基于某单基站CORS系统项目展开研究报告.doc

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1、河南城建学院本科毕业论文（设计） 摘要 摘 要网络RTK是集计算机技术、网络技术、通讯技术、卫星定位技术于一体的实时差分定位技术。同传统RTK相比，它具有更高的定位精度、更远的作业范围、更高的可靠性以及更高的作业效率。该技术已经广泛应用于众多领域了。而网络RTK技术的应用一般要建立一个CORS (Continuously Operating Refe -rence Staions)系统，即连续运行参考站系统。目前，虽然多基站CORS系统是国内外学者的研究热点，但其高昂的建设成本让一些小规模的单位望而却步，而单基站CORS系统因其建设成本低、施工周期短、技术成熟、拓展方便等优势弥补了这一点，让其

2、在中小城市和地区有了一定应用市场。本文基于某单基站CORS系统项目展开研究，掌握了单基站CORS系统的原理、建设流程、测试方法，通过实验验证了该单基站CORS系统在设计范围内有较高精度，达到了本研究的预期目的。论文的主要研究成果如下：详细地介绍了单基站CORS系统的基准站、通讯网络、数据中心的建设过程。 通过对CORS测试内容的研究分析，归纳出适单基站CORS系统的测试方法和实施方案。完成了该单基站CORS系统的时效性测试、空间可用性测试、定位精度测试以及兼容性测试。其中在定位精度测试中对系统的实时定位精度做了具体分析。关键词：单基站CORS，网络RTK，定位精度，精度测试I河南城建学院本科毕

3、业论文（设计） AbstractAbstractNetwork RTK technology is a real-time differential positioning technology integrating with computer technology,network technology,communication technology and satellite positioning technology.Compared with normal RTK,network RTK has the advantage of high positioning accuracy,

4、 wide range of services, high reliability and efficiency. This technology has been widely used in various industries.But,the application of network RTK technology generally need establish a CORS(Continuously Operating Reference Stations system),which a continuously reference station system. Currentl

5、y, although multi base station CORS system has been a hot area of research for domestic and international scholars, but the burden for the small-scale units is too heavy to bear, so a single base station CORS system becomes possible in the small and midium-sized cities and regions, with the reason o

6、f lower construction cost, shorter construction period, more sophisticated technology and easier expansion.The research of this paper is based on a single base station CORS system ,mastered the principle of the single base CORS system, conconstruction processes, testing methods and verified by testi

7、ng the accuracy single base CORS system within the scope in the design of high precision,reaching the desired objective of this study. The research results include the following:Introduced the construction process of reference station,communication network data center of the single base station CORS

8、 system. By researching and analysing the test program of network RTK,a set of test method and implementation scheme of the single base station CORS system is summed up.We completed the timeliness testing,usability testing of space, location accuracy testing and compatibility testing of the single b

9、ase CORS system. Positioning accuracy test in which the system,real-time position accuracy is made a detailed analysis.Keywords: Single base CORS,Network RTK technology,Position accuracy,Presion testing II河南城建学院本科毕业论文（设计） 目录目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1研究目的与意义11.2国内外CORS的发展现状11.2.1国内CORS的发展现状11.2.2国外COR

10、S的发展现状21.3主要研究内容22 CORS及相关定位技术32.1 CORS的基本原理32.2差分GPS技术32.2.1 差分GPS技术原理32.2.2 差分GPS的分类32.3 常规 RTK技术42.4 网络RTK技术52.5网络RTK的几种技术53 CORS定位的误差源分析103.1 与卫星有关的误差103.1.1 卫星星历误差103.1.2卫星钟的钟误差103.1.3 相对论效应103.2 与传播途径有关的误差113.2.1电离层折射误差113.2.2 对流层折射误差113.2.3 多路径误差113.3 与接收机有关的误差123.3.1 接收机钟误差123.3.2 接收机天线相位中心偏

11、差133.2.3接收机位置误差133.2.4接收机观测噪声133.4 其他误差134 单基准站CORS的建设154.1 系统的总体设计154.1.1 系统设计依据154.1.2系统设计功能154.2基准站的建设164.2.1 基准站的选址164.2.2 基准站天线墩174.2.3 仪器室的建设174.3 通讯网络的建设184.3.1 通信网络的功能184.3.2通讯方式184.4 数据中心的建设194.4.1 数据中心功能194.4.2 数据中心的软硬件设备194.5基准站坐标的获取195 单基站CORS的实测实验205.1 单基站实测的内容205.2 实验方案205.2.1 定位精度的测试方

