cors

　　隨著GPS技術的飛速進步和應用普及，它在城市測量中的作用已越來越重要。當前，利用多基站網(wǎng)絡RTK技術建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）已成為城市GPS應用的發(fā)展熱點之一。CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術、計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產(chǎn)物。
　　CORS系統(tǒng)由基準站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應用系統(tǒng)五個部分組成，各基準站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡。
　　基準站網(wǎng)：基準站網(wǎng)由范圍內(nèi)均勻分布的基準站組成。負責采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并輸送至數(shù)據(jù)處理中心，同時提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務。
　　數(shù)據(jù)處理中心：系統(tǒng)的控制中心，用于接收各基準站數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，形成多基準站差分定位用戶數(shù)據(jù)，組成一定格式的數(shù)據(jù)文件，分發(fā)給用戶。數(shù)據(jù)處理中心是CORS的核心單元，也是高精度實時動態(tài)定位得以實現(xiàn)的關鍵所在。中心24小時連續(xù)不斷地根據(jù)各基準站所采集的實時觀測數(shù)據(jù)在區(qū)域內(nèi)進行整體建模解算，自動生成一個對應于流動站點位的虛擬參考站（包括基準站坐標和GPS觀測值信息）并通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡和無線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng)，向各類需要測量和導航的用戶以國際通用格式提供碼相位/載波相位差分修正信息，以便實時解算出流動站的精確點位。
　　數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：各基準站數(shù)據(jù)通過光纖專線傳輸至監(jiān)控分析中心，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸硬件設備及軟件控制模塊。
　　數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)：系統(tǒng)通過移動網(wǎng)絡、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發(fā)定位導航數(shù)據(jù)。
　　用戶應用系統(tǒng)：包括用戶信息接收系統(tǒng)、網(wǎng)絡型RTK定位系統(tǒng)、事后和快速精密定位系統(tǒng)以及自主式導航系統(tǒng)和監(jiān)控定位系統(tǒng)等。按照應用的精度不同，用戶服務子系統(tǒng)可以分為毫米級用戶系統(tǒng)，厘米級用戶系統(tǒng)，分米級用戶系統(tǒng)，米級用戶系統(tǒng)等；而按照用戶的應用不同，可以分為測繪與工程用戶（厘米、分米級），車輛導航與定位用戶（米級），高精度用戶（事后處理）、氣象用戶等幾類。
　　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）改進了初始化時間、擴大了有效工作的范圍；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）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）用戶不需架設參考站，真正實現(xiàn)單機作業(yè)，減少了費用；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）提供遠程INTERNET服務，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；7）擴大了GPS在動態(tài)領域的應用范圍，更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航；8）為建設數(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，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設施，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)代城市基礎地理信息系統(tǒng)的采集與應用體系產(chǎn)生深遠的影響。它不僅可以建立和維持城市測繪的基準框架，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。該系統(tǒng)還能提供差分定位信息，開拓交通導航的新應用，并能提供高精度、高時空分辨率、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)災害性天氣監(jiān)測預報系統(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)災害、地震等提供監(jiān)測預報服務、研究探討災害時空演化過程。
