張自賓

（同煤集團(tuán) 地質(zhì)勘測(cè)處，山西 大同 037003）

1 概述

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)GNSS的快速發(fā)展，利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位參考站實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到大范圍的使用，近年來(lái)從國(guó)家到地方建設(shè)了超過(guò)2000多個(gè)GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站 (Continuously Operating Reference Stations，CORS)，其中國(guó)家級(jí)參考站網(wǎng)：“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)工程”260站、國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)一期工程360站，我國(guó)于2000年在深圳建立了第一個(gè)城市級(jí)CORS，至今，我國(guó)大部分省份都已建立了省級(jí)CORS，而省級(jí)CORS站網(wǎng)一般都在100站左右，這些系統(tǒng)已逐步取代傳統(tǒng)的高等級(jí)GNSS控制點(diǎn)，為國(guó)家的生產(chǎn)建設(shè)提供著穩(wěn)定的坐標(biāo)框架基礎(chǔ)［1-4］。

同煤集團(tuán)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng) （TMCORS）在2014年10月開(kāi)始投入使用，采用GPS、GLONASS雙星系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行至今穩(wěn)定、可靠。在大同礦區(qū)共建立了3個(gè)連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星參考站，分別為：tash站、yzsh站、tief站，平均邊長(zhǎng)34.05 km，覆蓋總面積約2123.7 km2，形成了大同煤田CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全覆蓋。RTK流動(dòng)站在作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到很多問(wèn)題，如建筑物遮擋致使衛(wèi)星資源分布可用率差；大同煤田多為山區(qū)，CORS數(shù)據(jù)傳輸全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，然而作業(yè)地點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全或者無(wú)法連接到internet，RTK流動(dòng)站將無(wú)法與服務(wù)器中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)數(shù)據(jù)源列表可用，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)等問(wèn)題。對(duì)于前者可配合激光測(cè)距儀進(jìn)行隱蔽點(diǎn)測(cè)量解決，后者因受到網(wǎng)絡(luò)的限制，本文經(jīng)過(guò)探討研究，使用準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位的方法予以解決，通過(guò)近年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用過(guò)程證明此方法具有一定的可行性和可推廣性，對(duì)用戶遇到類似的問(wèn)題起到一定的幫助和指導(dǎo)作用。

2 無(wú)通信網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位方法

同煤集團(tuán)連續(xù)運(yùn)行參考站使用三臺(tái)徠卡GRX1200+接收機(jī)，天線使用徠卡的具有最高的相位中心精度和優(yōu)質(zhì)的抑制多路徑性能的Leica AR10天線，數(shù)據(jù)處理中心使用Leica GNSSSpider軟件，自動(dòng)解算播發(fā)各種國(guó)際通用格式改正數(shù)，內(nèi)嵌Leica GNSS Spider Web服務(wù)。Leica GNSS Spider Web它可以實(shí)現(xiàn)全天候24 h顯示和瀏覽CORS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，提供了高效、安全的訪問(wèn)后處理數(shù)據(jù)的功能，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器從各個(gè)站點(diǎn)或者完整的網(wǎng)絡(luò)向用戶分發(fā)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及虛擬RINEX獲取服務(wù)，即提供一種準(zhǔn)實(shí)時(shí)的獲取定位坐標(biāo)的方法。

在無(wú)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，使用虛擬RINEX服務(wù)可以解決RTK流動(dòng)站作業(yè)時(shí)無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)坐標(biāo)定位的問(wèn)題，它是模擬網(wǎng)絡(luò)正常情況下，客戶端請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)提供的一種虛擬指定站點(diǎn)或者完整網(wǎng)絡(luò)差分解算數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)解算數(shù)據(jù)的還原而生成虛擬RINEX數(shù)據(jù)，解算方法與解算精度等同于網(wǎng)絡(luò)正常情況下的解算坐標(biāo)值。具體操作過(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 Leica GNSS SpiderWeb服務(wù)流程

