目前， 陝西省地震局建立並運維由25 個GNSS連續運行參考站組成的CORS 系統， 基於該系統的網路RTK 技術也正式開始提供服務。 常規的測量手段易受測量環境、通視條件等限制， 作業強度大、效率低， 不能滿足快速、準確、高效的測量要求， 尤其是測量區域範圍較大時， 上述弊端更加突出。 而網路RTK技術不受布網條件、通視條件等限制， 在精度要求不高( cm 級) 的情況下， 可以降低工作強度， 縮短測量週期。 本文首先介紹CORS 系統及網路RTK 技術工作原理， 然後結合具體工程實例， 說明網路RTK 技術在測量實踐應用中的可行性和優越性。
1 、CORS 原理及RTK 技術介紹
1.1 CORS 系統工作原理
CORS 系統是基於全球衛星導航定位技術， 在一個城市或國家， 根據需求按照一定的距離建立的常年連續運行的一個或若干個固定的GNSS 參考站， 利用電腦、資料通信和互聯網技術將各個參考站與資料中心組成網路， 即時將參考站資料傳輸到資料中心， 利用資料處理軟體進行處理， 向使用者自動發佈不同類型的GNSS 原始資料和各種類型的RTK 改正資料等。 用戶只需一台接收機， 即可進行准即時、即時快速定位， 以及事後定位或導航定位。 CORS 系統的具體工作流程如圖1 所示。
1.2 網路RTK 技術工作原理
RTK 技術形成於20 世紀90 年代， 主要分為常規RTK 技術和網路RTK 技術。 常規RTK 技術在流動站與參考站距離小於30 km 時， 精度可達cm 級; 距離大於30 km 時，
虛擬參考站( VRS) 技術的特點是各基準站不直接向移動站使用者發送任何改正資訊， 而是將所有的原始觀測資料通過資料通信鏈路發給資料中心。
陝西省地震局CORS 系統基準站全部採用Trimble NetR8 接收機和Trimble GNSS 扼流圈天線， 資料處理採用GPS-Net 軟體， 網路RTK 作業方式採用VRS 技術。 VRS 技術的主要工作原理如下:
1) 各個基準站通過專用光纜即時將觀測的衛星資訊傳輸到資料中心;
2) 資料中心根據各基準站資料即時組網， 計算各基準站網內的載波相位整周模糊度，
3) 各移動站使用者利用無線傳輸網路將初始捕獲的單點定位結果以NMEA 格式傳送至資料中心， 資料中心根據移動站位置在其附近建立一個虛擬的基準站， 通過內插得到虛擬基準站的各類誤差源影響的改正資訊， 並通過NTRIP 協定回傳給各移動站用戶;
4) 各移動站與各自的虛擬站的基準站組成常規RTK 網路形態， 利用接收到的虛擬基準站差分改正資訊進行差分解算， 獲得移動站的精確位置， 得到cm 級的定位結果。
1.3 網路RTK 技術特點
相比於常規光學儀器測量， 網路RTK 技術具有如下特點:
1.3.1 操作靈活簡單
常規的光學儀器施測時要進行對中整平， 還要求測量點之間相互通視， 且受地形、氣候等影響顯著; 網路RTK 技術對觀測環境要求較低，
1.3.2定位精度高且分佈均勻
水準儀、全站儀測量易受誤差傳遞積累的影響， 距離起算基準越遠， 精度越差; 而網路RTK 測量不受測量誤差傳播和誤差積累影響， 在有效作業範圍內， 每個點的精度相互獨立、互不干擾， 因此定位精度高且分佈均勻。
1.3.3工作效率高、成本低
在精度要求不高( cm 級) 的情況下， 網路RTK技術可以替代全站儀和水準儀進行點位放樣、水準測量和地形圖測繪等。 衛星信號、通信信號正常時， 初始化時間通常在5 ～ 20 s， 每個點所需的測量時間在5 ～ 15 s， 工作效率大幅提高， 作業強度明顯下降， 經濟效益顯著增長。
2、 網路RTK 技術的影響因素
基於CORS 系統的網路RTK 技術，通常受基準站的影響、通信系統的影響、資料中心的影響、使用者設備以及測量環境的影響。
2. 1 基準站的影響