12、案205.2.2时效性测试方案215.2.3 兼容性测试方案215.3系统的定位精度分析215.3.1 快速静态测量精度分析215.3.2准动态测量精度分析245.3.3 方案二的定位精度分析275.4系统的时效性分析275.5系统的兼容性分析295.6 实验结论29结论及展望30参考文献31致谢33河南城建学院本科毕业论文（设计） 第1章 绪论1 绪论1.1研究目的与意义随着计算机技术、网络技术、通信技术等技术的发展，推动了GPS技术的发展，使得从传统RTK发展了网络RTK，大大提高了测绘成果的精度，实用性和高效性。而网络RTK技术需要建立一个CORS(Continuously Operat

13、ing Reference Station)，即连续运行参考站系统。CORS系统的建立将为服务区域提供统一的测量基准，利用CORS系统改变了传统的RTK作业模式；用户能够实时地获取高精度空间三维坐标；最大程度减轻测量外业人员的工作强度；进而提高了工作效率和成果精度。此外，CORS系统能够节省大量经费，且后期维护费用也比较低，能够产生很好的经济效益和社会效益。同时，CORS系统的建立可为不同行业、不同用户提供各种满足其精度要求的成果;满足基础测绘、城乡建设、国土规划以及交通管理信息化等需求；为公安消防、车载导航定位等提供精度达厘米级的动态定位。现如今，对于一些大中城市来说，建立一定规模的网络多基

14、准站CORS系统来说是一个合理的选择。但是对于许多中小城市来说，由于受到资金、技术、管理等方面的限制，这种方式并不适合。而单基准站CORS具有投资少、建设周期短、见效快、可拓展等特点，很好地解决了中小城市的发展需要，因此也就有了研究的意义。 1.2国内外CORS的发展现状1.2.1国内CORS的发展现状国内有影响的主要有:深圳连续运行参考站网系统SZCORS、北京全球卫星定位综合应用服务系统(BGIAS)、上海GPS综合服务网、四川GPS观测网络(GPSONS)、北部湾CORS(BBW-CORS)。赵礼剑等通过单基站GPS差分系统在山区线路测量中的应用研究，发现单基站差分在数据传输上克服了传统

15、RTK系统数据链传输距离短(一般小于10km)的问题，并在实际工作中显著提高工作效率，同时降低劳动强度，且建设、运行维护费用低。李华等以南方公司单站CORS建设为例，叙述了单站CORS建设的基本原理和方法，以及单基站CORS的特点，并且说明了建设CORS系统的必要性。张英平等通过菏泽市连续运行GPS参考站系统的建立，发现单站CORS系统不仅可以满足菏泽市基本地形图、地下管网的快速更新，同时为精密导航、车辆监控、防洪减灾、地震监测、天气预报等提供技术支撑和数据平台，满足菏泽市规划、建设、国土、交通、水利、环境等不同行业和不同用户的需求，大大加快“数字菏泽”建设进程，在菏泽城市化进程中发挥重要作用

16、。总得来说，目前我国的CORS发展迅速，但发展极不平衡，东部沿海地区及一些经济发达的大中城市发展很快，而其他地方发展相对较慢。某些经济发达的省份己经从城市级网络升级到省级网络，而西部地区主要还在采用常规性流动建立基准站的模式。单基站CORS系统虽然结构简单，定位原理相对成熟，但单基站CORS系统建设在基准站站址选择、墩标建设要求、数据采集方式、数据存储格式和数据传输方式上都没有规范统一的标准。因此目前我国需要在统一规范和资源共享等方面进行深入的研究，满足国民经济建设发展的需求。1.2.2国外CORS的发展现状国外许多CORS的研究主要集中在基础设施建设、系统自动化管理、数据采集域分发、基于网络

17、的卫星定位(GPS, GLONASS, GALILEO等统称为GNSS)技术的开发等方面。迄今为止，国内外己经建成很多连续运行参考站网络(CORS)。目前，在这一领域中，国外有影响的有以下几个：美国的连续运行参考站网系统(CORS)、美国CUE, ACCQPOINT公司的广域定位导航服务网络、加拿大的主动控制网系统(CACS)、德国的卫星定位导航服务计划(SAPOS)、日本的GPS连续应变监测系统(COSMOS)、澳大利亚的CORS网络。1.3主要研究内容本文以某单基站CORS为研究对象，详细地介绍该单基站CORS的建立过程，并对建成后系统的精度进行了测试。具体的研究内容如下：首先概述与COR

