CORS 系統的技術特點及應用現狀

龍洋 許江濤 朱睿

近幾十年來，全球定位系統技術高速發展并得到廣泛應用。目前，利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統(Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS)已成為城市GPS應用的發展熱點之一。CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等技術結合的產物，服務于測繪和氣象輔助預報、地震監測、規劃建設、交通導航管理等眾多領域。

1 CORS系統總體結構設計

CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、數據分發系統、用戶應用系統五個部分組成。各基準站與數據處理中心通過數據傳輸系統連接成一個專用網絡。基準站網由范圍內均勻分布的基準站組成。它負責衛星信號的捕獲、跟蹤、采集與傳輸，同時提供系統完好性監測服務。它是系統的數據來源，該子系統的穩定性和可靠性將直接影響到系統的性能。數據處理中心是系統的核心。用于數據分流與處理、對各參考站設備狀態、正常性進行監測管理，以及向各類用戶提供數據服務和計算服務。數據傳輸系統:把參考站GPS觀測數據通過光纖專線傳輸至系統監控分析中心，同時把系統差分信息傳輸至用戶。數據分發系統通過移動網絡、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發定位導航數據。用戶應用系統包括用戶信息接收系統、網絡型RTK定位系統、事后和快速精密定位系統以及自主式導航系統和監控定位系統等。按照應用的精度不同，用戶服務子系統可以分為厘米級用戶系統，分米級用戶系統，米級用戶系統等;而按照用戶實際的不同目的，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。

2 CORS系統功能

利用CORS系統建立區域級別的動態的連續參考框架的方法，可以結合本區域內精化大地水準面成果，向測繪及相關應用領域提供高精度的、連續的、動態的、三維的空間坐標參考框架;精密實時和事后定位功能，開展向城市規劃、工程測量、水利建設、道路施工、礦山建設、氣象預報、精細農業等精密定位用戶提供厘米級(或以上)精度的定位服務;建立覆蓋省或本區域的精確導航的網絡，開展向交通、物流、GIS數據采集等用戶提供米級精度的定位服務。

3 CORS系統的優勢

1)采用連續基站，使用戶可以隨時觀測，提高了工作效率;2)擁有完善的數據監控系統，可以有效地消除系統誤差和周跳，增強差分作業精度的可靠性;3)使用固定可靠的數據鏈通訊方式，減少了噪聲干擾;4)擴大了GPS在動態領域的應用范圍，更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航;5)為建設數字化城市提供了新的方式和方法。CORS系統不僅是一個動態的、連續的定位框架基準，同時也是快速、高精度獲取空間數據和地理特征的重要的城市基礎設施。CORS可在城市區域內向大量用戶同時提供高精度、高可靠性、實時的定位信息，并實現城市測繪數據的完整統一。從保護環境、保護城市安全及防災減災角度來講，也必須防患于未然。CORS系統可以幫助建立起長期的、連續的災害監測系統，快速預報預防可能的緊急降雨，監測并預報構造斷裂帶的活動，監測并預報大型高層建筑物或其他大型工程及地表構造的變形，因此是城市防災減災安全監控必不可少的基礎設施。

4 建立CORS的意義

4.1 CORS的建立可以大大提高測繪精度尤其是實現高程測定模式的現代化轉變

傳統的高程測量，主要依靠逐點傳遞的水準測量，但這一作業方式勞動強度大、投資高、工期長，而且水準標志也容易遭到破壞。此外，由于長距離逐點傳遞高程，誤差會隨之積累。

利用GPS定位技術、水準測量技術、現代地球重力場確定理論和方法，確定了省級厘米級似大地水準面模型，利用此模型結合GPS測量技術快速地獲取地面點的海拔高，取代傳統的三等及以下水準測量，改變傳統的水準測量模式，實現高程測定模式的現代化轉變。

4.2 CORS的建立可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監測，對災害進行快速預報

CORS項目的完成將為城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟蹤、公安消防、測繪、GIS應用等提供精度達厘米級的動態實時GPS定位服務，將極大地加快城市基礎地理信息建設的步伐。

4.3 CORS將是城市信息化的重要組成部分

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、地心坐標參考框架，從而從實時的空間位置信息面上實現真正的城市數字化。CORS建成能對各等級測量控制成果進行更新和維護，而且建立全新的綜合服務平臺和測繪增值服務系統，可以實現多坐標系數據成果的實時動態發布，為各項經濟建設順利的進行提供保障。

以我國第一個實時化的動態定位系統——深圳市CORS系統為例，其主要功能是:1)采用VRS技術提供GPS實時測量數據服務，滿足非隱蔽區工程測量、地圖修測等要求，利用一臺測量型GPS接收機即可進行城市各級控制網點測量;2)采用GSM數據通信技術進行實時定位的數據服務，利用Internet實現事后精密定位的數據服務;3)完成了永久性基準站網絡系統，可升級為國家級GPS跟蹤站、國家地殼形變監測站。

5 結語

連續運行衛星定位服務綜合系統(CORS)是實現省域、區域現代化、大眾化的地球空間信息服務的重要的基礎設施，是“數字城市”基礎地理空間框架設施之一，旨在建立一個高精度、高時空分辨率、高效率、高覆蓋率的GNSS綜合信息服務網，把全球導航衛星系統(GNSS)這一高新技術綜合應用于所在區域的大地測量、工程測量、氣象監測、地震監測、地面沉降監測以及城市地理信息系統等領域。同時兼顧社會公共定位服務，以滿足日益增長的城市綜合管理與城市化建設的需求，為社會發展做出更大貢獻。

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