CORS原理及應用朱寒沈陽市勘察測繪研究院遼寧沈陽110015摘要:連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)(CORS)是“空間數據基礎設施”最為重要的組成部分它可以獲取空間的位置、時間信息以及相關的動態(tài)變化。CORS實現了了多元化服務模式,廣泛的應用于各行各業(yè)與空間定位有關的工作中。本文主要闡述了CORS的原理及其在各領域的應用,利用單站￠ORS系統(tǒng)對學校GPS控制點進行精度測試,總結CORS的優(yōu)缺點,分析其發(fā)展趨勢關鍵詞:CORS;全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS);RTKAbstract This paper studies static GPS-related content know ledge, firstintroduced the study of the status quo at home and abroad but also the basic principlesof GPs static gps data processing and a detailed understanding of, and then worksthrough two known points on the number of different static gPs data proces singconducted a detailed comparison of the results and analyze the reas onsWith the GPs technology to the development of static, a different number of knownpoints in the project application will be more and more, GPs technology will becomemore perfect staticKey words: CORS: Glo bal Position System GPS) RTK中圖分類號:P28.1文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)04-0020-020前言若干個永久性的連續(xù)運行衛(wèi)星定位數據接收機(參考站),利用現代通信技術接人類活動中有80%的內容與空間位收各個參考站衛(wèi)星數據并進行處理,為置相關,空間數據基礎設施是信息社會用戶提供各種高精度空間定位服務和多知識經濟時代重要的設施。連續(xù)運行衛(wèi)元化信息服務的系統(tǒng)。連續(xù)運行衛(wèi)星定星定位綜合服務系統(tǒng)( Continuous位綜合服務系統(tǒng)的技術基礎是全球衛(wèi)星Operational Reference System,CORS)是定位系統(tǒng)(GPS)和通信技術、是衛(wèi)空間數據基礎設施重要的組成部分,也定位技術發(fā)展的產物,是衛(wèi)星定位技術是現代GPS發(fā)展的必然趨勢。應用的擴展和深化隨著我國區(qū)域性城市CORS系統(tǒng)的1.2國外研究現狀良好發(fā)展,跨區(qū)域的大型CORS系統(tǒng)也目前,國內外CORS的研究主要集在不斷建設中逐步成型,一個CORS建中在基礎設施建設、系統(tǒng)自動化管理設的熱潮已經掀起!數據采集域分發(fā)、基于網絡的GNSS定1研究綜述位技術的開發(fā)等方面先后出現了大量的1.1CORS簡介CORS工程項目。其中具有代表性的全連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)球和國家中國煤化工宗站網絡CORS是通過在某個區(qū)域范圍內,建立美國NGssYHCNMHG久性連續(xù)網等1。內容虛擬參考主輔區(qū)域改正1.3國內研究現狀為了滿足國民經濟的需要,我國也結算精度站高高高較高加快了連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)結算穩(wěn)定數高(般較高非常高(CORS)建設的步伐。