程林

【摘 要】CORS系統(tǒng)是RTK測(cè)量技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合發(fā)展應(yīng)用的一種測(cè)量方法，論文介紹了RTK測(cè)量技術(shù)原理，提出了CORS系統(tǒng)在局部移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)信號(hào)或不穩(wěn)定條件下的一種解決方法。

【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.

【關(guān)鍵詞】RTK；CORS；無(wú)移動(dòng)通信；信號(hào)區(qū)域

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

【中圖分類號(hào)】P258 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）06-0142-02

1 引言

RTK技術(shù)是GNSS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合，于20世紀(jì)90年代發(fā)展形成的測(cè)量方法。根據(jù)目前RTK技術(shù)發(fā)展方式分為常規(guī)RTK技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。常規(guī)RTK技術(shù)是使用GNSS的載波相位觀測(cè)量，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算，獲得高精度的位置信息，從而實(shí)現(xiàn)高精度的定位數(shù)據(jù)。但是常規(guī)RTK測(cè)量定位精度隨著移動(dòng)站和基準(zhǔn)站距離的增加而越來(lái)越差，軌道偏差、電離層和對(duì)流層延遲的誤差都將迅速增大，導(dǎo)致難以確定整周模糊度，無(wú)法獲得固定解。因此在移動(dòng)站和基準(zhǔn)站距離較長(zhǎng)條件時(shí)（大于30km），經(jīng)過(guò)計(jì)算處理用戶得到的定位數(shù)據(jù)存在很大的觀測(cè)誤差，定位精度難以滿足測(cè)量精度要求。為克服常規(guī)RTK測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)成為一種有效技術(shù)手段。網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)通信鏈和用戶移動(dòng)站組成?；鶞?zhǔn)站網(wǎng)在一定區(qū)域內(nèi)按照設(shè)計(jì)均勻布設(shè)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)基本框架，通過(guò)數(shù)據(jù)通信鏈將觀測(cè)資料實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)用戶移動(dòng)站發(fā)送的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算誤差改正信息，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通信鏈發(fā)送到用戶移動(dòng)站，從而計(jì)算出用戶觀測(cè)定位數(shù)據(jù)。相對(duì)于常規(guī)RTK測(cè)量技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量技術(shù)精度、可靠性更高，覆蓋范圍更廣，應(yīng)用范圍更廣。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量基本原理

常規(guī)RTK測(cè)量模式只有一個(gè)基準(zhǔn)站，采用1+N模式，用戶移動(dòng)站與基準(zhǔn)站距離一般不能超過(guò)15km。網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量模式中，有多個(gè)基準(zhǔn)站構(gòu)成基準(zhǔn)站網(wǎng)，用戶不需要自己建立基準(zhǔn)站，利用廣域差分GPS和具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分GPS基本原理和方法來(lái)消除或減弱各種系統(tǒng)誤差影響，獲得高精度的定位數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)中，線性衰減的單點(diǎn)GNSS誤差模型被區(qū)域型的GNSS網(wǎng)絡(luò)誤差模型取代，用基準(zhǔn)站網(wǎng)多個(gè)參考站組成的GNSS網(wǎng)絡(luò)來(lái)計(jì)算區(qū)域GNSS誤差模型并為用戶提供校正數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)RTK減少了誤差源，尤其是與距離相關(guān)的誤差源。

網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)一般分為三個(gè)部分，分別是基準(zhǔn)站網(wǎng)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到改正信息；通過(guò)數(shù)據(jù)鏈播發(fā)改正信息。首先，基準(zhǔn)站網(wǎng)中多個(gè)基準(zhǔn)站同時(shí)采集觀測(cè)數(shù)據(jù)并通過(guò)通信數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心接受基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)剔除粗差，然后對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)計(jì)算，最后將計(jì)算得到的改正信息發(fā)送給用戶。

目前網(wǎng)絡(luò)RTK根據(jù)技術(shù)類型分為以下幾種：?jiǎn)螀⒖颊揪W(wǎng)模式、虛擬參考站技術(shù)（VRS）、區(qū)域改正參數(shù)法（FKP）、主輔站技術(shù)（MAX）、綜合誤差內(nèi)插法（CBI）。隨著網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建立了完整的基于網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的CORS系統(tǒng)。但是由于網(wǎng)絡(luò)RTK采用的技術(shù)本身固有的缺點(diǎn)，應(yīng)用上還存在很多問(wèn)題影響實(shí)際應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)RTK中通信數(shù)據(jù)鏈穩(wěn)定性是影響網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用及測(cè)量精度的主要因素。

