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摘 要:随着科学技术的快速发展,GPS技术以及连续运行卫星定位服务系统的投入使用,对河道地形测量工作带来了极大的方便。CORS系统定位精度和可靠性直接关系到工程系统的使用价值和工程建设的安全性,下面我们首先进行HBCORS技术的特点及其工作原理,然后结合实际情况详细进行分析河道地形测量中HBCORS技术的应用。
关键词：HBCORS技术；应用；
中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：
HBCORS卫星定位综合服务系统是当今世界上最新卫星测量技术,目前许多的发达国家都已建立完整的系统,我国也处于不断发展的阶段。HBCORS为测绘工作提供了很大的便利,能够有效的解决许多行业坐标系统的问题。与GPS相比较而言,HBCORS在测量上有更多的好处。下面我们就详细进行分析HBCORS技术在河道地形测量中的应用。
1概述HBCORS技术
1.1HBCORS的系统概述
HBCORS是连续运行卫星定位服务系统的英文缩写,它拥有许多的优势,例如:它可以向许多的测绘用户提供连续的时间、高精度和空间基准,而且可以向抗灾减灾、精密定位等提供精准的数据服务,它对空间数据基础设施有着非常重要的作用,也为空间数据采集的提供参考依据。HBCORS的组成主要包括五个部分,分别是用户电子系统、数据通讯子系统、参考站网子系统、控制中心子系统个施工和数据中心子系统。
1.2 系统工作原理
HBCORS是在一定的区域范围內,均匀的设置多个永久性的可以连续运行的GPS参考站,形成一个参考站网,并建立各种的网络误差模型,各个参考站之间按照设定的采样率进行连续观测,利用通讯数据系统,将适时的观测数据输送给系统的控制中心,然后由系统控制中心对各个站的数据进行质量分析和处理,对整个的数据进行统一的解算,通过估算得出网内各种系统出现的误差,从而获得本区域内的误差改正模型。再把改正过的GPS数据发送给用户,而用户只需要一台GPS接收机就可以收到,从而可以在事后或者实时得到可靠的定位结果。HBCORS有多种网络RTK技术,例如综合误差内插法技术、主辅站技术、区域改正参数技术、虚拟参考值技术等。
2 GPS-RTK精度误差原因
2.1测站环境及天气状况
RTK测量结果的精度跟环境和天气有着直接的关系。基准站周围的干扰较多时, 电台的控制范围会减小, 影响作业效率。流动站周围观测环境较差时,信号的接收质量会降低, 测量噪声增大, 最终影响RTK定位的结果。而且, 基准站与流动站、各流动站之间的气象条件差异较大时, 会明显的影响到RTK测量, 尤其是高程测量的结果。作业时天气状况好、基准站周围比较开阔, 无干扰源; 流动站也选择在开阔地, 远离干扰源, 基本可消除测站环境及天气状况的影响。
2.2操作人员的误差
在进行RTK测量时, 同其他测量一样, 同样需要进行仪器的整平、对中及仪器高的量取等。操作人员使用方法及实际经验的不同, 同样会影响到RTK测量成果的精度。作业时流动站采用三脚基座进行对中整平, 可减小人为的误差影响。
2.3基准站的误差
RTK测量时, 流动站的坐标都是利用基准站的坐标和基线向量得到的, 因此, 基准站的误差会系统性的带入到流动站的结果中, 最终影响到流动站的坐标。而且, 基准站的对中、整平等人员操作误差也会系统地带入到流动站的结果中, 且基准站周围环境对GPS观测质量的影响也会影响到流动站坐标的解算。因此,要尽可能控制基准站误差对RTK测量的影响。
