搞外業RTK測繪，這5個關于CORS測量的問題你必須要知道!
發布時間：2022-09-13 09:27:13
網絡RTK應該直接向用戶發送CGCS2000坐標，但是一些地區和行業CORS網，存在服務標準不統一、不一致的問題。有些向用戶發送WGS-84和1980西安坐標系坐標，還有的發送的坐標既不是2000.0歷元，也不是觀測歷元，而是CORS站建立運行時的參考歷元的坐標。用戶一定要注意分辨，建議在CGCS2000等級點上測量驗證一下。
問題1：某地的網絡RTK可同時輸出CGCS2000和WGS-84坐標，但是兩個坐標很接近，并不是相差由于歷元未歸算而引起的約0.7米差異。出現這種現象的原因是什么?
同一點的兩個坐標很接近，說明這個WGS-84坐標精度高，而且已被歸算至2000.0歷元了。這個高精度WGS-84坐標往往是假的WGS-84，實際上也是CGCS2000坐標。它與RTK輸出的CGCS2000的區別僅在于實現方式不同。
用戶沒必要追究其WGS-84坐標的來源和真假，承認它并按需使用就行了。使用時可以不做區分;也可以依據項目要求，按需使用;可以通過坐標轉換，使其統一;也可以對兩套坐標加權平均，以提高坐標精度。
提示：如果只有CGCS2000坐標，但是客戶要求提供高精度的WGS-84坐標(這種要求本身是不合理的)，也可以把CGCS2000坐標當作2000.0歷元的WGS-84坐標，并歸算到客戶需要的歷元下。
問題2：某行業網絡RTK可同時輸出CGCS2000(ITRF97，2000.0)、WGS-84(ITRF2008，2005.0)和ITRF2008(ITRF2008，2016.0)三種坐標。用精密單點定位(PPP)測量某點的ITRF2014框架2020.25歷元坐標作為比較值，再用該網絡RTK獲得同一點的三種坐標，并分別動態轉換到ITRF2014框架2020.25歷元進行比較，發現WGS-84與ITRF2008坐標一致，與PPP坐標相差約1cm，而CGCS2000坐標與PPP坐標相差約7cm。出現這種現象的原因是什么?
事實上，該網絡RTK同時輸出的這三種坐標是同源的，也就是把同一個坐標歸算到不同歷元和框架，得到了這三種坐標。反過來，將這三種坐標歸算至相同的歷元和框架，理論上是沒有差異的。實際上還會存在諸如速度場模型誤差等帶來的較小差異。
該網絡RTK輸出的CGCS2000坐標與其他兩種坐標不一致的原因是運營者根據周邊的CGCS2000控制點坐標對輸出的CGCS2000坐標做了調整和修正。
如果將這些坐標都動態轉到ITRF97框架2000.0歷元進行比較，則會發現CGCS2000坐標與CGCS2000控制點坐標一致，WGS-84、ITRF2008和PPP的坐標互相一致，但與CGCS2000控制點坐標不一致。
前文提到，現在也有選取G1762版(ITRF2008框架、2005.0歷元)作為WGS-84坐標的統一參考。這是為了統一高精度的假WGS-84坐標，也是概念不清楚的產物。
那么為什么要修正CGCS2000坐標?
