基于CORS系统的网络ＲTK 技术原理及应用
目前，陕西省地震局建立并运维由25 个GNSS连续运行参考站组成的CORS 系统，基于该系统的网络RTK 技术也正式开始提供服务。常规的测量手段易受测量环境、通视条件等限制，作业强度大、效率低，不能满足快速、准确、高效的测量要求，尤其是测量区域范围较大时，上述弊端更加突出。而网络RTK技术不受布网条件、通视条件等限制，在精度要求不高( cm 级) 的情况下，可以降低工作强度，缩短测量周期。本文首先介绍CORS 系统及网络RTK 技术工作原理，然后结合具体工程实例，说明网络RTK 技术在测量实践应用中的可行性和优越性。1 、CORS 原理及RTK 技术介绍1.1 CORS 系统工作原理CORS 系统是基于全球卫星导航定位技术，在一个城市或国家，根据需求按照一定的距离建立的常年连续运行的一个或若干个固定的GNSS 参考站，利用计算机、数据通信和互联网技术将各个参考站与数据中心组成网络，实时将参考站数据传输到数据中心，利用数据处理软件进行处理，向用户自动发布不同类型的GNSS 原始数据和各种类型的RTK 改正数据等。用户只需一台接收机，即可进行准实时、实时快速定位，以及事后定位或导航定位。CORS 系统的具体工作流程如图1 所示。 图1 CORS 系统工作流程1.2 网络RTK 技术工作原理RTK
技术形成于20 世纪90 年代，主要分为常规RTK 技术和网络RTK 技术。常规RTK 技术在流动站与参考站距离小于30 km 时，精度可达cm 级; 距离大于30 km 时，测量精度衰减很快，通常只能达到dm级。网络RTK 是由参考站网、数据中心、数据通信链路和流动站组成。基准站配备双频全波长GNSS 接收机，参考站坐标精确已知并按照规定的采样率进行连续观测，通过数据通信链路传回数据中心; 数据中心根据流动站发送的近似坐标计算误差改正信息，然后将改正信息播发给流动站。网络RTK 技术的优势在于用户不用建立基准站，且用户与基准站距离可以扩大到上百公里，同时减少了误差源，使改正信息的可靠性和精度大幅改善。虚拟参考站( VRS) 技术的特点是各基准站不直接向移动站用户发送任何改正信息，而是将所有的原始观测数据通过数据通信链路发给数据中心。同时在用户开始工作前，先向数据中心发送一个概略坐标，数据中心根据这个位置确定一组最佳基准站，并根据这些站发来的信息，整体改正GNSS 的轨道误差，以及电离层、对流层和大气折射引起的误差，将高精度的差分信号传给用户。差分信号的作用相当于在移动站旁边建立一个虚拟的参考站，从而解决常规RTK 作业在距离上的限制，保证了用户的精度。 陕西省地震局CORS 系统基准站全部采用Trimble NetR8 接收机和Trimble GNSS 扼流圈天线，数据处理采用GPS-Net 软件，网络RTK 作业
方式采用VRS 技术。VRS 技术的主要工作原理如下: 1) 各个基准站通过专用光缆实时将观测的卫星信息传输到数据中心; 2) 数据中心根据各基准站数据实时组网，计算各基准站网内的载波相位整周模糊度，建立误差改正模型; 3) 各移动站用户利用无线传输网络将初始捕获的单点定位结果以NMEA 格式传送至数据中心，数据中心根据移动站位置在其附近建立一个虚拟的基准站，通过内插得到虚拟基准站的各类误差源影响的改正信息，并通过NTRIP 协议回传给各移动站用户; 4) 各移动站与各自的虚拟站的基准站组成常规RTK 网络形态，利用接收到的虚拟基准站差分改正信息进行差分解算，获得移动站的精确位置，得到cm 级的定位结果。 1.3 网络RTK 技术特点相比于常规光学仪器测量，网络RTK 技术具有如下特点:1.3.1 操作灵活简单常规的光学仪器施测时要进行对中整平，还要求测量点之间相互通视，且受地形、气候等影响显著; 网络RTK 技术对观测环境要求较低，只要能够接收到卫星信号和网络通信信号，就可获得精度较高的测量成果。1.3.2定位精度高且分布均匀水准仪、全站仪测量易受误差传递积累的影响，距离起算基准越远，精度越差; 而网络RTK 测量不受测量误差传播和误差积累影响，在有效作业范围内，每个点的精度相互独立、互不干扰，因此定位精度高且分布均匀。1.3.3工作效率高、成本低在精度要求不高( cm 级) 的情况下，网络RTK