18、S相关的定位技术，包括差分GPS技术、普通RTK技术、网络RTK技术，并对目前CORS系统采用的几种网络RTK技术进行了分析；分析了影响CORS定位精度的误差源；阐述了单基站CORS的建设步骤，包括基准站的建设、通信网络的建设、数据处理中心的建设。重点对系统的精度进行了测试，测试的内容有系统的定位精度、系统的时效性、系统的兼容性三个方面。33河南城建学院本科毕业论文（设计） 第2章 CORS及相关定位技术2 CORS及相关定位技术2.1 CORS的基本原理CORS是在常规RTK和和差分GPS技术的基础上发展起来的一种技术。它是由参考站网、数据处理中心和数据通信线路三部分构成的。CORS的基本原

19、理就是利用卫星导航定位技术，在一个城市、地区或者一个国家根据需求建立一些长年运行的固定参考站，主要是利用电子计算机技术、数据通讯技术和网络技术。然后数据中心通过网络获取参考站所采集的数据，网络软件进行处理，经过网络自动向用户发布不同类型的GPS原始数据和改正数据。用户主只需一台接收机，即可达到分米、厘米、米级实时的快速的事后或者导航定位。2.2差分GPS技术2.2.1 差分GPS技术原理差分GPS定位DGPS ( Differential GPS, DGPS)也称为相对定位，至少要两台接收机，其中一台为坐标己知的基准站，另一台作为流动站。基准站接收机连续接收GPS信号，将测得的位置或者距离数据

20、和己知数据进行比较，进而求得改正值。随后基准站通过数据通讯链路把改正值播发给流动站，流动站接收机同时也对GPS信号进行接收，流动站根据自身的观测数据与接收到的基准站改正数据解算得到自己的位置。2.2.2 差分GPS的分类 差分GPS技术按工作方式可分为单基准站差分、具有多个基准站的局部区域差分和广域差分三种类型。若是按照基准站发送差分信息的方式不同，差分技术还可以分为位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分、载波相位差分。本节重点介绍按工作方式分类的差分GPS技术类型。单基准站差分GPS 单基准站差分GPS系统由基准站、通讯链路和流动站组成。单基准站差分GPS系统结构相对简单，算法也简易，因此该技

21、术在应用上比较成熟。对于小范围区域比较合适。但由于单基准站差分GPS系统采用的是由一个基准站播发改正信息，因此可靠性和精度均不高。 局域差分GPS局域差分GPS系统是在局部区域布设多个差分基准站，形成一个差分基准站网，包括一个或者数个监控站。用户在差分网覆盖区域内接收多个差分基准站提供的差分改正信息，经过平差后求得流动站的改正数。通常的方法有加权平均法，最小方差法。局域差分GPS系统与单基准站差分GPS系统相比，在系统的可靠性，精度方面均有不同程度的提高。在局域差分GPS系统中，当流动站站距基准站不太远时，可以获得较好的精度。基准站必须保持一定的密度(小于30km)和均匀度，当区域覆盖的面积很

22、大时，所需基准站的数量将是十分惊人的。而且，局域差分GPS还存在着某些无法永久性设站问题，这些都限制了该方法的应用范围。广域差分GPS广域差分GPS系统是在一个较大区域内建立相对较少的差分基准站，各基准站将各自求得的改正数发送到数据中心进行统一处理，然后将各种误差源分别进行改正，最后播发给流动站。 广域差分GPS系统的主要思想是针对单基准站差分GPS和局部差分GPS所存在的问题，把GPS观测时和各种误差源进行区分，并且分别进行“模型化”，将“模型化”后的改正信息通过通讯链路发送给流动站，对流动站的各项观测误差进行改正，提高观测精度。区分广域差分与局域差分，不在于地域的广阔与否，而在于数据处理的

23、方法不同。可以有区域很小的广域差分GPS系统，也可以有区域较大的局域差分GPS系统。2.3 常规 RTK技术RTK ( Real Time Kinematic)技术，即GPS实时载波相位差分技术。它是目前非常成熟的一种GPS定位技术，应用非常广泛。它建立在实时处理载波相位的基础上，可以在短时间内获得厘米级的定位精度。常规RTK技术是将一台GPS接收机作为基准站连续跟踪所有可见卫星，其他至少一台以上的GPS接收机作为流动站。基准站与流动站同时接收相同GPS卫星信号，基准站将得到的观测量与己知位置信息进行比较，获得差分改正数。然后基准站通过无线电台将改正数发送给附近的流动站，流动站根据改正信息结合

