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GPS-RTK与CORS技术在地形图测量中的效果分析

2012-03-23张小木

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:效果分析技术

张小木

摘要:近年来GPS 定位技术的发展主要是集中在实时动态定位测量方面,在各部门的测绘行业中,高精度的实时动态差分RTK(Real Time Kinematic)技术已经被广泛应用。尤其是随着新RTK技术“CORS”(连续运行参考站)的逐渐普及和成熟,其在测量工作中的优势已经越来越明显。本文对GPS-RTK与CORS技术的应用原理进行了简要的阐述,并且对其在地形图测量中的注意事项、优势以及应用方法作了探讨。

关键词:GPS-RTK;CORS 技术;连续运行;效果分析

Abstract: in recent years, the development of GPS technique is mainly focused on the real-time dynamic positioning measurement, in the department of surveying and mapping of industry, high accuracy of real-time dynamic difference RTK (Real Time Kinematic) technique has been widely used. Especially with the new RTK technology "CORS" (continuous operation reference stand) and the growing popularity of the mature, in the work of the measurement superiority has become more and more obvious. In this paper, the GPS-RTK technology application principle of CORS and the paper briefly states, and the matters needing attention in the measurement of the map, advantage and application methods are also discussed.

Keywords: GPS-RTK; CORS technology; Continuous operation; Effect analysis

中圖分类号: TU74 文献标识码:A 文章编号:

1.引言

GPS-RTK系统是由用户部分、地面控制部分和空间部分(卫星)这三个主要部分构成。实时动态RTK测量系统是由数据传输技术和GPS测量技术结合而成的组合系统。它是通过公众移动通讯网(CSM GPRS CDMA)或电台,把基准站上观测到的测站数据和载波信号传输到流动站,然后由流动站把自身观测的载波观测信号与基准站传来的载波观测信号进行实时精密差分处理。提前把相应的投影参数和坐标转换参数输入就可实时获取精度达2cm-3cm 的三维坐标。

2.GPS—RTK 和CORS的工作原理

“CORS”是新的RTK技术,是一种新的测量方法。在没有条件建立大范围“CORS”网络时,单个CORS 站的覆盖半径就能达到60km 以上。其系统由用户应用系统、用户数据中心系统、数据通讯系统、系统控制中心系统及参考站系统构成。采用GPS差分定位技术得到实时差分定位解,通过公众移动通讯网(CSMGPRS CDMA 等)来对CORS 信息进行传输与接收。进行测图工作时只须配置一台双频 GPS 卫星定位接收机,其实时获得的三维坐标精度能达 2cm。

3. RTK 测图时需要注意的问题

第一,在地形图测绘时,若遇到农作物、茂密高大的树木,要使用加长测杆高度的办法,另外采用电台通讯还能对电台信号强度进行调整从而更好的提高 RTK 的接收效果。为了保证测量精度和测量效率,需要时能采用和全站仪常规测量相结合的方式;

第二,要在CORS 控制中心配置专用的电脑设备,不能挪为它用;

第三,进行外业测量时,若使用CORS 站系统,如果接收机开机后长时间内无法登陆 CORS 网络,可以先关机,然后再次连接登陆 CORS 网络,要是一直没有 CORS 基站信号,就需要跟CORS 控制中心联系;

第四,在采样RTK 坐标数据时,浮动解时不可采样,其整周模糊度一定要是窄带固定解;

第五,应根据卫星工作情况在实际作业中对测量时间进行合理确定,以保证工作顺利开展;

第六,因为我国当前采用的是正常高程系统,以似大地水准面为基准面。而GPS 定位所测的每点大地高H是以 WGS84 椭球的椭球面作基准面。两个基准面间的差异即高程异常。所以,必须在测量开始前把似大地水准面的高程基准面与WGS-84 参考椭球之间的异常差值求出来。若测区面积较大,就需建立并采用KTD 文件,用多点高程在测量前进行拟合处理;小面积测图仅需采用2-4 个点来计算校正就可以。

4. CORS 所存在的缺陷

经实际应用表明,CORS也存在一些缺陷,因为CORS 系统是经过电信网络将参考站的差分信息传输至流动站的CORS信息接收器中,所以,在林木茂密、城镇和山区等存在大面积障碍的区域可能无法接收CORS系统的实时差分信息,在 CORS覆盖的范围之外就更不能进行作业了。目前上述的一些缺陷仅可运用传统测量方法和自备电台的RTK 解决,还需进一步的改善。

5. CORS的优势

经实践证明,CORS相比于传统 的GPS-RTK具有下述优势:

第一,资源得到了节省。使区域电磁污染得到了减少了,工作成本得到了节约。作为高精度的RTK作业方式,在获得实时解的情况下,CORS的高程与平面精度都可达到2cm,可以完全满足不同比例尺的地形图测量要求。

第二,明确的分工。外业人员能够在专业工作中投入更多的精力,减轻了作业负担。

第三,保证了作业精度。采用连续运行参考站能够使临时基站选站不当而导致的起算偏差得到避免。

第四,便于应用。用户无需对插分站质量以及差分进行考虑,只需具备终端设备,再者,主要通信手段的安装和连接方便;

第五,可连续工作。系统能够提供365d×24h的不间断服务;

第六,覆盖范围广。单个CORS(连续运行参考站)站的覆盖半径能达到60km 之上;

6. GPS-RTK 与 CORS 技术测图作业实施步骤

6.1采用连续运行参考站方式(CORS)

采用CORS系统仅需一台双频GPS卫星定位接收机来用作流动站进行测量工作,无需架设基准站了。

第一,将配置集设置好,在流动工作状态下设定将GPS 接收机;

第二,将CORS 信息接收机在获得流动导航解后打开;

第三,登陆CORS信息系统平台,使来自CORS 系统基站的实时差分信息被接受。手簿页面的显示为固定后开始测量。

6.2采用GPS-RTK(基准站)方式

第一,在测区内远离通讯塔、高压线,周围无障碍物、地势较高等无线电干扰源的位置安置RTK 基准站;

第二,将基准站使用RTK电子手簿启动。若采取GPRS数据传输方式,就把基准站设置为自启动模式。实际操作中仅需要将基准站接收机开启,有关指示灯闪烁就可;

第三,在 RTK 电子手簿中把设置好(以校点)的相关文件调出来,将移动站接收机启动。对已知点进行测量后重设当地坐标,确认已知点的校对无误后,待手簿页面显示为固定后开始测量。

7.结束语

GPS-RTK测量技术有着很大的优势,而CORS 技术又是在此基础上的一次飞跃。我们坚信,随着GPS技术的继续发展以及连续运行参考站系统(CORS)等技术的逐渐完善,例如存在测量盲区、信号较弱时产生粗差、遇障碍物失锁、各部门资源需要整合共享、网络覆盖范围受限等缺陷会慢慢的得到解决。为了得到更高的工作效率,我们应该在测绘实践中结合其特点扬长避短。

参考文献:

[1] 程宇. GPS-RTK与CORS技术在地形图测量中的应用及效果对比[J]. 科技传播, 2011,(03).

[2]SL52-93水利水电工程施工测量规范[S].

[3]赵泽平.建筑施工测量[M].河南:黄河水利出版社,2005.

[4]李征航,黄劲松. GPS测量与数据处理[[M].武汉大学出版社,2005,3.

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