網路RTK 測量受基準站影響不明顯，是因為網路RTK 測量採用的是VRS 技術，該技術的原理是在測站附近形成一個“虛擬”的參考站，因此即使出現個別基準站信號不好的情況，對定位精度和初始化時間影響也不大。但必須考慮測區是否在基準站有效覆蓋範圍內，通常在離基準站100 km 範圍內作業，其精度和初始化不會受太大影響，但超過這個範圍就可能導致無法獲得固定解。
2. 2 通信系統的影響
基準站與資料中心採用專用通信線路( SDH)連接，出現通信故障的情況較少，即使出現，對網路RTK 服務影響也不大。資料中心與使用者之間採用的是通信網路( CDMA、GPRS) 傳輸，如果測區通信網路覆蓋不合理，出現手機信號不穩定或無法聯網，就會影響初始化時間，甚至無法得到固定解。
2. 3 資料中心的影響
資料中心出現故障導致無法開展網路RTK 測量的原因大致有2 種: 一是由於GPS-Net 軟體出現死機，無法提供網路RTK 服務; 二是資料中心終止了該使用者的網路RTK 服務。如出現上述情況可向資料中心電話諮詢，或向資料中心尋求幫助。
2. 4 使用者設備的影響
通常，不同版本和不同型號的GNSS 接收機、記錄手簿與通信設備匹配時有一定要求，如Trimble R7-GNSS 接收機與Trimble TSC2 記錄手簿支援基於CDMA 模組的移動通信設備，而基於GPRS 模組的移動通信設備則需安裝Symbian( 塞班) 作業系統，如果安裝Android( 安卓) 作業系統則無法識別。另外當出現無法獲取源列表時，需檢查用戶名和密碼是否正確，同時檢查設置的源列表類型與授權源列表類型是否一致。
2. 5 測量環境的影響
如果測站周邊有高大建築物、密林、大面積水域、強電磁干擾源，測量精度將受到嚴重影響，甚至無法獲得固定解。此時，如果精度要求不高，可以採取記錄浮點解或者調整測量精度限差，降低獲得固定解的標準; 如果精度要求較高，則需要結合其他光學測量設備進行聯合測量。
3、 網路RTK 技術在城市地震小區劃中的應用
3. 1 城市地震小區劃項目概述
城市地震小區劃專案屬於陝西省地震局“十二五”重點項目———關中大震危險性評價建設內容，主要涉及3 個城市。開展城市地震小區劃工作，可以為城市提供科學的抗震設防參數，制定科學合理的抗震設防水準和抗震措施，從而有效減少未來地震造成的人員傷亡和經濟損失。專案的主要內容是通過現場鑽探和測試，查明目標區的地層、岩性、地質構造、水文條件、場地土類型和場地類別，考慮後續工程與研究方便，對剖面鑽孔的三維座標進行了測量。本文結合某市地震小區劃項目說明基於陝西省地震局CORS 系統的網路RTK 技術的具體應用。
3. 2 網路RTK 技術的具體應用
根據專案總體設計，結合某市城區實際情況，對89 個鑽孔進行了三維座標測量，測量精度水準方向要求優於5 cm，高程方向優於10 cm。本次測量採用基於陝西省地震局CORS 系統的網路RTK 技術，儀器採用Trimble R7-GNSS 接收機和Trimble TSC2 記錄手簿，資料流程傳輸採用基於CDMA 模組的移動通信設備。陝西省地震局CORS 系統在該市周圍建有6個基準站，本次測量採用這6 個基準站組成的虛擬站。測前對測量設備進行設置，具體如下:
1) 網路連接設置。進行網路連接時，CDMA 設置時需輸入撥號網路碼“#777”，用戶名和密碼分別輸入“card”和“card”。另外GPRS 設置需要輸入撥號網路碼“* 99#”或“* 99***1#”，撥號序列命令輸入+ cqdcont = 1、“ip”和“cmnet”。
2) 撥號簡表的建立。建立撥號簡表時，CDMA設置需要輸入名稱、簡表類型、資料中心提供的IP地址等。需要注意的是，APN 需要輸入cmnet，連接類型選擇CDPD， IP 位址及NTRIP 用戶名及密碼輸入資料中心提供的資訊，GPRS 設置的連接類型選擇GPRS。
