摘 要：隨著測量技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步與發(fā)展，在工程測量當(dāng)中對于RTK技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)具有普遍性，對于當(dāng)前誕生的COPS系統(tǒng)來說，屬于GPS發(fā)展的方向，COPS系統(tǒng)已經(jīng)在我國的部分省份與大中型城市所應(yīng)用。作為持續(xù)性運(yùn)行的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，CORS屬于GPS技術(shù)發(fā)展的階段性成果的展現(xiàn)，它具備較多的優(yōu)點(diǎn)，操作便捷性、較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、高度的準(zhǔn)確性、廣闊的覆蓋面積、快速的定位等。尤其是CORS系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)RTK測量功能，與傳統(tǒng)的測量的作業(yè)模式比較來說，具有更高的測量效率。本文通過對CORS系統(tǒng)與傳統(tǒng)RTK測量進(jìn)行對比分析，說明CORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)與傳統(tǒng)GPS RTK測量技術(shù)相比所具有的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng)；傳統(tǒng)RTK；測量；對比

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0215-01

CORS具有一定的綜合性，現(xiàn)在在城市當(dāng)中已經(jīng)作為GPS技術(shù)應(yīng)用的趨勢，具有較高的關(guān)注度。CORS系統(tǒng)分為基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分。各個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)與監(jiān)控分析中心之間依靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相互統(tǒng)一結(jié)合在一起，組成了專門的網(wǎng)絡(luò)。CORS系統(tǒng)不管是國內(nèi)還是國外來說，都屬于GPS技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，通過運(yùn)用CORS系統(tǒng)會(huì)使得測量的準(zhǔn)確度得到較大的提升，在城市的信息化建設(shè)當(dāng)中發(fā)揮著十分重要的作用，而且在其他很多領(lǐng)域內(nèi)也是扮演不可替代的角色[1]。通過CORS系統(tǒng)所具有的較多的優(yōu)點(diǎn)能夠得出，隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，測繪工作將會(huì)越來越便捷而且精確度會(huì)越來越高，所以構(gòu)建城市CORS系統(tǒng)是具有其必要性與重大意義的。

1 RTK概念

RTK是Real-time kinematic的簡稱，指的是載波相位分差技術(shù)，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性，RTK可以在測量地點(diǎn)的固定的坐標(biāo)體系中及時(shí)的產(chǎn)生相應(yīng)的三維立體的定位效果，精確度達(dá)到厘米級(jí)別。利用RTK技術(shù)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，在數(shù)據(jù)鏈的基礎(chǔ)上，基準(zhǔn)站可以將觀測的數(shù)值與觀測站的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息同時(shí)發(fā)送到流動(dòng)站中。對于流動(dòng)站來說，既可以依靠數(shù)據(jù)鏈對基準(zhǔn)站傳送過來的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，也可以通過GPS對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測，并且通過系統(tǒng)產(chǎn)生觀測的差分?jǐn)?shù)值對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋處理，在同一時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生精確度達(dá)到厘米級(jí)別的定位結(jié)果同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，其中時(shí)間不會(huì)超過1s。流動(dòng)站的狀態(tài)不僅僅能夠保持靜止也可以保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可以在固定的地點(diǎn)上面完成初始化工作之后在進(jìn)行動(dòng)態(tài)的工作，另外也能在動(dòng)態(tài)形式下直接開機(jī)，在動(dòng)態(tài)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對整個(gè)周期模糊度進(jìn)行求解與研究。將整個(gè)周期的未知的數(shù)值固定之后，可以得到固定解，通過4顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，那么流動(dòng)站能夠?qū)崟r(shí)性的產(chǎn)生精確度達(dá)厘米級(jí)別的定位的效果。RTK系統(tǒng)主要應(yīng)用的在于兩種測量的工作任務(wù)，分別為測試放樣與測點(diǎn)定位[2]。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK概念

網(wǎng)絡(luò)RTK工作的原理在于將多個(gè)或者一個(gè)基準(zhǔn)站建設(shè)在一定的區(qū)域上，并且將這區(qū)域完成網(wǎng)狀式的覆蓋，并且將多個(gè)或者一個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)為基準(zhǔn)，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算以及發(fā)送、傳播以及修改，對覆蓋地區(qū)的衛(wèi)星定位的用戶實(shí)行改正的定位形式。一般情況下，測量單位在對網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，具體的操作過程中采用的是傳統(tǒng)的RTK測量的方式，僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)連接時(shí)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)RTK模式，這樣會(huì)大大增加作業(yè)的距離，原來的傳統(tǒng)的RTK的作業(yè)距離為8～10km，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)RTK之后作業(yè)距離達(dá)到50km，作業(yè)的范圍得到較大的提升[3]。

