單基站rtk和cors系統(tǒng)精度比較和研究

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1、單基站RTK和CORS系統(tǒng)精度比較和研究［摘要］隨著連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)（CORS）技術(shù)的快速發(fā)展以及硬件系統(tǒng)的建立，CORS技術(shù)在工程應(yīng)用中的范圍越來越廣泛。本文通過對比單基站RTK與CORS系統(tǒng)的工作原理分析兩者的精度影響因素，通過工程實(shí)際對兩者的精度進(jìn)行比較，并對結(jié)果進(jìn)行分析。［關(guān)鍵詞］單基站RTK連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)工作原理精度分析［中圖分類號］P21［文獻(xiàn)碼］B［文章編號］1000-405X（2014）-3-169-11概述隨著CORS技術(shù)的成熟，東部沿海很多省、市、區(qū)政府組織協(xié)調(diào)建立了連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)，提供不同精度的位置

2、服務(wù)和相關(guān)信息服務(wù)，而且絕大部分都免費(fèi)提供，這就促使CORS服務(wù)已經(jīng)在工程測繪中得到了廣泛的應(yīng)用［1］。但在實(shí)際工程中，由于項(xiàng)目地區(qū)的邊緣性和特殊的地理位置，導(dǎo)致釆用CORS技術(shù)難以完成測量工作。此時(shí)，考慮到成本與效率問題，單基站RTK（以下簡稱RTK）技術(shù)仍然有很大的應(yīng)用空間。所以對采用單基站RTK與CORS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的精度進(jìn)行定量分析還是很必要的。2RTK與CORS系統(tǒng)原理2.1RTK技術(shù)原理RTK測量技術(shù)即為實(shí)時(shí)動態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)。主要由三

3、部分組成：①基準(zhǔn)站接收機(jī)、②數(shù)據(jù)通訊鏈、③流動站。其主要工作原理：在已知高等級點(diǎn)上（基準(zhǔn)點(diǎn)）安裝GPS接收機(jī)，進(jìn)行連續(xù)觀測，并將基觀測到的數(shù)據(jù)和測站信息，通過無線電的方式實(shí)時(shí)傳輸至流動站。流動站接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時(shí)接收基準(zhǔn)站的傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收的信息對GPS軌道誤差、電離層和對流層及大氣折射所帶來的誤差進(jìn)行改正，實(shí)時(shí)解算出流動站的三維坐標(biāo)。由RTK的工作原理可以看出，RTK技術(shù)存在著一定的局限性，主要包括：①用戶需建立本地參考站；②誤差隨距離增大；③可靠性和可行性隨距離降低。2.2CORS系統(tǒng)原理CORS服務(wù)網(wǎng)

4、是由一系列連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站和一個(gè)GPS網(wǎng)絡(luò)控制中心構(gòu)成。整套系統(tǒng)主要包括GPS固定參考站系統(tǒng)、GPS網(wǎng)絡(luò)控制中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)發(fā)播系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)五部分組成。用戶只需向控制中心發(fā)送概略坐標(biāo)，控制中心會根據(jù)用戶的位置，計(jì)算最佳的固定站數(shù)據(jù)，整體改正GPS的軌道誤差、電離層和對流層以及大氣折射所帶來的誤差。CORS解決了RTK作業(yè)距離上的限制，使用戶快速獲得較高精度的定位服務(wù)。當(dāng)然，CORS系統(tǒng)也存在著一定的局限性：①前期需要較大的資金投入，運(yùn)營維護(hù)也需要大量資金保證；②無法保證保密安全；③只在特定區(qū)域才能獲得較高

5、質(zhì)量的服務(wù)。通過兩者的比較可以看出，在技術(shù)優(yōu)勢與實(shí)用性方面，CORS系統(tǒng)有著較大的優(yōu)勢。但由于CORS系統(tǒng)對連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的依賴，通訊線路及CORS系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素都會影響CORS用戶的使用體驗(yàn)。在無法使用CORS系統(tǒng)的邊緣地區(qū)，RTK仍然是主要技術(shù)手段。所以對RTK與CORS的精度進(jìn)行比較分析還是很有必要的。3工程實(shí)踐3.1技術(shù)方法本次數(shù)據(jù)分析只針對平面精度，測區(qū)位于近郊，在測區(qū)內(nèi)，選擇了20個(gè)已知點(diǎn)，分別采用RTK與CORS技術(shù)進(jìn)行采集，采樣率為Is。CORS得到固定解開始記錄測量結(jié)果，連續(xù)記錄一組數(shù)據(jù)后。再采用RT

6、K方式進(jìn)行采集，記錄另外一組數(shù)據(jù)。CORS與RTK交替進(jìn)行測試。3.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集的數(shù)據(jù)根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)通過儀器內(nèi)置軟件解算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，實(shí)時(shí)將WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維城市獨(dú)立坐標(biāo)。再將轉(zhuǎn)換值與已知坐標(biāo)值進(jìn)行比對，計(jì)算出差值，得出各點(diǎn)的外符合精度。計(jì)算公式為：其中，0為采集坐標(biāo)經(jīng)轉(zhuǎn)換后與已知值的差值，n為每一個(gè)測點(diǎn)的測量值總數(shù)，為外符合精度。3.3數(shù)據(jù)結(jié)果根據(jù)上述方面，得出的結(jié)果如表1。3.4數(shù)據(jù)的分析從上述的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，RTK與CORS的統(tǒng)計(jì)精度相差不大。但此次實(shí)驗(yàn)是采用多次采集數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行分析的，在實(shí)際工程應(yīng)用中很

7、難做到采集如此數(shù)量的數(shù)據(jù)。另外,在此次數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中，也可以看出，CORS采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)部分粗差。這與參考站提供的自身坐標(biāo)以及數(shù)據(jù)控制中心與參考站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性有關(guān)。剔除粗差，需采用多次初始化觀測以及多次觀測采集盡可能多的多余觀測值的方法加以消除。4結(jié)論隨著CORS技術(shù)的成熟，其在工程中的應(yīng)用越來越廣泛。但仍缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和組織。在一些邊緣或通訊不佳區(qū)域，RTK的使用仍然是主流。本文通過實(shí)地測量分析出RTK與CORS系統(tǒng)的實(shí)測平面精度相差并不明顯。CORS系統(tǒng)由于自身的原因，容易出現(xiàn)粗差，在數(shù)據(jù)采集中需采用相應(yīng)的質(zhì)量控

8、制措施，剔除粗差，充分發(fā)揮CORS系統(tǒng)的效率高的特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)⑴劉經(jīng)南，劉暉?建立我國衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)的若干思考?武漢大學(xué)學(xué)報(bào)信息科學(xué)版，2°°厶