3) 測量形式設置。主要設置流動站選項和流動站電臺選項。需要注意測量類型選擇“RTK”，播發形式選擇“VRS( RTCM) ”，流動站電臺選擇“互聯網連接”，同時設置測量限差、測量曆元、PDOP 值等，撥號簡表選擇步驟2) 設置的撥號簡表類型。
4) TSC2 藍牙連接。通過藍牙連接移動通信設備、接收機、記錄手簿設備，選擇正確的型號和匹配設備。
5) 建立專案實施測量。建立工作任務，輸入作業名稱，選擇合適的坐標系和投影帶，即可進行測量。
3. 3 精度統計及分析
該市測量期間衛星信號、通信信號正常，初始化及測量精度優於設計要求。個別點由於周圍建築遮擋嚴重，衛星信號較弱，初始化時間較長，定位精度較差，但基本滿足精度要求，具體精度及收斂時間統計見表1 和表2。由表1 和表2 可以看出所有測點的水準和垂直精度都在設計範圍之內，其中精度在1 ～ 5 cm 之間的測點約占90%，初始化時間基本在20 s 之內，說明基於CORS 系統的網路RTK技術完全可以滿足測量需求。同時為了獲得鑽孔在1985 國家高程基準下的高程值，選擇3 個1985國家高程基準的已知測點進行聯測，求取WGS84 坐標系與1985 國家高程系之間的高程異常值，然後利用該高程異常值對89 個鑽孔的大地高進行改正，獲得這些點基於1985 國家高程基準的正常高。
4、 結語
基於CORS 系統的網路RTK 技術大大改變了傳統的測量作業模式，在工作效率、人員配置、儀器設備等方面都帶來意義深遠的變革。陝西省地震局CORS 系統的建設與應用不僅給地震事業的發展搭建了良好的平臺，同時也給陝西其他行業的發展帶來了機遇。隨著CORS 系統的不斷完善、測量硬體的不斷升級和計算分析軟體的不斷開發，網路RTK 技術必將成為替代傳統測量手段的一種重要測量方式，而陝西省地震局CORS 系統也將發揮更加積極的作用。
2、 網路RTK 技術的影響因素
基於CORS 系統的網路RTK 技術，通常受基準站的影響、通信系統的影響、資料中心的影響、使用者設備以及測量環境的影響。
2. 1 基準站的影響
網路RTK 測量受基準站影響不明顯，是因為網路RTK 測量採用的是VRS 技術，該技術的原理是在測站附近形成一個“虛擬”的參考站，因此即使出現個別基準站信號不好的情況，對定位精度和初始化時間影響也不大。但必須考慮測區是否在基準站有效覆蓋範圍內，通常在離基準站100 km 範圍內作業，其精度和初始化不會受太大影響，但超過這個範圍就可能導致無法獲得固定解。
2. 2 通信系統的影響
基準站與資料中心採用專用通信線路( SDH)連接，出現通信故障的情況較少，即使出現，對網路RTK 服務影響也不大。資料中心與使用者之間採用的是通信網路( CDMA、GPRS) 傳輸，如果測區通信網路覆蓋不合理，出現手機信號不穩定或無法聯網，就會影響初始化時間，甚至無法得到固定解。
2. 3 資料中心的影響
資料中心出現故障導致無法開展網路RTK 測量的原因大致有2 種: 一是由於GPS-Net 軟體出現死機，無法提供網路RTK 服務; 二是資料中心終止了該使用者的網路RTK 服務。如出現上述情況可向資料中心電話諮詢，或向資料中心尋求幫助。
2. 4 使用者設備的影響
通常，不同版本和不同型號的GNSS 接收機、記錄手簿與通信設備匹配時有一定要求，如Trimble R7-GNSS 接收機與Trimble TSC2 記錄手簿支援基於CDMA 模組的移動通信設備，而基於GPRS 模組的移動通信設備則需安裝Symbian( 塞班) 作業系統，如果安裝Android( 安卓) 作業系統則無法識別。另外當出現無法獲取源列表時，需檢查用戶名和密碼是否正確，同時檢查設置的源列表類型與授權源列表類型是否一致。
2. 5 測量環境的影響
如果測站周邊有高大建築物、密林、大面積水域、強電磁干擾源，測量精度將受到嚴重影響，甚至無法獲得固定解。此時，如果精度要求不高，可以採取記錄浮點解或者調整測量精度限差，降低獲得固定解的標準; 如果精度要求較高，則需要結合其他光學測量設備進行聯合測量。