目前, 许多勘测单位都在探讨、摸索RTK技术替代一级导线测量的可行性问题及RTK高程测量的精度问题。对此, 结合上述的误差源的分析以及实践中的经验, 在合理地求取了RTK测量转换参数的情况下, 采用双基准站双采样的方法(注: 双基准站双采样,即同一流动站, 基准站分别架设2个不同的测站上, 进行2次测量), 可以有效消除基准站误差的影响, 削弱对流层延迟的随机性误差对于RTK高程的影响, 提高RTK平面测量和高程测量的精度。作业时, 我们对本测区的部分点采用双基准站双采样进行检核。
3工程中的实际应用分析
2.1HBCORS测量较GPS测量,有更多的优势
例如,在长江河道的测量中,长江河道的地形较为复杂,使用CORS替代GPS架设基准站在河道带状地形测量。CORS可以将某一段的河道地形的所有测绘工作作为一个整体,而GPS作业只是一种单打独斗的局面。与传统的RTK测量相比,它有着非常明显的优势:(1)可以为河道的测绘工作提供一个统一的基准,从而解决不同地形之间的坐标系统差异问题。(2)CORS采用的是连续基站,在测量时很便于观测,使用方便,可以有效的提高工作的效率。(3)用户可以实现单机作业,不再需要架设参考站,大大的降低了相关的费用。(4)可以有效拓宽GPS的服务范围,并且大大提高精度的可靠性。(5)CORS的数据监控系统比较完善,通过消除或者消弱各种系统误差的方式,可以获得可靠性高和高精度的定位结果。(6)通过固定可靠数据链的通讯方式,可以在一定程度上减少噪声的干扰。(7)可以提供远程互联网服务,使数据可以共享。
2.2 对长江河道进行测量
采用GPS架设基准站和HBCORS卫星定位测量,检测平面控制和高程控制精度,4个检测点均匀的分布在检测区。其中HBCORS的情况:当已知点分布的不均整个测区时,4个已知点和待定点的精度分布整个测区比较均匀;当已知点均匀分布整个测区时,待定点的拟合误差最低,也就是说它的精度达到最高;当已知点分布于中央半个测区时,待定点的精度和已知点比较接近;当已知点分布测区一端时,待定点的精度最差。而GPS的精度均比HBCORS的精度差。
2.3采用HBCORS技术对误差的处理
(1)信号传输有关的误差。采用HBCORS技术进行处理由于信号传输而导致的误差时,其与普通的GPS技术相比,其不仅能够使服务器应用整个网络的信息达到对对流层和电离层复杂模型的计算,而且使用这种技术对修正模型也非常简单。但是普通的RTK技术对电离层模型计算能力是非常有限的。
(2)卫星有关的误差。在采用HBCORS技术对河道地形测量中与卫星有关的误差来源不同,则解决方式基本是相同的。比如河道地形测量中出现的卫星轨道偏差主要是有同步观测值差分进行解决的,而由于卫星钟造成的误差则也可以通过同步观测值差分进行解决。并且由于流动站与基准站之间构成的基线非常短,所以采用HBCORS技术消除与卫星相关的误差效果非常明显。
(3)接收设备有关误差的处理。对于接收设备误差的来源采用HBCORS技术消除的特点主要是其能够准确快速将整周模糊度计算出来,进而能够得到固定值。
2.4 结论分析
当测量平原地区的河流时,HBCORS平面控制测量,在已知点5个并均匀分布整个测区时,HBCORS的水准高程拟合误差为±25.0mm,所以在河道地形时选用HBCORS水准高程最佳。HBCORS的水准拟合高程精度和已知点的数量有很大的关系,若已知点均匀分布整个测区点数多时,它的拟合精度就越高。HBCORS水准高程拟合精度,受到已知点位置的分布很大的影响,而已知点的分布状况对于待定点的精度有直接影响,而传统的GPS测量在各方面都弱于HBCORS测量。
结语
