谈水利工程测量中用GPSRTK获取坐标的方法

李 炳，范秀庆，王方圆

（济南市水利建筑勘测设计研究院有限公司，山东 济南250101）

CORS模式下的GPSRTK测量技术近年来已在工程测量、地籍测量等项目中得到了广泛的应用。但在一些水利工程中，由于河道地处山丘区或者水库现场的树木较多等原因导致CORS信号较差，仅使用CORS模式测量会影响测量精度和工作效率，所以架设基站使用电台通信仍是此类项目首选的方法。在实际测量工作中，许多工作人员对两种模式下获取坐标的方法、原理、数据处理方式等并不了解。本文以济南市某小型塘坝地形图测量项目为例，对两种模式下获取点坐标的方法和原理进行探讨。

1 CORS模式下的GPSRTK测量

连续运行卫星定位服务系统（Continuous Operational Reference System），简称CORS系统，可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站。将CORS站与某些WGS84（或ITRF，因为两者之间相差甚小）坐标已知的点联测，求出CORS站在WGS84中的准确坐标。利用计算机、数据通信和互联网技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值、各种改正数、状态信息，以及其他有关GPS服务项目的系统。

CORS技术目前在技术算法上分成VRS、FTK、主辅站技术，此次实验采用的CORS方案是VRS。与常规RTK不同，VRS网络中，各固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心。同时，移动用户在工作前，先通过GSM的短信息功能向控制中心发送一个概略坐标，控制中心收到这个位置信息后，根据用户位置，由计算机自动选择最佳的一组固定基准站。根据这些站发来的信息，整体地改正GPS数据的轨道误差、电离层和对流层折射引起的误差，将高精度的差分信号发给移动站。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边生成一个虚拟的参考基站，从而解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度。

由此可知，通过CORS获取的点坐标是经过一系列改正后的WGS84坐标。我们只需通过求解出来的七参数，便可把WGS84坐标转换成我们需要的不同坐标系下的坐标。

2 电台模式下的GPSRTK测量

架设基站一般有两种方式：一是未知点架站，通过设置三参数、四参数或七参数，利用移动站在已知点校对，或者无需参数，直接用移动站在几个已知点采集坐标，然后通过手簿的测量软件进行参数求解。二是在已知点架设基站，利用已知参数和基站坐标，移动站可直接进行工作。

电台模式下，RTK所使用的差分信号就是靠电台来进行接收的。基准站获取的是未进行卫星星历、电离层折射等误差改正的WGS84坐标，是一个概略位置。因此，即使架设在同一个点上，每次获取的WGS84坐标也是不同的。

此次实验采取的是基准站架设在未知点上的方法。在这种情况下，我们不能直接利用求解出来的七参数来获取我们需要的不同坐标系的坐标，只能通过一个我们需要的坐标系下的控制点坐标来进行坐标校正，求得校正参数后，才能利用GPSRTK测量得到正确的点坐标。

3 应用实例

3.1 实验区概况

实验区选在济南南部山区柳埠镇附近，东西长约120 m，南北长约60 m，校核点距最远测量点约346 m。

3.2 测量成果

在CORS模式下和电台模式下获取的WGS84坐标，如表1所示。通过1980西安坐标系下的平面坐标进行转换获取的WGS84坐标，如表2所示。表1中，点1、2、3、4是在CORS模式下获取的WGS84坐标，其它点是在电台模式下获取的WGS84坐标。点5是对点1进行的坐标检核，是同一个测量点。通过比较可知，点1和点5的WGS84坐标是不同的，转换成80坐标系后，点平面误差大约1 m。表2中通过坐标转换获得的WGS84坐标和表1中通过CORS获取的WGS84坐标基本一致，与电台获取的WGS84坐标不一致，转换成80坐标系后，平面误差也大约1 m左右。

表1 在CORS模式下和电台模式下获取的WGS84坐标

表2 通过坐标转换获取的WGS84坐标

4 结语

在CORS模式下获取的WGS84坐标是经过一系列改正后的精度较高的坐标，可通过七参数直接转换成我们需要的测量坐标系下的坐标。在电台模式下获取的WGS84坐标是未进行改正的概略坐标，无法满足测量精度要求，不能利用七参数直接转换成我们想要的测量坐标系下的坐标。要先通过WGS84坐标系与已知坐标系之间的转换七参数把获取的已知坐标系下的坐标转换成精度较高的WGS84坐标，然后再通过WGS84坐标系与所需坐标系之间的转换七参数把精度较高的WGS84坐标转换成我们需要的坐标系下的坐标。