分析CORS RTK技术实际应用优劣

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　摘要：随着城市CORS及省CORS系统的建设，CORS RTK测量技术风靡全国，主要因为其测量模式和测量速度、精度比以往的RTK测量方式有了很大的变革，CORS RTK系统的组成包括：CORS网、通信网络、管理中心、服务中心、流动站、服务器。下面就其在行业应用的优劣作简要分析。

　　关键词：CORS;GPS;RTK

　　一、CORS RTK技术及其测量速度

　　常规RTK是一种基于单基站的载波相位实时差分定位技术，CORS RTK技术主要利用是通过建立覆盖某一区域的参考站网，计算和播发GPS差分改正信息，各个参考站的数据传至数据中心，数据中心用所有参考站数据及快速精密星历来构建钟差、轨道误差、电离层误差、对流层误差等误差模型，确定参考站间的整周模糊度，数据中心通过参考站间的整周模糊度及误差模型，在流动站概略位置生成一个虚拟参考站，并生成该虚拟站的虚拟观测数据，然后将其以 CMR+或 RTCM 等标准格式发给流动站;流动站再结合自身的观测数据实时解算得到所在位置的精确坐标;流动站通过 GPRS，以 NMEA 0183 GGA 语句向控制中心发送概略坐标。

　　CORS RTK技术的测量速度主要由初始化所需时间决定，初始化所需时间又由CORS RTK技术差别(各种机型有不同的快速解算技术)、接收卫星的数量和质量、数据链传输质量等因素决定。快速解算技术越先进，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、质量越好，CORS RTK数据链传输质量越高，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，CORS RTK初始化所需时间一般为几十秒;不良环境条件下(尚满足RTK基本工作条件)，技术先进的RTK也需要几分钟到十几分钟，其它机型RTK需要几十分钟甚至不能测量。中心进行数据交换时的通信网络的状态直接影响到CORS RTK作业效率、系统的可用性及成果的可靠性。作业实践证明，双频接收机优于单频接收机，CORS系统建设的基站密度大的优于密度稀的。

　　二、CORS RTK测量成果的质量控制

　　研究表明，CORS RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%， CORS RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，CORS RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。

　　质量控制的方法主要有:(1)已知点检核比较法——即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。(2)重测比较法——每次初始化成功后，先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。

　　以上方法中，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果。

　　三、CORS RTK技术优点

　　1、提高仪器利用率、降低了作业条件要求、提高工作效率、节约人力资源：原来的1+1两台接收机才能作业，现在1台接收机就能正常作业，仪器利用率提高1倍。与其它传统测量相比，CORS RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足CORS RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。省去架设和设置基准站的时间和麻烦，开机就可以作业。作业速度快，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标。CORS RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。CORS RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。

　　2、全网覆盖，精度均匀。定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足CORS RTK的基本工作条件，在CORS RTK系统覆盖区，平面精度和高程精度都能达到厘米级。特别是高程精度，通过大地水准面精化的CORS RTK成果，大大优于RTK成果。

　　3、提高高端GIS定位终端的精度。操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在流动站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。操作简便，便于使用。

　　四、CORS RTK的不足及其解决办法

　　1、CORS RTK受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密集区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。

　　2、天空环境影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。在山东地区，我们做过试验，在同样的条件和同样的地点上进行CORS RTK测量，上午12点之前和下午2：30分之后，CORS RTK测量结果准而快，而中午时分，很难进行CORS RTK测量。可见选择作业时段的重要性。为了很好的运用CORS RTK，我们可以通过网络预先查询短期卫星星历预报，电离层状态等，以便安排有利的作业时间。

　　3、数据链传输受干扰和限制。CORS RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，网络信号受到影响，严重影响外业精度和作业速度。另外，当CORS RTK覆盖的边远地区，测量结果往往不理想。

　　4、初始化能力和所需时间问题。在山区、一般林区、城镇建筑密集区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用CORS RTK作业时有时需要经常重新初始化，这样测量的精度和效率都受影响。解决这类问题的办法主要是第一次固定后不记录，重新初始化，第二次固定后再记录，避免初次固定解解算整周模糊度出现错误，每次记录数据平滑次数(平均观测次数)建议不低于60次，最好是180次以上，如此观测两个测回，观察两次互差，当互差在限差范围内时，采用两次记录的均值作为观测终值。

　　5、高程异常问题。CORS RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我们现在运行的多数CORS系统只是传输WGS84成果，通过求取地方七参数获取坐标，还不能实时传输通过似大地水准面精化的高程坐标数据。随着CORS系统的完善，能实时传输通过似大地水准面精化的高程成果，高程异常问题会得到很好的解决。

　　6、精度和稳定性问题。CORS RTK测量的精度和稳定性受到卫星状况、通讯网络、电离层状态等因素的影响，不同质量的CORS RTK系统，其精度和稳定性差别较大，成果有时会出现粗差。解决此类问题，就是选用精度和稳定性都较好的高质量机种，卫星个数满足要求，电离层影响低，使用双星的设备，网络通讯良好的状态下进行作业。另外，要在布控制点时多布置一些“多余”控制点，作为CORS RTK测量成果质量控制的检核点，并应按要求进行两次以上的独立观测，求取平均值，以提高成果精度。

　　五、CORS RTK的优化布测方法

　　1、摸清仪器特性。通过在各种条件下反复试验，摸清仪器各种特性，如能否达到标称精度，在各种条件下的测量误差，摸清仪器的稳定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等等，以便应用时得心应手。

　　2、成果处理。CORS RTK的观测成果，精度要求不高的碎部测量可以直接按参数求取所测点的坐标、高程成果，精度要求较高的图根控制，可以记录WGS84观测成果，通过专业软件，进行似大地水准面精化获取较高精度的坐标成果。

　　结束语

　　综上所述，CORS RTK在实际测量过程中有很多优秀的方面，同时也有些技术限制，只有了解了它的劣势所在，才能避其利害，把有益于实际生产的技术带到工程应用中来。