2.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

以常規(guī)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集的方法進(jìn)行未知點(diǎn)位的雙星靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，采樣速率1 s或者0.5 s都可以，記錄需要測(cè)量點(diǎn)位的儀器高度、點(diǎn)位名稱等信息；常規(guī)E級(jí)GNSS網(wǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集需45 min，虛擬RINEX服務(wù)的外業(yè)采集只需5～10 min即可。

2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

野外通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)數(shù)據(jù)管理中心，以管理員身份登錄SpiderWeb，完成網(wǎng)絡(luò)改正數(shù)存檔配置。

圖2 網(wǎng)絡(luò)改正數(shù)存檔配置

進(jìn)入虛擬RINEX服務(wù)，填寫虛擬RINEX表格。

日期以當(dāng)?shù)貢r(shí)間為準(zhǔn)；文件時(shí)間長(zhǎng)度輸入需要的時(shí)段長(zhǎng)度，不能超過(guò)24 h；緯度，經(jīng)度，高程可以通過(guò)RTK接受機(jī)獲取的概略WGS84坐標(biāo)值填寫，衛(wèi)星系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)選取GPS、GLONASS雙星，提交即可從配置路徑中獲取。

圖3 虛擬RINEX數(shù)據(jù)申請(qǐng)

使用靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件將接收機(jī)靜態(tài)記錄文件和虛擬RINEX文件導(dǎo)入，通過(guò)單基線解算、平差，輸入控制點(diǎn)成果即可獲得未知點(diǎn)位坐標(biāo)，數(shù)據(jù)處理過(guò)程與采用軟件不同略有區(qū)別。

3 準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位方法精度檢測(cè)

為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在三個(gè)參考站依次連線組成的三角形網(wǎng)內(nèi)均勻地選取了20個(gè)點(diǎn)，在三角形網(wǎng)外按一定間隔選取了10個(gè)點(diǎn)，最遠(yuǎn)點(diǎn)位距離三角形最近距離2.123 km，分別對(duì)這30個(gè)點(diǎn)進(jìn)行E級(jí)網(wǎng)50 min的GNSS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，和RTK斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)5min的靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)在SpiderWeb中下載相對(duì)應(yīng)的虛擬RINEX文件。使用靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件以3個(gè)參考站控制點(diǎn)成果解算E級(jí)網(wǎng)靜態(tài)成果，5 min的靜態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)合虛擬RINEX文件采用本文介紹的方法進(jìn)行解算，兩種方法成果分別計(jì)算差值，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表1、2所示。

表1 網(wǎng)外測(cè)試點(diǎn)差值統(tǒng)計(jì)

表2 網(wǎng)內(nèi)測(cè)試點(diǎn)差值統(tǒng)計(jì)

從上述兩個(gè)表可以看出，網(wǎng)內(nèi)測(cè)試點(diǎn)精度整體優(yōu)于網(wǎng)外測(cè)試點(diǎn)精度，網(wǎng)內(nèi)測(cè)試點(diǎn)平面最小差值為2 mm，網(wǎng)外測(cè)試點(diǎn)平面最小差值為3 mm，網(wǎng)內(nèi)測(cè)試點(diǎn)平面最大差值為13 mm，網(wǎng)外測(cè)試點(diǎn)平面最大差值為22 mm，網(wǎng)內(nèi)測(cè)試點(diǎn)中誤差優(yōu)于網(wǎng)外測(cè)試點(diǎn)中誤差，其離散分布見(jiàn)圖4。

圖4 測(cè)試點(diǎn)坐標(biāo)差值離散分布

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)無(wú)通信網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位方法精度分析以及近年來(lái)工作中使用過(guò)程的總結(jié)，可以分析得出該方法可以很好的解決TMCORS在遇到無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲取點(diǎn)位坐標(biāo)的問(wèn)題，其精度可以滿足圖根控制點(diǎn)要求，對(duì)于地面一般的工程測(cè)量、放樣等測(cè)繪工程可以很好的推廣使用，本文所論述的準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位方法和定位精度分析對(duì)該系統(tǒng)的使用者起到了一定的幫助和指導(dǎo)作用。