基于广东CORSS的网络RTK测量探讨

　　摘要：本文探讨了基于广东CORSS的网络RTK测量中影响精度的几个问题，着重分析了基于广东CORSS的区域坐标转换参数的测定方法，施例验证了基于该方法的坐标转换精度，旨在为基于CORSS的网络RTK的使用者提供参考。
　　关键词：坐标转换、参数、精度
　　近年来，随着广东连续运行卫星基准站网（广东CORSS）的建成使用，南方测绘仪器公司适时推出了价廉物美的测量型GPS卫星接受机，基于广东CORSS及省似大地水准面精化成果的网络RTK作业、GPS静态项目越来越使用频繁。广东CORSS的网络RTK成果是基于ITRF2000框架2006.9历元，而用户往往所需要的是1980西安坐标系成果或地方坐标系成果，因此在使用基于广东CORSS的络RTK进行作业时如果先测定了业区域内的坐标转换参数，则在以后的作业中只要套用参数文件就可以实现单机作业了，方便、快捷、省时、省力。
　　一、 坐标转换原理、方法、转换模型和坐标转换精度估计
　　不同坐标系的转换主要是根据同时拥有两套坐标的重合点的情况，选折适当的重合点，利用所选重合点的两套坐标，采用适当的坐标转换模型计算坐标系之间的转换参数，常用方法有整体转换法和分区转换法。不同坐标系之间的转换通常有两种模型：一类是二维坐标转换模式，一类是三维坐标转换模式。二维坐标转换模式通常采用平面四参数转换模型，主要是因为数值稳定可靠，对较小区域的转换精度较高。模型公式为：
　　
　　其中，x,为平移参数，a为旋转参数，m为尺度参数
　　精度估计：依据计算坐标转换参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度。
　　二、 重合点的选取和坐标测定
　　重合点的选取和重合点坐标的测量精度对坐标转换精度具有重要影响。一般要求重合点能够有效覆盖整个测区，对测区典型地形要有代表性；重合点位置要能满足进行GPS测量必备的条件：比如有效观测卫星数，卫星高度角，选择最佳观测时间、方便进行水准联测和具有较好的图形强度等。某测区155平方公里，西北面为高山地，东南面为平地、海滩地，地面最低海拔3.5米左右，最高380米左右。我们在测区四周东西南北选折了8个点，中间区域选了2个点作为重合点。所选既能有效覆盖测区，又有典型地形的代表性。
　　1、重合点坐标测量。所选重合点已经具有地方坐标系下的坐标，1985国家高程基准。首先对重合点进行稳定、可靠性检查。使用一台南方S86型GPS接受机，基于广东CORSS测量其WGS-84坐标。观测时各项条件均满足GPS观测要求。
　　先设定工作文件，显示固定解时数据采样间隔120〞保存观测数据。
　　2、数据处理和参数计算。全部重合点数据采集完成以后，选折四参数转换模型，输入重合点的地方坐标，就可以自动进行参数计算了，计算中机器自动进行迭代运算直至尺度变形系数小于0.99999。文献①认为提高GPS高程拟合精度可以显著提高抗初差能力，因此在数据处理之前进行GPS高程拟合，可以借高程异常模型定位初差的功能达到剔除含有初差的重合点的目的。
　　三、坐标转换参数精度估计
　　选取没有参与参数计算的已知坐标点（不少于20个）作为检验点，在检验点上进行基于广东CORSS的网络RTK测量，套用上述参数文件，直接测出检验点的地方坐标。计算坐标残差=,=,M=√「vv」x/(n-1),=√「vv」y/(n-1),M=,具体统计见下表。
　　 点号 X0 Xi vx Y0 Yi vy
　　1 GE69 2490594.487 2490594.476 -0.011 513271.221 513271.209 -0.012
　　2 GD32 2492043.785 2492043.775 -0.010 520647.935 520647.945 +0.010
　　3 GE74 2488646.313 2488646.324 +0.011 522071.901 522071.911 +0.010
　　4 GE44 2485948.047 2485948.055 -0.008 518535.313 518535.300 -0.013
　　5 I439 2482160.842 2482160.856 +0.014 516575.328 516575.339 +0.011
　　6 I418 2482929.247 2482929.267 +0.020 515908.123 515908.135 +0.012
　　7 I430 2482651.453 2482651.439 -0.014 514548.386 514548.373 -0.013
　　8 I420 2481505.282 2481505.266 -0.016 513484.389 513484.369 -0.020
　　9 I414 2483785.691 2483785.675 -0.016 516342.290 516342.298 +0.008
　　10 I410 2484983.892 2484983.898 +0.006 517135.796 517135.816 +0.020
　　11 I401 2486879.540 2486879.522 -0.018 517560.810 517560.800 -0.010
　　12 I478 2487674.451 2487674.473 +0.022 518260.063 518260.073 +0.010
　　13 GE31 2489722.234 2489722.225 -0.009 517778.429 517778.441 +0.012
　　14 I382 2490991.930 2490991.943 +0.013 519837.344 519837.357 +0.013
　　15 GE16 2494262.257 2494262.242 -0.015 519742.987 519742.971 -0.016
　　16 GE23 2491403.712 2491403.734 +0.022 517231.899 517231.891 -0.008
　　17 I324 2489085.629 2489085.638 +0.009 513285.348 513285.336 -0.012
　　   cm
　　35.94  cm
　　27.88
　　 Mx= ±1.5cm  My= ±1.32cm Mo= ±2.0
　　从上表可以看出本次求测的坐标转换参数的精度较高，可以满足测区加密控制点布设的要求。
　　四、参数边界问题
　　实验中发现，在模型参数范围以内套用原参数精度较高，而在范围以外，套用原参数验证控制点常出现较大差异，在某一区域确定的参数往往不能深入到另一区域。因此实用中一要力求避免参数外推，二是分区求定参数，区域之间要有足够的坐标重合点。
　　五、结束语
　　由于基于CORSS的网络RTK测量方便、快捷，在工程测量领域得到了广泛使用。实际使用中常出现以下问题，需要引起重视：
　　1、 注意选择工作时间。晴朗天气中午11点至下午3点时间段内往往长时间得不到固定解。
　　2、 重视参数的使用范围。远离原参数控制范围测量应该重新确定新范围内的转换参数。
　　3、 经常检查卡中是否有足够现金余额。工作中常会出现不明原因的网络连接不上，机器又正常，此时不妨检查一下卡。
　　参考文献：
　　1、一种适用于RTK/水准的抗差技术。《测绘时空》2009-5，严新生
　　2、一种有效的坐标转换残差处理方法。《测绘通报》2008-11，严新生
　　3、一种有效的WGS-84坐标系与地方坐标系转换方法。《测绘通报》2008-3，廖超明等
　　4、基于DEBP的GPS高程拟合。《测绘通报》2008-12，杨敏