CORS系统在无移动通信信号区域测量的应用方法研究

程林

【摘 要】CORS系统是RTK测量技术与移动通信技术结合发展应用的一种测量方法，论文介绍了RTK测量技术原理，提出了CORS系统在局部移动网络信号无信号或不稳定条件下的一种解决方法。

【Abstract】CROS system is a kind of measurement method， which is developed and applied under the combination of RTK measurement technology and mobile communication technology. The paper introduces the principle of RTK measurement system， and puts forward a solution of CORS system under the condition of no signal or unstable signal in local mobile network.

【关键词】RTK；CORS；无移动通信；信号区域

【Keywords】 RTK ；CORS； no mobile communication； signal region

【中图分类号】P258 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）06-0142-02

1 引言

RTK技术是GNSS测量技术与数据通信技术相结合，于20世纪90年代发展形成的测量方法。根据目前RTK技术发展方式分为常规RTK技术和网络RTK技术。常规RTK技术是使用GNSS的载波相位观测量，利用数据传输技术，实时进行数据处理计算，获得高精度的位置信息，从而实现高精度的定位数据。但是常规RTK测量定位精度随着移动站和基准站距离的增加而越来越差，轨道偏差、电离层和对流层延迟的误差都将迅速增大，导致难以确定整周模糊度，无法获得固定解。因此在移动站和基准站距离较长条件时（大于30km），经过计算处理用户得到的定位数据存在很大的观测误差，定位精度难以满足测量精度要求。为克服常规RTK测量误差，提高测量精度，网络RTK技术成为一种有效技术手段。网络RTK系统由基准站网、数据处理中心、数据通信链和用户移动站组成。基准站网在一定区域内按照设计均匀布设，构成网络RTK技术基本框架，通过数据通信链将观测资料实时传输到数据处理中心，数据处理中心根据用户移动站发送的GNSS观测数据计算误差改正信息，然后通过数据通信链发送到用户移动站，从而计算出用户观测定位数据。相对于常规RTK测量技术，网络RTK测量技术精度、可靠性更高，覆盖范围更广，应用范围更广。

2 网络RTK测量基本原理

常规RTK测量模式只有一个基准站，采用1+N模式，用户移动站与基准站距离一般不能超过15km。网络RTK测量模式中，有多个基准站构成基准站网，用户不需要自己建立基准站，利用广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS基本原理和方法来消除或减弱各种系统误差影响，获得高精度的定位数据。在网络RTK技术中，线性衰减的单点GNSS误差模型被区域型的GNSS网络误差模型取代，用基准站网多个参考站组成的GNSS网络来计算区域GNSS误差模型并为用户提供校正数据。网络RTK减少了误差源，尤其是与距离相关的误差源。

网络RTK系统一般分为三个部分，分别是基准站网采集基础数据；数据处理中心进行数据处理得到改正信息；通过数据链播发改正信息。首先，基准站网中多个基准站同时采集观测数据并通过通信数据链发送到数据处理中心，数据处理中心接受基准站数据剔除粗差，然后对观测数据进行联网计算，最后将计算得到的改正信息发送给用户。

目前网络RTK根据技术类型分为以下几种：单参考站网模式、虚拟参考站技术（VRS）、区域改正参数法（FKP）、主辅站技术（MAX）、综合误差内插法（CBI）。随着网络RTK技术的发展，网络RTK应用范围也越来越广，国内已经建立了完整的基于网络RTK技术的CORS系统。但是由于网络RTK采用的技术本身固有的缺点，应用上还存在很多问题影响实际应用。在网络RTK中通信数据链稳定性是影响网络RTK应用及测量精度的主要因素。

3 网络RTK系统在局部地区无通信信号问题解决办法

目前CORS系统通信链依靠移动通信数据进行，在局部地区存在无移动信号或者信号较弱的情况，严重影响网络RTK作业进度和工作效率，本文就数据通信链在多山地区测量作业时存在的无移动通信信号问题，提供一种解决方案。结合网络RTK技术和单基站RTK技术，利用信号中继器将移动通信数据链无法接收和发送的数据发送到移动用户端，从而实现解决局部地区无移动通信信号的问题。信号中继器能够接收移动网络信号并将其转换为电台数据链信号，类似单基站RTK测量工作模式，能够在无移动通信信号区域实现网络信号与电台数据信号的快速转换，实现快速定位测量，大大提高工作效率。

本方案是基于CORS系统正常运行，结合单基站RTK技术进行融合，从而解决在无移动通信信号地区利用RTK方式测量的问题。该方案由CORS系统、移动CORS接收机和信号中继器、移动用户组成，如图2所示。该系统关键在于信号中继器，通过中继器实现CORS由移动站转变为基准站，通过电台数据信号向移动用户播发基准站信号，实现快速定位测量。

该方案优点：

①通过信号中继器将CORS系统移动通信数据链进行转换并利用电台数据链进行播发，解决在实际测量工作中无移动通信信号区域的RTK测量问题，避免在无信号地区作业时无法利用CORS系统进行测量作业。

②单基站RTK技术基准站与移动站是建立在误差强相关的基础上的，利用一个或数个观测历元即可获得高精度的测量结果，结合网络CORS基准站信息，可高效率完成测量作业。

③利用信号中继器播发信号给用户，可以自主实现移动站观测数量的增加和减少。CORS系统用户资源数量是有限的，在有限的时段内，用户饱和，就存在用户之间相互抢信号的问题，通过信号中继器转发到移动用户，可以节约有限的CORS系统用户资源，达到提高效率的目的。

4 结论

與传统RTK测量作业相比，采用网络CORS方式测量具有应用范围广、精度高、野外作业灵活等优点。目前国内很多省市都利用网络RTK技术建立了相应的CORS网络系统，CORS系统的应用是测量技术手段的一次技术革命，大大提高了测绘作业的效率、降低了测量的工作强度，但由于CORS技术应用不成熟仍存在很多问题，如通信网络信号不稳定、电离层强烈活跃条件下出现测量误差的实际应用等问题。在CORS系统应用中网络信号的稳定性成为影响网络RTK测量方式的重要因素，因此在实际测绘生产过程中，解决通信网络信号稳定性的问题成为采用网络RTK测量方式的重要问题。