網(wǎng)絡(luò)rtk驗(yàn)潮技術(shù)在水上測(cè)量應(yīng)用探究

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1、網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮技術(shù)在水上測(cè)量應(yīng)用探究　　【摘要】網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮技術(shù)是利用基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)，與流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，并解算整周模糊度，從而能夠達(dá)到厘米級(jí)精度。是GPS應(yīng)用的重大里程碑。本文主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮技術(shù)在水上測(cè)量的應(yīng)用進(jìn)行了分析?！娟P(guān)鍵詞】GPS；CORS；RTK驗(yàn)潮技術(shù)；水上測(cè)量中圖分類號(hào)：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，GPS定位技術(shù)的進(jìn)步及定位設(shè)備在海洋測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，采用GPS技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)潮得以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)RTK驗(yàn)潮通過測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)水面載體（如測(cè)船或浮球）上的GPS天線的系列高程值，計(jì)算得出潮位。傳統(tǒng)

2、GPS驗(yàn)潮模式主要采用了GPS-RTK的定位模式，受到通信鏈路的影響，作用的距離非常有限，通常在10km以內(nèi)，致使遠(yuǎn)離參考站的海域無法采用這種模式。隨著近年來城市CORS站的建立，覆蓋范圍較廣，網(wǎng)絡(luò)RTK能更便利地實(shí)現(xiàn)無驗(yàn)潮結(jié)合回聲測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行水深測(cè)量。以往由于一些工程上的特殊需要或特定區(qū)域地形的限制，在水域測(cè)繪中通常會(huì)遇到使用常規(guī)潮位觀測(cè)來進(jìn)行水深改正的誤差問題。如：7（1）山區(qū)河道短距離內(nèi)水位落差較大，河道左右岸存在較大比降，這些落差和比降變化并非線性和規(guī)則的，有時(shí)平緩有時(shí)突變，在這種情況下，單純利用一個(gè)或幾個(gè)水位站觀測(cè)水位來改正水深值會(huì)造成較大的

3、誤差，即使在測(cè)區(qū)內(nèi)根據(jù)這些具體變化建立數(shù)目繁多的水位觀測(cè)站，雖然在一定程度上減小了誤差，但必須投入幾倍的人力、物力，工效將大打折扣。（2）當(dāng)測(cè)量項(xiàng)目遠(yuǎn)離海岸線十幾公里甚至幾十公里時(shí)，常規(guī)的做法是在離測(cè)區(qū)最近的岸邊設(shè)置潮位站，用它來代替測(cè)區(qū)內(nèi)的潮位進(jìn)行水深改正，因此即使不考慮相差幾十公里潮位的差值，就兩地的波浪和涌浪的差異也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了測(cè)量的精度要求，雖然可以通過長(zhǎng)期驗(yàn)潮確定潮汐參數(shù)，采用潮面外推方法來消除一定誤差，但花費(fèi)大，成本高。因此如何解決這些問題，尋找一種實(shí)時(shí)潮位改正來取代常規(guī)潮位觀測(cè)，對(duì)海洋測(cè)繪尤為重要，而網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了這些

4、難題。1.GPS水上測(cè)量的特點(diǎn)水上測(cè)量的條件和要求不同于陸地測(cè)量，所以在水上測(cè)量的實(shí)際作業(yè)中方法也與陸地測(cè)量有明顯區(qū)別。水上測(cè)量?jī)?nèi)容主要是：水下地形測(cè)量，水上物體定位導(dǎo)航。測(cè)量特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）水上測(cè)量一般要使用組合儀器進(jìn)行間接測(cè)量。（2）水上無法固定和架設(shè)儀器，無法完成陸地常常采用的轉(zhuǎn)點(diǎn)作業(yè)方式，尤其是大片水域。7（3）水上作業(yè)其作業(yè)精度要求實(shí)現(xiàn)難度大，實(shí)時(shí)性要求高。2.網(wǎng)絡(luò)RTK特點(diǎn)2.1CORS系統(tǒng)的簡(jiǎn)介當(dāng)前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（ContinuousOperationalReferenceSys

5、tem，縮寫為CORS），已成為城市GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測(cè)值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。CORS系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。2.2CORS系統(tǒng)技

6、術(shù)特點(diǎn)7CORS系統(tǒng)目前主要核心的技術(shù)有三種：一種是單基站RTK技術(shù)，一種是虛擬基站技術(shù)（VRS），另一種是主副站技術(shù)（MAC）。它們自身具有不同的特點(diǎn)，并有不同的解算方式。單基站RTK技術(shù)中CORS站網(wǎng)由若干個(gè)CORS站組成,在這種網(wǎng)絡(luò)RTK模式下，每個(gè)基準(zhǔn)站服務(wù)于一定作用半徑的GPS用戶，服務(wù)半徑可以達(dá)到30KM，GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)可以使用無線電臺(tái)也可用公用無線通訊網(wǎng)。虛擬基站技術(shù)（VRS），數(shù)據(jù)中心通過組合所有基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)從而確定整個(gè)CORS系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的誤差模型，然后用一定的數(shù)學(xué)模型和流動(dòng)站概略位置模擬出一個(gè)對(duì)應(yīng)于流動(dòng)站的概略位置的虛擬基準(zhǔn)站，

7、然后將這個(gè)虛擬基準(zhǔn)站的改正信息發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站再結(jié)合自身的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解算其所在位置的精確坐標(biāo)。主副站技術(shù)（MAC），首先選取一個(gè)基準(zhǔn)站作為主站，并將主站所有的改正數(shù)及坐標(biāo)信息傳遞給流動(dòng)站，而網(wǎng)絡(luò)中其他基準(zhǔn)站只是將其相對(duì)于主站的改正數(shù)變化及坐標(biāo)差信息傳送給流動(dòng)站，從而減少了傳送的數(shù)據(jù)量提高了作業(yè)效率。VRS和MAC技術(shù)服務(wù)半徑可以達(dá)到40KM左右。3.網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮的實(shí)現(xiàn)方法3.1網(wǎng)絡(luò)RTK的測(cè)高原理及精度評(píng)估GPS以其“高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活”著稱，而基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，其理論嚴(yán)密、技術(shù)成熟、精度高且具有自動(dòng)化和

8、快速定位的特點(diǎn)，已在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。根據(jù)RTK測(cè)量原理，使用網(wǎng)絡(luò)RTK驗(yàn)潮必須基于RTK測(cè)高