解析水下测绘中CORS的网络RTK技术的应用

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技术与市场 创新与实践 2014年第2l卷第3期 

解析水下测绘中CORS的网络RTK技术的应用 杜 飞,王 淼 (河南省遥感测绘院,河南郑州450000) 摘要:随着时代的进步和社会经济的发展,水下测绘得到了迅速发展。在大量的实践过程中,我们发现常规测绘技术 在水下测绘中存在着很多的问题,如精度不够准确,测绘质量较低等。针对这些情况,可以应用基于CORS网络的RTK 技术,以此来提高测绘质量。文章简要分析了水下测绘中CORS的网络RTK技术的应用,希望可以提供一些有价值的参 考意见。 关键词:水下测绘;网络RTK;精度检测 doi:10.3969/i.issn.1006—8554.2014.03.0l1 

0引言 水下测绘指的是将工程测量应用到海岸线30海里以内的 近海、沿海、湖泊、内河以及水库等水体内,并且进行地形图的 测绘工作。目前,江河湖泊和海洋的开发受到了国家的重视, 其开发工作和陆地一样,测图是最基础的。但是,水下地图测 绘有着不同的比例尺。水下地形测量具有十分重大的意义,对 于水上运输、兴建港口以及海上采油等,都有着很大的帮助。 目前,在陆地测绘中,广泛应用了连续运行参考站,对水下测绘 来讲,因为和陆上测绘方法有着一致的平面定位方法,因此,在 水下测绘中也可以有效地应用CORS技术。 1 CORS技术和常规测绘技术在水下测绘中的应用比较 通过研究发现,定位和测深是水下地形测量主要的组成部 分。目前在水上定位方面,出现了诸多方法,比如GPS单点实 时定位或差分GPS定位:一般情况下,将GPS RTK或者信标定 位应用于沿海;将GPS RTK技术应用到内陆河流湖泊水库;一 般利用测深仪应用到水深方面。而在控制平面位置方面,可以 将陆上已有的等级控制点充分利用起来,如果将差分方式应用 到卫星定位中,那么也会将已知控制点给充分利用起来,这样 才可以有效统一坐标系统。 CORS技术主要是将已有的参考站充分利用起来,可能是 一个,也可能是多个;对某段区域进行不断监测,然后结合流动 站的观测,对于误差改正信息;由控制中心网络RTK处理软件 来进行计算;流动站对那些未知点坐标进行实时确定,同时对 定位精度进行实时把握和了解。对于各个位置点的计算,都以 参考站为基点,这样未知点位坐标的计算并不会受到所处地位 的影响,并且得到结果的误差也会互不影响,这样坐标基准就 统一了起来,可以更加方便地构建水下测绘控制网。 2 CORS在水下测绘中的精度检测方法及实例研究 要想在水下测绘中有效地应用CORS技术,就需要采取一 系列的措施来检测CORS技术的可靠性与可用性,具体指的是 对系统空间以及系统定位精度等内容进行检测。目前有很多 方法都可以应用到系统定位精度检测中,具体包括这些方面的 内容: 1)定点连续观测检测方法:这种观测方法指的是从CORS 覆盖区域内的若干个固定点位中选择出1个或者2个,流动站 负责采集工作,一般是按照时段进行,并且采用的是连续地形 模式,在同一个时段内,采集到的历元控制在50个,这样就可 以得到50个定位结果,合理控制采样率,一般保证在每秒1 次,进行5次初始化。要控制相邻时段的间隔,保证在半个小 时以上,对于每一个时段,观测都需要充分进行,一般保证在2 d以上。在精度计算方面:我们用相关公式表示出各个观测值 和平均值之间的差值,将观测值个数和第i个观测值以及n个 观测值的平均值分别用n、Li和f来表示,然后就可以用这个公 式来将各个观测值的精度给表示出来: / 毫(三一z) n一1一^√ 一1 通过统计CORS网络RTK实时定位精度,来对所有观测点 的所有测量值平均数进行计算,然后对比平均值和每一个测量 值,将其中的差给找出来,结合上述公式就可以将系统内各个 坐标方向的精度给有效求出来。对每一个差值的分布状况进 行统计,并且还需要采取科学的方法来统计每一个区间内差值 的概率,这样就可以将系统实时定位的稳定性给充分反映 出来。 2)已知静态点测量方法:这种方法指的是从CORS覆盖区 域内的控制点中选择几个有代表性的控制点,选择的这些控制 点应该有较高的精度,并且均匀分布,在采集记录中,依然利用 流动站来按照连续地形模式在控制点进行,采集50个历元,这 样就可以得到50个定位结果,合理控制采样率,一般保证在每 秒一次,同时,进行5次初始化。另外,还需要将已经使用的 GPS静态方法应用到各个控制点上,这些静态方法都是C级及 其以上,测量出来的结果往往具有较高的精度。在精度计算方 面,我们首先利用观测值向量的真值来求出各个观测值相对于 真值的改正值,然后利用下面这个公式进行计算: 