综上所述,随着科学技术的发展HBCORS已经融入到河道测量中，在河道测量中也站有一定的优势，HBCORS技术在河道地形测量中应用,其具有简单、方便的特点,且还能够实现准确快速的空间测量,HBCORS技术不仅对于河道地形的测量有很大的帮助,对于许多行业和部门的位置坐标都有很重要的作用,所以,作为先进的测量方式,应该积极推广,以提高工作的效率。
关键词：HBCORS技术；应用；
中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：
HBCORS卫星定位综合服务系统是当今世界上最新卫星测量技术,目前许多的发达国家都已建立完整的系统,我国也处于不断发展的阶段。HBCORS为测绘工作提供了很大的便利,能够有效的解决许多行业坐标系统的问题。与GPS相比较而言,HBCORS在测量上有更多的好处。下面我们就详细进行分析HBCORS技术在河道地形测量中的应用。
1概述HBCORS技术
1.1HBCORS的系统概述
HBCORS是连续运行卫星定位服务系统的英文缩写,它拥有许多的优势,例如:它可以向许多的测绘用户提供连续的时间、高精度和空间基准,而且可以向抗灾减灾、精密定位等提供精准的数据服务,它对空间数据基础设施有着非常重要的作用,也为空间数据采集的提供参考依据。HBCORS的组成主要包括五个部分,分别是用户电子系统、数据通讯子系统、参考站网子系统、控制中心子系统个施工和数据中心子系统。
1.2 系统工作原理
HBCORS是在一定的区域范围內,均匀的设置多个永久性的可以连续运行的GPS参考站,形成一个参考站网,并建立各种的网络误差模型,各个参考站之间按照设定的采样率进行连续观测,利用通讯数据系统,将适时的观测数据输送给系统的控制中心,然后由系统控制中心对各个站的数据进行质量分析和处理,对整个的数据进行统一的解算,通过估算得出网内各种系统出现的误差,从而获得本区域内的误差改正模型。再把改正过的GPS数据发送给用户,而用户只需要一台GPS接收机就可以收到,从而可以在事后或者实时得到可靠的定位结果。HBCORS有多种网络RTK技术,例如综合误差内插法技术、主辅站技术、区域改正参数技术、虚拟参考值技术等。
2 GPS-RTK精度误差原因
2.1测站环境及天气状况
RTK测量结果的精度跟环境和天气有着直接的关系。基准站周围的干扰较多时, 电台的控制范围会减小, 影响作业效率。流动站周围观测环境较差时,信号的接收质量会降低, 测量噪声增大, 最终影响RTK定位的结果。而且, 基准站与流动站、各流动站之间的气象条件差异较大时, 会明显的影响到RTK测量, 尤其是高程测量的结果。作业时天气状况好、基准站周围比较开阔, 无干扰源; 流动站也选择在开阔地, 远离干扰源, 基本可消除测站环境及天气状况的影响。
2.2操作人员的误差
在进行RTK测量时, 同其他测量一样, 同样需要进行仪器的整平、对中及仪器高的量取等。操作人员使用方法及实际经验的不同, 同样会影响到RTK测量成果的精度。作业时流动站采用三脚基座进行对中整平, 可减小人为的误差影响。
2.3基准站的误差
RTK测量时, 流动站的坐标都是利用基准站的坐标和基线向量得到的, 因此, 基准站的误差会系统性的带入到流动站的结果中, 最终影响到流动站的坐标。而且, 基准站的对中、整平等人员操作误差也会系统地带入到流动站的结果中, 且基准站周围环境对GPS观测质量的影响也会影响到流动站坐标的解算。因此,要尽可能控制基准站误差对RTK测量的影响。
目前, 许多勘测单位都在探讨、摸索RTK技术替代一级导线测量的可行性问题及RTK高程测量的精度问题。对此, 结合上述的误差源的分析以及实践中的经验, 在合理地求取了RTK测量转换参数的情况下, 采用双基准站双采样的方法(注: 双基准站双采样,即同一流动站, 基准站分别架设2个不同的测站上, 进行2次测量), 可以有效消除基准站误差的影响, 削弱对流层延迟的随机性误差对于RTK高程的影响, 提高RTK平面测量和高程测量的精度。作业时, 我们对本测区的部分点采用双基准站双采样进行检核。