2003年,深性市率先建成了CORS,全國各個地區(qū)也兼容性高開始陸續(xù)建設了一批城市甚至省級的最少基站CORS,如圖1-3中國地殼參考站服務分布圖。已經建成體系并投入使用的有香建設經費港、深圳、北京、上海、武漢、昆明及率柳州、成都、重慶等城市;已建成區(qū)域22.2網絡RTD技術級的有北部灣(廣西)經濟區(qū);省一級網絡偽距相位差分(RTD- Real time正在建設或已經建成的系統(tǒng)有廣東省和DGPs),即實時差分GPS,是CORS提江蘇省【21。國內不同行業(yè)也陸續(xù)建立了供的除網絡RTK外的另一項主要功能些專業(yè)性的衛(wèi)星定位連續(xù)運行網絡,網絡RTD和網絡RTK有較大區(qū)別,主要其中著名的有中國地震局牽頭建設的中體現以下幾個方面國地殼運動監(jiān)測網絡,交通部建設的沿1)定位精度為亞米級精度海差分站網系統(tǒng),信息產業(yè)部門建立的2)流動站設備小,不需要雙頻GPS電離層監(jiān)測網絡及連續(xù)運行參考框架網接收機天線,采用手持GPS既可以工作,絡,上海地區(qū)以監(jiān)測氣象參數為主的觀但是網絡RTK設備也有網絡RTD功能測網絡和深圳市城市連續(xù)運行參考站網3)定位速度快,基本不需要等待,可以進行連續(xù)動態(tài)測量2CORS相關技術由此可見,網絡RTD與網絡RTK2.1差分GPS技術作用和工作側重點不同。一般情況下差分GPS定位技術是將GPS接收機RTD不用于精密測量工作。主要用于地安置在參考站上進行觀測,根據已知參理信息調査、數據更新工作;用于地理考站的精密坐標計算出坐標、距離或相信息方位相關,但是精度要求不高的工位的改正數,并由參考站通過數據鏈實作,如環(huán)境調査、海岸線與海洋測量時將改正數發(fā)送給用戶接收機,從而改地址勘察等等。采用RTD工作手簿最大正其定位結果,提高定位精度【31。根據優(yōu)點是可以實現內外業(yè)一體化。服務范圍不同,差分GPS根據構成系統(tǒng)3CORS的原理及相關知識的參考站個數不同,可分為單參考站差3.1CORS的定義分GPS、具有多參考站的局域差分GPS連續(xù)運行參考站系統(tǒng)CORS是在研和廣域差分GPS。究區(qū)域范圍內,建立由若干個連續(xù)運行2.2CORS的網絡差分技術參考站、數據通信鏈路、數據中心和用網絡RTK技術是CORS系統(tǒng)的典型戶終端構成的局域網絡,綜合應用應用,為目前GNSS高精度動態(tài)定位技GNSS定位技術、計算機技術、數據通術的一個典型代表。網絡RTK從最早的信和互聯(lián)網( LAN/WAN)技術進行實時單站載波相位差分已發(fā)展到采用多站進差分改正信息解算,實時的向不同類型行差分解算。網絡RTK技術的基本原理不同需求、不同層次的用戶自動的提供是利用多個參考站構成一個參考站網經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載然后借助廣域差分GPS和具有多個參波相位、偽距),各種改正數、狀態(tài)信息考站的局域差分GPS中的原理和方法以及其他有關GPS服務項目系統(tǒng)2),來消除或削弱各種系統(tǒng)誤差的影響,從3.2CORS原理而獲得高精度的定位結果,然后通過無CORS基本工作原理是利用GPS導線通信數據鏈路將差分改正數發(fā)送給用航定位技術,在一個城市、一個地區(qū)或戶41常見的幾種網絡RTK技術比較見個國家,根據需求按一定距離建設常表年連續(xù)運行的一個或若干個固定GPS表2-1網絡RTK技術比較表參考站,Tab. 2-1 Net work RTK techno logy網絡(LANYH中國煤化工信和互聯(lián)參考站與comparison tableCNMHG數據中心組成網絡,由數據中心從參考已知校園控制網點位坐標比較,計算各站采集數據,利用參考站網絡軟件進行點中誤差如表3-1所示,平面點位中誤處理,然后向各種用戶自動的發(fā)布不同差MX為0.024m,MY為0.021m,則平類型的GPS原始數據、各種類型的RTK面點中誤差為0.022m,高程點位中誤差改正數據等。用戶只需要一臺GPS接收位MH0.020m。