24、自身的观测量就可以求得厘米级的定位成果。其原理如下图2.1所示图2.1 常规RTK原理图2.4 网络RTK技术为了解决常规RTK所存在的种种问题，经过各国测绘学者的研究与实践，一种新的RTK技术就出现了，这就是网络RTK技术，是对普通RTK方法的改进。网络RTK技术是建立在连续运行基准站上，利用高速网络下载基准站卫星数据并传输给数据控制中心，后者分析数据并确定误差修正模型，再将差分改正信息通过无线网络实时传送给用户，修正用户观测值，实现大范围、高精度的定位服务。网络RTK技术需要建立多个GPS基准站，即建立多个基准站连续运行卫星定位导航服务系统 (Continuously Operating

25、Reference Stations, CORS)系统。CORS由若干个连续运行的GPS基准站、数据处理中心、数据传输与发播系统和移动站（用户单台GPS接收机）组成。它可根据若干个连续运行的参考站进行实时差分改正信息解算，然后实时地向不同需求、不同类型、不同层次的用户提供经过GPS观测值(载波相位、伪距)、各种改正数及状态信息，以及其他有关GPS服务项目。2.5网络RTK的几种技术到目前为止，国内外CORS采用的网络RTK技术有VRS, FKP, MAC, ARS以及联合单参考站差分解算技术。虚拟参考站VRS技术(Virtual Reference Station, VRS )，是由Herbe

26、rt Landau博士提出的基于VRS理论的虚拟参考站系统，并由Spectra/Terrasat公司推出了面向市场的模型。VRS技术是在地面上布设的3个或者3个以上参考站组成的连续运行参考站网络(CORS覆盖范围内，首先由流动站通过GSM/GPRS , CDMA或者WCDMA等通信方式将概略坐标发送给数据中心，与此同时数据中心也在不间断地进行数据采集工作，并计算出各参考站的各种改正参数。当数据中心接收到流动站的概略坐标这个信息时，在流动站附近创建一个虚拟参考站，数据中心将整体改正GPS的轨道误差、电离层误差、对流层误差，通过内插得到流动站的各项改正参数，并以RTCM格式通过NTRIP协议将改正

27、数播发给流动站，如图2.2所示。图2.2 VRS原理图虚拟参考站的位置是通过流动站单点定位来确定的，而单点定位的精度一般只有十几米，因而流动站与虚拟参考站构成一条十几米的超短基线。当流动站接收到由数中心播发的RTCM格式差分改正数之后，坐标精度可以达到厘米级。2002年，Gunther RETSCHER等对德国35km基线网，Herbert Landau基于德国SAPOS网络以及2003年G.R. HU等在SIMRSN网络的VRS实验均表明，VRS技术在中距离基线网可以达到3-5cm的水平精度，5cm的高程精度，且初始化时间小于2分钟。区域改正数广播FKP技术(Flachen-Korrektu

28、r-Parameter, FKP)，此技术是由德国的GEO+公司Gerhard Wuebenna博士提出的一种动态的全网整体解算模型。FKP技术的原理是每个基准站将采集到的原始观测数据实时传回数据处理中心，通过数据处理中心的解算，求得一个网络地区修正参数，然后将这个参数播发给流动站。采用FKP技术的流动站要事先知道相关的数据模型，才可使用FKP生成的地区修正参数求得相应的改正数。为了获取实时的定位结果，流动站还需要借助一个叫做Adv盒的外部设备，配合流动站GPS接收机的RTK作业。FKP技术的局限性在于：流动站只能接收RTCM标准格式的信自、，同时还要知道平差的数学模型，才能计算出改正数，得到

29、流动站的坐标。FKP技术因此并未得到广泛推广，主要应用在德国和荷兰等国家。主辅站MAC技术(Master-Auxiliary Concept, MAC）是由瑞士徕卡测量系统有限公司基于“主辅站”概念推出的新一代参考站技术。MAC技术是各基准站向数据处理中心发送原始观测数据，再由数据处理中心解算后将改正信息播发给流动站，其原理如图2-3所示。MAC播发给流动站的改正信息是标准格式的，且播发改正信息占用的带宽比较小。MAC不仅支持单向通信，还支持双向通信。图2.3 MAC原理图目前，瑞士徕卡公司的SpiderNet软件，日本拓普康公司的TopNet软件也可以采用MAC技术进行网络RTK定位。综合内

