CORS—RTK的应用及其可靠性分析
摘 要
进入21世纪以来，由于计算机技术和网络通信技术的飞速发展，CORS—RTK得到不断发展和壮大，世界很多发达国家纷纷建设国家级。区域级和城市级的CORS—RTK。1999年，我国深圳率先建成SZ—CORS—RTK，随后全国多个省、市开始着手建设省、市级CORS—RTK，逐渐形成了“城市—省—全国”的CORS—RTK网络格局。CORS—RTK已广泛地应用于不同领域、不同可靠性的空间定位领域，逐渐发展成为现代CORS—RTK。本文根据这种现状，介绍了CORS—RTK的发展现状和必要性，对CORS—RTK的工作原理进行了详细阐述, 并就已建成的CORS—RTK进行可靠性方面的分析和探讨其误差来源，提出相关的解决方法。通过本文的综述来使读者对CORS—RTK概念的理解并了解CORS—RTK在工程应用中可达到的可靠性。
关键词 CORS—RTK；网络RTK；可靠性分析；误差来源
Abstract
Since twenty-first Century, because of the rapid development of computer technology and network communication technology, CORS - RTK has been continuously developed and expanded, and many developed countries in the world have built a national level. CORS - RTK at the regional and urban levels. In 1999, China's Shenzhen was the first to build SZ - CORS - RTK, and then several provinces and cities began to build the provincial and municipal CORS - RTK, and gradually formed the CORS - RTK network pattern of "city - Province - National". CORS - RTK has been widely used in different fields and different reliability in the field of space positioning, and has gradually developed into a modern CORS - RTK. Based on this situation, this paper introduces the development status and necessity of CORS - RTK, expounds the working principle of CORS - RTK in detail, and analyses the reliability of the built CORS - RTK and discusses the source of its error, and puts forward relevant solutions. Through this review, readers can understand the concept of CORS RTK and understand the reliability of CORS RTK in engineering application.
Keywords CORS - RTK; network RTK; reliability analysis; error sources
目录
摘 要 I
Abstract 2
第1章 绪论 4
1.1 CORS—RTK技术背景 4
1.1.1现代空间定位技术代替传统测量技术 4
1.1.2多学科技术融合促进CORS—RTK技术发展 4
1.1.3 CORS—RTK技术发展历程 5
1.1.4 CORS—RTK技术发展特点 5
1.1.5 CORS—RTK含义的演变 7
2.1 CORS—RTK原理与结构 8
2.1.1 CORS—RTK基本原理 8
2.1.2 CORS—RTK基本结构 8
2.2 CORS—RTK的特点 9
2.3 CORS—RTK分类 11
2.3.1 CORS—RTK分类方法 11
2.3.2 各级CORS—RTK关系 13
2.4 CORS—RTK网络的技术支持 13
2.4.1 VRS技术 13
2.4.2 MAC技术 14
2.4.3 FKP技术 15
2.4.4 综合内插技术（CBI） 16
2.4.5 联合单参考站RTK技术 16
2.5 几种CORS—RTK技术可靠性比较 16
第3章 CORS—RTK的可靠性分析及误差研究 18
3.1 GPS静态观测校园控制点 18
3.1.1.实验内容 18
3.1.2已有成果资料 18
3.1.3作业与技术要求 19
3.1.4坐标系统、高程系统和时间系统 19
3.1.5 D级GPS控制点的布设 19
3.1.6 GPS静态测量外业观测及观测数据资料的处理 20
3.1.7 数据处理结果报告 22
3.2 CORS—RTK测量校园控制点 24
3.2.1.实验内容 24
3.2.2已有成果资料 24
3.2.3作业与技术要求 25
3.2.4观测及作业要求 25
3.2.5外业观测成果 26
3.3 全站仪观测校园控制点 28
3.3.1.实验内容 28
