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摘要：简单介绍了CORS系统下网络RTK技术工作原理，通过工程案例叙述了CORS系统下网络RTK技术在大比例尺数字测图中的应用，同时与常规RTK技术作简单对比，得出两者的部分优缺点。网络RTK技术不论是在作业范围、测量精度、可靠性和高效性方面，都是测量技术的巨大进步。
关键词：CORS系统；网络RTK；RTK；效率；
中图分类号：P228.4
1 前言
GPS-RTK为实时动态差分测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它利用卫星发射的两个载波L1和L2，以载波相位测量为观测值的实时动态差分测量技术。
CORS系统下网络RTK技术是继GPS RTK之后出现的一种卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等相结合的测量新技术。目前新疆境内已经在乌鲁木齐、昌吉、克拉玛依等地区建立了覆盖各自区域的CORS系统，已经普遍投入生产使用。
我院在2011年7月至9月承担了乌鲁木齐市高新区几个乡镇的1：1000地形图测绘项目，由于项目任务重（面积约10km2）、工期紧，项目组大胆引进新技术，利用乌鲁木齐连续运行卫星定位综合服务系统（简称为：URCORS），作业中使用基于URCORS下的网络RTK技术，以及辅助利用了常规GPS RTK技术，最终按合同工期高效率地完成了该项目。
2、网络RTK基本工作原理
CORS系统由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据通信子系统和用户应用子系统四部分组成，各子系统由数据通信子系统互联，形成一个分布于整个城市的局域网。CORS是在一个较大的区域内均匀的布设多参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，估算出网内的各种系统误差改正项（电离层、对流层、卫星轨道误差），获得本区域的误差改正模型。之后，向用户实时发送GPS改正数据，用户只需要一台GPS接收机，便可得到高精度的可靠的定位结果。CORS目前主要有几种网络，即RTK技术有虚拟参考站（VRS）技术、主辅站技术（I-MAX）、区域改正参数（FKP）技术和综合误差内插法技术等。
网络RTK技术是CORS产生最重要原因和最主要的应用方式。目前，我国大多数CORS系统建立最主要的是进行网络RTK测量，网络RTK技术与常规RTK技术相比，不论是在作业范围、测量精度、可靠性和高效性方面，都是测量技术的巨大进步。
3、工程案例
3.1 工程概况
为满足乌鲁木齐市某乡镇新农村建设规划、土地管理等方面需要，我院受委托须完成该辖区内1：1000地形图测绘任务。本次需测量的面积约10km2，测图范围非连片区域是由该镇所隶属的若干行政村居民地范围构成。测区内房屋密集、道路纵横交错、两旁树木密集，配输电线以及通信线路交织分布。如果采用常规RTK测量手段施测十分缓慢，频繁变换基准站，测前测后检测，很难在短时间内完成这么大量的大比例尺地形图测绘工作。针对测区特点，项目组选择利用乌鲁木齐市连续运行衛星定位综合服务系统（URCORS），利用CORS下网络RTK技术进行大比例尺数字测图，由于在《1∶500、1∶1000、1∶2000外业数字测图技术规程》和《全球卫星定位系统技术规范》等相关的技术规范中没有涉及到CORS应用的具体要求，因此，为了确保测量的精度，我们首先选取测区内局部范围作为试验区，先进行精度测试和分析，再进行整个测区的工作。
3.2作业设备
网络RTK作业设备配置：中海达V9双频GPS接收机6台，数据通讯模块（GPRS模块）、SIM卡6张，获取CORS中心授权的用户名、密码、IP地址、端口设置等参数。配有电台的中海达V9 GPS-RTK（1+1）1套，拓普康全站仪2台。以上仪器设备经过质检部门检验检校，均在有效期内使用。
3.3 对网络RTK的精度检验
首先从测区范围周边搜集具备相关坐标系统的已有控制点，共搜集到5个E级GPS控制点（高程均联测四等水准），然后采用常规RTK技术，使用流动站分别采集其中4个点的WGS-84坐标，然后利用两套坐标系成果进行点校正。点校正结果较好，平面残差<2cm，高程残差<3cm，均满足规范要求。首先对未参与点校正的E级控制点进行了检测，平面和高程较差均不超过4cm。 其次使用准备好转换参数的网络RTK流动站（V9-2）和已作校正并检测控制点后的流动站（V9-1）在测图区域局部范围内均匀采集了地形、地物特征点共计10个重合点。测量过程中确保两台仪器均参数设置无误，观测条件符合规范相关要求，尽量做到避免粗差。将网络RTK测量结果与常规RTK测量成果相比较，其较差列于下表中。