3、 網路RTK 技術在城市地震小區劃中的應用
3. 1 城市地震小區劃項目概述
城市地震小區劃專案屬於陝西省地震局“十二五”重點項目———關中大震危險性評價建設內容，主要涉及3 個城市。開展城市地震小區劃工作，可以為城市提供科學的抗震設防參數，制定科學合理的抗震設防水準和抗震措施，從而有效減少未來地震造成的人員傷亡和經濟損失。專案的主要內容是通過現場鑽探和測試，查明目標區的地層、岩性、地質構造、水文條件、場地土類型和場地類別，考慮後續工程與研究方便，對剖面鑽孔的三維座標進行了測量。本文結合某市地震小區劃項目說明基於陝西省地震局CORS 系統的網路RTK 技術的具體應用。
3. 2 網路RTK 技術的具體應用
根據專案總體設計，結合某市城區實際情況，對89 個鑽孔進行了三維座標測量，測量精度水準方向要求優於5 cm，高程方向優於10 cm。本次測量採用基於陝西省地震局CORS 系統的網路RTK 技術，儀器採用Trimble R7-GNSS 接收機和Trimble TSC2 記錄手簿，資料流程傳輸採用基於CDMA 模組的移動通信設備。陝西省地震局CORS 系統在該市周圍建有6個基準站，本次測量採用這6 個基準站組成的虛擬站。測前對測量設備進行設置，具體如下:
1) 網路連接設置。進行網路連接時，CDMA 設置時需輸入撥號網路碼“#777”，用戶名和密碼分別輸入“card”和“card”。另外GPRS 設置需要輸入撥號網路碼“* 99#”或“* 99***1#”，撥號序列命令輸入+ cqdcont = 1、“ip”和“cmnet”。
2) 撥號簡表的建立。建立撥號簡表時，CDMA設置需要輸入名稱、簡表類型、資料中心提供的IP地址等。需要注意的是，APN 需要輸入cmnet，連接類型選擇CDPD， IP 位址及NTRIP 用戶名及密碼輸入資料中心提供的資訊，GPRS 設置的連接類型選擇GPRS。
3) 測量形式設置。主要設置流動站選項和流動站電臺選項。需要注意測量類型選擇“RTK”，播發形式選擇“VRS( RTCM) ”，流動站電臺選擇“互聯網連接”，同時設置測量限差、測量曆元、PDOP 值等，撥號簡表選擇步驟2) 設置的撥號簡表類型。
4) TSC2 藍牙連接。通過藍牙連接移動通信設備、接收機、記錄手簿設備，選擇正確的型號和匹配設備。
5) 建立專案實施測量。建立工作任務，輸入作業名稱，選擇合適的坐標系和投影帶，即可進行測量。
3. 3 精度統計及分析
該市測量期間衛星信號、通信信號正常，初始化及測量精度優於設計要求。個別點由於周圍建築遮擋嚴重，衛星信號較弱，初始化時間較長，定位精度較差，但基本滿足精度要求，具體精度及收斂時間統計見表1 和表2。由表1 和表2 可以看出所有測點的水準和垂直精度都在設計範圍之內，其中精度在1 ～ 5 cm 之間的測點約占90%，初始化時間基本在20 s 之內，說明基於CORS 系統的網路RTK技術完全可以滿足測量需求。同時為了獲得鑽孔在1985 國家高程基準下的高程值，選擇3 個1985國家高程基準的已知測點進行聯測，求取WGS84 坐標系與1985 國家高程系之間的高程異常值，然後利用該高程異常值對89 個鑽孔的大地高進行改正，獲得這些點基於1985 國家高程基準的正常高。
4、 結語
基於CORS 系統的網路RTK 技術大大改變了傳統的測量作業模式，在工作效率、人員配置、儀器設備等方面都帶來意義深遠的變革。陝西省地震局CORS 系統的建設與應用不僅給地震事業的發展搭建了良好的平臺，同時也給陝西其他行業的發展帶來了機遇。隨著CORS 系統的不斷完善、測量硬體的不斷升級和計算分析軟體的不斷開發，網路RTK 技術必將成為替代傳統測量手段的一種重要測量方式，而陝西省地震局CORS 系統也將發揮更加積極的作用。