vrs技術(shù)在廈門集美區(qū)后溪鎮(zhèn)控制測量中的應(yīng)用

1、<p>　　VRS技術(shù)在廈門集美區(qū)后溪鎮(zhèn)控制測量中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】GPS RTK技術(shù)方興未艾，在測量和其他領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。然而傳統(tǒng)RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在著一定的局限性, 如用戶需要假設(shè)本地的基準(zhǔn)站, 誤差隨著距離的增長而增加、可靠性低、可擴(kuò)展性差等缺陷, 使得其在應(yīng)用中受到一定的限制。VRS 技術(shù)正是為了解決以上難題而應(yīng)運(yùn)而生，VRS技術(shù)的出現(xiàn)使得GPS測量的應(yīng)用更加便捷

2、，同時(shí)也使測繪工作發(fā)生巨大變革。本文敘述了VRS網(wǎng)絡(luò)RTK的技術(shù)的系統(tǒng)組成、技術(shù)原理及優(yōu)越性，并結(jié)合VRS技術(shù)方案在廈門CORS中的實(shí)踐，主要探討了VRS技術(shù)在廈門集美區(qū)后溪鎮(zhèn)控制測量中的應(yīng)用研究，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比傳統(tǒng)RTK圖根控制測量，從而證明了VRS技術(shù)在控制測量應(yīng)用中的優(yōu)越性。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 RTK，VRS；網(wǎng)絡(luò)RTK；控制測量；</p><p><b

3、>　　目錄</b></p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　1.1 傳統(tǒng)RTK的不足1</p><p>　　1.2 幾種網(wǎng)絡(luò)RTK的比較1</p><p>　　1.2.1 VRS1</p><p>　　1.2.2 FKP1</p>

4、<p>　　1.2.3 MAC2</p><p>　　1.3 VRS的優(yōu)勢2</p><p>　　2.VRS技術(shù)原理3</p><p><b>　　3.技術(shù)方案4</b></p><p>　　3.1 XMCORS簡介4</p><p>　　3.2 測區(qū)概況5</p&

5、gt;<p>　　3.3 已有資料的利用情況5</p><p>　　3.4 作業(yè)依據(jù)5</p><p><b>　　3.5 選點(diǎn)6</b></p><p><b>　　3.6 布網(wǎng)6</b></p><p>　　3.7 設(shè)計(jì)精度7</p><p>　　

6、4.項(xiàng)目的具體實(shí)施7</p><p>　　4.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集7</p><p>　　4.1.1 作業(yè)前準(zhǔn)備7</p><p>　　4.1.2新建項(xiàng)目7</p><p>　　4.1.3設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)7</p><p>　　4.1.4設(shè)置移動站8</p><p>　　4.1.5 數(shù)據(jù)采集

7、9</p><p>　　4.1.6注意事項(xiàng)9</p><p>　　4.2 實(shí)例數(shù)據(jù)9</p><p><b>　　5.結(jié)語13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p

8、><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1 傳統(tǒng)RTK的不足</p><p>　　20世紀(jì)六十年代，隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工測圖不斷向數(shù)字化測圖轉(zhuǎn)變，而測量儀器也開始從機(jī)械儀器向電子儀器發(fā)展，從經(jīng)緯儀、測距儀到電子經(jīng)緯儀和全站儀。20世紀(jì)70年代，美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPS的巨大成功，使其從最初的取

9、代大地測量和工程測量，發(fā)展?jié)B入到了精密工程測量、地籍測量、地形測量等方面。尤其是差分GPS(DGPS)和相位差分GPS（RTK）技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高精度的動態(tài)導(dǎo)航定位，在瞬間可獲得米級或厘米級的測量站坐標(biāo)。</p><p>　　實(shí)時(shí)動態(tài)差分（Real—time kinematic，RTK）測量系統(tǒng)是由GPS測量系統(tǒng)和各種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相結(jié)合的一種系統(tǒng)，它的出現(xiàn)是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它采用載波相位動態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)

10、能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度，為工程放樣、地形測圖及各種控制測量帶來了空前的高效率，特別是很好地解決了一些傳統(tǒng)全站儀無法解決的通視問題[1]?？墒牵S著各種測量作業(yè)的深入，我們發(fā)現(xiàn)，RTK測量的工作模式在很多情況下還是有其不可克服的局限性。</p><p>　　1）用戶在進(jìn)行各種測量工作之前，必須先架設(shè)自己的基站，進(jìn)而進(jìn)行求解參數(shù)，點(diǎn)校正，將GPS測量的WGS—84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)販y量所要求的坐標(biāo)系統(tǒng)中。當(dāng)用戶

11、在進(jìn)行這一系列作業(yè)的時(shí)候會發(fā)現(xiàn)，在求解參數(shù)、架設(shè)基站和點(diǎn)校正過程中，都會有誤差的積累。此外，所需設(shè)備，操作比較復(fù)雜繁瑣，所消耗的人力物力、設(shè)備資源較大。</p><p>　　2）作業(yè)距離的限制。用傳統(tǒng)RTK進(jìn)行各種測量工作，它是有作業(yè)距離限制的，一般情況下要求基站與移動站之間的距離不超過10km。對流層和電離層等的誤差會隨著兩站間的距離的增加而增加，可靠性也會隨著降低。此外，它受地形的起伏影響較大，直接影響無線電