根据上表统计结果可以看到：网络RTK测量结果与其他常规测量技术获取的测量结果都在厘米级，平面点位较差最大值为3.4cm，最小值为0.1cm；高程较差最大值3.5cm，最小值2cm。因此URCORS下的网络RTK完全可以用于本次1：：1000数字化地形图的图根控制和碎步点测量。
3.4 图根控制和碎部点测量
本项目无需作首级控制，采用已建立的乌鲁木齐市连续运行卫星定位综合服务系统（URCORS），利用与该系统相关的GPS解算软件，求得测图区域坐标转换参数（七参数），然后利用网络RTK技术、常规RTK和全站仪相配合的方法进行全野外数字化测图。本次地形测量中直接用网络RTK技术进行碎步点测量，一些信号弱、不稳定片区采用常规RTK技术施测，极少部分隐蔽地区，加密图根点配合用全站仪施测。
3.5 网络RTK与常规RTK技术的比较
本次作业中大量使用了网络RTK技术，也有小范围使用了常规的RTK技术，通过在外业测量中的使用，与传统RTK作业相比， 发现基于CORS系统的网络RTK技术主要优点如下：（1）流动站接收机不受参考站距离的严格限制，使GPS有效作业范围得到了极大扩展；（2）采用事先建好的连续基准站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；（3）拥有完善的数据监控系统，可消除或削弱各种系统误差的影响，还可获得高精度和高可靠性的定位结果；（4）用户不需架设参考站，真正实现单人单机作业，减少了费用；（5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了信号噪声的干扰。 由于连续运行参考站建站费用昂贵，数量有限，所以在个别测区作业时，流动站与参考站距离跨度很大（30～50km），又加上测区建筑物密集、楼层高，林木茂盛，或者在丘陵区等不开阔地域作业时，能够同步锁定的卫星个数较少，导致流动站信号不稳定、常失锁，不能顺利或短时间初始化。在这样的情形下就需要及时在附近观测条件较好的地方作至少两个图根级固定点，为接下来使用RTK作业进行点较验而备用。此时用常规RTK作业模式替换网络RTK，利用已有的测区七参数，直接输入手簿便可使用。此时利用了常规RTK的一些优点：两站间距离近，高功率电台直线传播信号（在准视场内作业），同步卫星锁定个数多，流动站信号稳定、且初始化速度快等特点来进行碎部点采集，较之前面网络RTK提高了作业效率。
通过比较发现常规RTK技术存在一定的的局限性：（1）用户只要作业就需架设本地的基准站。（2）单基准站作业模式，外挂电源使用时间受限、基准站位置选择考虑因素较多。（3）在城市測量中一般流动站和基准站距离达不到RTK设备中所标述的最大值（一般为20km）。城区一般能达到500m～3km，农村乡镇片区一般在3km～5km，导致其作业距离大幅度减少。（4）多路径效应、电磁波干扰、高大建筑物、茂密的树木对接受机视野的限制等，给城市RTK测量工作带来了巨大的影响，使得测量无法快速进行并且定位精度也受到一定的影响。（5）对单基站RTK技术来说，随着作业半径的增大，其测量精度和可靠性都在降低，这也是其技术上的一个难题。同时也要注意为保证RTK测量精度，尽可能地对一定数量的测区内和相邻的控制点进行检核；在做控制测量时需采用一些如延长测量时间、选择最佳观测时段、增加观测次数的方法来提高测量精度。一些特殊测区两种技术相互配合使用可以优劣互补，很好地提高作业效率。
4、结束语
利用网络RTK进行控制测量、碎步测量不受大气、地形、通视等条件的限制，实际操作简便、机动性强，工作效率比传统方法大大提高，很大程度上节省了人力，不仅完全能够达到图根控制和碎部点测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。网络RTK技术同时克服了常规RTK随着作业半径的增大，精度和可靠性降低的作业瓶颈。总之网络RTK技术不论是在作业范围、测量精度、可靠性和高效性方面，都是测量技术的巨大进步，正逐步取代传统单基站RTK技术，相信会被越来越多的测量用户所接受。
参考文献
[1] 徐绍铨。GPS测量原理及应用 [M]。武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998
[2] 黄俊华，陈文森。连续运行卫星定位综合服务系统建设与应用[J]。北京：科学出版社，2009