　　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)技術組成的網(wǎng)絡，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GPS服務項目的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比連續(xù)運行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。
　　1、國內(nèi)外現(xiàn)狀及背景
　　1.1國外CORS發(fā)展概況
　　國際大地測量發(fā)展的一個特點是建立全天候、全球覆蓋、高精度、動態(tài)、實時定位的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。在地面則建立相應的永久性連續(xù)運行的GPS參考站。目前世界上較發(fā)達的國家都建立或正在建立連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS）。
　　美國的GPS連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS）。它由美國國家大地測量局（NGS）負責，該系統(tǒng)的當前目標是:①使全部美國領域內(nèi)的用戶能更方便地利用該系統(tǒng)來達到厘米級水平的定位和導航；②促進用戶利用CORS來發(fā)展GIS；③監(jiān)測地殼形變；④支持遙感的應用；⑤求定大氣中水汽分布；⑥監(jiān)測電離層中自由電子濃度和分布。
　　至2001年5月，CORS已有160余個站。美國NGS宣布,為了強化CORS，從即日起，以每個月增加3個站的速度來改善該系統(tǒng)的空間覆蓋率。CORS的數(shù)據(jù)和信息包括接收的偽距和相位信息、站坐標、站移動速率矢量、GPS星歷、站四周的氣象數(shù)據(jù)等，用戶可以通過信息網(wǎng)絡，如Internet很容易下載而得到。
　　英國的連續(xù)運行GPS參考站系統(tǒng)（COGRS）的功能和目標類似于上述CORS，但結合英國本土情況,多了一項監(jiān)測英倫三島周圍海平面的相對和絕對變化的任務。目前已有近60個GPS連續(xù)運行站。
　　德國的全國衛(wèi)星定位網(wǎng)由100多個永久性GPS跟蹤站組成。它也提供4個不同層次的服務：①米級實時DGPS（精度為±1～3 m）；②厘米級實時差分GPS（精度為1～5 cm）；③精度為1cm的準實時定位；④高精度大地定位（精度優(yōu)于1 cm）。
　　其他歐洲國家，即使領土面積比較小的芬蘭、瑞士等也已建成具有類似功能的永久性GPS跟蹤網(wǎng)，作為國家地理信息系統(tǒng)的基準，為GPS差分定位、導航、地球動力學和大氣提供科學數(shù)據(jù)。
　　在亞洲，目前日本已建成近1200個GPS連續(xù)運行站網(wǎng)的綜合服務系統(tǒng)———GeoNet。它在以監(jiān)測地殼運動地震預報為主要功能的基礎上，目前結合大地測量部門、氣象部門、交通管理部門開展GPS實時定位、差分定位、GPS氣象學、車輛監(jiān)控等服務。
　　1.2國內(nèi)CORS發(fā)展概況
　　隨著國家信息化程度的提高及計算機網(wǎng)絡和通信技術的飛速發(fā)展，電子政務、電子商務、數(shù)字城市、數(shù)字省區(qū)和數(shù)字地球的工程化和現(xiàn)實化，需要采集多種實時地理空間數(shù)據(jù)，因此，中國發(fā)展CORS系統(tǒng)的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來，國內(nèi)不同行業(yè)已經(jīng)陸續(xù)建立了一些專業(yè)性的衛(wèi)星定位連續(xù)運行網(wǎng)絡，目前，為滿足國民經(jīng)濟建設信息化的需要，一大批城市、省區(qū)和行業(yè)正在籌劃建立類似的連續(xù)運行網(wǎng)絡系統(tǒng)，一個連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設高潮正在到來。
　　深圳市建立了我國第一個連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（SZCORS），目前已開始全面地測量應用。全國部分省、市也已初步建成或正在建立類似的省、市級CORS系統(tǒng)，如：廣東省、江蘇省、北京、天津、上海、廣州、東莞、成都、武漢、昆明、重慶等。
　　四川地震局建立的CDCORS，已經(jīng)運行三年多，原本主要目的是用來做監(jiān)控四川地區(qū)地震災害，但是通過對其潛在功能的挖掘，在GPS大地測量方面開發(fā)利用，通過授權撥號登錄，對外開放網(wǎng)絡使用權，實現(xiàn)用戶GPS實時高精度差分定位，取得了一定的收益。
　　2、建立CORS的必要性和意義
　　“空間數(shù)據(jù)基礎設施”是信息社會、知識經(jīng)濟時代必備的基礎設施。城市連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS）是“空間數(shù)據(jù)基礎設施”最為重要的組成部分，可以獲取各類空間的位置、時間信息及其相關的動態(tài)變化。通過建設若干永久性連續(xù)運行的GPS基準站，提供國際通用各式的基準站站點坐標和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、環(huán)境監(jiān)測、防災減災、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、速度與效率, 降低測繪勞動強度和成本, 省去測量標志保護與修復的費用, 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，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，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。所以，可以利用已建成的CORS系統(tǒng)對外開發(fā)使用，收取一定的費用，收費標準可以根據(jù)各地的投入和實際情況制定，當然這一點上更多的是社會效益。
