CORS络RTK技术在城市测量中的应用探讨论文_朱君俊

CORS络RTK技术在城市测量中的应用探讨论文_朱君俊

(陕西交通职业技术学院,陕西,西安,710018)

【摘 要】随着GPS技术和信息技术的发展,基于卫星定位连续运行参考站系统(CORS)的网络RTK技术已取得广泛的应用。本文通过介绍CORS 网络RTK系统工作原理,并结合其在城市测量中的应用,分析论证了CORS 网络RTK相比单基站型RTK的诸多优势。

【关键词】连续运行参考站 ;实时动态测量系统 ;差分定位;精度

一、引言

随着GPS技术和信息技术的发展,基于卫星定位连续运行参考站系统(CORS)的网络RTK技术已取得广泛的应用。单基站型RTK的优势已被我们所熟悉,但它有着先天缺陷,随着流动站距离基准站越远,其信号减弱、卫星初始化变慢、精度下降,这样在测区范围稍大的情况下不得不经常搬站,误差不断累积,由此,其应用起来约束条件太多,不能满足城市测量工作日益追求效率、提高观测精度的要求。基于CORS网络RTK的出现很好的弥补了它的不足,同时还具有操作简便、精度高、实时性强、信号稳定、覆盖面广等优势,大大提高了工作效率。目前,其已在城市测量工作中得到越来越广泛的应用。

二、CORS 网络RTK简介

在介绍CORS 网络RTK之前,我们先来介绍下它发展的前身:实时动态测量系统(RTK),它是GPS测量技术与数据传输技术相结合的产物,其基本构成是:安置一台GPS接收机在基准站上,对所有可见GPS卫星进行连续的观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时的发送给到流动站,在流动站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电设备接收来自基准站的观测数据,然后根据相对定位原理,实时计算并显示给用户测点的坐标直至满足用户要求。

CORS(Continuously Operating Reference Stations)中文名称为卫星定位连续运行参考站系统。CORS可以定义为由若干个连续运行、固定的GNSS参考站,利用现代数据通信、计算机和互连网技术组成的网络,实时地向不同需求、不同层次、不同类型的用户提供经过检验的GNSS观测值(载波相位,伪距),各种改正数、状态信息,以及其他有关GNSS服务项目的综合系统。CORS系统仅是一个动态的、连续的定位框架基准,同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施,它不仅可以建立和维持城市测绘的基准框架,更可以全自动、全天候、实时提供高精度空间和时间信息,成为城市区域规划、管理和决策的基础,这对现代城市基础地理信息系统的采集与应用体系产生深远的影响。

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三、CORS 网络RTK技术在城市测量中的应用

CORS 网络RTK技术可在城市测量中向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实时的定位信息,并实现测绘数据的完整统一,具体有以下几个方面的应用。

3.1基础控制测量

由于城市建设速度加快,对GPS-C、D、E级控制点破坏较大,一般在5-8年需重新布设,至于在路面的图根控制点更不用交代了,一二年就基本被破坏了,各测绘单位不得安排大量的人员来重新布设,且仍以支站的方式,这不但保证不了精度,还造成了人财物力的大量浪费。随着CORS基站的建设和连续运行,就形成了一个以永久基站为控制点的网络,其点位测量精度通过与常规静态GPS观测检验比较,均能满足规范精度要求,目前在《卫星定位城市测量技术规范》和《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》中均有具体操作要求。CORS网络RTK技术可以大大提高基础控制测量的速度与效率, 降低劳动强度和成本, 省去测量标志保护与修复的费用, 节省基础控制测量实施过程中约30% 的费用。CORS基站是城市信息化的重要组成部分, 并由此建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架, 从而实现从实时的空间位置信息到真正的城市数字化。

3.2地形测量

在城市地形测量中,常规的测图方法通常是先布设控制网,这种控制网一般是在国家高等级控制点的基础上加密次级控制点,最后依据加密的控制点和图根控制点,测定地物点和地形点,按一定的规律和符号绘制成平面图。CORS网络RTK技术的出现,可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标,开阔地带,作业员直接用流动站便可以高精度并快速地测定碎布点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件,可以在野外一次性测绘成电子地图,然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺的图件。

3.3建设用地勘测定界

利用CORS网络RTK进行勘测定界放样,能避免解析法和关系距离法放样方法的复杂性,同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序,特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。

3.4规划放线测量

CORS网络RTK应用于市政道路中线放样,放样工作一人即可完成,将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的手薄内,连上CORS网络就可以放样了,放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移动,直到满足放样的精度要求为止。

3.5其他方面的城市测量

城市测量工作还包括城市拔地测量、城市管线测量、市政工程测量、建筑物放线、房产测量、像控点测量等,CORS网络RTK技术都可以利用其操作简便、高精度、高效率和全天候的作业优势广泛应用。CORS网络RTK技术还可以对建构筑物进行实时、有效、长期的变形监测, 实现对灾害的动态快速预报。

3.6小结

从应用结果来看,CORS网络RTK技术彻底改变了传统的城市测量作业方式,其主要优势体现在:1)改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围;2)用户不再需架设基准站,真正实现单机作业,减少了费用; 3)采用连续基站,用户随时可以观测,使用方便,提高了工作效率; 4)使用固定可靠的数据链通讯方式,减少了噪声干扰;5)拥有完善的数据监控系统,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性; 6)提供远程INTERNET服务,实现了数据的共享;7)提高了观测精度。

四、结束语

综上所述,CORS网络RTK无论是在作业模式和操作方法上,还是在测量精度和可靠性方面都符合城市测量的要求,比起单基站型RTK,CORS网络RTK有着省时、省力且精度高等诸多优势,但在使用中,我们发现其在卫星信号较弱的测区(建筑物密集区、树林区、磁场区、)进行测量时还是有一定的限制,所以,我们要根据CORS网络RTK技术的优缺点,扬长避短,采用不同的测量方法,高精度、高效率的完成各种城市测量任务。CORS系统的建成能使更多的部门和更多的人使用GPS高精度服务,它必将在城市经济建设中发挥重要的作用,由此给城市带来的巨大社会效益和经济效益是不可估量的, 它将极大地加快城市基础地理信息的建设,为建设数字化城市提供新的契机。

参考文献:

[1]北京市测绘设计研究院.CJJ8-99城市测量规范[S] .北京:中国建筑工业出版社, 1999

[2]宋玉兵,丁玉平,沈飞.JSCORS实践与应用[R],江苏:江苏省测绘工程院,2008.10

[3]刘经南,刘晖.连续运行卫星定位服务系统:城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报,2003(6):259—264.

论文作者:朱君俊

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期

论文发表时间:2016/9/18

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