CORS-RTK技术在城市测量中的应用

2015-03-31王龙

地球 2015年11期

关键词：施测控制点差分

■王龙

（文昌市规划编制研究中心海南文昌 571330）

CORS-RTK技术在城市测量中的应用

■王龙

（文昌市规划编制研究中心海南文昌 571330）

相对于GPS静态技术做控制测量，采用CORS技术可大大缩短观测时间，节省人力物力提高工作效率，在城市测量应用中具有明显的优势。本文重点介绍CORS-RTK技术及其在城市测量中的应用。

CORS-RTK城市测量精度

1 CORS-RTK技术

CORS-RTK技术，即是利用地面布设的一个或多个基准站组成GPS连续运行参考站(CORS),综合利用各个基站的观测信息,通过建立精确的误差修正模型,通过实时发送RTCM差分改正数,修正用户的观测值精度,在更大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。CORSRTK系统是GPS实时动态差分中最先进,精度最高,应用最广泛的差分系,它采用了载波相位动态实时差分方法,极大地提高了外业作业效率。

与单基站RTK不同的是，使用CORS系统时，CORS数据控制中心能够根据各个参考站的观测值，建立整个区域误差模型（如电离层折射误差模型、对流层折射误差模型和卫星轨道误差模型等），并将这些误差从观测数据中消除，加上CORS系统提供的载波相位差分改正信息是将多个参考站的观测资料进行有效的组合而求解得到的，所以在几百公里的距离内也能很快实现厘米级的定位，并且精度不随距离的增大而降低。

2 CORS-RTK技术在城市测量中的应用领域

2.1 控制测量

根据《城市测量规范》规定，城市一级GNSS控制点可以用RTK直接施测。CORS技术布设控制网的方法是实测的地心坐标与已知的参心坐标公共点进行匹配，计算转换参数，完成坐标系统的建立，然后依次对所布设的控制点进行测量，最终取得控制点坐标成果。控制测量作业主要技术参数为：同步观测健康卫星数≥5；PDOP< 6；卫星截止高度角≥15°。使用CORS方法测量时，移动站首先将单点定位确定的位置坐标（NMEA格式），通过无线移动数据链路传送给连续运行卫星定位基准站数据控制中心，控制中心在移动站附近位置创建一个虚拟基准站，通过内插得到虚拟基准站各误差源影响的改正值，并以RTCM格式通过NTRIP协议发给移动站用户，移动站接收控制中心发送的虚拟基准站差分改正信息或者虚拟观测值，进行差分解算得到精度可靠的定位成果，该方法经过大量的数据测试论证是可靠的，稳定的。

2.2 房产地籍测量

采用网络RTK技术进行地籍和房地产测量，可以准确测定每一宗土地的权属界址点及测绘地籍与房地产图，能够实时准确测定地籍界址点及特殊地标物点的位置，且测量精度能够达到cm级精度要求。但对于卫星信号较弱和CORS基站差分信号接收遮蔽地带，为了获得准确的测量结果，在粗部概略测量后，还须配合全站仪、测距仪、经纬仪等相关测量工具，并结合解析法或图解法进行细部测量，以获得对房产地籍的准确可靠测量结果。

2.3 城市部件调查

市政部件是数字城市系统平台中的基本载体，是真正属于城市的不可移动的要素。传统城市部件测量主要是通过全站仪测量出部件在大比例尺地形图上的位置。外业数字化测量调查有两种方法：一种是先控制后碎部的测量调查方法，即先布设图根控制点，然后测量部件；另一种是直接进行碎部的测量调查方法，即用图上已有的地物特征点作控制，确定部件图上位置。一般说来，前者精度高，但效率低，后者的精度主要取决于作为控制点的地物特征点的选择。网络RTD市政部件采集，主要运用的是网络RTD技术，即网络伪距相位差分技术，它是网络RTK的补充。在CORS下网络RTD的作业，非常适用于城市部件调查。在CORS支持下，采用带实时差分功能或后差分的GNSS手薄，可以单人、单机对数据进行采集，只需把仪器放在部件位置中停留几秒钟即可测量出部件的坐标，并通过手簿直接输入相关信息。在内业处理的时候，也只需要把带有属性的数据从手簿中导到相应软件中即可，不需要二次录入。

3 CORS-RTK技术在城市测量中的应用

3.1 项目概况

某测区（南区）1：1000基础地理信息数据生产测量任务，测区跨度1：1000地形图约270幅，测区C级GPS点成果2个、D级GPS点成果4个、E级GPS点成果16个；测区高程控制成果为Ⅲ等水准附合与闭合线路6条，构成Ⅲ等水准网。该经济区CORS系统已投入使用，采用CORS连续运行参考站下CORS-RTK技术，沿道路网施测一、二级控制点；CORS-RTK施测的一、二级控制点的平面和高程取各测回中数作为最终结果。较常规一、二级导线点和图根控制点施测方法，工作效率提高近20倍。

3.2 CORS-RTK测量过程

我们使用的测量仪器为中海达V30双频GPS接收机和手簿，首先往接收机卡槽内放置好中国移动或联通的（GSM、GPRS）数据卡，主机开机后，利用手簿，通过蓝牙连上主机，打开测地通，进行内置GSM或GPRS设置，准备测量。为规范测量操作和保证测量精度，依据全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范（GH/T 2009-2010）5和6条规定，RTK必须在接收机已得到网络固定解状态下方可进行数据记录，等待3s内仍不能获得固定解的，应断开数据链，重启接收机再次进行初始化操作，还可以提高卫星截止角，选择不同的多路径效应消除模式进行测量，且测量次数要求为4次，每次观测时间≥60s，各次观测值之间的平面坐标较差≤4cm，观测值取四次坐标值的算术平均值。采用连续运行参考站下CORS-RTK（中海达V30）测量新技术，均用简编码方式记录数据，编码与图形的唯一对应性，在观测条件适宜的情况下，只需大约4s的时间就可以获得测站点的三维坐标。

3.3 精度检核

一、二级控制点的精度检测：使用全站仪对CORS-RTK施测的一、二级控制点进行光电测距导线检测，施测了2条光电测距导线，共检核一、二级控制点36个，检查结果：平面最大较差3.8cm，高程最大较差4.9cm。完全达到规范的精度要求。