高精度的導航定位是通過北斗衛星導航系統的增強服務得到的。無論星基增強或是地基增強，其基準都來自地面CORS站的基準。一般認為，我國有統一的坐標基準“CGCS2000坐標系”，我們所有的地圖產品與導航定位都被要求在這個時空框架中統一實施。前面提到，大約20年前建立的CGCS2000參考框架不具備現勢性，并不適合高精度應用。
隨著時間的推移，歷元歸算帶來的坐標誤差已不可忽略。假設點位速度的誤差為3 mm/a，對于20年的歷元歸算，由速度場誤差引起坐標水平分量誤差可達6 cm。由速度場模型的參考框架不明確引起的誤差，可達5 cm。由大地高變化引起坐標高程分量的誤差，在全國范圍內平均可達半米。由坐標非線性變化引起的誤差，主要參考當地的地質災害發生情況。
通常 CORS網站坐標的解算是將CORS網與我國境內及周邊的IGS站聯合處理，然后將歷元歸算到2000.0，框架轉換到ITRF97。CORS網建設的都比較晚，越是后期建設的站網，歸算后與CGCS2000的偏離越大。這也是各種CORS網的RTK服務結果不一致的主要原因之一。
較好的解決方法是通過周邊的CGCS2000框架點引出CORS站的CGCS2000坐標，但是這種方法工程量很大，在CORS網建設中一般不會被采用。局部范圍的靜態轉換也可以達到很好的效果，但是測量重合點的過程，比直接聯測CGCS2000框架點的過程更復雜。有些CORS網在服務形成后，用RTK測量周邊的CGCS2000框架點，構成重合點，然后再做靜態轉換，反向修正CORS站坐標。而最根本的解決方法是將不同基準的空間網聯合平差。
提示：有些網絡RTK為了降低成本、加快布網速度，沒有按照測繪級的標準建設CORS觀測墩，存在先天缺陷。這些網絡RTK可用于物聯網應用場景，但不適用于高精度測量測繪。
問題3：2013年，某地由不同部門分別建立的兩種CORS網輸出的同一點的坐標相差約35 cm。出現這種現象的原因是什么?
顯然，一個CORS網輸出的是觀測歷元的坐標，另一個輸出的是2000.0歷元的坐標。歷元相差13年，輸出的坐標大概相差35cm。
提示：一個點的坐標與CGCS2000坐標存在差異，①如果差異約為幾厘米，一般是由實現不同或歸算誤差引起的;②如果差異為幾十厘米，一般是由歷元不同引起的;③如果差異為幾十米，那么這個坐標可能是1980西安坐標系或1954北京坐標系坐標。
問題4：常規RTK的歷元、框架如何判定?
流動站的歷元、框架由固定站決定;固定站的歷元、框架由輸入的已知坐標決定;如果固定站沒有輸入已知坐標，則由星歷決定;星歷又分為精密星歷和廣播星歷。
問題5：北斗高精度增強系統，給用戶發布的為什么是CGCS2000坐標，而不是BDCS坐標?
北斗增強系統給用戶發布的坐標的基準由其CORS站的高精度坐標決定，按照國家要求，應該是CGCS2000坐標。與WGS-84一樣，BDCS坐標是米級精度的。
本文節選自《CGCS2000坐標轉換》174頁、163頁，作者劉光明。
文章內容來源：光明游俠
問題1：某地的網絡RTK可同時輸出CGCS2000和WGS-84坐標，但是兩個坐標很接近，并不是相差由于歷元未歸算而引起的約0.7米差異。出現這種現象的原因是什么?
同一點的兩個坐標很接近，說明這個WGS-84坐標精度高，而且已被歸算至2000.0歷元了。這個高精度WGS-84坐標往往是假的WGS-84，實際上也是CGCS2000坐標。它與RTK輸出的CGCS2000的區別僅在于實現方式不同。
用戶沒必要追究其WGS-84坐標的來源和真假，承認它并按需使用就行了。使用時可以不做區分;也可以依據項目要求，按需使用;可以通過坐標轉換，使其統一;也可以對兩套坐標加權平均，以提高坐標精度。
提示：如果只有CGCS2000坐標，但是客戶要求提供高精度的WGS-84坐標(這種要求本身是不合理的)，也可以把CGCS2000坐標當作2000.0歷元的WGS-84坐標，并歸算到客戶需要的歷元下。
問題2：某行業網絡RTK可同時輸出CGCS2000(ITRF97，2000.0)、WGS-84(ITRF2008，2005.0)和ITRF2008(ITRF2008，2016.0)三種坐標。用精密單點定位(PPP)測量某點的ITRF2014框架2020.25歷元坐標作為比較值，再用該網絡RTK獲得同一點的三種坐標，并分別動態轉換到ITRF2014框架2020.25歷元進行比較，發現WGS-84與ITRF2008坐標一致，與PPP坐標相差約1cm，而CGCS2000坐標與PPP坐標相差約7cm。出現這種現象的原因是什么?
