淺談CORS系統(tǒng)在國土測繪中的應用

史國強

摘 要：隨著GPS應用的普及，CORS作為其重要的基礎設施，支持的定位服務模式越來越豐富。當前國內CORS基準站越來越多，CORS能實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供GPS觀測值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及靈活多樣的定位服務，現(xiàn)已廣泛應用于城市工程測量、土地測量和航空攝影測量等領域，由于其能實時提供待定點的坐標，較靜態(tài)定位方式給測量帶來了很大方便。

關鍵詞：CORS 測量 坐標

1.建立CORS的必要性和意義.

1.1CORS（Continuous Operational Reference Systems）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。

1.2CORS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、物體跟蹤、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。

1.3CORS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，它必將在城市經濟建設中發(fā)揮重要作用。.

2.南方CORS基站測量系統(tǒng)介紹.

GPS CORS采用因特網、GPRS或CDMA作為差分信號傳輸?shù)妮d體，借用成熟的網絡和移動通訊技術，使差分信號的傳輸不受距離的限制，充分發(fā)揮出GPS RTK技術的效能，是當今GPS定位的最新技術和發(fā)展趨勢，在國土資源測繪、交通等方面發(fā)揮了非常重要作用。單基站CORS系統(tǒng)由基準站網、數(shù)據處理中心、數(shù)據傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據播發(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)據傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網絡。

數(shù)據處理中心：系統(tǒng)的控制中心，用于接收各基準站數(shù)據，進行數(shù)據處理，形成多基準站差分定位用戶數(shù)據，組成一定格式的數(shù)據文件，分發(fā)給用戶。

數(shù)據播發(fā)系統(tǒng)：系統(tǒng)通過移動網絡、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發(fā)定位導航數(shù)據。

數(shù)據傳輸系統(tǒng)：各基準站數(shù)據通過光纖專線傳輸至監(jiān)控分析中心，該系統(tǒng)包括數(shù)據傳輸硬件設備及軟件控制模塊。

用戶應用系統(tǒng)：包括用戶信息接收系統(tǒng)、網絡型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。

基準站：負責采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據并輸送至數(shù)據處理中心，同時提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務。

3.GPS控制測量.

為了更好的服務于晉城市經濟建設，晉城市國土測繪院與2007年投資建設CORS基站，覆蓋半徑為50公里，在建設CORS基站時，我院布設了晉城了D級GPS控制網，其坐標系統(tǒng)為：西安80坐標系3°帶，中央子午線為114°，高程系統(tǒng)為1985年國家高程基準。

3.1GPS網的布設

考慮到以上因素和所布設圖形的幾何強度，我們將GPS控制網布設成大地四邊形，圖形之間的連接采用邊連式，觀測方式采用同步觀測環(huán)，最終形成一個直伸的大地四邊形控制網。該種布網方式進行觀測可以產生大量的坐標閉合條件和重復觀測基線，當網中有基線解算結果不理想時，可靈活地選擇基線組成新的網形而避免重復觀測，該種布網方式具有較高的可靠性和幾何圖形強度。

3.2GPS選點

為了確定80坐標系與WGS-84坐標系的轉換參數(shù)，本次布設GPS控制網選點只能利用80控制網點，一方面這些控制點有原始控制測量資料，包括點的平面坐標、高程、坐標系統(tǒng)、點之記、技術總結等有關資料。另一方面這些控制點點位標石具有穩(wěn)定性、完好性，以及覘標的安全可用性。

3.3GPS接收機檢定

為了保證GPS靜態(tài)定位測量順利完成，作業(yè)前GPS必須先進行檢驗，檢定項目和檢定方法見國家測繪局發(fā)布的中華人民共和國測繪行業(yè)標準，全球定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機檢定規(guī)程（1995-07-01）。

3.4GPS觀測

3.4.1 GPS作業(yè)技術依據

GPS控制網觀測的作業(yè)技術依據為《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314―2001）和全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程（CJJ 73—97）。采用靜態(tài)相對定位原理。

3.4.2 GPS作業(yè)基本技術要求：

衛(wèi)星截止高度角≥15°；有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥8顆；平均重復設站數(shù)≥2； 同步觀測時段長度≥60min；數(shù)據采樣間隔為30s；衛(wèi)星幾何狀態(tài)指標PDOP值≤4。

3.5 GPS數(shù)據處理

3.5.1 GPS數(shù)據采集

本次作業(yè)采用4臺靈銳82雙頻GPS接收機進行觀測的。按D級GPS控制網的精度進行數(shù)據采集。依據GPS觀測要求進行作業(yè)。

3.5.2 GPS數(shù)據預處理

GPS數(shù)據預處理的目的是：對數(shù)據進行平滑濾波檢驗，剔除粗差；統(tǒng)一數(shù)據文件格式并將各類數(shù)據文件加工成標準化文件（如GPS衛(wèi)星軌道方程的標準化，衛(wèi)星時鐘鐘差標準化，觀測值文件標準化等），找出整周跳變點并修復觀測值；對觀測值進行各種模型改正。首先進行粗差探測，然后進行基線的預處理，檢查單位權中誤差是否超限。

4.CORS系統(tǒng)優(yōu)勢.

與傳統(tǒng)方法比較，CORS系統(tǒng)有以下優(yōu)點：

4.1作業(yè)精度高。點位中誤差為±1cm，使用常規(guī)方法需從高等控制點，引入支導線或附合導線進測區(qū)，線路長時精度較難保證，且精度差別較大，采用CORS作業(yè)，減少了作業(yè)環(huán)節(jié)，提高了精度，點位誤差分布均勻。

4.2作業(yè)效率高。41宗地外業(yè)只用了4.5天，平均每組日完成4.6宗地外業(yè)測量工作，這在以前用常規(guī)方法是不可能實現(xiàn)的。常規(guī)方法需尋找并引入控制點，耽擱較長時間，每組日至多三宗。

4.3實時定點且定點精度可即時知道。

4.4操作簡單，單人即可完成作業(yè)。

4.5作業(yè)成本低等特點。

當然它也存在缺點：由于是接收衛(wèi)星信號，在建筑物密集地區(qū)，收到的衛(wèi)星數(shù)量較少，接收信號困難，長時間得不到固定解。

5.結論.

CORS是目前國內GPS的最新技術和發(fā)展趨勢，它能夠在全年連續(xù)不斷地運行。用戶只需一臺雙頻GPS接收機即可進行實時的快速定位、又能實時知道定位精度，具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強、覆蓋率廣等優(yōu)點，改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)模式，以其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特點在城市勘測中逐步得到廣泛的應用。

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