3 CORS（Continuous Operational Reference System）概念

CORS（即連續(xù)運(yùn)行參考站）系統(tǒng)具有一定的綜合性，它是在多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)?？梢詫ORS系統(tǒng)定義成為連續(xù)運(yùn)行的多個(gè)或者一個(gè)GPS參考站，通過對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的技術(shù)的運(yùn)用以及與互聯(lián)網(wǎng)（LAN WAN）、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的統(tǒng)一結(jié)合，根據(jù)用戶的類型、層次以及需求實(shí)時(shí)性的提供不一樣的GPS觀測值（包括載波相位、偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。CORS系統(tǒng)分為五個(gè)部分，分別為基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)。各個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)和監(jiān)控分析中心之間依靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相互統(tǒng)一結(jié)合在一起，組成了專門的網(wǎng)絡(luò)[4]。

4 CORS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在20世紀(jì)80年代中期，加拿大提出主動(dòng)控制系統(tǒng)，1994年，IGS（International GNSS Service），一直到現(xiàn)在，GPS精確定位技術(shù)得到了快速的進(jìn)步與發(fā)展，受到GPS發(fā)展的影響，許多國家地區(qū)之間通過建立合作關(guān)系，建設(shè)了長期不停的追蹤GNSS衛(wèi)星的基準(zhǔn)站，因此在這樣的環(huán)境下，CORS系統(tǒng)出現(xiàn)了。美國、加拿大、澳大利亞、英國、日本、德國等國家前后構(gòu)建了自身的國家級(jí)別的CORS系統(tǒng)，并且雜建設(shè)施工與資源的開發(fā)方面已經(jīng)得到了普遍性的應(yīng)用。對于發(fā)達(dá)國家來說，一般平均相隔幾萬米就會(huì)建設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)站，發(fā)展中國家CORS系統(tǒng)發(fā)展具有一定的滯后性，但是正在以較快的速度在發(fā)展，前景比較樂觀。在國內(nèi)，深圳連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（SZCORS）屬于首個(gè)實(shí)用化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)CORS，其中實(shí)時(shí)定位的準(zhǔn)確精度較高，平面與垂直分別達(dá)到3cm與5cm。在CORS系統(tǒng)在深圳建設(shè)應(yīng)用之后，各個(gè)省市都開始規(guī)劃建設(shè)CORS系統(tǒng)，市級(jí)的CORS系統(tǒng)仍然具有局限性，僅僅應(yīng)用在基礎(chǔ)性的層面上，像大地測量、城市規(guī)劃等方面。四川地震局建立的CDCORS，本來用于對四川地區(qū)地震災(zāi)害的監(jiān)管，之后經(jīng)過不斷的開發(fā)與研究，實(shí)現(xiàn)用戶GPS實(shí)時(shí)高精度差分定位，獲得了一定的效益[5]。

5 CORS系統(tǒng)和傳統(tǒng)RTK的比較

5.1 CORS系統(tǒng)速率

與傳統(tǒng)的RTK比較來說，CORS系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于測量的精度與速率，在所有的技術(shù)中都能夠展現(xiàn)出來。運(yùn)用傳統(tǒng)的RTK開展作業(yè)活動(dòng)時(shí)，需要建立在架設(shè)本地的參考站的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行，流動(dòng)站和基站距離的增加會(huì)造成觀測過程中產(chǎn)生的誤差不斷增大，會(huì)造成參考站與流動(dòng)站之間的距離受到影響，通常15km上，會(huì)造成由于距離的增大，觀測的可行與可靠性都不斷的在降低。傳統(tǒng)的RTK與CORS系統(tǒng)都是基于同步的觀測條件，通過將基準(zhǔn)站計(jì)算發(fā)送的GPS差分改正值數(shù)據(jù)信息到流動(dòng)站，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)性的差分定位。不同點(diǎn)在于傳統(tǒng)的RTK需要用戶自己去對基準(zhǔn)站進(jìn)行安置，但是CORS系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)，不需要用戶去對基準(zhǔn)站進(jìn)行安置，CORS系統(tǒng)最大限度的將綜合性的誤差進(jìn)行消除，進(jìn)而能夠通過對虛擬站的模擬當(dāng)成基準(zhǔn)站進(jìn)行工作。所以，以前在運(yùn)用傳統(tǒng)的RTK系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)測量時(shí)，通常都會(huì)在開闊安全的方法構(gòu)建基準(zhǔn)站、電臺(tái)以及電線，并且對基準(zhǔn)站的各種各樣的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，之后將電臺(tái)和基準(zhǔn)站啟動(dòng)，將已經(jīng)知道的坐標(biāo)信息輸入進(jìn)去等，才能夠進(jìn)行測量工作；但是CORS系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中具有連續(xù)性，因此對于CORS系統(tǒng)來說，在開展野外測量工作時(shí)，不需要攜帶別的基準(zhǔn)站裝備，僅僅需要通過一次性的設(shè)置將CORS網(wǎng)絡(luò)參數(shù)連接好，就可以進(jìn)行測量工作，用戶不需要架設(shè)基準(zhǔn)站的情況下，就可以進(jìn)行野外單機(jī)測量工作，使得作業(yè)的效率得到了大大的提升。相對而言，CORS系統(tǒng)的在測量工作中簡化了測量的步驟，也使得測量勞動(dòng)的強(qiáng)度得到了大大的降低。

