北海CORS系统网络RTK测量应用研究.doc

1、北海 CORS 系统网络 RTK 测量应用研究摘要：本文从北海 CORS 系统网络 RTK 技术原理、外业观测、坐标转换等方面阐述了影响测量结果的因素，通过保证措施, 能够得到稳定、可靠的、实时高精度定位成果。 关键词：北海 CORS，网络 RTK， 坐标转换 中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号： 1前言 北海 CORS 由 5 个 GNSS 连续运行基准站组成，向北海市及周边地区提供高精度、高分辨率、高效率、高覆盖率的全球导航卫星系统综合信息服务。网络 RTK 作为北海 CORS 服务一项重要功能，具有操作简便、成本低、精度高、实时性强、覆盖率广等优点，在北海市正逐步取代传统单

2、基站 RTK 技术，被越来越多的测量用户所采用。 2北海 CORS 网络 RTK 技术 网络 RTK 系统由基准站网、数据处理中心、数据通信链路和用户等部分组成。一个基准站网可以包括若干个基准站，每个基准站上配备双频全波长 GNSS 接收机、数据通讯设备等。基准站 GNSS 接收机按 1s 采样率进行连续观测，通过数据通信链实时将观测数据传送给数据处理中心，数据处理中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个基准站网数据进行统一解算，实时估计出网内的各种系统误差的改正项（电离层、对流层和轨道误差） ，建立误差模型。用户在观测时会实时发送 GGA 数据给数据处理中心，然后数据处理中心会

3、根据发送的 GGA 信息给流动站用户发送误差改正项和误差模型，这样用户就能根据自己的位置和相应的误差改正模型计算出误差改正数，然后进行高精度定位。目前主要的几种网络 RTK 技术有虚拟基准站（VRS）技术、主辅站技术（i -MAX） 、区域改正参数（FKP）技术和综合误差内插法技术等。 北海 CORS 网络 RTK 主要采用美国天宝公司的虚拟基准站（VRS）技术。在 VRS 网络中，各固定基准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

4、，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，整体的改正 GPS 的轨道误差，电离层，对流层和大气折射引起的误差，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，生成一个虚拟的基准站，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。 3外业观测 为了保证北海 CORS 网络 RTK 测量的精度、速度（初始化时间）和可靠性，在使用北海 CORS 进行网络 RTK 测量时应考虑以下几个因素： 3.1 观测卫星的图形强度 在进行网络 RTK 定位时，所采用的卫星数越多，分布越均匀，则PDOP 值小，网络 RTK 解算的精确性和可靠性越高，初始化的时间

5、也越短。为保证测量结果的可靠性和精度，一般要求接收卫星数保持 5 颗或 5 颗以上，且 PDOP 小于 6 时，才进行网络 RTK 测量。 3.2 观测时间 使用网络 RTK 方法测定的坐标可以是观测一个历元的结果，也可以是几个历元的平均值，但是为了保证测量成果的精确、可靠性，一般选观测历元大于 10 个以上，同时要求发送 GGA 和接收差分数据的时间间隔为小于等于 3s；而且在初始化后等 35s，其精度稳定才能开始观测。在测量精度要求高的时候，观测时应使用脚架固定移动站的天线，进行严格的对中、整平再进行观测，并且在重新初始化后观测两次，取平均值作为最终结果。 3.3 流动站接收机的稳定性 在

6、进行网络 RTK 作业时, 流动站接收机除了选用经检定合格的 GPS接收机外, 还应选用经过市场长期检验稳定、可靠的 GPS 接收机, 并支持网络 RTK 技术的双频 GPS 接收机，以保证数据解算的快速、稳定, 质量可靠。 3.4 外界观测条件 GPS 点位宜选择在视野开阔的地方, 应远离高大的建筑物楼群、树木、大面积水面、远离大功率无线电发射源, 其距离不得小于 200m, 并应远离高压输电线其距离不得小于 50m。 3.5 通讯条件 网络 RTK 作业时一般采用 GPRS、CDMA 两种通讯方式, 当数据处理中心与流动站的通讯状态是稳定、可靠时, 获得网络固定解的质量一般较高。在北海，选

7、用 GPRS 数据链比较稳定, 质量高。 3.6 观测要求 （1）单次观测的平面收敛精度应小于 2cm, 高程收敛精度应小于3cm。 （2）观测开始前应重新对仪器进行初始化。 （3）观测时选用带有支架的对中杆, 在固定解稳定收敛至 mm 级后, 开始记录观测数据。 （4）每次观测读数的坐标分量内符合精度应小于 2cm, 取 3 次读数的平均值为定位结果。 3.7 已知点检验 进行网络 RTK 作业前，先测量已知点检验测量成果的可靠性和精度，一方面可以检验观测精度，另一方面也可以检验坐标转换精度和正常高计算精度。 4 坐标转换 网络 RTK 测量的直接成果是 WGS-84 坐标系成果，使用时需要

8、将WGS-84 坐标系成果转换为地方坐标系成果。一般采用坐标转换参数进行转换。坐标转换参数获取有以下几种办法： （1）直接利用已知的坐标转换参数，如 4 参数、7 参数； （2）在测区选择不少于 3 个高等级起算点两套坐标系成果进行解算，如果已知点没有 WGS84 坐标系成果，一般先要把已知点和北海 CORS 站点进行静态联测，平差计算出已知点的 WGS84 坐标，再进行坐标转换。所选起算点应分布均匀，并且能控制整个测区。 （3）转换时应根据测区范围及具体情况，对起算点进行可靠性进行检验，采用合理的数学模型，进行多种点组合方式分别计算和优选。 （4）RTK 控制点测量转换参数的求解，不能采用现

9、场点校正的方法进行。 5 结 论 网络 RTK 技术作为一项迅速发展的测量技术，也和其他测量方法一样测量时需要符合相关的因素才能得到可靠的，高精度的成果。测量点应适合 GPS 观测，观测前待初始化结果稳定后方可开始测量，测量时要求图形强度好，显示的测量精度与距离匹配，且取接收三次以上差分数据的测量结果平均值作为最终结果。 随着 GPS 技术的不断向前发展, 北海市 CORS 网络 RTK 技术将在多个方面替代传统 GPS 作业,作业效率将会大大提高，也会在多个领域发挥更大的作用。 参考文献 1、黄俊华、陈文森.连续运行卫星定位综合服务系统建设与应用M.科学出版社，2008.12。 2、CH/T 2009-2010 全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范。 3、朱照荣, 陈品祥。网络 RTK 测量成果质量控制方法的研究J。现代空间定位技术，2007.11.第 5 卷第 3 集:47-51。 作者简介：杨棕，男，1978.1 计算机应用与维护专业，工程师，主要从事网络管理、CORS 建设工作。