[3] CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》[S]。北京：测绘出版社，2010
[4] CJJ8-99《城市测量规范》[S]。北京：中国建筑工业出版社，1999
关键词：CORS系统；网络RTK；RTK；效率；
中图分类号：P228.4
1 前言
GPS-RTK为实时动态差分测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它利用卫星发射的两个载波L1和L2，以载波相位测量为观测值的实时动态差分测量技术。
CORS系统下网络RTK技术是继GPS RTK之后出现的一种卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等相结合的测量新技术。目前新疆境内已经在乌鲁木齐、昌吉、克拉玛依等地区建立了覆盖各自区域的CORS系统，已经普遍投入生产使用。
我院在2011年7月至9月承担了乌鲁木齐市高新区几个乡镇的1：1000地形图测绘项目，由于项目任务重（面积约10km2）、工期紧，项目组大胆引进新技术，利用乌鲁木齐连续运行卫星定位综合服务系统（简称为：URCORS），作业中使用基于URCORS下的网络RTK技术，以及辅助利用了常规GPS RTK技术，最终按合同工期高效率地完成了该项目。
2、网络RTK基本工作原理
CORS系统由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据通信子系统和用户应用子系统四部分组成，各子系统由数据通信子系统互联，形成一个分布于整个城市的局域网。CORS是在一个较大的区域内均匀的布设多参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，估算出网内的各种系统误差改正项（电离层、对流层、卫星轨道误差），获得本区域的误差改正模型。之后，向用户实时发送GPS改正数据，用户只需要一台GPS接收机，便可得到高精度的可靠的定位结果。CORS目前主要有几种网络，即RTK技术有虚拟参考站（VRS）技术、主辅站技术（I-MAX）、区域改正参数（FKP）技术和综合误差内插法技术等。
网络RTK技术是CORS产生最重要原因和最主要的应用方式。目前，我国大多数CORS系统建立最主要的是进行网络RTK测量，网络RTK技术与常规RTK技术相比，不论是在作业范围、测量精度、可靠性和高效性方面，都是测量技术的巨大进步。
3、工程案例
3.1 工程概况
为满足乌鲁木齐市某乡镇新农村建设规划、土地管理等方面需要，我院受委托须完成该辖区内1：1000地形图测绘任务。本次需测量的面积约10km2，测图范围非连片区域是由该镇所隶属的若干行政村居民地范围构成。测区内房屋密集、道路纵横交错、两旁树木密集，配输电线以及通信线路交织分布。如果采用常规RTK测量手段施测十分缓慢，频繁变换基准站，测前测后检测，很难在短时间内完成这么大量的大比例尺地形图测绘工作。针对测区特点，项目组选择利用乌鲁木齐市连续运行衛星定位综合服务系统（URCORS），利用CORS下网络RTK技术进行大比例尺数字测图，由于在《1∶500、1∶1000、1∶2000外业数字测图技术规程》和《全球卫星定位系统技术规范》等相关的技术规范中没有涉及到CORS应用的具体要求，因此，为了确保测量的精度，我们首先选取测区内局部范围作为试验区，先进行精度测试和分析，再进行整个测区的工作。
3.2作业设备
网络RTK作业设备配置：中海达V9双频GPS接收机6台，数据通讯模块（GPRS模块）、SIM卡6张，获取CORS中心授权的用户名、密码、IP地址、端口设置等参数。配有电台的中海达V9 GPS-RTK（1+1）1套，拓普康全站仪2台。以上仪器设备经过质检部门检验检校，均在有效期内使用。
3.3 对网络RTK的精度检验
首先从测区范围周边搜集具备相关坐标系统的已有控制点，共搜集到5个E级GPS控制点（高程均联测四等水准），然后采用常规RTK技术，使用流动站分别采集其中4个点的WGS-84坐标，然后利用两套坐标系成果进行点校正。点校正结果较好，平面残差<2cm，高程残差<3cm，均满足规范要求。首先对未参与点校正的E级控制点进行了检测，平面和高程较差均不超过4cm。 其次使用准备好转换参数的网络RTK流动站（V9-2）和已作校正并检测控制点后的流动站（V9-1）在测图区域局部范围内均匀采集了地形、地物特征点共计10个重合点。测量过程中确保两台仪器均参数设置无误，观测条件符合规范相关要求，尽量做到避免粗差。将网络RTK测量结果与常规RTK测量成果相比较，其较差列于下表中。
