NRS网络CORS在茂名地区山洪灾害调查项目中的运用

张觉晓　史红金

摘 要：茂名地区山洪灾害调查项目，时间紧，精度要求高，作业范围广，需要覆盖茂名地区的高精度多星系统网络CORS。茂名水文局与广州南方测绘仪器有限公司合作，在极短的时间建立临时网络cors系统，不但解决了基站覆盖的问题，移动站开机就能测量，同时还解决项目技术要求的精度问题，确保了项目的顺利进行。

关键词：网络CORS；精准WGS-84坐标；高程精度0.3m

中图分类号： P228 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-165-2

1 概述

茂名水文分局在山洪灾害项目调查项目中要求3个月完成茂名地区1.1万多平方公里的调查任务，任务时间紧，范围广，同时需要投入十多支队伍，仪器设备及人员投入都相当大，任务中技术要求高，为避免分组众多测量时产生的系统误差，需要建立统一的基准，但是又没有太多的资金投入，需要同时解决平面和高程精度的问题。

2 项目介绍

2.1 项目背景介绍

山洪灾害防治区基本情况现场调查采用全面调查与重点调查相结合的方式。对于所有防治区内的人口分布与财产，将以城（集）镇、乡、行政村（居民委员会）、自然村 （组）等居民聚落为单元，调查其中的居民户数和居民人数、财产和住房分类情况、政区其他基本情况，调查企事业单位的基本信息。在此基础上，结合历史洪水调查和现场查勘，对城（集）镇、乡、行政村（居民委员会）、自然村组等居民聚落划分危险区，调查相应危险区内的居民户和居民人数、财产和住房分类情况；有条件的地区，可对重要的沿河村落进行详查，以居民户为单元，调查居民户的人员和住房情况，测量宅基高程；对于重要城（集）镇，则以住房座为单元，调查每座楼房内的人员和住房情况，测量宅基高程，测量 1：2000 地形图上级调查机构指导下级调查机构审核工作， 进行随机抽查、检查，发现问题及时解决，避免系统性偏差。

2.2 坐标系统

①平面控制测量坐标系：平面控制测量采用WGS84 坐标系统；已建设完成CORS 站省（市）的测区进行平面控制测量，选择WGS84 坐标系统；尚未完成CORS 站建设的省 （市）的测区平面控制测量采用精密单点定位或单点定位，以获取平面控制点WGS84坐标。②高程系统：高程控制测量的高程采用正常高系统，按照1985年国家高程基准起算。

2.3 测量精度满足的要求

①平面控制点相对于起算点的点位中误差不应大于0.2m；②高程控制点相对于起算点的高程中误差不应大于0.1m；③纵、横断面特征点相对于邻近平面控制点的点位中误差不应大于 1.5m；④纵、横断面特征点相对于邻近高程控制点的高程中误差不应大于0.3m； ⑤纵、横断面特征点相对于邻近横断面特征点的高程中误差不应大于0.3m。

3 问题及解决方案

3.1 遇到的问题

①项目要求精度高、作业区域范围广。②目前茂名地区的省内网络cors覆盖密度小，偏远产区的县镇无法覆盖完全。③由于目前省内的网络CORS只能接收单GPS卫星，对于本次项目调查区域多为居民地，房屋遮挡情况下，单GPS卫星很难收敛达到项目的精度要求，迫切需要兼容北斗卫星采集系统。④已知控制点不具备精密定位的WGS-84坐标，只有水准高程。⑤基站发射坐标需要具备精确WGS-84坐标，而单点定位的WGS-84坐标存在测量平面坐标系统误差。⑥自己架设基站，工作烦琐，覆盖范围小，需要重复求取转换参数，并且对人员的技术水平要求高，费时费力。

3.2 提出解决方案

针对以上项目中遇到的问题，我们提出建设CORS基站，兼容GPS、GLONASS、北斗三种卫星导航系统：通过联测IGS站获得精准WGS-84坐标，解决基站坐标问题，同时解决重复架设基站及重复求取转换参数的问题。

结合项目本身时间紧凑等性质， CORS基站不适合永久建设，而且建设基站费用比较高，所以最后采取租用CORS的方案。

4 解决方案具体实施

4.1 实施的可能性

4.1.1 北斗卫星使用带来的优势

如图1中房屋遮挡的测量中，由于楼房遮挡，GPS+GLONASS卫星（3+3）水平和竖直面精度都很差，无法达到固定解测量状态；图2中同样位置，虽然四周遮挡了，由于有了北斗卫星，多了5颗卫星天顶方向的卫星，能够快速且高精度达到固定解采集状态。