由于觀測環(huán)境及校園控機,進行野外作業(yè)時,即可進行mm級、制點部分有所移動等因素影響,所測結cm級、dm級、m級的、實時的,快速果平面誤差大于靈銳S86技術指標定位、事后定位或導航定位2lcm+lppm,高程精度優(yōu)于2mm+lppm。3.3CORS的分類統(tǒng)計觀測條件相對較好的3個點,JL、3.3.1單基站CORS單基站CORS是只有一個連續(xù)運行H、V,3點求其水平中誤差為0.010m,高程中誤差為0.008m均在靈銳S86技站。類似于一加一或一加多的RTK,只術指標范圍內(RTK平面精度不過基準站由一個連續(xù)運行的基站代1cm+lpm,RTK高程精度:2cm+1ppmn)替,基站同時又是一個服務器,通過軟表3-1精度統(tǒng)計表(單位m)件實時查看衛(wèi)星狀態(tài)、存儲靜態(tài)數據、Tab.3- I The accuracy of table( units m)實時向 Internet發(fā)送差分信息以及監(jiān)控點名MXMYH移動站作業(yè)情況。移動站通過GPRSICDMA網絡通訊和基站服務器通0.0340.0260.040訊121。JL0.0100.0100.0043.3.2多基站CORS多基站CORS:就是分布在一定區(qū)0.0200.0220.022域內的多個單基站聯(lián)合作業(yè),基站與基0.0350.0330.015站之間的距離不超過50公里,它們都將數據發(fā)送到一個服務器。流動站作業(yè)時,0.0200.0160.018只要發(fā)送它的位置信息到服務器,系統(tǒng)0.0250.0240.009自動計算流動站與各個基站之間的距離,將距離近的基站差分數據發(fā)送給流530.0300.0070.029動站。這樣就確保了流動站在多基站0.0110.0120.008CORS覆蓋區(qū)域移動作業(yè)時,系統(tǒng)總能0.0080.0080.009夠提供距離流動站最近的基站差分數據,以達到最佳的測量精度210.0280.0290.0103.3.3網絡CORSM0.0240.020.020網絡CORS技術的產生使得我們完全可以在一個較大的范圍內均勻稀松的4CORS在各領域中的應用與分布設參考站,利用參考站網絡的實時觀析測數據對覆蓋區(qū)域進行系統(tǒng)誤差建模4.1CORS應用范圍然后對區(qū)域內流動用戶站觀測數據的系1)基礎測繪:大地測量、水準測量、統(tǒng)誤差進行估計,盡可能消除系統(tǒng)誤差航空攝影測量影響,獲得厘米級實時定位結果,網絡2)工程建設RTK技術的精度覆蓋范圍大大增大,且3)自然災害和地殼運動監(jiān)測精度分布均勻)氣象預報3.4CORS系統(tǒng)精度測試5)地理信息數據采集2009年5月5月22日9時25分至6)現代交通導航定位和監(jiān)控當日下午16時15分,2009年6月4日7)多元化服務上午10時06分至11時46分利用學校4.2具體應用與分析單站CORS系統(tǒng),采用S86接收機對校4.2.1北部灣經濟區(qū)CORS系統(tǒng)應用園GPS控制點進行精度測試每個點反北部灣經濟區(qū)CORS系統(tǒng),是自治復測量4次。區(qū)測繪局為配合北部灣(廣西)經濟區(qū)測試過程中,我校單站CORS系統(tǒng)開放開發(fā)但守飾的白治反重大基礎較為穩(wěn)定,正常情況下,浮點解情況較測繪服務中國煤化工GPS參考少。取4組數據的平均值,統(tǒng)計結果與站構成,CNMHG、北海、欽州、防城四個城市及其周邊地區(qū)。其且主要通信手段連接安裝簡便。中,一期工程在南寧及周邊建5個參考4)數據質量有保證。系統(tǒng)有數據監(jiān)站,二期工程將在北海、欽州、防城港控報警機制,提示用戶合理選擇有效作三市建8個參考站。系統(tǒng)內的13個GPS業(yè)時段參考站24小時持續(xù)進行GPS觀測和數5)節(jié)省資源據存儲,通過通訊網絡將衛(wèi)星數據實時6)作業(yè)精度有保證。使用固定基站傳輸到數據中心進行實時數據處理,生可以避免臨時基站選站不當而引起的起成各種格式的GPS差分改正信息數據,算偏差再通過無線網絡將GPS差分改正信息7)分工明確。