根据上表统计结果可以看到：网络RTK测量结果与其他常规测量技术获取的测量结果都在厘米级，平面点位较差最大值为3.4cm，最小值为0.1cm；高程较差最大值3.5cm，最小值2cm。因此URCORS下的网络RTK完全可以用于本次1：：1000数字化地形图的图根控制和碎步点测量。
3.4 图根控制和碎部点测量
本项目无需作首级控制，采用已建立的乌鲁木齐市连续运行卫星定位综合服务系统（URCORS），利用与该系统相关的GPS解算软件，求得测图区域坐标转换参数（七参数），然后利用网络RTK技术、常规RTK和全站仪相配合的方法进行全野外数字化测图。本次地形测量中直接用网络RTK技术进行碎步点测量，一些信号弱、不稳定片区采用常规RTK技术施测，极少部分隐蔽地区，加密图根点配合用全站仪施测。
3.5 网络RTK与常规RTK技术的比较
本次作业中大量使用了网络RTK技术，也有小范围使用了常规的RTK技术，通过在外业测量中的使用，与传统RTK作业相比， 发现基于CORS系统的网络RTK技术主要优点如下：（1）流动站接收机不受参考站距离的严格限制，使GPS有效作业范围得到了极大扩展；（2）采用事先建好的连续基准站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；（3）拥有完善的数据监控系统，可消除或削弱各种系统误差的影响，还可获得高精度和高可靠性的定位结果；（4）用户不需架设参考站，真正实现单人单机作业，减少了费用；（5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了信号噪声的干扰。 由于连续运行参考站建站费用昂贵，数量有限，所以在个别测区作业时，流动站与参考站距离跨度很大（30～50km），又加上测区建筑物密集、楼层高，林木茂盛，或者在丘陵区等不开阔地域作业时，能够同步锁定的卫星个数较少，导致流动站信号不稳定、常失锁，不能顺利或短时间初始化。在这样的情形下就需要及时在附近观测条件较好的地方作至少两个图根级固定点，为接下来使用RTK作业进行点较验而备用。此时用常规RTK作业模式替换网络RTK，利用已有的测区七参数，直接输入手簿便可使用。此时利用了常规RTK的一些优点：两站间距离近，高功率电台直线传播信号（在准视场内作业），同步卫星锁定个数多，流动站信号稳定、且初始化速度快等特点来进行碎部点采集，较之前面网络RTK提高了作业效率。
通过比较发现常规RTK技术存在一定的的局限性：（1）用户只要作业就需架设本地的基准站。（2）单基准站作业模式，外挂电源使用时间受限、基准站位置选择考虑因素较多。（3）在城市測量中一般流动站和基准站距离达不到RTK设备中所标述的最大值（一般为20km）。城区一般能达到500m～3km，农村乡镇片区一般在3km～5km，导致其作业距离大幅度减少。（4）多路径效应、电磁波干扰、高大建筑物、茂密的树木对接受机视野的限制等，给城市RTK测量工作带来了巨大的影响，使得测量无法快速进行并且定位精度也受到一定的影响。（5）对单基站RTK技术来说，随着作业半径的增大，其测量精度和可靠性都在降低，这也是其技术上的一个难题。同时也要注意为保证RTK测量精度，尽可能地对一定数量的测区内和相邻的控制点进行检核；在做控制测量时需采用一些如延长测量时间、选择最佳观测时段、增加观测次数的方法来提高测量精度。一些特殊测区两种技术相互配合使用可以优劣互补，很好地提高作业效率。
4、结束语
利用网络RTK进行控制测量、碎步测量不受大气、地形、通视等条件的限制，实际操作简便、机动性强，工作效率比传统方法大大提高，很大程度上节省了人力，不仅完全能够达到图根控制和碎部点测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。网络RTK技术同时克服了常规RTK随着作业半径的增大，精度和可靠性降低的作业瓶颈。总之网络RTK技术不论是在作业范围、测量精度、可靠性和高效性方面，都是测量技术的巨大进步，正逐步取代传统单基站RTK技术，相信会被越来越多的测量用户所接受。
参考文献
[1] 徐绍铨。GPS测量原理及应用 [M]。武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998
[2] 黄俊华，陈文森。连续运行卫星定位综合服务系统建设与应用[J]。北京：科学出版社，2009
[3] CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》[S]。北京：测绘出版社，2010
[4] CJJ8-99《城市测量规范》[S]。北京：中国建筑工业出版社，1999