對(duì)流動(dòng)站端GPRS調(diào)制調(diào)器內(nèi)插入SIM卡，并對(duì)GPRS模塊進(jìn)行無線上網(wǎng)設(shè)置，然后在操作手簿上設(shè)置APN、訪問IP地址和端口。利用網(wǎng)絡(luò)RTK 的GPS虛擬參考站VRS技術(shù) ，初始化時(shí)應(yīng)符合下列條件：PDOP值小于6、衛(wèi)星高度截止角大于15°、有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)大于等于5顆。若初始化通信連接成功后，在系統(tǒng)提供的源列表中選擇需要的差分?jǐn)?shù)據(jù)，啟動(dòng)移動(dòng)站待得到固定解即可進(jìn)行測(cè)量。

2）建立測(cè)區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)。選取精度高、可靠性好的城市基本控制網(wǎng)點(diǎn)作為RTK 測(cè)量的工作基準(zhǔn)，選定了5個(gè)分布于該測(cè)區(qū)周圍的城市D、E級(jí)GPS 三維控制網(wǎng)點(diǎn)，組成本次測(cè)量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng)，并利用這些控制點(diǎn)的WGS84 坐標(biāo)系和1980年西安坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換建立該測(cè)區(qū)地方坐標(biāo)系統(tǒng)。在進(jìn)行以上平面點(diǎn)校正后最大水平殘差均小于0.03 m；高程點(diǎn)校正后，最大垂直殘差小于0.05 m，即此平面點(diǎn)和高程點(diǎn)校正的精度完全達(dá)到cm測(cè)量的要求。符合技術(shù)精度要求，基本滿足全天RTK作業(yè)可用性95%的指標(biāo)要求。

3）布設(shè)圖根控制點(diǎn)，配合全站儀全面施測(cè)。利用流動(dòng)站Trimble 5800接收機(jī)在測(cè)區(qū)內(nèi)有目的地布設(shè)20個(gè)控制點(diǎn)，每2～3點(diǎn)保持通視為1組，其余建筑物、地物復(fù)雜的加密圖根點(diǎn)由全站儀布設(shè)。具體做法為：一組由1名施測(cè)人員利用流動(dòng)站直接測(cè)量一些無遮擋地形地貌，而另一組由2名測(cè)量人員用索佳免棱鏡全站儀，利用布設(shè)好的控制點(diǎn)對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的建筑物、地物等進(jìn)行全面施測(cè)。

4）數(shù)據(jù)整理成圖。此次測(cè)量共完成測(cè)區(qū)及周邊約666 666.7 km2的用地面積，權(quán)屬界址點(diǎn)130個(gè)。內(nèi)業(yè)用天寶公司提供的專業(yè)軟件提取GPS數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)為CAD通用格式dat文件，融合全站儀提取的測(cè)量點(diǎn)（dat格式）用南方CASS7.1成圖軟件依據(jù)相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制成1∶500地形圖，再根據(jù)需要制成相關(guān)用地紅線圖和宗地圖提供給用戶。

2.2.3 測(cè)量作業(yè)效果分析

此次采用CORS系統(tǒng) RTK配合全站儀測(cè)量技術(shù)與以往采用靜態(tài)GPS布點(diǎn)控制、傳統(tǒng)的1+1GPS RTK工作模式和純?nèi)緝x引點(diǎn)控制模式相比，大大減少了投入人力、工作量、工作時(shí)間，精度方面克服了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的弊病，完全能滿足各種工程測(cè)量對(duì)測(cè)量精度的要求。

3 CORS-RTK技術(shù)的發(fā)展前景

由于目前網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)還不是非常成熟，加上沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來的兼容性問題有待處理；系統(tǒng)誤差模型的生成還存在較多問題，尤其在電離層和對(duì)流層等活動(dòng)條件下出現(xiàn)的誤差依然是工程應(yīng)用中需要進(jìn)一步研究的問題；另外CORS系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性、可靠性以及保密性等均需要進(jìn)一步提高[5]。但網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)已成為工程測(cè)量領(lǐng)域研究的重要課題，尤其是在長(zhǎng)距離、非差解算、多系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成等方向，也將是網(wǎng)絡(luò)RTK發(fā)展的重要方向。

1）長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)RTK模式下，盡管CORS站的坐標(biāo)已可以精確給定，但由于與距離相關(guān)的衛(wèi)星軌道、對(duì)流層、電離層等活動(dòng)因素的影響，CORS靜態(tài)基線的解算依然存在距離的限制。就當(dāng)前商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)RTK軟件來說，CORS靜態(tài)基線長(zhǎng)度通常建議在80 km以內(nèi)，該標(biāo)準(zhǔn)在城市范圍內(nèi)能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于偏于山區(qū)，考慮到工程建設(shè)成本等因素;建設(shè)更長(zhǎng)距離的網(wǎng)絡(luò)RTK才會(huì)獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，建立長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)RTK，并能在大氣效應(yīng)活躍地區(qū)確保算法運(yùn)算的準(zhǔn)確可靠，是未來RTK研究的重要內(nèi)容。

2）多導(dǎo)航定位系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的發(fā)展。在建筑物密集的城區(qū)實(shí)現(xiàn)cm級(jí)的GPS實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位，一直是工程測(cè)量人員研究的重要內(nèi)容。城市化建設(shè)步伐的不斷加快，高樓大廈等大型建筑物的遮擋，導(dǎo)致可視衛(wèi)星的數(shù)量變得相當(dāng)有限。將GPS、GLONASS、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、GALILEO系統(tǒng)等導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成GNSS多導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，可以有效地提高城市等建筑密集區(qū)的可視衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)量，不僅可以提高衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的精度和實(shí)時(shí)可靠性，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)快速初始化和數(shù)據(jù)預(yù)處理，更好為城區(qū)大地測(cè)量及相關(guān)工程領(lǐng)域服務(wù)[6]。在一定地域內(nèi)建立若干個(gè)GNSS固定的CORS連續(xù)運(yùn)行站，并經(jīng)高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)同步處理和監(jiān)測(cè)監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量分散數(shù)據(jù)的集中處理和監(jiān)控，并將這些經(jīng)處理后的GNSS信息，按照用戶實(shí)際功能需求，提供相應(yīng)服務(wù)。GNSS-CORS服務(wù)系統(tǒng)可以為用戶提供GPS導(dǎo)航、GPS定位、測(cè)速、變形監(jiān)測(cè)、降雨預(yù)報(bào)、電離層探測(cè)等服務(wù)，進(jìn)而可以滿足國(guó)土資源管理、基礎(chǔ)地圖測(cè)繪、工程測(cè)量、氣象預(yù)報(bào)、智能交通等管理服務(wù)部門的工作需求，對(duì)加速區(qū)域和城市“數(shù)字化”建設(shè)具有非常重要的意義。

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