3工程中的实际应用分析
2.1HBCORS测量较GPS测量,有更多的优势
例如,在长江河道的测量中,长江河道的地形较为复杂,使用CORS替代GPS架设基准站在河道带状地形测量。CORS可以将某一段的河道地形的所有测绘工作作为一个整体,而GPS作业只是一种单打独斗的局面。与传统的RTK测量相比,它有着非常明显的优势:(1)可以为河道的测绘工作提供一个统一的基准,从而解决不同地形之间的坐标系统差异问题。(2)CORS采用的是连续基站,在测量时很便于观测,使用方便,可以有效的提高工作的效率。(3)用户可以实现单机作业,不再需要架设参考站,大大的降低了相关的费用。(4)可以有效拓宽GPS的服务范围,并且大大提高精度的可靠性。(5)CORS的数据监控系统比较完善,通过消除或者消弱各种系统误差的方式,可以获得可靠性高和高精度的定位结果。(6)通过固定可靠数据链的通讯方式,可以在一定程度上减少噪声的干扰。(7)可以提供远程互联网服务,使数据可以共享。
2.2 对长江河道进行测量
采用GPS架设基准站和HBCORS卫星定位测量,检测平面控制和高程控制精度,4个检测点均匀的分布在检测区。其中HBCORS的情况:当已知点分布的不均整个测区时,4个已知点和待定点的精度分布整个测区比较均匀;当已知点均匀分布整个测区时,待定点的拟合误差最低,也就是说它的精度达到最高;当已知点分布于中央半个测区时,待定点的精度和已知点比较接近;当已知点分布测区一端时,待定点的精度最差。而GPS的精度均比HBCORS的精度差。
2.3采用HBCORS技术对误差的处理
(1)信号传输有关的误差。采用HBCORS技术进行处理由于信号传输而导致的误差时,其与普通的GPS技术相比,其不仅能够使服务器应用整个网络的信息达到对对流层和电离层复杂模型的计算,而且使用这种技术对修正模型也非常简单。但是普通的RTK技术对电离层模型计算能力是非常有限的。
(2)卫星有关的误差。在采用HBCORS技术对河道地形测量中与卫星有关的误差来源不同,则解决方式基本是相同的。比如河道地形测量中出现的卫星轨道偏差主要是有同步观测值差分进行解决的,而由于卫星钟造成的误差则也可以通过同步观测值差分进行解决。并且由于流动站与基准站之间构成的基线非常短,所以采用HBCORS技术消除与卫星相关的误差效果非常明显。
(3)接收设备有关误差的处理。对于接收设备误差的来源采用HBCORS技术消除的特点主要是其能够准确快速将整周模糊度计算出来,进而能够得到固定值。
2.4 结论分析
当测量平原地区的河流时,HBCORS平面控制测量,在已知点5个并均匀分布整个测区时,HBCORS的水准高程拟合误差为±25.0mm,所以在河道地形时选用HBCORS水准高程最佳。HBCORS的水准拟合高程精度和已知点的数量有很大的关系,若已知点均匀分布整个测区点数多时,它的拟合精度就越高。HBCORS水准高程拟合精度,受到已知点位置的分布很大的影响,而已知点的分布状况对于待定点的精度有直接影响,而传统的GPS测量在各方面都弱于HBCORS测量。
结语
综上所述,随着科学技术的发展HBCORS已经融入到河道测量中，在河道测量中也站有一定的优势，HBCORS技术在河道地形测量中应用,其具有简单、方便的特点,且还能够实现准确快速的空间测量,HBCORS技术不仅对于河道地形的测量有很大的帮助,对于许多行业和部门的位置坐标都有很重要的作用,所以,作为先进的测量方式,应该积极推广,以提高工作的效率。