12、的傳輸距離。</p><p>　　3）傳統(tǒng)的RTK基于其作業(yè)模式，比較常用的是一加一、一加二或一加三的作業(yè)模式。因此，如果測區(qū)比較大要進(jìn)行多臺移動站進(jìn)行作業(yè)時(shí)，就會比較麻煩了，此時(shí)就必須按要求再架設(shè)基站了。</p><p>　　基于傳統(tǒng)RTK的這些局限，網(wǎng)絡(luò)RTK便應(yīng)運(yùn)而生了。網(wǎng)絡(luò)RTK集GPS、網(wǎng)絡(luò)通訊和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)于一身，是一種基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動態(tài)相對定位技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)一

13、般由若干固定的連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS）、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與用戶部分四個(gè)部分組成。固定參考站按網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要求分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，它實(shí)時(shí)采集GPS衛(wèi)星信號，再將這些信號通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將這些觀測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，它是聯(lián)合多參考站的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差計(jì)算、改正，向用戶提供空間位置服務(wù)的一種實(shí)時(shí)定位技術(shù)。與傳統(tǒng)的（即單基準(zhǔn)站）RTK相比，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)為覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高。目前，在網(wǎng)絡(luò)RTK的幾種技術(shù)中，無論是從其技術(shù)成

14、熟程度還是應(yīng)用廣度來講，天寶的VRS技術(shù)都有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢[2]。</p><p>　　1.2 幾種網(wǎng)絡(luò)RTK的比較</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)RTK的技術(shù)多種多樣，除了天寶的VRS，還有區(qū)域改正數(shù)技術(shù)FKP（Flachen—korrektur Parameter）、主輔站技術(shù)MAC（Master—auxiliary Concept）。當(dāng)前隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)正處在蓬

15、勃發(fā)展時(shí)期。</p><p><b>　　1.2.1 VRS</b></p><p>　　VRS即虛擬參考站技術(shù)，是指GPS固定參考站網(wǎng)絡(luò)接收的衛(wèi)星信息通過數(shù)據(jù)鏈連接到控制中心上，控制中心的計(jì)算機(jī)分析并處理這些信息，并建立一個(gè)局部地區(qū)修正量的數(shù)據(jù)庫，將這些數(shù)據(jù)和來自移動站的原始數(shù)據(jù)聯(lián)合起來創(chuàng)建一個(gè)離流動站僅幾米遠(yuǎn)的虛擬參考站，移動站讀取和使用該數(shù)據(jù)時(shí)就象使用來自真實(shí)的

16、參考站數(shù)據(jù)一樣，但獲得的RTK定位精度可以大大提高。</p><p><b>　　1.2.2 FKP</b></p><p>　　FKP技術(shù)是控制中心利用固定參考站網(wǎng)內(nèi)各固定參考站的觀測數(shù)據(jù)（相位觀測與偽距觀測等）及參考站已知的坐標(biāo)信息等計(jì)算得出參考站網(wǎng)內(nèi)各種與時(shí)間、空間有關(guān)的誤差模型，并將這些誤差模型改正數(shù)發(fā)至用戶部分進(jìn)行誤差解算，它是直接將誤差改正數(shù)內(nèi)插至移動站

17、所測得的近似坐標(biāo)中，從而得到高精度的觀測坐標(biāo)值[3]。在FKP模式下，其主要計(jì)算還是放在了移動站端，它采用單向播發(fā)方式，它相對于VRS的最大優(yōu)勢是其只要進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸，很大程度上減輕了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力及數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用，而它的最大不足也正是基于其單向數(shù)據(jù)傳輸，在大范圍的CORS下作業(yè)，控制端只能接收到其初始傳來的位置信息，因?yàn)椴煌瑓^(qū)域下的各種誤差改正數(shù)會不一樣，其單向數(shù)據(jù)傳輸決定了控制中心無法根據(jù)實(shí)時(shí)移動的用戶而提供最優(yōu)的位置改正參數(shù)模

18、型[4]。</p><p><b>　　1.2.3 MAC</b></p><p>　　MAC是徠卡推出的網(wǎng)絡(luò)參考站技術(shù)，要是為了解決FKP技術(shù)在數(shù)據(jù)格式的不標(biāo)準(zhǔn)性致使技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)的推廣面臨困境而提出的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。MAC技術(shù)也是由各參考站向處理中心發(fā)送原始觀測數(shù)據(jù)，再由控制中心對其解算后對過數(shù)據(jù)鏈播發(fā)改正信息給移動站用戶，從而達(dá)到獲取高精度定位的目的。不同的是：它

19、使用的是單差彌散性和非彌散性相位改正數(shù)形成壓縮的差分信息，其改正模型由流動站設(shè)備自定義[5]。雖然MAC吸取了FKP 和VRS 在數(shù)據(jù)處理方面及數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化等方面的部分優(yōu)點(diǎn)，代表了網(wǎng)絡(luò)RTK 未來發(fā)展的方向，但由于MAC技術(shù)才剛問世不久，目前仍處于不斷測試及完善階段，它對其技術(shù)的成熟性及設(shè)備的穩(wěn)定性都有待提高，離實(shí)際應(yīng)用尚有一些差距。目前應(yīng)用此技術(shù)的單位或項(xiàng)目都不是很多[6]。</p><p>　　由此我們可以

