边缘地区CORS-RTK测量精度改进方法探讨

熊忠招，赵春林，曹 源，邹世锋

（1.湖北省国土测绘院，湖北 武汉 430010；2.枝江市国土资源局，湖北 枝江 443200）

边缘地区CORS-RTK测量精度改进方法探讨

熊忠招1，赵春林2，曹 源1，邹世锋1

（1.湖北省国土测绘院，湖北 武汉 430010；2.枝江市国土资源局，湖北 枝江 443200）

由于CORS基准站在山区或省级界线交界边缘布设不均匀，导致CORS系统下RTK测量精度受到较大影响，不能满足高精度工程测量的需要。基于此，提出了CORS RTK测量转换参数改正方法，以满足高精度工程测量的需要。

CORS；边缘地区；RTK参数；求解方法；精度

随着计算机网络、通信技术和卫星定位技术的快速发展，连续运行卫星定位服务系统（CORS）成为全球卫星定位导航系统（GNSS）发展和研究的热点，国家、省、市（县）、部门陆续建立了专门的CORS系统[1]。CORS技术被广泛应用于城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交通监控、矿山测量等方面，在国家信息化和现代化建设中发挥了重要作用[2]。基于GNSS的CORS能实时、快速、高精度地获取空间数据和地理特征，大大降低了测绘劳动强度和成本，提高了工作效率。

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5个部分组成。各基准站与监控分析中心之间通过数据传输系统连接，形成专用网络。基准站网由范围内均匀分布的基准站组成，负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，再通过数据传输系统发送给流动站（用户）[3]。可见，观测时基准站采用数据的好坏直接影响流动站测量数据的精度。本文主要探讨在山区或基准站分布不均匀的地区，如何提高用户测量数据精度的问题。

1 边缘地区RTK测量精度的影响因素

边缘地区主要指山区和省界位置，CORS基准站在该区域内分布距离较远。RTK测量时，相关的误差影响主要有CORS基准站间距、高斯投影长度变形值、CORS基准站测量误差、卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应，以及与信号传播有关的电离层折射延迟、对流层折射误差、多路径误差等[4-5]。

1）CORS基准站间距直接影响流动站RTK测量的精度，虽可通过虚拟参考站（VRS）技术改进，但仍会随基准站间距的增大而增大。RTK的精度通常用固定误差和比例误差来表示，即10mm+1ppm×D（D的单位为km）。现实中环境是千变万化的，各种影响因素特别是与电离层延迟、对流层延迟和卫星轨道有关的影响，引起了与距离有关的误差，从而限制了流动站的可解算整周模糊度的作业范围[6]。

2）CORS基准站测量误差是影响RTK测量定位精度最重要的因素[7-8]。CORS基准站相当于传统测量中的控制基准，控制点的误差决定了整个测量作业的精度水平，误差服从由高级到低级的测量原则。在使用CORS进行网络RTK测量时，CORS基准站便成为测量控制点，对整个区域进行坐标基准的控制，因此CORS基准站测量误差直接影响了RTK测量的精度。

3）CORS基准站误差虽然包括与GPS卫星有关的卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应，与信号传播有关的电离层折射延迟、对流层折射误差以及多路径误差，与GPS接收机有关的接收机钟差、接收机位置误差等；但CORS系统提供的差分改正信息是通过多个基准站的观测资料有效组合而得到的，所以它可以有效地削弱电离层折射误差、对流层折射误差和卫星轨道误差的影响，即使距离达到100 km也能很快确定整周未知数，并实现cm级的快速定位。

2 边缘地区CORS测量改正方法

由于CORS基准站建设成本较高，所以在山区地形起伏较大区域或省级界线交界处布设较少且不均匀，以致于CORS系统下RTK测量精度不能满足高精度工程测量[9]。边缘地区CORS测量改正方法首先通过区域CORS系统或省级CORS系统检测国家控制点或静态控制点，若控制点误差较大，则通过适当的CORS基准站联测国家控制点或地方控制点，再进行坐标转换，从而建立新的模型以提高区域转换精度，见图1。

图1 边缘地区CORS测量改正方法流程图

3 实例验证

3.1 研究区概况

选取某县城周边为研究区，该区域与多省交界，北部为山区，包含国家B、C级GPS控制点7个，但分布不均匀，北边很少，平均边长约为15 km；县城有一个CORS基准站，距离北部、南部边缘约为40 km，东西部边缘约为20 km，见图2。

图2 CORS基准站与国家控制点分布图

3.2 改正前成果比较

利用CORS系统，对研究区进行实验，检测了6 个国家B、C级GPS网点，采用一级GPS RTK测量精度，检测结果详见表1。由表1可知，高程符合要求，平面坐标CORS RTK测量成果与国家GPS网点测量成果约有11cm的偏差，超出规范规定7cm的要求，其中∆X均在+4 cm左右，∆Y均在-10 cm左右，为系统差。成果较差超限的原因为受地形和控制范围限制，在边缘地区误差较大。

表1 实验区CORS-RTK方法检测已知点成果较差/m

3.3 改正后的成果分析

利用在国家B、C级GPS网点上CORS-RTK测得的CGCS2000坐标和大地高与已知点的（1980 西安坐标系）坐标和正常高，采用三维空间坐标转换程序进行七参数计算，将已知点范围内的CORS-RTK方法一级点测量成果转换为国家GPS成果。平面坐标转换残差情况为：实验区重合点两套成果之间的平面坐标转换残差最大为-1．7 cm，小于2 cm；高程最大值为3．5 cm，小于4 cm，符合CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》规定的要求。

4 结 语

随着科技的快速发展，数据更新速度也不断加快，CORS系统的作用也越来越突出，已成为地理数字化、信息化、智慧化的重要组成部分。CORS系统的自动化程度高，无需每次架设基准站，可自动实现多种测绘功能，极大地减少了辅助测量的工作量和人为误差，保证了作业精度；但在边缘地区的精度往往受CORS基准站信号、距离等影响，可结合实际情况采用适当方法来提高测量精度和工作效率。

[1] 蔡成辉,刘立龙,黎峻宇,等．CORS定位精度的可靠性研究[J]．地理空间信息,2014,12(6):73-75

[2] 柳云龙．试论CORS在工程测量中的应用及发展[J]．科技资讯,2015,13(31):14

[3] 魏忠,杨华先,修延霞．湖北省内已建CORS参考站整合问题的思考[J]．地理空间信息,2011,9(6):15-16

[4] 卢辉．CORS系统下RTK作业误差影响分析[J]．测绘标准化,2010,26(2):26-28

[5] 汪伟,马华山,史廷玉,等．基于CORS的单基站RTK点位检校与精度评定[J]．测绘通报,2013(11):52-54

[6] 谢建涛．VRS改正数算法研究及精度分析[D]．郑州:信息工程大学,2013

[7] 丁健．CORS系统稳定性与精度测试研究[D]．合肥:合肥工业大学,2014

[8] 陈昇．CORS站系统定位精度分析及检测方法的研究[D]．昆明:昆明理工大学,2011

[9] 胡昌华,陈志扬,郑炎兵．基于CORS的GPS工程控制网的高精度正常高获取方法的探讨[J]．北京测绘,2011(1):55-56

P228

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1672-4623（2017）01-0085-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.01.026

熊忠招，高级工程师，主要从事基础测绘生产技术和管理工作。

2016-06-14。