CORS系統(tǒng)簡介

1、CORS 系統(tǒng)簡介CORS 系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技 多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。隨著 GPS 技術(shù)的飛速進步和應(yīng)用普及，它在城市測 量中的作用已越來越重要。當(dāng)前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（ Continuous Operational Referenee System，縮寫為 CORS ）已成為城市 GPS 應(yīng)用的發(fā)展熱點之一。一、系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)（1） 系統(tǒng)原理連續(xù)運行參考站系統(tǒng)是建立在GPS 硬件的等技術(shù)平臺之上。它將尖端科技領(lǐng)域的衛(wèi)星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和先進的軟件幵發(fā)技術(shù)有機的 結(jié)合在一起，為用戶提供了全新、

2、透明、可視、實時、的測量服務(wù)。根據(jù)系統(tǒng) 功能的要求，本系統(tǒng)的 GPS 硬件由如下幾個單元組成：GPS 基站、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)，如下圖所示整個系統(tǒng)的原理圖如下：（2） 系統(tǒng)作業(yè)流程與數(shù)據(jù)流程1）系統(tǒng)運作的流程如下：基準(zhǔn)站連續(xù)不間斷的觀測 GPS 的衛(wèi)星信號獲取該地區(qū)和該時間段的“局域 精密星歷”及其他改正參數(shù)，按照用戶要求把靜態(tài)數(shù)據(jù)打包存儲并把基準(zhǔn) 站的衛(wèi)星信息送往服務(wù)器上 GPS 軟件的指定位置。用戶單元接收定位衛(wèi)星傳來的信號，并解算出地理位置坐標(biāo)。用戶單元的數(shù)據(jù)通訊模塊通過局域網(wǎng)從服務(wù)器的指定位置獲取基準(zhǔn)站提供的差分信息后輸入用戶單元 GPS 的 OEM 板進行差分解算。用戶單元在野外完成

3、靜態(tài)測量后，可以從基準(zhǔn)站軟件下載同步時間的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行基線聯(lián)合解算2） GPS 硬件系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流程如下：二、系統(tǒng)優(yōu)勢CORS 系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng) RTK 測量作業(yè)方式，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：1 1）改進了初始化時間、擴大了有效工作的范圍；2 2）采用連續(xù)基站，用戶隨時可以觀測，使用方便，提高了工作效率；3 3） 擁有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳，增強差分作業(yè)的可靠性；4 4）用戶不需架設(shè)參考站，真正實現(xiàn)單機作業(yè)，減少了費用；5 5）使用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通訊方式，減少了噪聲干擾；6 6）提供遠(yuǎn)程 INTERNETINTERNET 服務(wù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；7 7）擴大了 GPSG

4、PS 在動態(tài)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，更有利于車輛、飛機和船舶的精密導(dǎo)航；8 8）為建設(shè)數(shù)字化城市提供了新的契機。CORS 系統(tǒng)僅是一個動態(tài)的、連續(xù)的定位框架基準(zhǔn)，同時也是快速、高精度獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，CORS 可在城市區(qū)域內(nèi)向大量用戶同時提供高精度、 高可靠性、 實時的定位信息， 并實現(xiàn)城市測繪數(shù)據(jù)的 完整統(tǒng)一，這將對現(xiàn)代城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的采集與應(yīng)用體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影 響。它不僅可以建立和維持城市測繪的基準(zhǔn)框架， 更可以全自動、 全天候、 實 時提供高精度空間和時間信息，成為區(qū)域規(guī)劃、管理和決策的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)還 能提供差分定位信息，幵拓交通導(dǎo)航的新應(yīng)用，并能提供高精度、高時