30、插CBI技术(Combined Bias Interpolation, CBI），是武汉大学提出的网络RTK技术。CBI技术与其他网络RTK技术不同，它在解算基站改正信息的时候，不单独计算电离层、对流层等误差，而是由数据处理中心根据所有基准站的观测数据，计算一个综合误差改正信息发送给流动站。流动站再根据自己所处的位置，内插出自身的综合误差。实验表明，在电离层变化较大的时间段和区域内，应用CBI技术较有优势。这种网络RTK技术方法较为简单，单向通信就可满足定位要求。目前，此项技术己应用于深圳连续运行参考站网络。由于尚处于实验评估阶段，未大规模推广应用。增强VRS解决方案ARS技术(Augment

31、ation Reference Station, ARS）是由西南交通大学提出的一种网络RTK技术，目前通过实验己经取得较好效果，并开发出了VENUS ( VRS Enhanced Network Utility System, VENUS)软件，该软件是以VRS技术为基础研发的，具有完全自主知识产权，对我国网络RTK技术的创新具有重要意义。ARS技术的独到之处是将基站网络的观测数据进行融合，将融合后的数据传送给流动站，并参与差分定位。ARS的观测值是每个基准站的改正数的加权平均值，这样的话ARS观测值的变化率就比较小。ARS相比VRS优势在于：ARS选择移动站附近的多个基准站形成改正数，而V

32、RS只选择其中一个基准站形成改正数；另外，当网型中某个基准站出现故障时，前者较后者不用重新初始化，能够快速切换到健康站进行定位，可靠性和定位精度得到了保障。 联合单基准站RTK技术联合单基准站RTK技术是在一定区域内建立多个CORS站，这些站联合为区域内的用户提供差分信息，原理与常规RTK基本相同，可称为有限的网络RTK技术，原理如图2.4所示。图2.4 联合单基准站RTK原理图联合单基准站RTK技术只采用一个基准站进行差分解算，单基准站在定位精度和系统可靠性方面不如多基准站网络RTK技术，但单基准CORS系统具有首期投入较少、建设周期短、升级方便等优势。一般在较小城市或者县一级的范围使用得比

33、较多。联合单基准站工作时，流动站将自身的概略位置发送到数据处理中心，数据中心通过收到的概略位置自动为流动站选择最近的基准站，同时将此基准站的差分信息发送给流动站，实现网络RTK定位。河南城建学院本科毕业论文（设计） 第3章 CORS定位的误差来源分析3 CORS定位的误差源分析3.1 与卫星有关的误差与卫星本身有关的误差有卫星星历误差、卫星钟误差及相对论效应。3.1.1 卫星星历误差由星历所给出的卫星在空间的位置与实际位置之差称为卫星星历误差，也称卫星轨道误差。由于卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站又难以充分可靠地测定这些作用力并掌握它们的作用规律，因此在星历预报是会产生

34、较大的误差。在一个观测时间段内星历误差属于系统误差特性，是一种起算数据误差。它将严重影响单点定位的精度，也是精密相对定位中的重要误差源。 目前实际应用中所使用的星历主要有广播星历和精密星历。而精密星历属于事后计算出来的星历，对实时动态定位和导航没有什么应用价值，但是在静态精密定位中具有重要作用，消除星历误差的方法是建立自己的GPS卫星跟踪网进行独立定规和轨道松弛法以及同步观测值求差。3.1.2卫星钟的钟误差卫星钟差是由钟差、频偏频漂同时也包含钟的随机误差。无论相位观测还是载波相位测量都要保持卫星钟与GPS接收机进行同步。卫星钟差可以表示二阶多项式的形式： 式（3.1） 式中，为一参考星历，系数

35、、分别表示钟在时刻的钟差、钟速及钟速的变率。这些数值由地面监控系统根据前期观测的资料和GPS标准时间进行推算，发送给用户。3.1.3 相对论效应相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。相对论误差是一个随着卫星速度随时间变化的非常数，经改正后仍有残差，对精密定位仍有影响。3.2 与传播途径有关的误差3.2.1电离层折射误差 地球上空距离地面高度在501000km之间的大气层称为电离层。由于太阳等等天体各种射线辐射，使得电离层的气体分子和原子将产生电离，从而形成大量的自由电子和正离子。当GPS信号通过电离层时，这些带电粒子将

