刘韶军
摘 要:简述了RTK技术与CORS系统的原理及二者的相互关系,详细分析了CORS系统与单基站RTK技术的区别及各自特点,指出CORS系统的应用优势,并在结论中展望了CORS系统在的应用前景。连续运行参考站网系统(Continuous Operational Reference System,简称CORS系统)是现代GPS的发展热点之一。CORS系统将网络化概念引入到了大地测量应用中,该系统的建立不仅为测绘行业带来深刻的变革,而且也将为现代网络社会中的空间信息服务带来新的思维和模式。
关键词:RTK技术 CORS系统 应用
中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)10(a)-0029-01
1 RTK测量技术简介
实时动态测量技术(Real Time Kinematic,简称RTK),是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的以载波相位观测量为根据的实时动态差分定位技术,能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,是GPS测量技术发展中的一个新突破。
RTK技术主要包括单基站RTK测量(即所谓的传统RTK技术)和网络RTK测量两种模式。CORS系统是网络RTK技术的一种主要形式。
2 连续运行参考站系统(CORS)系统概述
连续运行参考站系统(CORS系统)是一个或若干个固定的、连续运行的GPS/GNSS参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位,伪距)、各种改正数、状态信息,以及其他有关GPS服务项目的系统。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。
3 CORS系统与单基站RTK技术比较
3.1 CORS系统与单基站RTK技术的共同点
CORS系统與单基站RTK技术都能实时获得厘米级定位结果,实际作业中室内工作量少,生产效率高,适合多种用途。
但二者也有共同的制约因素,如,卫星的分布情况及观测环境对二者测量的速度和质量都有很大影响;二者的初始化时间及测量精度都受数据链通讯质量的影响。
同时,由于GPS信号受观测环境的影响,二者采集的数据相较传统测量技术(例如全站仪导线测量、GPS静态测量、水准测量)均存在个别成果质量尤其是高程质量跳跃的可能性,故《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》要求,对RTK技术获取的成果要采用传统测量方法进行不少于总点数10%外业检测。
3.2 CORS系统相较传统RTK技术的显著优势
(1)作业范围。
单基站RTK测量用户需要架设本地的参考站,流动站超过一定距离就无法收到基站信号,不能得到固定解。
CORS系统由若干个连续运行的GPS/GNSS参考站组成网络,在整个网络覆盖范围内的覆盖范围内,均可接受到足够强度的参考站数据信号。
(2)设备需求。
对用户而言,单基站RTK测量至少需要两台GPS接受机,一台作为基准站,一台作为流动站,而CORS系统一旦建设完成,普通用户只需一台GPS接收机就可进行全天候实时定位测量作业,实现单人单机作业,大大节约生产成本。
(3)成果可靠性。
单基站RTK测量,无法保证让移动站只接受固定基准站的信号,虽然频率段可以设置,但在作业时如果附近有其他RTK系统也采用了相同的信号频率,移动站只接受在空间距离上和它最近的基站信号,这就有可能使我们的移动站接受到别人的基站信号,因而由于所用控制点的不同,使测量结果产生错误。
CORS测量系统采用数据通信和互联网技术,它的移动站与特定参考站唯一对应,移动站只能接受与之对应的参考站的信号,即使它与其它参考站距离再近也不可能接受其信号。这就保证了测量时信号的唯一有效,使得测量结果准确无误。
(4)数据处理。
单基站GPS RTK所得到的原始数据为WGS-84坐标系成果,施测前必须找到足够的已有控制点,用于架设基准站、流动站的检测以及求取测区转换参数,以得到目标坐标系成果。
而现有的CORS系统(如已建成的各省级CORS系统)均可直接提供2000国家坐标系成果和其他国家坐标系成果,甚至某些地方坐标系成果(如各市级CORS系统均可提供其地方坐标系成果)。随着CORS系统的不断发展,用户外业采集完成后所需成果数据将会完全由数据中心进行处理提供。
通过上述比较,发现CORS系统相较传统单基站GPS RTK技术有着明显的优势,真正实现了用户低成本、高效率、高精度的测绘作业模式。当然,随着CORS系统的不断发展和用户的不断使用,其他技术优势还有待于进一步发掘。
4 结论
总之,CORS是目前GPS测量的最新技术和发展趋势,CORS项目建设将会从某地区或行业开始,逐渐和其他地区或专业组建的网络进行互联,最终形成跨行业、跨地区、跨国家的网络,从而实现原始数据的共享与交换。不远的将来,一个多行业跨地区合作共享的CORS系统必将给测绘工程、工程建设、土地管理、城市规划、国情普查等众多领域带来巨大变化,为国家建设提供强有力的支持!
参考文献
[1] 赵东晨.网络GPS-RTK的应用探计[J].城市理论研究(电子版),2012(16).
[2] 胡丛玮,刘大杰.基于GPS基准站网的GPS测量[J].现代测绘,2003(1):10-13.
[3] 李海青,李东滨,陈建强,岳建国.建立西宁地区GPS连续运行参考站定位系统初探[J].青海科技,2007(4):41-43.
[4] 王志豪.虚拟参考站技术在工程测量中的应用[J].测绘通报,2004(11):64-65.
[5] 刘经南,刘晖.连续运行卫星定位服务系统城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报信息科学版,2003(3):259-264.
[6] 刘晖,时晓燕,杨沾吉,等.深圳市连续运行卫星定位服务系统的建立与测试[J].测绘通报,2003(9):33-36.
[7] Ashtech Z-Xtreme Technical Reference Manual.