厦门市VRS系统的建立及应用

摘 要：Xiamen Continuous Operational Reference System简称XMCORS或XM-VRS，它所代表的是GPS的网络RTK 技术。它的出现将使一个地区

的所有测绘工作成为一个有机的整体。本文介绍了VRS系统构造、性能指标，阐述VRS的优势及对本地区测绘工作带来的革命。

关键词：RTK技术 虚拟参考站 VRS

1．引言

R T K（R e a l T i m e K i n e m a t i c）技术是G P S实时载波相位差分的简称，将G P S数据处理和无线通讯技术相结合，对数据实时解算，在数秒内获得位置信息。但在应用中有着一定的局限性，主要表现为：

1）用户需要架设本地参考站

2）误差随距离增长

3）误差增长使流动站和参考站距离受到限制（

4）可靠性和可行性随距离增大而降低

V R S是集i n t e r n e t技术、无线通讯技术、计算机网络管理和GPS定位技术于一身的系统。它包括以下3个部分：

1）控制中心：是整个系统的核心。它即是通讯控制中心，也是数据处理中心，通过通讯与所有的固定参考站通讯，通过无线网络与移动用户通讯，由计算机实时控制整个系统的运行。

2）固定站：固定参考站由3个或3个以上的GPS参考站组成，通过无线或有线通讯方式与控制中心相连并实时控制。

3）用户部分：即用户的接收机加上无线通讯工具。接收机通过无线网络将自己初始位置发给控制中心，并接收中心的差分信号，生成厘米级的位置信息。

3．XM-VRS的建立

厦门市辖思明、湖里、集美、海沧、同安和翔安6个区陆地面积1500多平方公里，海域面积300多平方公里。是一个国际性海港风景城市。GPS连续观测站网由6个GPS连续观测站和一个数据处理中心组成，站间的平均边长为30-40KM，并辅以高精度的大地水准面。用户只需购置一台G P S接收机再加上其他无线数据通讯工具，

就可以满足城市测绘、工程监控、船舶导航、公用事业等不同行业用户对精度定位、快速定位、实时定位以及导航的要求。

3．1数据处理

负责各参考站采集并传输过来的数据的质量分析和评价，对某些数据进行多站数据综合、分流，形成系统统一的差分修正数据，产生各参考站满足RTK服务的数据，按一定方式上网服务，如果开展广域差分服务，还需计算广域差分改正数或向广域差分中心提供必要数据，对事后精密定位的数据进行必要的预处理并按一定方式上网服务。按照测绘及定位导航的要求，管理中心应输出的数据结果有：

•RTCM V2.1/V2.3伪距差分修正信息：服务于米级定位导航的用户

•RTCM V2.1/V2.3相位差分修正信息：服务于厘米级，分米级定

位的用户

•网络RTK差分修正信息vrs/FKP：服务于网络RTK用户

•RINEX v2.1 原始观测数据： 服务于事后毫米级定位的用户

•RAIM 系统完备性监测信息：服务于全体用户，提供系统完备性指标

3．2 XM-VRS的优势

与传统的GPS网络相比，XM-VRS有以下几点优势

1）费用将大幅度降低，覆盖范围更广70公里的边长使GPS网络费用大大降低，用户不再架设自己的基准站。

2）相对传统RTK，提高了精度lPPM的概念没有了，在VRS网络控制范围内，精度始终在l一2个厘米。

3）可靠性也随之提高采用了多个参考站的联合数据，大大提高可靠性。

4）改进了OTF初始化时间

5）更广的应用范围城市规划、市政建设、车辆船舶导航、公安消防、气象、环保、农业等领域以及在室外进行的勘测工作。XM-VRS是一个多用途的综合服务系统。满足动态维护基础测绘基准、地质灾害监测、控沉工作现代化、以及GPS气象预报的需要。开通网络RTK实时服务功能以达到实时传输观测数据，和控制中心双向通信能力。各参考站通过不间断地接收GPS卫星信号，产生高质量、连续的GPS相位、伪距和广播星历等数据，在系统覆盖区域内实现如下功能：

1） 监测地壳形变，服务于地震预报和防震减灾

2） 提供动态参考坐标基准，满足各级城市测量对参考基准的需求

3） 服务于高精度差分定位

4） 服务于实时动态测量

5） 服务于各类差分导航

6） 监测大气可降水含量

4．XM-VRS的应用

基于XM-VRS技术站网的建立给厦门测绘工作带来了变革。

1）各种控制测量：传统的测量工作不仅费时费工，要求点间通视，且精度分布不均匀。采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测量过程中不能实时知道定位精度，测量完成后，回到内业处理后发现精度不合格，还必须返工。而采用XM-VRS技术进行控制测量，能实时知道点位精度，如精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样大大提高了作业效率。减少人力、物力，提高了工作效率。传统的控制测量面临一场革命。

2）工程放样：采用XM-VRS技术放样，仅需把三维设计数据输入到电子手簿中，背着接收机，在任何地方，都能在进行中不断计算出施工偏量和斜坡放样值。在现场你可以随时观察测站位置、偏移量及填/挖量，这样既方便快捷，且精度高又均匀，外业放样效率会大大提高，且只要一个人操作即可。

3）数字化测图：外业采集数据速度快，可以同时输入地物地形特征代码，通过手簿实时知道点位精度，把一个地区测完后回到室内由专业软件接口就可以输出所要的地形图。采用XM-VRS仅一人操作，提高了工作效率。还可以进行城市基本数字化地形图动态跟踪修测、工程变形实时监测、GIS动态更新等等。

5．结束语

厦门市VRS站网的建立不但提高了测绘精度、速度与效率，降低测绘劳动强度与成本，而且对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测，对灾害进行快速预报。将极大地加快厦门测绘与基础地理信息的建设。它是厦门信息化的重要组成部分，并由此建立了厦门空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架。从而从实时的空间位置信息面上实现厦门真正的数字化。它将在厦门经济建设发挥重要的作用，给厦门带来巨大的社会效益和经济效益，它将会为建设厦门成为国际性海港风景城市提供良好的建设和投资环境。

参考文献

[1]刘基余，李征航，王跃虎，桑吉章编著 全球定位系统原理及

其应用 北京：测绘出版社，1993

[2]徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民编著 GPS测量原理及应用

武汉：武汉大学出版社，2006

[3] 全球定位系统(GPS)理论与实践