基于GDCORS的网络RTK在5控制测量中的应用

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摘要：介绍基于gdcors的网络rtk在5控制测量中的应用，采用一定的作业流程和数据处理方法，并以某项目为例，实现了5控制测量。

关键词：GDCORS网络RTK 5控制测量

概述

CORS技术以其先进的作业方式和高效的作业效率，很快在生产单位得到应用和推广。GPS测量设备(包括CORSRTK)提供的是基于WGS84椭球的大地坐标或空间直角坐标，而WGS84椭球为地心参考椭球(与地方椭球存在差别)，并不能保证参考椭球面与我国区域内的大地水准面密切贴合，从而椭球面与大地水准面的差异不同。为了尽量减小投影变形，局部区域工程测量一般采用地方独立坐标。因此，WGS84 坐标成果显然不能被直接利用，需要将GWS84坐标转换为地方坐标。

本文以广东省连续运行参考站（GDCORS）系统为例，介绍GDCORS在5控制测量上的应用。

求取转换参数

参数转换的实质是使某点坐标在两个坐标系内平滑变化。由于两个坐标系统的原点、坐标轴、高程参考曲面定义的区别，必然要求其中一个坐标系进行平移、旋转和缩放等几何变换，才能与另外一个坐标系重合。因而，求取转换参数的基本原理可以朴素地概括为：在必需数量公共点前提下，对一个系统内该批点进行平移、旋转和缩放操作并最终与另一系统中的该批点重合而得到的几何变换指标，就是这两个系统的坐标转换参数。本项目采用Bursa-Wolf模型(七参数模型)，公式化表达是：

1-1

如上所述，要求得转换参数，必须得到公共点的GDCORS测量的WGS84坐标与地方独立坐标。

外业观测

该项目的观测遵循以下作业要求：RTK观测前设置观测的平面收敛阈值为不超过2cm，高程收敛阈值不超过3cm；每次进行RTK测量时，开始仪器的初始化后，必须最少在一个已知点上进行检核，平面位置较差不应大于3cm，高程较差不应大于5cm；每个点须观测2个测回，每个测回观测前对仪器进行重新初始化，当初始化时间超过5min仍得不到固定解时，必须断开通信链路，重新初始化观测，务必使每测回观测共视卫星数大于或等于5且PDOP值小于等于6。如果两测回结果较差值平面大于2cm，高程大于3cm。属明显粗差，找出原因并进行第三次观测，直到数据合格为止。

数据处理与检验

1、为检验参数的准确性，作业时对已知等级控制点进行了检测，

GDCORS/RTK观测成果与已知控制点成果较差表

已知三等控制点成果；

其中高程为水准高程 CORS/RTK观测成果 较差比较

点名 X1 Y1 H1 X2 Y2 H2 X Y H

GPS2030 58683.602 14763.451 10.034 58683.604 14763.448 10.055 -0.002 0.003 -0.021

GPS3036 58666.519 20770.924 3.425 58666.548 20770.927 3.447 -0.029 -0.003 -0.022

GPS3040 60511.583 17009.733 46.590 60511.582 17009.749 46.616 0.001 -0.017 -0.026

GPS3041 61555.695 12995.134 7.909 61555.688 12995.129 7.914 0.006 0.005 -0.005

GPS3042 62261.937 15169.915 7.040 62261.944 15169.917 7.060 -0.007 -0.002 -0.020

GPS3043 64108.450 11941.628 3.933 64108.443 11941.633 3.904 0.007 -0.005 0.029

GPS3044 66000.444 17174.847 33.385 66000.473 17174.850 33.372 -0.029 -0.003 0.013

II3225 13.113 13.143 -0.030

JH12 12.051 12.071 -0.020

计算出RTK观测成果与已知控制点成果的平面最大差值为2.9cm（允许3.0cm），高程最大差值为3.0cm（允许5.0cm）。

2、为了检查GDCORS/RTK控制点内部精度，我们对不同测回观测值做了对比统计，不同测回两组观测值的点位平面互差最大值为4.7cm，高程互差最大值为4.8cm。GDCORS/RTK双观测值点位平面误差及高程误差统计如下：

GDCORS/RTK两测回观测值点位平面误差区间统计表（一）

由两次观测差之差计算单位权中误差，由表（一）计算出GDCORS/RTK点位平面位置中误差为=0.008m, 由表（二）计算出GDCORS/RTK高程中误差 =0.015m。

3、GDCORS/RTK测量成果的外部检核

按照分布均匀随机抽样（保证通视的前提下）的原则进行。外业检核采用2全站仪，按照《城市测量规范》的基本要求，其检测了 27个控制点，占控制点总数的8.7%，其中检测9个水平角，检测水平角最大较差值为-12（允许±14），检测边长18条，较差最大为0.022m（允许±0.033），高差18段，较差最大为0.026m (允许±0.051)。 统计表如下：

水平角检测表

由以上表格可以看出，本次GDCORS/RTK控制点完全可以满足5控制测量的要求。

结束语

采用基于GDCORS的网络RTK作业方法布设5控制点，保证了作业精度的一致性及可靠性，体现在

1)作业范围大大增加，使用方便：在大范围的带状地形图测绘项目中不受到已知控制的限制，增加了作业的范围。

2)提高了工作效率：在20多天时间里，已经完成12平方公里的带状地形图的一级控制点的布设。与常规的RTK作业方法相比，减少了作业人员，效率提高了一倍以上。

3)质量稳定、成果精度高：由于减少了基准站到移动站的距离误差积累，全部成果保持了很高的一致性，质量稳定，提高了整体的精度。

同时为减少测量过程的误差，在实际应用中应注意一下两点：

1）GDCORS/RTK测量的可靠取决于数据链传输质量和站点的观测环境，RTK是利用非常有限的数据量，实时处理难以消除由于卫星信号时遮蔽，网络延时所造成的误差，检核的方法可以利用测区已有的各种控制点作为检查点，检查其实测坐标与已知坐标的差别，检验本时段初始化的可靠性。

2）GDCORS/RTK测量中，有时会出现在某个区域或一个时间段里，解算时间较长甚至无法获取固定双差解的情况。这可能是由于周围有在如反射性强的建筑物、水面、临时停车等反射物引起多路径现象，可进行重新测量。

参考文献：

[1] 刘基余，李征航等. 全球定位系统原理. 北京：测绘出版社，1999.

[2] 张志勇. 双基准站RTK检测及精度分析。城市勘测，2005.

[3] 全球定位系统城市测量技术规程CJJ73-97.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。