20、看出，這三種技術(shù)各有千秋，它們都有自己的優(yōu)點(diǎn)?？墒?，目前應(yīng)用的最廣泛的是相對成熟與穩(wěn)定的VRS技術(shù)。它的安全性、穩(wěn)定性及其基準(zhǔn)站間距離的要求和軟件的成熟度和商業(yè)化程度都有很大的優(yōu)勢。另外，VRS 技術(shù)作為一種通用的GNSS定位技術(shù)，并不僅僅依賴于美國的GPS系統(tǒng)，而是只要具備相應(yīng)的軟硬件條件就可以成為融合GPS、GLONASS、伽利略系統(tǒng)，甚至我國的北斗定位系統(tǒng)各種衛(wèi)星數(shù)據(jù)源的定位方式，滿足各領(lǐng)域?qū)τ谛l(wèi)星導(dǎo)航定位的需要。它正是憑借自身這

21、些優(yōu)點(diǎn)，占據(jù)了市場95%的分額。目前全球已進(jìn)入VRS系統(tǒng)快速建設(shè)時(shí)期，全球已超過4000參考站，美國、德國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本建成覆蓋全國的參考站系統(tǒng)。中國在成都、昆明、東莞、武漢、上海、北京、天津等地也相繼建成了VRS系統(tǒng)，北京市VRS系統(tǒng)也于2006年正式投入使用。</p><p>　　1.3 VRS的優(yōu)勢</p><p>　　VRS技術(shù)代表的是一種新型的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，除了能夠克服傳統(tǒng)

22、RTK作業(yè)的不足外，它還具有其自身的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）覆蓋范圍更廣。VRS就是專門對傳統(tǒng)RTK不足而建立的一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，它克服了諸多傳統(tǒng)RTK的不足，猶其是基準(zhǔn)站與移動站間的距離問題，VRS可以有無數(shù)多個(gè)固定參考站，但至少要有三個(gè)。假如參考站間的距離為70km，其形狀為等邊三角形，那么這三個(gè)參考站組成的三角形面積可達(dá)1732平方千米。如廈門市的陸地面積逾1565.09平方千米，海域面積逾300平方千

23、米，如果除去海域面積不計(jì)，理論上，只要三個(gè)基準(zhǔn)站就可以滿足要求，實(shí)際上如果有多一些固定參考站就更完美了。</p><p>　　2）成本更低。假如只對某一個(gè)小工程而布設(shè)大面積的固定參考站，可能在短期內(nèi)無法看到其更低的成本效應(yīng)?？墒?，當(dāng)在一個(gè)大范圍內(nèi)布設(shè)參考站網(wǎng)之后，用戶就可以不用再架設(shè)自己的基站了，而且，在這個(gè)系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)任何一個(gè)單位或個(gè)人只要有一臺能正常工作的移動站通過設(shè)置連接就可以通過這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行工作了。此外

24、，它的應(yīng)用范圍也擴(kuò)大了很多，城市建設(shè)、各種公路工程、地籍測量、市政工程等都可以借此系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)。由此可見，其成本可發(fā)大降低。與傳統(tǒng)RTK相比，一般情況下，用VRS可以節(jié)省70%的成本[7]。</p><p>　　3）精度更高且定位穩(wěn)定。運(yùn)用VRS技術(shù)，在固定參考站網(wǎng)內(nèi)，其精度分布均勻，精度可以時(shí)時(shí)控制在1—2cm以內(nèi)。而且用戶處在多個(gè)固定參考站以內(nèi)，采用多個(gè)參考站的聯(lián)合數(shù)據(jù)，其可靠性也大大提高。</p>

25、;<p>　　基于以上諸多優(yōu)勢，目前VRS技術(shù)在國內(nèi)很多地方的CORS建網(wǎng)中得到了廣泛而實(shí)際的應(yīng)用。VRS技術(shù)的出現(xiàn)，將使一個(gè)地區(qū)的所有測繪工作成為一個(gè)有機(jī)的整體，將大大擴(kuò)展RTK的作業(yè)范圍，使GPS的應(yīng)用更廣泛，精度和可靠性將進(jìn)一步提高，并從根本上提高了作業(yè)效率和測量的質(zhì)量，且有效克服了GPS RTK技術(shù)的局限性，給測繪行業(yè)帶來了生產(chǎn)上的革命性變化。VRS技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志著高精度GPS的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，VRS的優(yōu)

26、勢不僅僅體現(xiàn)在節(jié)約測量費(fèi)用以及精度和可靠性的提高上，更為重要的是改變了以前各種RTK作業(yè)模式，使建設(shè)地區(qū)乃至全國范圍的RTK網(wǎng)絡(luò)成為可能，為國家GPS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)注入了新活力。試想基于VRS網(wǎng)絡(luò)，我們將可以使用單臺GPS接收機(jī)完成幾乎所有高精度的測量定位工作。城市GIS地理信息數(shù)據(jù)的采集和更新將會更加便捷，昔日由于城市發(fā)展過快而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采集困難將有效緩解，車載導(dǎo)航和車輛被盜后的跟蹤技術(shù)將會更加貼近大眾生活。因此，研究VRS技術(shù)原理及其在實(shí)