“北斗”特有的5颗地球同步轨道卫星设计对中国区域进行区域增强，卫星信号更优。

低纬度接近赤道的地区，这5颗卫星正好处于高截止角的天顶方向，卫星信号强，尤其适用于楼房密集的天井类环境，大大提高了RTK在测量中的可用性。

4.1.2 NRS虚拟参考站技术

NRS虚拟参考站系统是广州南方测绘仪器有限公司自主研发的一套能提供网络RTK服务的CORS系统，也是国内第一套能支持网络RTK服务的商业CORS系统，NRS虚拟参考站系统软件用于GNSS连续运行参考站系统的运行与管理，采用NRS虚拟参考站技术的工作模式，系统使用多基站网络综合误差改正模型的处理方式使整个控制区域得到整体差分数据改正，提供真正的网络RTK解决方案。

4.1.3 Gamit软件全球高精度解算软件

GAMIT软件由美国麻省理工学院（ MIT） 和斯克里普斯海洋研究所（SIO） 联合开发。该软件是世界上最优秀的GPS定位和定轨软件之一，当解算长基线时，相对精度能达到10-9量级，解算短基线的精度能优于1mm，GAMIT软件的特点是运算速度快、精度高、计算自动化等，因此应用相当广泛。

由于软件解算速度快、精度高，符合项目特点，在茂名地区的山洪灾害调查项目中，经过严格的测试，我们使用GAMIT软件解算CORS基站数据。

4.1.4 RTK硬件设备

由于此次项目的开展地点多位于县镇山区并且四五月份雨水量较大，山多雨密网络信号强度不一，所以对于移动端的要求一是网络信号稳定，二是坚固防水。基于以上考虑，并且经过多次测试，最终选定S862013款RTK作为移动端实施项目。

4.2 选点布网

根据NRS网络CORS技术指标及CORS选址建站规范，茂名地区山洪灾害调查任务范围及重点测量地区，选点在水文站或者镇政府三防办安装设备。共计13个站覆盖整个茂名地区，均为楼顶站，采用预制不锈钢杆固定安装楼顶接收天线，平均边长60km。基站数据通过站点的办公网络传回服务器中心，服务器则采用租用仪器供应商服务器的形式，并且数据由仪器供应方进行维护。办公网络存在延迟超限的（大于500ms），开通电信的专线网络，解决网络数据延迟的问题。具体布网如图3。

4.3 实施步骤

4.3.1 基站坐标联测

在一周的时间内完成了13个基站的安装调试，并通过采集的连续3天的原始观测数据，采用Gamit软件与IGS站进行联测（选取了：北京房山BJFS、乌鲁木齐URUM、拉萨LHAZ、武汉WUHN），得出精准WGS-84坐标，解决项目中平面坐标的问题。

4.3.2 高程转换参数获取

高程系统采用移动站连接网络CORS，在测区均匀采集85高程水准点求取高程拟合参数。对于测区没有水准点的地方，采取在空旷的位置连接广东省厅CORS，采集WGS-84坐标后交由省厅CORS中心转换得到85高程，再加入进行参数求取。

4.3.3 精度检查

参数求取后，采用移动终端连接CORS系统，输入转换参数，经检验精度误差如下：

检查结果平面误差均在5厘米以内，高程误差均在7厘米以内，满足项目测量要求（由于测量中控制点保密等问题，故没有列出实际点与控制点坐标）。

5 总结

在此次的茂名市山洪灾害调查中，由于第一次采用租用并建立临时网络CORS的方案，在实施过程中碰到了各种难题，但是都一一解决，保证了项目精度、减少了错情、避免了重复架设基站，以及找控制点校正带来的麻烦和误差，获得了很好的效果，及时地完成任务。这次的项目合作，在广东省水文局组织的检查、验收中获得了肯定，为今后其他地区项目的顺利开展奠定了基础。

参 考 文 献

[1] 李德基.建设连续运行卫星定位综合服务系统（CORS） 的方法与应用探讨[J].测绘与空间地理信息，2010（6）：1-3.

[2] 广州南方测绘仪器有限公司.NRS网络参考站系统软件技术说明[EB/OL].http：//www.southgnss.com/DownLoad_

view.asp？did=16&sid=10，2010-03-01/20160420.

[3] 鄂栋臣.应用GAMIT/GLOBK软件进行高精度GPS数据处理[J].极地研究，2005（3）：1-3.

[4] 广州南方测绘仪器有限公司.CORS实施细则[EB/OL].

http：//www.docin.com/p-50923942.html， 2010-05-08/20160420.