事實上，該網絡RTK同時輸出的這三種坐標是同源的，也就是把同一個坐標歸算到不同歷元和框架，得到了這三種坐標。反過來，將這三種坐標歸算至相同的歷元和框架，理論上是沒有差異的。實際上還會存在諸如速度場模型誤差等帶來的較小差異。
該網絡RTK輸出的CGCS2000坐標與其他兩種坐標不一致的原因是運營者根據周邊的CGCS2000控制點坐標對輸出的CGCS2000坐標做了調整和修正。
如果將這些坐標都動態轉到ITRF97框架2000.0歷元進行比較，則會發現CGCS2000坐標與CGCS2000控制點坐標一致，WGS-84、ITRF2008和PPP的坐標互相一致，但與CGCS2000控制點坐標不一致。
前文提到，現在也有選取G1762版(ITRF2008框架、2005.0歷元)作為WGS-84坐標的統一參考。這是為了統一高精度的假WGS-84坐標，也是概念不清楚的產物。
那么為什么要修正CGCS2000坐標?
高精度的導航定位是通過北斗衛星導航系統的增強服務得到的。無論星基增強或是地基增強，其基準都來自地面CORS站的基準。一般認為，我國有統一的坐標基準“CGCS2000坐標系”，我們所有的地圖產品與導航定位都被要求在這個時空框架中統一實施。前面提到，大約20年前建立的CGCS2000參考框架不具備現勢性，并不適合高精度應用。
隨著時間的推移，歷元歸算帶來的坐標誤差已不可忽略。假設點位速度的誤差為3 mm/a，對于20年的歷元歸算，由速度場誤差引起坐標水平分量誤差可達6 cm。由速度場模型的參考框架不明確引起的誤差，可達5 cm。由大地高變化引起坐標高程分量的誤差，在全國范圍內平均可達半米。由坐標非線性變化引起的誤差，主要參考當地的地質災害發生情況。
通常 CORS網站坐標的解算是將CORS網與我國境內及周邊的IGS站聯合處理，然后將歷元歸算到2000.0，框架轉換到ITRF97。CORS網建設的都比較晚，越是后期建設的站網，歸算后與CGCS2000的偏離越大。這也是各種CORS網的RTK服務結果不一致的主要原因之一。
較好的解決方法是通過周邊的CGCS2000框架點引出CORS站的CGCS2000坐標，但是這種方法工程量很大，在CORS網建設中一般不會被采用。局部范圍的靜態轉換也可以達到很好的效果，但是測量重合點的過程，比直接聯測CGCS2000框架點的過程更復雜。有些CORS網在服務形成后，用RTK測量周邊的CGCS2000框架點，構成重合點，然后再做靜態轉換，反向修正CORS站坐標。而最根本的解決方法是將不同基準的空間網聯合平差。
提示：有些網絡RTK為了降低成本、加快布網速度，沒有按照測繪級的標準建設CORS觀測墩，存在先天缺陷。這些網絡RTK可用于物聯網應用場景，但不適用于高精度測量測繪。
問題3：2013年，某地由不同部門分別建立的兩種CORS網輸出的同一點的坐標相差約35 cm。出現這種現象的原因是什么?
顯然，一個CORS網輸出的是觀測歷元的坐標，另一個輸出的是2000.0歷元的坐標。歷元相差13年，輸出的坐標大概相差35cm。
提示：一個點的坐標與CGCS2000坐標存在差異，①如果差異約為幾厘米，一般是由實現不同或歸算誤差引起的;②如果差異為幾十厘米，一般是由歷元不同引起的;③如果差異為幾十米，那么這個坐標可能是1980西安坐標系或1954北京坐標系坐標。
問題4：常規RTK的歷元、框架如何判定?
流動站的歷元、框架由固定站決定;固定站的歷元、框架由輸入的已知坐標決定;如果固定站沒有輸入已知坐標，則由星歷決定;星歷又分為精密星歷和廣播星歷。
問題5：北斗高精度增強系統，給用戶發布的為什么是CGCS2000坐標，而不是BDCS坐標?
北斗增強系統給用戶發布的坐標的基準由其CORS站的高精度坐標決定，按照國家要求，應該是CGCS2000坐標。與WGS-84一樣，BDCS坐標是米級精度的。
本文節選自《CGCS2000坐標轉換》174頁、163頁，作者劉光明。
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