36、影响信号的传播，不仅使信号传播速度发生变化，也使信号的传播路径发生弯曲，从而使得GPS信号的传播时间乘以真空中光速得到的距离不等于卫星到接收机的几何距离，这种偏差叫电离层折射误差。为了减弱电离层的影响，在GPS定位中通常采用以下几个措施：利用双频观测利用电离层模型加以改正利用同步观测值求差3.2.2 对流层折射误差对流层是高度为40km以下的大气底层，其大气密度比电离层更大、大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能，其温度随高度的上升而降低，GPS信号通过对对流层时，也使传播的途径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差，这种现象叫做对流层折射。对流层的折射与地面气候、大气压力、温度和湿

37、度变化密切相关，这也使得对流层折射比电离层折射更复杂。对流层折射的影响与信号的高度角有关，当在天顶方向（高度角90），其影响达2.3m；当在地面方向（高度角10），其影响可达20m。关于对流层折射的影响，一般有一下几种处理方法：引入对流层模型改正。其气象参数在测站直接测定。引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据处理中一并求得。利用同步观测量求差。利用水汽辐射计直接测定信号传播的影响。3.2.3 多路径误差在GPS测量中，GPS接收机周围有反射物体将卫星信号反射进入GPS接收机天线，并干扰直接接收的来自卫星的信号，使得观测值与真值之间产生误差。这种由于反射使信号传播产生延迟的效应称为多路径效应

38、。一般，多路径效应产生的点位误差可达5-9cm，在多路径效应特别严重的环境下能达到15cm。由此可见，多路径效应是GPS测量中非常重要的误差来源。对于多路径效应的影响，可有以下几个方法：测站的选择要合适。多路径效应的产生不仅与卫星信号的传播方向有关，也与测站周围反射物有很大关系。反射物与测站越近，多路径效应的影响就越大，因此测站要尽量远离反射物体。成片水域以及比较光滑的地面，这类地形会产生较强的反射信号，因此测站的位置最好不要设在这些地方。测站不宜在高层建筑物、山谷、盆地等，这些地形地物能产生反射信号导致多路径效应，测站要尽可能地远离。在GPS接收机观测的同时，不要在测站周围使用手机、对讲机等

39、设备，以免产生多路径误差。接收机天线的选择要合理为了削弱多路径效应，不仅要选择合适的站址，同时还要选择合适的天线。尤其是在测站点固定，并且己处于产生多路径效应的环境中，这时就只能通过选择那些经过性能好的天线来削弱多路径效应。观测时间要充足由于多路径误差是时间的函数，因此在静态定位中经过长时间的观测后，将大大削弱多路径效应的影响。3.3 与接收机有关的误差3.3.1 接收机钟误差尽管目前GPS接收机有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到s，但是对载波相位差观测的影响仍是不可忽视的。因此不能忽视接收机钟误差的影响，必须采取有效措施将其削弱甚至消除。目前削弱接收机钟误差的方法有：将各个观测时刻的接

40、收机钟差作为独立的未知数，在数据处理过程当中与其他参数同时求解。建立接收机钟误差的数学模型，模型的可靠与否是成功的关键所在。接收机钟误差也可以通过在卫星间一次求差的方法来消除。3.3.2 接收机天线相位中心偏差GPS测距时，不管是采用伪距观测或者是载波相位观测，所测距离都是指卫星到接收机天线相位中心这段距离，与观测方法无关。而仪器在对中整平时，参照的是天线的几何中心，因此要求天线相位中心与天线几何中心必须一致。可是，实际上接收机天线的几何中心的瞬时位置与理论上本单位相位相位中心位置并不一致，该偏差值与卫星高度角、方位角和天线型号等相关，而且不同频率的载波其相位中心的位置也是不一致的。对于不同性

41、能的天线来说，其对相对定位结果的影响，可达到数毫米至数厘米。所以，对于精密相对定位，这种影响是不可忽视的。在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上同步观测同一组卫星，那么，便可以通过观测站的求差来消弱相位中心偏移的影响。不过，这时各观测站的天线应按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。3.2.3接收机位置误差接收机位置误差指的是接收机天线相位中心相对于标石中心位置的误差。主要包括天线的整平、天线高的量取以及对中误差等。当天线高约为1.6m时，若整平误差为0.1，将会产生3mm的对中误差。因此，在实际操作中应当尽量避免出现这种误差。3.2.4接收机观测噪声

