手持机与CORS连接测量精度探讨

王佩贤，孟灵飞，郑 涛

（辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新 123000）

一、引 言

随着GPS技术的不断发展，其应用领域越来越广泛。它具有常规测量技术无法比拟的优势，给传统测量技术带来了意义深远的变革。在工程建设领域，RTK测量技术应用较为成熟。而灵巧、便携的手持 GPS由于精度只能达到亚米级水平，与CORS站连接的测量精度也只能达到分米级水平，因而局限了其使用范围。随着手持机测量技术的不断发展，实时定位精度达10 cm的手持机已经出现在测量市场，但还没有被广泛应用于工程测量中。本文结合辽宁省阜新市土地整理项目，通过具体试验来分析该技术的测量精度与可靠性，并为日后工程建设提出建议。

二、手持机性能与CORS理论

Geo XH2008手持机（如图1所示）是天宝公司推出的一款在外业可以获得10 cm或亚分米级定位精度的GPS接收机。Geo XH手持机基于实时HStar技术，可以直接接收和解算RTK改正数据，进行载波相位差分定位；可以利用内置的WLAN技术，安全地连接到相关部门内部网络；也可以借助于内置蓝牙技术，通过与具有蓝牙功能的手机连接，进而通过Internet技术连接到VRS网络，获取实时差分定位数据。其差分改正后精度（HRMS）见表1。

Geo XH2008手持机提供了多种数据通信方式，针对不同差分源及通信链路进行的通信方式对比见表2。

图1 Geo XH2008手持机图形

表1 差分改正后精度指标

CORS系统即在区域范围内，建立若干个由连续运行参考站、数据通信系统、计算机和数据控制中心等组成的局域网络。连续运行参考站综合应用GPS技术进行定位、数据控制中心与互联网技术进行实时差分改正解算。并同时给不同需求、不同类型、不同层次的用户自动地提供准确的不同类型的GPS观测值（包括伪距观测，载波相位观测），各种改正数、状态信息和其他有关GPS服务项目的系统。为用户提供高精度空间定位服务和多元化信息服务［1］。

表2 不同差分源及通信方式对比

三、手持机与CORS连接操作流程

由于手持GPS测量结果属于WGS-84坐标系，因此首先要获取七参数法将其改为地方坐标系。此方式还需要具有蓝牙通信技术并且能够使用WAP功能上网的手机一部，主要用于数据链传输。具体操作流程如下:

1）将Geo XH2008手持机利用蓝牙通信技术与手机连接，由于手机具有无线上网功能，因此Geo XH2008手持机与手机连接后即与互联网连接。

2）运行Terrasync软件，设置事先定义好并输入到手持机里的坐标系，再打开实时设置对话框，选择外部源和等待实时状态，在外部实时设置对话框中输入所要连接的CORS站IP地址和相应端口号。

3）在Terrasync软件设置页面，将外部源类型设置为VRS模式。

4）创建数据采集文件，进行数据采集。

5）外业数据采集结束，用GPS Pathfinder导出（在导出之前应当先退出Terrasync数据采集软件）采集的数据，在后处理软件中进行相应的编辑。

四、试验分析

本次试验结合土地整理项目，对辽宁省阜新市某地块界址点坐标数据进行采集，用于手持机测量结果检核。具体研究方案为:首先，试验之前，应该对仪器本身的系统测量稳定性进行检测。采用对相同点进行多时段的重复观测方法，对Geo XH2008手持机可靠性检测。通过仪器内符合稳定性来研究仪器稳定性［3］。经检测，本次试验所采用的仪器稳定性良好。其次，由当地国土局提供（或求取）准确转换七参数后，按照上述方法进行手持机与当地CORS系统连接。采用VRS测量技术对界址点坐标进行测量。为了避免人为误差出现，数据采集时采用天线对中杆进行严格对中。然后，利用全站仪进行界址点坐标数据采集，并认为测量结果近似真实值。最后，对两次同名点得测量数据进行对比，计算相对于全站仪测量值得点位误差和测量中误差。具体数据处理见表3。

图2 实时差分改正采集数据流程图

表3 两次测量结果与点位误差 m

从表3中可以看出，界址点的最大点位误差为0.134 m，最小点位误差为0.083 m，平均点位误差为0.103 m。按下式计算手持机测量值相对于全站仪测量值的中误差［2］

五、结 论

1）Geo XH2008手持机基于革命性的实时HStar技术，能直接接收和结算RTK改正数据，差分定位精度可以提升到高达10 cm。较以往手持机采用伪距差分的RTD分米级作业模式，在GIS数据采集以及一定的工程测量中更具有优势。

2）通过GPRS方式进行传输数据，大大减少了数据质量衰减。但也受移动电话信号强弱影响。较电台传输数据模式，使用网络技术具有经济性、便携性等优点，更适合测量人工作要求。

3）相比于传统RTK，对地物测量时减少了绘制草图的工作量，提高了工作效率。但是由于手持机数据采集时，容易引起人为误差，故而工作人员应该加强测量技术，必要时应加以天线对中杆。

4）在不具有参考站网的地区，可以自设基站进行差分测量。只要求解参数正确，采用Zephyr天线在短基线内（＜30 km）差分后测量精度可以达到10 cm。

5）对于电力勘测、管线测量、GIS数据采集以及一定精度的测图工作中，实时定位高达10 cm精度的手持机是最佳选择。

［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］.北京:科学出版社，2009:90-91.

［2］ 陶本藻.测量数据统计分析［M］.北京:测绘出版社，1992:124-125.

［3］ 王晓明.手持GPS仪器定位稳定性和准确性分析［J］.西部探矿工程，2010（2）:116-121.

［4］ 程新文，程性义.手持式GPS定位精度研究［J］.测绘通报，2004（9）:20-22.

［5］ 谢宏全，周立，马迁，等.天宝GEO XT数据采集模式及精度研究［J］.测绘工程，2008（4）:1-3.

［6］ 王洪英，单波，马凤臣.手持型RTK GPS接收机在宁东直流工程中的应用［J］.山东电力技术，2010（5）:39-44.

［7］ 张丽娜，杨志强，欧龙.手持式GPS定位误差研究［J］.工程地球物理学报，2006，3（6）:478-483.