用戶可以把精力更多數據發(fā)播給授權用戶進行各種形式的地投入到專業(yè)應用中,而空間信息可以GPS定位由專業(yè)的技術隊伍來管理。系統(tǒng)建成后將廣泛應用于地理信息8)節(jié)省頻率資源。數據采集、控制測量、區(qū)域國土資源動9)一網多用。市政建設、交通管理態(tài)監(jiān)測、城市基礎測繪、工程測量、城氣象預報、地震及地面沉降、農業(yè)和林市規(guī)劃、市政建設、交通管理、地震及業(yè)資源環(huán)境管理等,服務于“電子政務地面沉降災害監(jiān)測和氣象預報等領域并對決策提供支持北部灣經濟區(qū)CORS系統(tǒng)建成后,廣西5結論與展望將成為擁有省一級連續(xù)運行衛(wèi)星導航定本文首先了解并探究了連續(xù)運行參位綜合服務系統(tǒng)的少數省(區(qū))之一51考站綜合服務系統(tǒng)(CORS)在國內外的4.2.2數字泰山風景區(qū)CORS系統(tǒng)的應用作為數字泰山風景區(qū)的重要組成部發(fā)展現狀,后又對CORS相關技術及原理加以介紹,并對我校單站CORS系統(tǒng)分一泰山風景區(qū)CORS系統(tǒng),是由4個進行精度測試,積累實踐經驗,后例舉GPS基準站組成,系統(tǒng)主要通過因特網了coRS系統(tǒng)在各領域的應用及分析和無線通信網絡向系統(tǒng)覆蓋的服務區(qū)內最后對CORS進行總結用戶提供基準站坐標和基準站GPS觀1)CORS的優(yōu)點:網絡化;精度高測數據,用戶通過因特網下載CORS若快速定位服務;可靠性高;自動化和智干基準站數據進行事后精密定位,也可以接收數據播發(fā)站對載波相位觀測數據能化;基準統(tǒng)一;多元化服務2)CORS存在的問題:應用范圍窄進行實時精密定位。利用GPS全球衛(wèi)星應用形式單一;沒有正規(guī)經營模式,商定位系統(tǒng),通過信號的聯(lián)網處理,可為業(yè)化差;硬件兼容性差,市場普及度低。泰山風景區(qū)空間地理信息建設提供不同3)發(fā)展趨勢精度的三維定位和時間信息,以服務于隨著我國區(qū)域性城市CORS系統(tǒng)的泰山景區(qū)森林病蟲害監(jiān)測、森林防火監(jiān)良好發(fā)展,跨區(qū)域的大型CORS系統(tǒng)也測指揮、移動GPS巡檢、車輛及客流智在不斷建設中逐步成型,例如目前正在能監(jiān)控和綜合調度、景點GPS語音智能建設中的中國地殼運動監(jiān)測網絡,除了講解等系統(tǒng),實現風景區(qū)管理從粗放轉完成地震預測預報外,還要進行大地的向精準、從靜態(tài)轉向動態(tài)、從分散轉向綜合轉化。以多種衛(wèi)星定位技術為基礎網絡化測量工作,這種大型CORS系統(tǒng)發(fā)展GPS連續(xù)運行跟蹤站,建立網絡化的控制區(qū)域不但包括城市,還包括了大山區(qū)、高原地帶,而要在這樣廣闊的空間定位動態(tài)服務體系,促進泰山雙遺區(qū)域內實現CORS的應用,一套成本低產保護水平的提高,以信息化手段發(fā)掘信號覆蓋范圍廣的通訊系統(tǒng)不可缺少泰山文化和自然風光的豐富內涵,促進可見,一個CORS建設的熱潮已經掀起!泰山旅游業(yè)的發(fā)展【61參考文獻4.3CORS系統(tǒng)應用特點[1]王軍見GPS連續(xù)運行參考站網淺探卩.科學通過對實際應用分析,總結出技術與工程,2007,7(11)CORS應用具有以下明顯特點和優(yōu)勢[2]黃俊華,陳文森連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)建設與應用[M].第1版北京:科學出版社)覆蓋范圍廣2)可用性高。系統(tǒng)可以做到365]吳俐民等.昆明市連續(xù)運行GPS參考站系統(tǒng)的建天24h不間斷提供服務。設及應用[J].城市勘測.2005(5):8-10.[4]宋克忠學力,網絡RTK技術的工作原3)應用便利。用戶只需要準備終端,理[J].海中國煤化工不需要考慮差分以及差分站的質量,而51劉字明,北S系統(tǒng)應用CNMHG[6]高偉,李本玉.數字泰山風景區(qū)CORS系統(tǒng)的建設與應用[J].礦山測量.2008,3(33):44-47中國煤化工CNMHG