网络RTK技术在阜南县河湖“清四乱”中的应用

（安徽省阜南县河道管理局 阜南 236300）

1 网络 RTK 技术介绍及系统组成

1.1 网络 RTK 技术介绍

RTK 是 GPS 载波相位差分技术的一种方法应用，是实时处理两个或多个测量站点载波相位观测值的差分方法，将基准站采集的载波相位发给流动站接收机，求差解算出流动站的三维坐标。传统的RTK 定位运用主要分为基准站与流动站两个部分，通过在观测区域中心位置架设基准站，使用一台或多台流动站通过与基准站建立数据链，将基准站观测数据与坐标信息传输给一台或多台流动站，而流动站利用接受基准站数据，并采集实时定位坐标数据，同时在系统内组成差分观测数据进行处理，及时计算出厘米级三维坐标数据，整个过程用时不足一秒钟。而要保证采集的三位数据的准确性，必须保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，流动站达到固定解的状态。但是传统的RTK 观测模式，存在一定的局限性和观测范围的限制。一是由于GPS 误差的空间相关性随基准站与流动站距离的增加而逐渐失去线性，因此基准站校正数据的有效作用距离有限。二是由于野外基准站架设受到客观条件的限制，导致流动站接受基准站发射数据链往往受到建筑物及植被的影响，直接导致定位精度下降。由于此次“清四乱”工作作业范围较大，且蓄洪区内庄台房屋较为密集，为确保定位精度不受影响，如采用传统RTK 观测模式，需要频繁更换基准站架设位置，并进行校点验核，对于“清四乱”数据采集工作造成不便。

为了克服传统 RTK 观测方法在此次“清四乱”数据采集工作的缺陷，将网络RTK 技术运用到此次“清四乱”数据采集工作中。网络RTK 也称基准站RTK，是近年来在常规RTK 和差分GPS 的基础上建立起来的一种新技术。在一个固定区域内较均匀地布设多个GPS 参考基站，从而对此区域形成网状覆盖，并以这些GPS 参考基站中的一个或多个为基准计算和发播GPS 改正信息，构建成连续运行卫星定位服务综合系统，达到对该区域内的地理信息数据采集用户进行实时改正的定位方式。

1.2 AHCORS 系统组成

CORS 是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS 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。2013年，安徽省卫星定位综合服务系统（以下简称AHCORS)正式投入使用。AHCORS 集成了GNSS、移动通信、计算机网络、软件工程等技术，建成了安徽省连续运行卫星定位综合服务系统，系统包括63 个基准站，1 个控制中心、2 个数据中心和高可靠数据通信网络，在安徽省建立了与国家CGCS2000 坐标系相一致的大地基准。通过AHCORS 在一个阜南县区域内布设的多个永久性的连续运行 GPS 参考基准站按设定的采样率连续观测，获得本区域的误差改正模型，然后向流动站实时发送改正数据，使用一台网络RTK 流动站，即可实时观测得到精度可靠的三维坐标数据。

2 网络 RTK 技术应用

2.1 河湖“清四乱”的背景

根据《水利部办公厅关于开展全国河湖“清四乱”专项行动的通知》《水利部办公厅关于开展全国河湖采砂专项行动的通知》以及《关于开展河湖“清四乱”专项行动的通知》等文件精神，按照阜阳市水利局部署，在阜南县河道管理范围内对乱占、乱采、乱堆、乱建等河湖管理保护突出问题开展专项清理整治行动（以下简称“清四乱”专项行动）。2018年底前，全面摸清阜南县在第一次全国水利普查水利工程全面开展河湖管理范围内 “四乱”突出问题，发现一处、清理一处、销号一处。2019年上半年前，全面完成全县专项行动任务，基本解决侵害河湖安全运行、危害河湖生态健康违法行为。阜南县河道管理局在“清四乱”工作中充分利用已有大量实测资料，采用外业调查河道“四乱”数据―综合分析“四乱”情况―研究清除方法―外业现场督查的方法。充分将网络 RTK 技术利用在野外调查河道“四乱”数据采集以及后期督查清除效果复核工作中，大大提高了工作效率和工作质量。

2.2 在“清四乱”工作中应用

阜南县河道管理局委托安徽省淮河河道管理局测绘院为此次河湖“清四乱”工作提供技术支持，全面开展对濛洼蓄洪区淮堤及行洪通道范围内的违章设障、违章种植、乱堆乱放、违章建设经营占地等利用网络 RTK 技术由省测绘院测量员进行现场野外数据调查采集及后期督查数据复核工作。按照“清四乱”工作方案要求，利用RTK 对堤身、滩地上的违章建筑物、构筑物、堆置的杂物及堤身耕种的农作物、杂树杂草、垃圾等数据信息进行现场采集，对于违章构筑物建筑物、菜园等利用四点坐标进行采集，对小型外垫庄台、违章耕作农作物进行多点采集坐标并计算面积，对于生活垃圾、堤身树木采取单点采集坐标，共采集违章构筑物建筑物140 余间，小型外垫庄台87 处，菜园246 个，农作物56 亩，生活垃圾49 处，堤身树木1600 棵。基于野外采集数据，进行内业绘图处理的方法，为综合分析“四乱”情况并研究清除方案，提供基础资料。开展清除行动后，利用之前违章数据，进行放样定位，对清除工作效果进行复核数据采集，为保障“清四乱”工作落实提供数据支持。

2.3 CORS 运用的限制

（1）在移动或联通信号较弱的区域，网络RTK定位效率及精度较差，主要是因为网络RTK 流动站是通过移动或联通网络接受AHCORS 定位数据，当在庄台房屋较为密集及偏远地段移动或联通信号较弱时，导致网络RTK 流动站信号接受难以达到固定解。

（2）在省、市界区域（濛洼堤防淮堤处于六安地区与阜阳地区交界，洪洼堤防洪干堤段处于安徽省与河南省两省交界）网络RTK 流动站定位达到固定解难度较大，因为安徽省 CORS 基准站覆盖范围有限，在远离基准站网地区的电离层、对流层状况差异较大。

3 结语

AHCORS 具有辐射范围广、全时段数据提供等优势，除个别因移动或联通信号弱而造成网络RTK流动站达到固定解难度较大，定位精度不稳定之外，只需一台RTK 流动站即可进行分米级至厘米级的高精度实时快速定位，网络RTK 的运用在河湖“清四乱”基本情况普查外业测量中得到了很好的应用，并能为类似水利工程管理范围内的水利普查、采砂管理监督、河道及堤防断面测绘、水利工程管理等业务工作提供经验和借鉴。