5、空分辨 率、全天候、近實時、連續(xù)的可降水汽量變化序列，并由此逐步形成地區(qū)災(zāi)害 性天氣監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)。此外，CORS 系統(tǒng)可用于通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中高精度的時間同步，并能就地面沉降、地質(zhì)災(zāi)害、地震等提供監(jiān)測預(yù)報服務(wù)、研究探 討災(zāi)害時空演化過程。連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS ）可以定義為一個或若干個固定的、連續(xù)運行的 GPS 參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN /WAN）技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢 驗的不同類型的 GPS 觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其 他有關(guān) GPS服務(wù)項目的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的 GPS 作業(yè)相比連續(xù)運行

6、參考站具有作 用范圍廣、精度高、野外單機作業(yè)等眾多優(yōu)點。三、建立 CORS 勺必要性和意義城市連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS ）是空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”最為重要的組成 部分，可以獲取各類空間的位置、時間信息及其相關(guān)的動態(tài)變化。通過建設(shè)若 干永久性連續(xù)運行的 GPS 基準(zhǔn)站，提供國際通用各式的基準(zhǔn)站站點坐標(biāo)和GPS測量數(shù)據(jù)，以滿足各類不同行業(yè)用戶對精度定位，快速和實時定位、導(dǎo)航的要 求，及時地滿足城市規(guī)劃、國土測繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi) 減災(zāi)、交通監(jiān)控，礦山測量等多種現(xiàn)代化信息化管理的社會要求。建立CORS的必要性和意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）CORS 的建立可以大大提高測繪精度、

7、 速度與效率，降低測繪勞動強度 和成本，省去測量標(biāo)志保護與修復(fù)的費用，節(jié)省各項測繪工程實施過程中約30%的控制測量費用。由于城市建設(shè)速度加快，對GPS-C、D、E 級控制點破壞較大，一般在 5-8 年需重新布設(shè)，至于在路面的圖根控制更不用說， 一二年就 基本沒有了，各測繪單位不是花大量的人力重新布設(shè)，就是仍以支站方式，這 不但保證不了精度，還造成了人力物力財力的大量浪費。隨著CORS 基站的建設(shè)和連續(xù)運行，就形成了一個以永久基站為控制點的網(wǎng)絡(luò)。所以，可以利用已 建成的CORS 系統(tǒng)對外幵發(fā)使用，收取一定的費用，收費標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)各地的 投入和實際情況制定，當(dāng)然這一點上更多的是社會效益(2) CO

8、RS 的建立，可以對工程建設(shè)進行實時、有效、長期的變形監(jiān)測，對災(zāi)害進行快速預(yù)報。CORS 項目完成將為城市諸多領(lǐng)域如氣象、車船導(dǎo)航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS 應(yīng)用等提供精度達厘米級的動態(tài)實時GPS 定位服務(wù)，將極大地加快該城市基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)。(3) CORS 將是城市信息化的重要組成部分，并由此建立起城市空間基礎(chǔ)設(shè) 施的三維、動態(tài)、地心坐標(biāo)參考框架，從而從實時的空間位置信息面上實現(xiàn)城市真正的數(shù)字化。CORS 建成能使更多的部門和更多的人使用 GPS 高精度服務(wù), 它必將在城市經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮重要作用。由此帶給城市巨大的社會效益和經(jīng)濟 效益是不可估量的，它將為城市進一步提供良好的建

9、設(shè)和投資環(huán)境。四、單基站 CORS 勺特點投入較少：隨著南方單基站技術(shù)的成熟，只要較少的投資即可在一個中小 城市建立一個 CORS 基站，滿足當(dāng)?shù)販y量用戶不同層次空間信息技術(shù)服務(wù)的需 要：基站所在城區(qū)及近郊區(qū)、城市進出口主要交通沿線，以及以基站為中心三 十公里范圍內(nèi)區(qū)縣城鎮(zhèn)城鄉(xiāng)地區(qū)實現(xiàn)快速厘米級實時定位及事后差分。1、隨時可以升級和擴展：單基站系統(tǒng)可以隨時增加新的基站，加大實時 RTK 作業(yè)的覆蓋區(qū)域，一旦建立虛擬參考站系統(tǒng)的條件成熟，只要進行系統(tǒng)軟 件的升級，花費不大的投資，單參考站系統(tǒng)即可輕松地升級成虛擬參考站網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)。2、數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定、安全：基站連續(xù)觀測，靜態(tài)數(shù)據(jù)全天候采集，點位精