27、際中的應(yīng)用，對提高作業(yè)效率和測量的質(zhì)量，改善測量作業(yè)模式將有很大作用。它將為生產(chǎn)和生活帶來許多新的東西。就本次廈門集美測區(qū)而言，由于其測區(qū)范圍較大，</p><p><b>　　2.VRS技術(shù)原理</b></p><p>　　VRS（Virtual Reference Station）技術(shù)是由美國天寶公司研制，VRS即虛擬參考基站系統(tǒng)，它是網(wǎng)絡(luò)RTK的一種定位技術(shù)，它

28、是CORS的三種核心技術(shù)之一。VRS一般由系統(tǒng)控制中心、固定參考站（參考站可以有無數(shù)個(gè)，但必須不少于三個(gè)）、數(shù)據(jù)鏈和移動站組成，參考站間的距離可以達(dá)70km[8]。參考站與控制中心有通訊線相連，控制中心接收參考站的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)。而移動站則向控制中心發(fā)送其所處的概略位置，并接收控制中心發(fā)過來的差分信號改正數(shù)形成厘米級的位置信息。</p><p>　　顧名思義，對移動站用戶而言，該參考站是不存在的，是虛擬出來的。即在

29、GPS移動站觀測點(diǎn)附近(一般為其近似坐標(biāo))建立一個(gè)虛擬參考站，根據(jù)各永久性固定連續(xù)運(yùn)行參考站采集的數(shù)據(jù)并加以計(jì)算得到的各種誤差分布后模擬并計(jì)算出虛擬參考站的虛擬GPS觀測數(shù)據(jù)，由于虛擬參考站與實(shí)際觀測點(diǎn)距離很近，一般只有幾米至幾十米，可以認(rèn)為是超短基線，移動站與虛擬參考站的各種對流層誤差、電離層誤差及星歷誤差等看作是一樣的，并通過差分可以較好地得到消除，而且其定位計(jì)算的原理和軟件與傳統(tǒng)方法完全一樣。</p><p&g

30、t;　　它與常規(guī)的RTK作業(yè)模式不同，它是一個(gè)比較系統(tǒng)的工程，首先各個(gè)參考站的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)必須能夠通過一定的通訊方式（數(shù)據(jù)鏈）傳送至其所處的控制中心，控制中心的數(shù)據(jù)處理軟件對各參考站的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性檢查、糾錯(cuò)，然后對各個(gè)參考站的GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出該區(qū)域與時(shí)間和空間有關(guān)的GPS誤差，同時(shí)根據(jù)移動站送來的概略坐標(biāo)（可為偽距或單點(diǎn)定位法求得），控制中心收到這個(gè)位置信息后，根據(jù)用戶的概略位置，由計(jì)算機(jī)自動選擇一組最佳的固定參考站，

31、這組參考站一般為三個(gè)，形成一個(gè)三角形，使移動站位于這個(gè)三角形之內(nèi)，并以差分方式對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)碼和載波相位數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行處理和分析，這樣可以非常精確地檢測和估計(jì)出噪場水平、多路徑效應(yīng)以及周跳，然后整體地改正GPS由軌道、電離層、對流層和大氣折射引起的誤差，將高精度的差分信號發(fā)給移動站，由于虛擬參考站離流動站非常近，可以認(rèn)為其觀測數(shù)據(jù)的各項(xiàng)誤差與移動站觀測數(shù)據(jù)的各項(xiàng)誤差相等，這個(gè)差分信號的效果相當(dāng)于在移動站旁邊，生成一個(gè)虛擬的參考基站，從而

32、解決了RTK作業(yè)距離上的限制問題，并保證了用戶的精度。同時(shí)，控制中心實(shí)時(shí)計(jì)算虛擬參考站至用戶端的距離，當(dāng)用戶移動站與虛擬參考站間</p><p>　　圖2-1 VRS工作原理圖[9]</p><p>　　圖2-2 VRS數(shù)據(jù)鏈</p><p>　　VRS另外一個(gè)比較顯著的特征是它還是采用雙差觀測模型進(jìn)行解算的。所謂雙差（double different，DD）即不同

33、觀測站，同步觀測同一組衛(wèi)星，所得單差觀測量之差[10]。若將接收機(jī)直接觀測值相減，將所獲得的結(jié)果當(dāng)做虛擬觀測值，這稱為載波相位觀測值的單差。單差包括在衛(wèi)星間求一次差，在接收機(jī)間求一次差，在不同歷元間求一次差三種求差法。在載波相位測量的一次求差基礎(chǔ)上繼續(xù)求差所獲得的結(jié)果被當(dāng)成虛擬觀測值，稱為雙差。</p><p>　　接收機(jī)采用雙差觀測，它有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：相比單差觀測它能進(jìn)一步消除衛(wèi)星鐘誤差；接收機(jī)相對鐘差也被消去

34、；在每個(gè)歷元中雙差觀測方程的數(shù)量均比單差觀測方程少一個(gè)；參數(shù)大大減少，用一般的計(jì)算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)處理工作。在載波相位測量中，多余參數(shù)的數(shù)量往往非常多，這樣數(shù)據(jù)處理的工作量十分龐大，對計(jì)算機(jī)及作業(yè)人員的素質(zhì)也會提出較高的要求。此外，未知參數(shù)過多使得解的穩(wěn)定性減弱，而通過觀測值相減即求差法可消除多余觀測數(shù)，從而大大降低了工作量。正因?yàn)殡p差觀測模型有這些優(yōu)點(diǎn)，所以，現(xiàn)在的GPS定位中廣泛采用雙差觀測值。</p><p>