3.3.2已有成果资料 28
3.3.3作业与技术要求 29
3.3.4外业观测成果 29
3.4 实验结果对比 30
3.4.1 CORS—RTK测量控制点对比静态观测控制点 30
3.4.2 CORS—RTK测量控制点对比全站仪观测控制点 31
3.5影响CORS—RTK可靠性的因素 32
3.6提高可靠性和可靠性的研究 33
第5章 总结 35
参考文献 36
第1章 绪论
1.1 CORS—RTK技术背景
1.1.1现代空间定位技术代替传统测量技术
传统大地测量和工程应用测量是采用测角、测距和测高仪器经行外业观测。其主要缺点是要求点间通视，受到光线和电波信号衰减的影响，导致测量距离有限，劳动强度大，工作效率低。由于地球曲面的影响，即使通视性和视距可达到要求，最大距离也不可能太大，因此早期的大地测量网和控制测量网都是采用三角测量网的建设方式。每个三角的边长在20~25km左右，布设方法困难。特别在山区，三角网布设的工作量非常大，在城市地区布设低等级的三角控制网也十分困难，且作业效率非常低。
20世纪50年代开始，随着空间技术的不断发展，先后出现了子午卫星定位技术、多普勒卫星定位技术、GPS卫星定位技术、GLONASS卫星定位技术、VLBI（甚长基线干涉测量）测量技术和SLR（卫星激光测距）测量技术。特别是20世纪80年代中后期，随着GPS定位技术的快速发展，各国采用GPS定位技术进行大地测量和工程应用测量，大大提高了外业工作效率和成果可靠性，同时减轻了劳动强度，逐步替代了传统测量技术。
1.1.2多学科技术融合促进CORS—RTK技术发展
20世纪90年代开始，随着以空间技术、计算机技术、电子通信技术及网络技术为代表的现代科学技术的迅速发展，特别是“3S”（全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS））技术的飞速发展，传统测绘技术开始了一次全新的技术革命。尤其是GPS定位技术与现代通信技术相结合，在大地测量领域实现了里程碑式的跨时代发展。
各国大地测量学家就如何促进GPS定位技术民用化进行了深入研究，加速了GPS应用技术的发展，不断地完善GPS定位技术相关的数学模型。同时，也为CORS—RTK技术的发展奠定了理论基础和主要数学模型，如载波相位差分、VRS（虚拟参考站）和MAC（主辅站）等结算方法都是GPS应用发展的结果。
GPS技术发展的同时，各种高科技也得到了迅速的发展。特别是计算机软硬件技术和网络通信技术的发展，是CORS—RTK通过通信网络把GPS参考站组成一个局域网络，实现GPS数据快速传输和处理，能够实时为GPS用户提供差分改正信息数据。[1]
1.1.3 CORS—RTK技术发展历程
20世纪80年代，加拿大提出CORS—RTK“主动控制系统”理论，并于1995年建成第一个CORS—RTK台站网。早期CORS—RTK的应用由于受到当时通信技术和解算技术的限制，未能在实时定位方面提供服务，主要应用于大地测量控制网和地球板块运动监测。其缺陷主要表现在参考站数量少，服务功能单一；参考站设备落后，数据存储量小；参考值之间只能构成数学理论网络，无法实现数据交换和融合；应用范围小。
20世纪90年代开始，由于DGPS技术的发展和RTK测量技术的出现和逐步普及，出现了一些依靠无线电波进行差分改正信息发布的永久性参考站，即RTK单参考站，能够在近距离范围内为用户提供RTD伪距相位差分服务和RTK载波相位差分服务，即现代CORS—RTK的雏形。它的出现和应用逐步改变了传统测量作业模式，较大地提高了测绘作业效率。这个时期的CORS—RTK的特点是为用户提供单向通信的实时差分数据服务；参考站间相互独立存在，无数据交换；已经开始逐步用于其他工作领域。
进入21世纪以来，由于计算机技术和网络通信技术的飞速发展，CORS—RTK得到不断发展和壮大，世界很多发达国家纷纷建设国家级。区域级和城市级的CORS—RTK。1999年，我国深圳率先建成SZ—CORS—RTK，随后全国多个省、市开始着手建设省、市级CORS—RTK，逐渐形成了“城市—省—全国”的CORS—RTK网络格局。CORS—RTK已广泛地应用于不同领域、不同可靠性的空间定位领域，逐渐发展成为现代CORS—RTK。
参考文献
[1]黄俊华，陈文森，连续运行卫星定位综合服务系统(CORS—RTK)建设与应用[M].科学出版社.2009.01
[2]丁仁军，倪曙，影响网络RTK可靠性的相关因素分析与研究[J].昆明市测绘研究院.2009.03
[3]肖鸾，胡友健，CORS—RTK 的可靠性及其稳定性研究[J].中国地质大学工程学院.2009.07
[4] 刘道荣，徐永涵，CORS—RTK与导线网的可靠性分析比较[J].山东电力工程咨询院有限公司.2012.10
[5]曾怡彬，CORS—RTK系统的网络RTK技术在城市测量中的应用[J].珠海市测绘院.2013.08
[6] 祁芳，CORS—RTK系统中 RTK 作业的质量控制方法研究[J].广州市城市规划勘测设计研究院.2010.02
[7] 刘道荣，徐永涵，CORS—RTK与导线网的可靠性分析比较[J].山东电力工程咨询院有限公司.2011.10
[8] 冯文祥，朱陈明，许俊鹏，网络RTK长时间无法得到固定解原因分析[J].陕西国家测绘局第一地形测量队.2012.09
[9] 卢 辉，CORS—RTK系统下RTK作业误差影响分析[J].中国冶金地质总局西北局.2012.02
[10] 吴国荣，VRS技术工作原理及其在地形测量中的应用[J].东华理工大学地球科学与测绘工程学院.2010.01
