基于单基站CORS的RTK精度与距离测试.doc

 doi: 10． 3969 / j． issn． 1001 － 358X． 2012． 01． 009 基 于 单 基 站 CORS 的 RTK 精度与距离测试 王锴华，徐爱功 ( 辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000) 摘要: 连续运行参考站系统( CORS) 迅速发展，单基站 CORS 的 RTK 定位精度及在中小城市的应用 亟待探究，研究利用单基站 CORS 进行七参数点校正求转换参数精度，同时研究了基于单基站 CORS 的 RTK 定位精度，得到不同精度相应的测区范围，提供单基站 CORS 系统在城市测量建设中应用的 理论基础。 关键词: 单基站 CORS; 中图分类号: P228． 4 RTK; 转换参数; 精度 文献标识码: B 文章编号: 1001 － 358X( 2012) 01 － 0029 － 03 定基准站的单基站 COR 基 站，它时刻处于开机状 1 单基站 CORS 的基本原理 态，通过登录数据服务器，使 用 GSM 数 据 链，通 过 GPRS / CDMA 网络把标准的实时的差分数据 发 送 给 一个或多个移 动 站，这样移动站就可以得到 实 时 差 网络 RTK 差 分 定 位 是 CORS 的 主 要 应 用，是 CORS 的主要工作原理。当前主流的网络 RTK 技术 有虚拟参考站技术( VRS) 、区域改正数技术( FKP) 、 主辅站技术( MAC) 等。 网络 RTK 技 术 就是利用地面布设的一个或多 个基准站组成 GPS 连续运行参考站( CORS) ，综合利 用各个基站的 观 测 信 息，通过建立精确的误 差 修 正 模型，实时发送 RTCM 差分改正数来修正用户 的 观 测值精度，在更大范围内实现移动用户的高 精 度 导 航定位服务。 CORS 系统可以分为单基站 CORS、多 基 站 CORS、网络 CORS。单 基 站 CORS 只有连续运行站 作为基准站，类似于一加一或者一加多的 RTK，其中 作为基准站的基站上有一个控制软件实时监控卫星 的状态，储存并向流动站发送实时地坐标数据。 单基站 CORS 的工作原理( 参见图 1) 是作为固 分数据进行测量。单基站 CORS 不同于网络 RTK 的 最主要的地方在于它有一个固定的、连 续 接 收 卫 星 信号、实时向流动站传送差分信息的基准站，这样就 避免了 RTK 测量重复设置基站，既省时又经济。 2 单基站 CORS 点校正精度研究 2． 1 点校正七参数模型 对于空间直角坐标系中的点，如果考虑高程，则 点的平面坐标由两个变量 x、y、z 控 制。由 于 使 用 GPS 进行定位都 是 相 对 于 WGS － 84 大 地 坐 标 系 而 言的，因此需要把地面点在 WGS － 84 的坐标通过坐 标系间的转换参数转换为北京 54 坐 标 系 或 者 西 安 80 坐标系。 若考虑 高 程，设 ( XDi，YDi，ZDi) 和 ( XGi，YGi ZGi) 分别为地面控制点和 GPS 控制点的参心和地心 坐 标，两平面坐标系间的转换由坐标原点的位移 ΔX、ΔY、ΔZ，坐标轴 的 旋 转 参 数 为 εx 、εy 、εz ，坐 标 轴 的尺度参数 λ 这四个参数控制，其数学模型为: ? XDi ?? ? XGi ? － εy ? ? XGi ? λ εz ? ΔX ?? ? ? YDi ? = ? YGi ? + ? ΔY ? + ? － εz ? ? YGi ? ( 1) λ εx ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ZGi ? ? ZDi ?? ? ZGi ? ? ΔZ ? ? εy － εx λ 如果需要确 定 这 四 个 参 数，至少需要测定三个 平面点 分 别 在 WGS － 84 和 西 安 80 坐 标 系 下 的 坐 标。 2． 2 实验概况 实验以辽工大致远楼四楼南方单基站 CORS 对 图 1 单基站 CORS 系统的工作原理 理论覆盖范围内的城市 GPS 控制网进行实 测，共 实 测 28 个 GPS 控制点，其中一等点 3 个，二等点 6 个， 其它 19 个均为四等 GPS 点，部分控制点如图 2。 表 1 外符合精度计算表 ΔX( m) ΔY( m) 点号 点名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 D01 D02 D03 D04 D05 D06 D07 D08 D09 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 D20 D18 D19 D20