35、;<b>　　3.技術(shù)方案</b></p><p>　　此次采用VRS技術(shù)的測區(qū)位天廈門，考慮到該測區(qū)比較大，大約有10.44平方公里，決定其控制采用基于VRS技術(shù)的XM-CORS進(jìn)行布控與施測，而廈門恰好有其CORS系統(tǒng)，因此此次技術(shù)方案主要建立在XM-CORS的基礎(chǔ)上。</p><p>　　3.1 XMCORS簡介</p><p>　　廈門

36、CORS（XMCORS）是一個(gè)獨(dú)立于福建CORS的系統(tǒng)，它采用天寶的VRS技術(shù)，并于去年5月開始試運(yùn)行。廈門市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)將逐步取代傳統(tǒng)的測量控制網(wǎng)，成為新一代測繪基準(zhǔn)。與傳統(tǒng)控制網(wǎng)相比，XMCORS具有使用便捷、定位精度高等特點(diǎn)，是集平面基準(zhǔn)與高程基準(zhǔn)于一身的三維動態(tài)高精度基準(zhǔn)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)具有操作簡便、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、覆蓋率廣、穩(wěn)定性好、單人單機(jī)就可作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)RTK測量功能的實(shí)現(xiàn)改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)模式，極大地提

37、高測量的工作效率[11]。</p><p>　　圖3.1 XMCORS連續(xù)固定運(yùn)行參考站分布圖</p><p>　　下面就廈門集美區(qū)后溪鎮(zhèn)測區(qū)進(jìn)行說明，考慮到該測區(qū)比較大，大約有10.44平方公里，決定其控制采用基于VRS技術(shù)的XM-CORS進(jìn)行布控與施測。</p><p><b>　　3.2 測區(qū)概況</b></p><p

38、>　　測區(qū)位于廈門市集美區(qū)東北部包括集美區(qū)火車北站、后溪鎮(zhèn)區(qū)域范圍，總面積約10.4平方公里，G324國道從測區(qū)中間穿過，交通便利，通視條件良好，比較便于觀測。測區(qū)屬亞熱帶海洋性氣候，濕度較大。測區(qū)內(nèi)主要為大學(xué)校區(qū)、農(nóng)村居民地和田野，測區(qū)內(nèi)道路暢通，交通便利，部分山地、果園通視和觀測受一定影響，其余地段通視條件良好，比較便于觀測。測區(qū)地勢平坦，農(nóng)田占很大面積手機(jī)和衛(wèi)星的信號都比較好，便于在XM-CORS下利用RTK做控制。<

39、/p><p>　　3.3 已有資料的利用情況</p><p>　?。?）由廈門市測繪與基礎(chǔ)地理信息中心提供的測區(qū)附近高等級GPS平面控制點(diǎn)米場西、帽山、合成氨廠、倉上山作為平面控制測量起算數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）由廈門市測繪與基礎(chǔ)地理信息中心提供的一等水準(zhǔn)點(diǎn)JH1、I杭廣南284 、I杭廣南283－1可作為高程起算數(shù)據(jù)。</p><p>

40、;　?。?）由廈門市測繪與基礎(chǔ)地理信息中心提供的測區(qū)及周邊1:5000標(biāo)準(zhǔn)分幅藍(lán)圖，可用于工作計(jì)劃及引用參考。</p><p><b>　　3.4 作業(yè)依據(jù)</b></p><p>　　《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》（GB/T 18314-2009）</p><p>　　《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB12898-2009）</p&

41、gt;<p>　　《城市測量規(guī)范》（CJJ8－99）</p><p>　　《廈門市地理空間基礎(chǔ)框架大比例尺數(shù)字圖測繪工程技術(shù)要求書》</p><p>　　《1：500、1：1000、1：2000外業(yè)數(shù)字測圖技術(shù)規(guī)程》（GB/T 14912-2005）</p><p>　　《測繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定》（CH/T 1004-2005）</p><

42、;p>　　《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》（CH/T 1001-2005）</p><p>　　《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》（GB/T7929－1995）</p><p><b>　　3.5 選點(diǎn)</b></p><p>　　選點(diǎn)人員在實(shí)地選點(diǎn)之前，應(yīng)收集測區(qū)圖件、已有GPS點(diǎn)資料，充分了解測區(qū)的路網(wǎng)情況。所選的點(diǎn)，在選定

43、之前，先在廈門1：5000標(biāo)準(zhǔn)分幅圖上粗略選定，再根據(jù)野外通視與衛(wèi)星信號條件等情況在野外實(shí)地進(jìn)行確定點(diǎn)的位置[12]。并注意以下幾個(gè)問題：</p><p>　?。?）點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備，視野開闊的點(diǎn)上。</p><p>　?。?）點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場周圍15°以上不應(yīng)有障礙物，以減少GPS信號被遮擋或障礙物吸收。</p><p>　?。?）點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)

44、離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等）其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電</p><p>　　線，其距離不得少于50m，以避免電磁場對GPS信號的干擾。</p><p>　?。?）點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。 </p><p>　?。?）點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，有利于其它觀測手段擴(kuò)展與聯(lián)測的地方。 </p