42、接收机观测噪声是指GPS在观测时，接收机内部或者外部环境的影响而产生的随机性误差，观测噪声的大小取决于接收机性能的优劣以及外部环境的好坏。在正常情况下，只要保证足够观测时间，测量噪声的影响可以不予考虑。3.4 其他误差参考站坐标误差网络RTK的参考站坐标应当己知，可以采用长时间GPS静态相对定位的方法确定。但是由GPS静态相对定位解算参考站坐标时或多或少存在一些误差，因此会给网络RTK定位带来误差。坐标转换参数误差一般情况下，网络RTK所测得的坐标属于WGS-84坐标系统，而我们期望得到的测量成果通常是属于国家坐标系或者地方独立坐标系。因此就必须将测得的WGS-84坐标转换到所需坐标系统下的坐

43、标。坐标转换一般采用七参数或者三参数的方法，实际应用中，为了方便起见也可以用点校正的方法来获取七参数。使用点校正的方法需要获得高等级的控制点坐标，控制点的等级不同，精度也不同，所求得的七参数也不同。尤其是对于大范围的测区而言，七参数的不同会造成一定程度的精度损失。数据中心处理软件的解算误差由于基准站实时单点定位得到的坐标与己知坐标存在一定偏差，由此计算得到差分改正数通过通信链路播发给流动站。而数据中心处理软件计算差分改正数时也存在一定的在误差，即产生数据中心处理软件的解算误差。数据通信误差要想得到高质量网络RTK测量成果，还要有稳定可靠的通信做保证。在网络RTK定位中，首先要通过通信链路将接收

44、机测得的数据实时发送给数据处理中心，然后数据处理中心将解算得到的差分改正信息通过通信链路发送给流动站。期间可能产生数据传输误差，甚至可能出现数据丢失的现象。河南城建学院本科毕业论文（设计） 第4章 单基站CORS的建设4 单基准站CORS的建设4.1 系统的总体设计4.1.1 系统设计依据所有CORS系统的建设必须遵循我国的相关法律法规及技术规范。其中包括国家测绘局制定的技术标准、国家技术监督局制定的标准等等。这些标准涵盖了CORS系统基准站的选址与建设、差分解算格式标准、数据管理等内容。CORS系统的建设必须严格按照这些标准或规范的相关规定实施。部分规范和要求如表所示：标准编号标准名称制定机

45、构名称GB/T18314-2001全球定位系统(GPS)测量规范国家技术监督局GB/T17424-1998差分全球定位系统(DGPS)技术要求国家技术监督局CJJ73-97全球定位系统城市测量技术规程国家建设部CH/T1004-1999测绘技术设计规定国家测绘局CH1001-1991测绘技术总结编写规定国家测绘局CJJ8-9城市测量规范国家建设部GBJ10-89混凝土结构设计规范国家建设部GB50174-93电子计算机机房设计规范国家技术监督局GB/T12505-90计算机软件配置管理计划规范国家技术监督局GB50174计算机房防雷设计规范国家建设部表3.1 相关技术规范表 4.1.2系统设计

46、目标定位精度：在系统设计范围内，用户可以使用一台有数据通讯功能的GPS测量型接收机进行厘米级精度的定位测量；对超出设计范围的用户，在保证能接收到系统差分信号的前提下提供亚米级的定位精度。数据中心能够通过GSM, GPRS, CDMA等方式给用户提供差分改正信息。通过Internet或者其他方式，向设计区域内的用户提供事后精密定位所需要的数据。4.2基准站的建设 4.2.1 基准站的选址GPS基准站的选址非常重要，点位的好坏直接关系到参考站系统质量的高低，因此，在选择GPS参考站位置时，需考虑以下因素: 远离高大遮挡物、有冠树木、平静水面、沼泽等地带，要大于200m以上的距离。一般要屏蔽小于10卫星高度角的卫星，所以要根据通视条件选择基站位置。 GPS接收机受电磁干扰强烈，应避开微波塔、无线电杆200m以上，高压线50m以上。铁路、公路等通行大型载重车辆的地方易产生振动，应避开这类地方。基准站应避开地质运动活跃区域，如地质断层带、滑坡和塌陷区等，还要避