而/ (z 一 √ 『_ — 一 以某个水下测绘工程为例,我们从CORS覆盖区域内随机 均匀选取了4个C级固定控制点,然后采用相关技术对控制点 进行重复观测,然后比较观测平均值和固定控制点成果,就可 以有效得出点位较差和高程较差。 3)固定基线相对检测方法:一般来讲,如果是流动定位精 (下转第21页) 

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3.6网络拥塞 有句话:“防病胜过治病”这句多年被人们认可的格言用在 网络拥堵方面是非常适用的。一旦出现网络拥塞,很多问题接 踵而至,比如分组数据丢失、浪费带宽、没必要的延迟以及其他 问题都会马上出现。因此,一个有效的手段是尽量避免出现拥 塞。由于互联网视频业务的普及,IP组播承载的需要也得到广 泛应用。在组播应用中,需要在IP网络中建立组播转发树,负 责将端数据转发到各种接收端。这当中,转发树的分支节点的 协调控制对IP组播网络的拥塞控制具有重要影响。因此,如 何基于分支路由器协调机制来控制流量拥塞已成为网络运营 商当前迫切需要解决的问题。 3.7避免使用过多的超时机制。 网络中定时器是必不可少的,但是否一定要使用呢?结论 是尽量少用。除此之外定时器还会出现超时,一旦出现超时现 象,通常情况下是要重复某一个动作,如果这个重复动作是必 须的,似乎可以理解,但如果是没必要的,那这种类似状况的重 复动作显然是一种浪费了。 4一种简单网络性能优化方法 目前已有的网络性能分析和优化解决方案中,很少将网络 性能与网络成本进行统一考虑。面对纷繁复杂的互联网应用 业务,如果以最优的服务质量满足所有业务服务质量要求,需 要付出昂贵的网络成本。从经济角度看,是一个不可持续发展 的网络模式。而且,不同的网络应用对服务质量的要求是不一 样的,对网络成本的支持能力也是不同的。因此,本文提出了 一种充分考虑网络效益的网络性能分析与优化解决方案。将 网络成本需求放到网络性能优化目标的参数中。方案目标是 依据业务给定的网络成本支付能力,提供服务质量最优的网络 支撑服务。 通过公式(1)中的参数改变,可以实现网络性能分析优化。 假设网络D=(V,E),其中 表示节点的集合,E表示链路 的集合,网络D的成本包括链路成本和节点成本,即: c(D)= cos t(1ink)+ ( ) () 其中, ( )为链路o ̄.vco

的s t成n本ode, ( )为1

COS t link link COS t node node 的成本。 5结语 针对网络性能优化的研究近年来已经取得了一些进展,但 由于未考虑网络成本支撑的需求,因而在实际应用中未得到普 及。在市场化条件下,满足网络成本效益需求的网络性能优 化,是一种合理的网络管道智能化管理方案。 参考文献: [1] Maya Yajnik,Sue Moon,Jim Kurose.Measurement and— Modeling of the Temporal Dependence in Packet Loss[A]. IEEE INFOCOM[C].1999:345—352. [2]Lee G,Kwon Y,Cho K,et a1.Performance Evaluation of GigabitEthernet Interfaces[C]//Proc.of ICACT’08.Gan— gwon—Do,Korea:[S.n.],2008. [3] 熊贵喜,王小虎.计算机网络[M].北京:清华大学出版 社.2008. 作者简介: 余辉(1979一J,男,湖北钟祥人,大学本科,武汉铁路职业 技术学院专任教师,讲师,研究方向:计算机应用,计算机网络。 

(上接第19页) 度检测,没有固定检测点,那么就可以有效应用固定基线相对 检测方法,具体方法是将两个或者两个以上的流动站架设于运 动的同一载体上,那么就可以精确测量各个流动站之间的距 离。要想将流动站的定位精度有效地反映出来,就可以对比各 个流动站之间的测量结果和真值。一般来讲,定位精度是通过 流动站间的基线长度精度来反映的,采用下面这个计算方法: = 在这个公式中,涵盖了基线长度精度和流动站接收机绝对 定位精度之间的关系。 在某个水下测绘工程中,我们将2台流动站仪器设置在了 作业测量船头,它与垂直船中线的两侧非常接近,基线真值的 确定是通过测量2台流动站位置之间的距离得出来的。我们 结合具体情况,对仪器采样率进行合理取定,控制在每秒1次, 原始数据的记录间隔设置为10 m,然后对结果进行实时定位。 我们最终确定了3条距离为5 km的计划线,对流动站之间的 距离进行同步观测,反复进行,然后对比基线真值,对超限个数 进行仔细统计。 3结语 通过本文的分析,可以得知,在水下测绘中如果采用传统 的测绘技术,就会出现如精度不均匀、作业范围比较小等诸多 的问题,对此,我们可以有效应用CORS的网络RTK技术,通过 实践研究表明,采用这种测绘技术,可靠性较高,并且有着较高 的测绘精度,因此,将会得到更加广泛的应用。 参考文献: [1] 曾怡彬.CORS系统的网络RTK技术在城市测量中的应 用[J].测绘与空间地理信息,2013,2(8):123—125. [2] 东海宇.CORS系统与传统RTK测量的优势对比分析 [J].西部探矿工程,2012,2(6):65—67. 

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