45、><p>　?。?）地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存利用。 </p><p>　?。?）選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，按要求實(shí)地選點(diǎn)定位。</p><p>　?。?）當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標(biāo)是否安全可用進(jìn)行檢查，符合要求方可利用。</p><p><b>　　3.6 布網(wǎng)</b></p>&l

46、t;p>　　為適應(yīng)測圖和各種工程建設(shè)的需要，必須進(jìn)行科學(xué)地布網(wǎng)，建立一定精度和密度的平面控制網(wǎng)。根據(jù)所提供的GPS點(diǎn)，在布網(wǎng)時(shí)應(yīng)滿足加密控制網(wǎng)的密度，所選點(diǎn)主要沿測區(qū)外圍和內(nèi)部重要地段進(jìn)行布設(shè)。另外，還要兼顧測區(qū)的制高點(diǎn)，制高點(diǎn)良好的通視條件是沿路所布點(diǎn)無法比擬的[13]。</p><p><b>　　圖3-2 控制網(wǎng)圖</b></p><p><b>

47、;　　3.7 設(shè)計(jì)精度</b></p><p>　　平面坐標(biāo)采用“92廈門坐標(biāo)系”。該坐標(biāo)系采用克拉索夫斯基參考橢球體，平面投影為中央子午線東經(jīng)118°30′的1.5°帶高斯-克呂格投影，投影面高程為0米，高程系統(tǒng)采用“1985國家高程基準(zhǔn)”。平差方法采用清華山維NASWE2000平差軟件系統(tǒng)（丹麥法，迭代3次）進(jìn)行平差，平差后最大點(diǎn)位誤差、最大點(diǎn)間誤差都要在允許值2.0cm以內(nèi)，

48、每公里高程測量高差中誤差應(yīng)該小于10mm。</p><p><b>　　4.項(xiàng)目的具體實(shí)施</b></p><p>　　4.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集</p><p>　　4.1.1 作業(yè)前準(zhǔn)備</p><p>　　此次作業(yè)采用中海達(dá)V8 CORS進(jìn)行外業(yè)觀測。在進(jìn)行外業(yè)施測的前一天，要下載最新的衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)，了解衛(wèi)星觀測時(shí)接收機(jī)

49、能鎖定的衛(wèi)星所構(gòu)成的空間圖形是否理想，且PDOH值是否小于等于6。另外，也還要聯(lián)系有關(guān)部門要XM-CORS的服務(wù)器IP地址。對所要用的儀器要進(jìn)行檢查與校正，特別是對中桿氣泡居中時(shí)對中桿是否有鉛垂于地面，還要對接收機(jī)的天線進(jìn)行精密量取。準(zhǔn)備好SIM卡，并插入卡槽，檢驗(yàn)是否能連接上服務(wù)器。</p><p><b>　　4.1.2新建項(xiàng)目</b></p><p>　　采用中

50、海達(dá)V8 CORS 進(jìn)行作業(yè)，先開啟接收機(jī)與手薄，手薄藍(lán)牙連接GPS接收機(jī)，進(jìn)入如下圖4-1主程序界面：</p><p>　　圖4-1 進(jìn)入主程序界面 圖4-2新建項(xiàng)目</p><p>　　點(diǎn)擊圖4-1中的【項(xiàng)目】，進(jìn)入圖4-2的新建項(xiàng)目界面，點(diǎn)擊【新建】，輸入中國-廈門，新建廈門項(xiàng)目，點(diǎn)擊，退出后顯示當(dāng)前項(xiàng)目為中國-廈門時(shí)，新建項(xiàng)目成功。</p>

51、<p>　　4.1.3設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)</p><p>　　在【項(xiàng)目信息】界面，點(diǎn)擊屏幕左上角的【項(xiàng)目信息】，選擇下拉菜單的【坐標(biāo)系統(tǒng)】， 進(jìn)入【坐標(biāo)系統(tǒng)】界面，在【橢球】標(biāo)簽頁下，【源橢球】選擇【W(wǎng)GS84】，【目標(biāo)橢球】選擇【國家80】（如圖4-3）。</p><p>　　圖4-3設(shè)置橢球 圖4-4設(shè)置投影</p><p&g

52、t;　　設(shè)置完成后，點(diǎn)擊【投影】，對投影參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，【投影方法】選擇【高斯自定義】，在【中央子午線】后面輸入當(dāng)?shù)氐闹醒胱游缇€（如圖4-4）。</p><p>　　設(shè)置完成后，點(diǎn)擊【橢球轉(zhuǎn)換】，【轉(zhuǎn)換模型】選擇【布爾莎七參數(shù)】，然后將我們已有的參數(shù)輸入到相應(yīng)的地方，輸入完畢后點(diǎn)擊右上角的【保存】，將設(shè)置好的坐標(biāo)系統(tǒng)保存起來。這樣，坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置完成（如圖4-5）。</p><p>　　圖4-

53、5橢球轉(zhuǎn)換 圖4-6設(shè)置移動站</p><p>　　4.1.4設(shè)置移動站</p><p>　　保存后返回主程序界面，在主程序界面點(diǎn)擊【GPS】，再點(diǎn)擊【接收機(jī)信息】進(jìn)入其下拉菜單的【移動站設(shè)置】，進(jìn)入【設(shè)置動站】界面。</p><p>　　在【設(shè)置動站】頁面，首先看到的是【數(shù)據(jù)鏈】，【數(shù)據(jù)鏈】選擇【內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)】，后面選擇【GPRS】，【運(yùn)