3 網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)在局部地區(qū)無(wú)通信信號(hào)問(wèn)題解決辦法

目前CORS系統(tǒng)通信鏈依靠移動(dòng)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行，在局部地區(qū)存在無(wú)移動(dòng)信號(hào)或者信號(hào)較弱的情況，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)進(jìn)度和工作效率，本文就數(shù)據(jù)通信鏈在多山地區(qū)測(cè)量作業(yè)時(shí)存在的無(wú)移動(dòng)通信信號(hào)問(wèn)題，提供一種解決方案。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)和單基站RTK技術(shù)，利用信號(hào)中繼器將移動(dòng)通信數(shù)據(jù)鏈無(wú)法接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到移動(dòng)用戶端，從而實(shí)現(xiàn)解決局部地區(qū)無(wú)移動(dòng)通信信號(hào)的問(wèn)題。信號(hào)中繼器能夠接收移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈信號(hào)，類似單基站RTK測(cè)量工作模式，能夠在無(wú)移動(dòng)通信信號(hào)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與電臺(tái)數(shù)據(jù)信號(hào)的快速轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)快速定位測(cè)量，大大提高工作效率。

本方案是基于CORS系統(tǒng)正常運(yùn)行，結(jié)合單基站RTK技術(shù)進(jìn)行融合，從而解決在無(wú)移動(dòng)通信信號(hào)地區(qū)利用RTK方式測(cè)量的問(wèn)題。該方案由CORS系統(tǒng)、移動(dòng)CORS接收機(jī)和信號(hào)中繼器、移動(dòng)用戶組成，如圖2所示。該系統(tǒng)關(guān)鍵在于信號(hào)中繼器，通過(guò)中繼器實(shí)現(xiàn)CORS由移動(dòng)站轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶞?zhǔn)站，通過(guò)電臺(tái)數(shù)據(jù)信號(hào)向移動(dòng)用戶播發(fā)基準(zhǔn)站信號(hào)，實(shí)現(xiàn)快速定位測(cè)量。

該方案優(yōu)點(diǎn)：

①通過(guò)信號(hào)中繼器將CORS系統(tǒng)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行轉(zhuǎn)換并利用電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行播發(fā)，解決在實(shí)際測(cè)量工作中無(wú)移動(dòng)通信信號(hào)區(qū)域的RTK測(cè)量問(wèn)題，避免在無(wú)信號(hào)地區(qū)作業(yè)時(shí)無(wú)法利用CORS系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。

②單基站RTK技術(shù)基準(zhǔn)站與移動(dòng)站是建立在誤差強(qiáng)相關(guān)的基礎(chǔ)上的，利用一個(gè)或數(shù)個(gè)觀測(cè)歷元即可獲得高精度的測(cè)量結(jié)果，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)CORS基準(zhǔn)站信息，可高效率完成測(cè)量作業(yè)。

③利用信號(hào)中繼器播發(fā)信號(hào)給用戶，可以自主實(shí)現(xiàn)移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)量的增加和減少。CORS系統(tǒng)用戶資源數(shù)量是有限的，在有限的時(shí)段內(nèi)，用戶飽和，就存在用戶之間相互搶信號(hào)的問(wèn)題，通過(guò)信號(hào)中繼器轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)用戶，可以節(jié)約有限的CORS系統(tǒng)用戶資源，達(dá)到提高效率的目的。

4 結(jié)論

與傳統(tǒng)RTK測(cè)量作業(yè)相比，采用網(wǎng)絡(luò)CORS方式測(cè)量具有應(yīng)用范圍廣、精度高、野外作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)很多省市都利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立了相應(yīng)的CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，CORS系統(tǒng)的應(yīng)用是測(cè)量技術(shù)手段的一次技術(shù)革命，大大提高了測(cè)繪作業(yè)的效率、降低了測(cè)量的工作強(qiáng)度，但由于CORS技術(shù)應(yīng)用不成熟仍存在很多問(wèn)題，如通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定、電離層強(qiáng)烈活躍條件下出現(xiàn)測(cè)量誤差的實(shí)際應(yīng)用等問(wèn)題。在CORS系統(tǒng)應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定性成為影響網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量方式的重要因素，因此在實(shí)際測(cè)繪生產(chǎn)過(guò)程中，解決通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)穩(wěn)定性的問(wèn)題成為采用網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量方式的重要問(wèn)題。