应用CORS技术的城市工程测量技术研究

应用CORS技术的城市工程测量技术研究

摘要：该文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验，以某1：500测量任务为工程背景，探讨了基于cors系统的rtk测量误差的来源、质量控制的方法与精度分析评价，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：cors系统 rtk作业质量控制精度分析

中图分类号：tb22 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）03（c）-0-02

成都幅员面积12390 km2；管辖9个区、6个县，代管4个县级市；常住人口14047625人，名列副省级城市第一。2007年6月7日，成都市全国统筹城乡综合配套改革试验区正式获得国务院批准，成为继上海市浦东新区和天津市滨海新区之后的又一个全国统筹城乡综合配套改革试验区。为了满足测绘生产与城市信息化的需要，建立了成都卫星连续运行定位系统（cors）。

1 cors系统中rtk作业误差的影响因素

在cors系统中影响rtk实时定位测量精度的可能因素有测站卫星分布情况（可用卫星数和卫星天空几何分布）、通信质量状况（是否收到vrs改正信息）、系统定位算法的优劣等。

1.1 系统处理软件算法的优劣

cors系统中有几大网络误差算法，主要代表是trimble公司的vrs（虚拟参考站）技术，leica公司的主副站技术以及武汉大学的

网络综合误差内插法。这几个算法各有其特点，并且都有成功应用案例，尤其是vrs技术和主副站技术已经在世界多个城市、地区级网络建设中得到普及应用。不论哪种cors算法，它们都是采用同一种思想，就是将全网架设的所有基准站的数据发送到一个数据处理中心，经过解算，然后统一发送改正数据。

1.2 gps卫星误差影响

同静态gps观测、常规rtk作业一样，cors中rtk作业也受到gps卫星的各项误差影响，有gps卫星信号传输上产生的对流层、电离层以及多路径影响，也有因为rtk作业时上空收到的gps卫星分布以及卫星数目的影响，而且卫星分布与卫星数目对于这种瞬时的rtk作业来说，产生的影响更大于静态gps观测。在同个测量点因为不同观测时刻卫星分布产生的测量结果较差最大可以达到分米级。所以选择良好的观测时段、卫星观测窗口尤为重要。

1.3 数据通信质量的好坏

cors中的数据通信链路包括两方面，一是基准站到数据中心的数据传输，另一就是数据中心到rtk用户的无线数据传输链路。基准站到数据中心的数据传输量大，一般采用专线或者数字电路等方式，对于数据传输速度和稳定性要求非常高，vrs数据处理软件要求基准站到数据中心的网络延时要小于200 ms。在cors中，基准站数据通信租用光纤专线。数据中心将网络差分改正数据发送回用户采用无线通信方式，无线通信的质量会很大影响中心的数据能否及时、可靠地传输给用户。目前较为理想的无线通信方式有gprs

和cdma，但在移动或者联通个别信号基站覆盖薄弱地区，都会使得cors中rtk作业无法进行。从这个角度来看，cors网络的应用很大程度上还依赖于通信网络信号的发展、普及程度，我们可以预想随着3g技术的到来，会打开这个瓶颈。

2 质量控制方法

在常规边角控制网中，我们使用测边、测角中误差、边长相对中误差以及环线、附和线路闭合差等进行质量检验。静态gps控制网可以从环闭合差、点位中误差、基线相对精度来对gps控制网进行检定。cors系统中流动站测量的控制点具有相对的独立性，和网络基准站的关系是非线性的，使得测量工作中，如何控制测量精度具有难度。在cors系统中rtk作业的质量控制主要从cors系统设置、作业方法、辅助观测方法检测3个部分进行。cors系统设置主要利用cors数据中心管理软件以及系统监控站进行（如图1所示）。2.1 cors系统设置进行系统运行可靠性监测

在cors网络覆盖区域内建设一个永久性流动站，监控系统的运算可靠性。监控站设在数据中心大楼顶，便于和数据中心有线连接。监控站设备为一台trimble r7流动站仪器。大楼天面的观测墩上安置trimble zephyr geodetic天线，天线通过线缆接入到搁置在数据中心r7接收机数据端口。数据中心管理软件设置一个com口输出的rtcm差分数据发生器，差分数据通过线缆直接接入到接收机的port3口，rtk手簿控制接收机的作业状态，接收机主机的port 2口设置为输出nmea格式的定位坐标到计算机，计算机的监控分析

软件实时跟踪分析监控站的差分定位结果，当监控站定位结果超过限差值时自动发出报警信号。

2.2 cors rtk作业方法控制

cors系统中可以改进rtk作业方法来提高rtk作业精度。通过大量的测量数据表明，rtk作业过程中通过优化作业过程，可以适时发现仪器摆设、接收机整周模糊度解算错误以及电离层误差等影响。采用的优化作业方法有：

（1）成都地区处于低纬度电离层活跃带，尤其夏秋季节因电离层扰动频繁严重影响rtk实时作业精度。观察cors系统管理软件中对网络电离层影响跟踪分析图，避开电离层影响峰值时段。（2）在rtk控制点测量模式下，我们要求测量员摆设脚架，基座对中整平，减少因rtk对中杆倾斜造成的仪器对中误差。（3）上点测量时，先进行整周模糊度首次解算，不记录该次固定解结果，手簿记录第二次固定解的结果，避免刚上点时固定解解算的整周模糊度错误。记录连续2次重新初始化后的固定解值，根据cors系统2006年9～11月份大量测试数据论证，同时段2次观测值较差应该达到平面≤±3 cm，高程较差≤±4 cm，超出较差的点需要重新观测检核，取2次测量控制点平均值作为结果。（4）每个测量点进行连续2次以上的固定解测量，并且选择50%以上的rtk点，间隔4 h以上重复上点测量，避免因卫星分布、卫星观测数目等因素造成的影响，重复测量与上个时段测量的较差平面≤±5 cm，高程较差≤±7 cm。

2.3 辅助观测手段进行检测