54、營商】輸入【CMNET】，【服務(wù)器IP】輸入XM-CORS服務(wù)器控制中心IP地址，【端口】輸入【9000】，【網(wǎng)絡(luò)】選擇【CORS】（如圖4-6）。</p><p>　　點(diǎn)擊屏幕下方的【其它】，進(jìn)入到如下頁面?！静罘蛛娢母袷健窟x擇【RTCM(3.0)】，【高度截止角】設(shè)置為15，【發(fā)送GGA】前面的復(fù)選框勾選√，后面選擇1，然后點(diǎn)擊屏幕右下方的【確定】，出現(xiàn)提示設(shè)置成功后，點(diǎn)擊右上方的，關(guān)閉移動站設(shè)置，返回【接收

55、機(jī)信息】頁面（如圖4-7）。</p><p>　　圖4-7設(shè)置差分電方格式圖 4-8設(shè)置天線</p><p>　　在接收機(jī)信息頁面，點(diǎn)擊【接收機(jī)信息】選擇下拉菜單的【天線設(shè)置】，進(jìn)入【天線管理】頁面，【天線類型】選擇【V8/V9】，天線高設(shè)置完成后，，點(diǎn)擊【應(yīng)用】即可（如圖4-8）。</p><p>　　4.1.5 數(shù)據(jù)采集</p>

56、;<p>　　設(shè)置完成之后，先到一已知點(diǎn)上檢測，看所測的數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)是否會有差距，如果不差，則可以開始進(jìn)行控制測量，如果有偏差，則要進(jìn)行點(diǎn)校正，校正后再至另一已知點(diǎn)進(jìn)行復(fù)檢，直至不再出現(xiàn)出現(xiàn)偏差，方可進(jìn)行外業(yè)施測。</p><p>　　外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，點(diǎn)擊屏幕左下角的查看點(diǎn)庫，再點(diǎn)擊【記錄點(diǎn)庫】界面右下角的進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在【導(dǎo)出記錄點(diǎn)庫】界面，選擇“南方Cass7.0(*.dat)”格式導(dǎo)出（

57、如圖4-9、4-10）。</p><p>　　圖4-9記錄點(diǎn)庫 圖4-10導(dǎo)出記錄點(diǎn)庫</p><p><b>　　4.1.6注意事項(xiàng)</b></p><p>　　在進(jìn)行作業(yè)時(shí)要求接收機(jī)能持續(xù)穩(wěn)定顯示固定解，當(dāng)這些條件都滿足時(shí)，方可進(jìn)行野外業(yè)作業(yè)。當(dāng)上述條件不能滿足時(shí)，應(yīng)重新選擇控制點(diǎn)的地理位置。此外，當(dāng)控制點(diǎn)設(shè)站

58、環(huán)境正常，但獲得固定點(diǎn)的時(shí)間出現(xiàn)大于1min時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因。為保證數(shù)據(jù)的可靠性，在觀測時(shí)，對每次數(shù)據(jù)采集采用兩分鐘數(shù)據(jù)平滑處理，之后，將對中桿旋轉(zhuǎn)180°，再進(jìn)行兩分鐘平滑，兩次采集的數(shù)據(jù)如果其差不會相差很大，取其兩次測的平均值，否則，應(yīng)查明其原因，再次進(jìn)行施測。所選的點(diǎn)應(yīng)盡可能在視野開闊位置，這樣移動站接收機(jī)才能接收到較好衛(wèi)星信號，減小各種誤差[14]。</p><p><b>　　4.

59、2 實(shí)例數(shù)據(jù)</b></p><p>　　經(jīng)過外業(yè)工作，在內(nèi)業(yè)導(dǎo)出數(shù)據(jù)，共確定控制點(diǎn)52個(gè)，下表為所測的控制點(diǎn)成果表：</p><p>　　表4-1控制點(diǎn)成果表</p><p>　　在外業(yè)施測完成之后，為了確定采用VRS技術(shù)所測的與傳統(tǒng)RTK所施測的區(qū)別，又采用傳統(tǒng)RTK作業(yè)方法對RTK基準(zhǔn)站附近的一些點(diǎn)進(jìn)行再次施測，再進(jìn)行兩組數(shù)據(jù)的對比，基準(zhǔn)站架設(shè)在一

60、民房樓板上。有如下數(shù)據(jù)對比結(jié)果：</p><p>　　表4-2 兩組數(shù)據(jù)對比表</p><p>　　表4-3 RTK移動站距基站距離與VRS所測的偏差表</p><p><b>　　注：F(s)= </b></p><p>　　在進(jìn)行外業(yè)施測的時(shí)候，點(diǎn)擊測量界面（圖4-11）里的衛(wèi)星解狀態(tài)區(qū)域，如點(diǎn)擊，出現(xiàn)如圖4-12的

61、移動站位置信息，這里可以記錄下移動站距基準(zhǔn)站的距離。</p><p>　　圖4-11測量界面圖 4-12位置信息</p><p>　　圖4-13 移動站距基站距離與VRS所測的偏差曲線圖</p><p>　　如上圖可知，雖然有些點(diǎn)（如圖中的3、6、9、10號點(diǎn)）隨著與基準(zhǔn)站的距離增加其與VRS所施測的偏差會比前面的某些點(diǎn)小，但是總體趨勢還