另外，在RTK開始進(jìn)行測量工作之后都需要初始化操作，指的是RTK在進(jìn)行開始測量工作時(shí)，通過某一個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過一段時(shí)間的觀測，從而實(shí)現(xiàn)RTK流動(dòng)站設(shè)備對衛(wèi)星進(jìn)行搜索并且進(jìn)行鎖定，與基準(zhǔn)站相連接起來，從浮動(dòng)解轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為固定解。對于CORS系統(tǒng)來說，進(jìn)行測量作業(yè)時(shí)初始化的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)RTK，而且不會(huì)受到距離的影響，傳統(tǒng)RTK速度相對較慢，而且當(dāng)距離太長時(shí)會(huì)造成不能進(jìn)行初始化。

5.2 CORS系統(tǒng)測量的精度

CORS系統(tǒng)是眾多先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用體，這些先進(jìn)的技術(shù)包括虛擬參考站技術(shù)（VRS技術(shù)）、VRS系統(tǒng)集GPS、無線網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。VRS也是分為五個(gè)部分的內(nèi)容，分別為GPS固定基準(zhǔn)站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、GPS網(wǎng)絡(luò)控制中心、數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶。與傳統(tǒng)RTK比較來說，精確度得到了大大的提高。因?yàn)閷τ趥鹘y(tǒng)RTK來說，其定位的可靠程度與精確度都會(huì)因?yàn)榛鶞?zhǔn)站和流動(dòng)站之間的距離的增大而減小。傳統(tǒng)的RTK還具有的弱點(diǎn)在于其定位的可靠程度與準(zhǔn)確度在分布上具有不平衡性，基準(zhǔn)線距離越大，可靠程度與精確度會(huì)越低。在精確度測試之后得到，運(yùn)用CORS系統(tǒng)，參考站之間的距離達(dá)到70km時(shí)，在定位的精確度上，平面與垂直可以分別達(dá)到1～3cm與3～5cm，而且CORS系統(tǒng)在覆蓋范圍定位的精確度上具有平衡性，精確度與傳統(tǒng)的RTK測量工作中基線距離2km的精確度基本一致。

經(jīng)過理論與實(shí)踐后得到，與傳統(tǒng)的RTK相比，CORS系統(tǒng)具有更高的精確度，CORS系統(tǒng)具備完善的數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的誤差有效的消除，差分作業(yè)時(shí)具有更高的可靠性，能夠有效的降低或者消除不同系統(tǒng)誤差的影響。經(jīng)過CORS系統(tǒng)與傳統(tǒng)的RTK在處理誤差的方法比較后，能夠得到，CORS下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)精確度要比傳統(tǒng)的RTK高，而且在分布上具有更好的平衡性[6]。

6 結(jié) 論

CORS系統(tǒng)屬于GPS發(fā)展到一定程度時(shí)的產(chǎn)物，具有許多優(yōu)越的特點(diǎn)，CORS系統(tǒng)不管是在速度、精度還是說在廣度上，與傳統(tǒng)RTK測繪相比都有著無法比擬的優(yōu)勢?，F(xiàn)如今，我國CORS網(wǎng)絡(luò)布局在各個(gè)省市，且均有一定的規(guī)模，在為整個(gè)社會(huì)帶來便利的同時(shí)，也存在著不同程度的問題。因此，各個(gè)地方要認(rèn)真部署國家級(jí)CORS系統(tǒng)，使其朝著規(guī)模化的方向踴躍發(fā)展。

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收稿日期：2018-10-13

作者簡介：冀華平，男，漢族，山西昔陽人，工程師，注冊測繪師，本科，研究方向?yàn)楣こ虦y量。