　　(2) CORS的建立，可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監(jiān)測, 對災害進行快速預報。CORS項目完成將為城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS 應用等提供精度達厘米級的動態(tài)實時GPS 定位服務, 將極大地加快該城市基礎地理信息的建設。
　　(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設施的三維、動態(tài)、地心坐標參考框架, 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,它必將在城市經(jīng)濟建設中發(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設和投資環(huán)境。
　　3、南方CORS發(fā)展情況
　　當前國內(nèi)不同行業(yè)建設的CORS系統(tǒng)基本上還是獨立運行的，很多單位的數(shù)據(jù)只在本單位甚至是本部門內(nèi)共享和利用。目前國內(nèi)市場上的CORS建站方案動輒百萬甚至上千萬的資金投入，相對于那些對CORS只停留在小規(guī)模的應用的單位而言就顯得投入與產(chǎn)出太過于失衡，導致許多行業(yè)與單位只能對CORS系統(tǒng)望而卻步。
　　針對這種情況，我們提出了“服務現(xiàn)在、面向未來的可拓展的SOUTH-CORS解決方案”。SOUTH-CORS提供了從單基站到多基站以及多基站網(wǎng)絡系統(tǒng)的一整套解決方案。在有條件的情況下，數(shù)個SOUTH-CORS單基站增加一套中央控制器軟件就可以無縫升級到南方網(wǎng)絡CORS，這種可拓展的方案使得不同的用戶單位可以根據(jù)自身的需求選擇最佳的解決方案。
　　南方公司推出的CORS系統(tǒng)，先后在山西晉城、黑龍江哈爾濱、齊齊哈爾、山東萊州、陜西咸陽、河南洛陽、湖北隨州、咸寧、廣東大亞灣、三水等多個城市建成，近期更是一舉中標湖北宜昌測繪大隊五個基站的網(wǎng)絡CORS項目，成為首個進軍網(wǎng)絡CORS項目建設的國內(nèi)廠商。
　　在當前技術水平和市場可供產(chǎn)品條件下，根據(jù)本部門實際情況，從提高投資效益角度出發(fā)，選擇單基站CORS系統(tǒng)是比較適合一些地級市、縣測繪部門的一個優(yōu)選方案。
　　3.1單基站CORS的特點
　　投入較少
　　隨著南方單基站技術的成熟，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?shù)販y量用戶不同層次空間信息技術服務的需要：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。
　　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)絡系統(tǒng)。
　　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，點位精度高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定；用戶登錄采取授權方式，數(shù)據(jù)中心可以管理登錄用戶，數(shù)據(jù)安全性高。
　　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。
　　施工周期短
　　單參考站技術經(jīng)過實踐表明它是一種比較成熟的技術，從方案落實開始采購設備，安裝調(diào)試，到驗收運行整個周期1個月以內(nèi)。
　　3.2 單基站方案的目標與內(nèi)容
　　南方單基站CORS方案目標為：建立和維護測量區(qū)域內(nèi)的GPS基準站支持，為該系統(tǒng)提供一套完整的GPS工程技術標準，其具體項目為：
　�。�1）建設一個永久連續(xù)觀測的GPS定位基準站。
　�。�2）建立一個可提供基準站網(wǎng)絡服務的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
　�。�3）建立基準站與系統(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。
　　3.3 系統(tǒng)原理
　　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，只不過基準站由一個連續(xù)運行的基準站代替。它將尖端科技領域的衛(wèi)星定位技術和地理信息技術、通信技術和先進的軟件開發(fā)技術有機地結合在一起，為用戶提供了全新、透明、可視、實時的測量服務。基準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)送相關數(shù)據(jù)，同時有一個服務器提供網(wǎng)絡差分服務和用戶管理。
　　3.4 系統(tǒng)作業(yè)流程
　　基準站連續(xù)不間斷地觀測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)打包存儲并把基準站的衛(wèi)星信息送往服務器上Eagle軟件的指定位置。
　　移動站用戶接收定位衛(wèi)星傳來的信號，并解算出地理位置坐標。&＃160;
　　移動站用戶的數(shù)據(jù)通訊模塊通過局域網(wǎng)從服務器的指定位置獲取基準站提供的差分信息后輸入用戶單元GPS進行差分解算。
　　移動站用戶在野外完成靜態(tài)測量后，可以從基準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。
　　3.5 系統(tǒng)性能指標
　　南方單基站建成后，達到的各項性能指標：

• 通信詞典解釋