62、是其偏差隨著移動站與基準(zhǔn)站的距離的增加而變大。</p><p><b>　　5.結(jié)語</b></p><p>　　隨著各種測量工作的不斷深入，新方法總是會不斷出現(xiàn)，并逐步取代舊的技術(shù)。VRS技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)RTK的模式，并在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。但是，不管什么技術(shù)都不可能做到十全十美，總有其瑕疵，VRS也不例外。</p><p>　　1）V

63、RS是基于Internet等無線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以它會依賴于運(yùn)營商提供的信號。由于受經(jīng)濟(jì)條件的限制，運(yùn)營商的各種無線通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有限，無法在每個(gè)角落都有無線通訊網(wǎng)絡(luò)信號，故VRS技術(shù)目前一般只能在各大城市及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，并還沒有完全替代傳統(tǒng)RTK技術(shù)。在某些局部作業(yè)的小工程，傳統(tǒng)RTK也還是有其優(yōu)勢。</p><p>　　2）VRS控制中心虛擬出來的虛擬參考站的位置與各項(xiàng)誤差改正直接影響用戶移動站的

64、測量數(shù)據(jù)精度，而VRS在確定虛擬參考站的位置時(shí)，受到固定參考站位置、衛(wèi)星位置、電離層、對流層等的影響，其不同時(shí)間段不同天氣的各種誤差改正數(shù)也會有些不一樣，改正數(shù)受外界影響較大。因此，要精確計(jì)算虛擬參考站的精度也是有難度的。</p><p>　　3）由于VRS技術(shù)需要用戶端向控制中心發(fā)送其概略坐標(biāo)，控制中心同時(shí)向用戶端發(fā)送改正數(shù)，故其是雙向通訊的。雙向通訊會增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力，故對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求更高，同

65、時(shí)，當(dāng)數(shù)據(jù)通過某一媒介進(jìn)行傳輸時(shí)，其傳輸費(fèi)用也會增加很多[15]。</p><p>　　VRS的成熟與發(fā)展也并非一朝一夕，只有在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并解決之問題，才是它成長的過程，相信未來一定會有一個(gè)更加完美的VRS技術(shù)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本篇論文自始至終，高鵬老師一直做了精心指導(dǎo)。她以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、嚴(yán)

66、格的治學(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng)，深深的感染和激勵著我。她于百忙之中詳細(xì)批閱了我的論文，并對文章的格式問題、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容問題、參考文獻(xiàn)問題以及一些其它的問題都認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行批注，提出了寶貴的修改意見。經(jīng)過這次畢業(yè)論文的寫作過程，提高了我查閱資料，分析解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也培養(yǎng)了我不驕不躁、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。</p><p>　　同時(shí)也感謝院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心與支持！</p><p><b

67、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李天文.GPS原理及應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2009:228</p><p>　　[2] 唐濤.淺談傳統(tǒng)RTK與網(wǎng)絡(luò)RTK的應(yīng)用體會[J].山西建筑,2009,4:357</p><p>　　[3] 張海瑞,陳西強(qiáng).CORS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].硅谷,2010,1:147&l

68、t;/p><p>　　[4] 郭際明,張紹成,孟祥廣.VRS與FKP定位模式的研究與比較[J].測繪通報(bào),2011,1:4</p><p>　　[5] 孫衛(wèi)國,眭國輝.網(wǎng)絡(luò)RTK主輔站及虛擬參考站技術(shù)原理及優(yōu)勢研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2010,13:25</p><p>　　[6] 劉彥芳,何建國,張現(xiàn)禮.幾種網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的比較分析[J].地理空間信息,2009,7

69、-2:91</p><p>　　[7] 王平,鄭勇,VRS—GPS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)[J].物探裝備,2001,4:241</p><p>　　[8] 方廣杰,賈乃娟,徐俊科等.GPSRTK與VRS技術(shù)的應(yīng)用分析[J].信息與電腦，2010,8:154</p><p>　　[9] 吳國榮.VRS技術(shù)工作原理及其在地形測量中的應(yīng)用[J]. 東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),

70、2010,1:64</p><p>　　[10] 李天文.GPS原理及應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2009:97</p><p>　　[11] 林培枝.廈門市GPS連續(xù)觀測站網(wǎng)建設(shè)構(gòu)想[J]. 安徽建筑,2006,6:139</p><p>　　[12] 張正祿.工程測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2009:48</p><p>　　[

71、13] 張鳳舉,張華海,趙長勝等.控制測量學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2008,100</p><p>　　[14] 馬振利,吉長東,白建軍.VRS RTK在地籍測量中應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào).2006,3:348</p><p>　　[15] 劉誼,劉彥芳.虛擬參考站(VRS)系統(tǒng)的定位精度分析[J].礦山測量.2010,4,5</p><p>　　T

72、he application of VSR technology in Xiamen Jimei Houxi town control survey</p><p>　　Longyan University Surveying Engineering</p><p>　　2007080102 Chen Liangtang Teacher (title): Gaopeng<

73、;/p><p>　　[Abstract]:As GPS RTK technology developments, it has been widely used in survey and other area. While traditional RTK technology has its limitations when its used in practical applications, such as u

74、ser must setup his local base stations, the error increases with the increase of the distance, reliability will be lower, Poor scalability, making it is limited in some application. VRS technology is to solve the above p