10、度高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定；用戶登錄采取授權(quán)方式，數(shù)據(jù)中心可以管理登錄用戶，數(shù)據(jù) 安全性高。3、作業(yè)范圍廣：目前基于南方單基站的 RTK 作業(yè)半徑已經(jīng)擴大到 30 公里,能夠?qū)崿F(xiàn)快速厘米級實時定位及事后差分，利用GPRS/CDMA 進行 50 公里左右RTK 測試成功案例也已經(jīng)屢見不鮮。4、施工周期短：單參考站技術(shù)經(jīng)過實踐表明它是一種比較成熟的技術(shù)，從 方案落實幵始采購設(shè)備，安裝調(diào)試，到驗收運行整個周期1 個月以內(nèi)。五、單基站方案的目標(biāo)與內(nèi)容南方單基站 CORS 方案目標(biāo)為：建立和維護測量區(qū)域內(nèi)的GPS 基準(zhǔn)站支持，為該系統(tǒng)提供一套完整的 GPS 工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其具體項目為：（1） 建設(shè)一個永久連續(xù)觀測的

11、 GPS 定位基準(zhǔn)站。（2） 建立一個可提供基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（3） 建立基準(zhǔn)站與系統(tǒng)管理中心的內(nèi)部局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。（4） 為測量用戶提供 RTK 實時差分、靜態(tài)后處理的數(shù)據(jù)信息。單基站 CORS，就是只有一個連續(xù)運行參考站。類似于一加一或一加N的 RTK，只不過基準(zhǔn)站由一個連續(xù)運行的基準(zhǔn)站代替。它將尖端科技領(lǐng)域的衛(wèi) 星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和先進的軟件幵發(fā)技術(shù)有機地結(jié)合在一 起，為用戶提供了全新、透明、可視、實時的測量服務(wù)?；鶞?zhǔn)站上有一個控制 軟件實時監(jiān)控衛(wèi)星的狀態(tài)、存儲和發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，同時有一個服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò) 差分服務(wù)和用戶管理。系統(tǒng)性能指標(biāo)項目內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)精度頭施

12、萬式水平精度高程精度RTK實時20K M 以內(nèi)10mm+1ppm20mm+1ppm20KM-40KM20mm+1ppm40mm+1ppm主要針對單位的測繪應(yīng)用，更具引用特點模式分為高精度測量、控制測量、大 比例尺測圖和施工放樣等幾項。1.靜態(tài)測量靜態(tài)方法主要是利用系統(tǒng)基準(zhǔn)站的原始觀測數(shù)據(jù)和用戶所觀測的數(shù)據(jù)聯(lián)合 處理完成的，具體內(nèi)容如下：觀測時間：1 時段，2-3 小時采樣率：15 秒使用儀器：雙頻 GPS 接收機處理軟件： 接收機廠商提供的商業(yè)軟件，廣播星歷測量精度:平面點位精度 3mm使用領(lǐng)域: 城市控制測量，工程控制測量使用方法：靜態(tài)儀器直接觀測通過網(wǎng)絡(luò)下載 CORS 基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)定位40KW 50KM50mm+1ppm80mm+1ppm應(yīng)用系統(tǒng)作業(yè)利用商業(yè)軟件進行基線處理利用商業(yè)軟件進行平差計算，得到控制點坐標(biāo)。2. 動態(tài)測量使用方法：GPRS 或 CDMA 撥號，撥叫基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入號碼。流動站 GPS 天線保持穩(wěn)定，進行初始化工作，得到RTK 固定解。這一時間根據(jù)衛(wèi)星狀況、觀測環(huán)境狀