連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用

■敖琦 劉鵬 張雷

（黑龍江第二測(cè)繪工程院 黑龍江哈爾濱 150001）

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用

■敖琦 劉鵬 張雷

（黑龍江第二測(cè)繪工程院 黑龍江哈爾濱 150001）

隨著城市信息化建設(shè)發(fā)展，人們對(duì)空間數(shù)據(jù)的需求不斷擴(kuò)大，作為空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)已成為現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的重心。隨著連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)在各大城市的陸續(xù)建立，城市信息化對(duì)CORS系統(tǒng)的需求也隨之增加。本文將從連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行介紹。同時(shí)也將這個(gè)系統(tǒng)所存在的問題給予總結(jié)以便更加合理的利用該系統(tǒng)，從而更好的為社會(huì)服務(wù)。

城市信息化CORS系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展

1 城市信息化建設(shè)對(duì)CORS系統(tǒng)的需求

城市化是現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展變化的重要標(biāo)志之一，城市化的進(jìn)程也主要體現(xiàn)在城市范圍的擴(kuò)大，功能的復(fù)雜多樣和服務(wù)的趨于完善。為了滿足城市日益增長(zhǎng)的各種不同需要，進(jìn)行城市信息化建設(shè)已逐漸成為各大城市面臨的重要問題。城市信息化建設(shè)主要包含四個(gè)階段：（1）可連接用戶并且擁有高速通信能力的寬帶網(wǎng)絡(luò)；（2）支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和軟件；（3）支持各類用戶信息表達(dá)的基礎(chǔ)設(shè)施(即空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施)；（4）各類用戶的動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)。

城市信息化建設(shè)的目標(biāo)主要體現(xiàn)是在城市區(qū)域內(nèi)建立各類用戶信息采集、管理、表達(dá)與分享應(yīng)用的數(shù)字區(qū)域，以便實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)、城市發(fā)展的各種需求。

在數(shù)字區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施中，除網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議和軟件外，還有為滿足實(shí)現(xiàn)貼近用戶實(shí)際使用的必備產(chǎn)品---地圖并且可以使用戶快速、準(zhǔn)確地獲取地圖和地理坐標(biāo)的相關(guān)設(shè)備和設(shè)施。作為城市空間數(shù)據(jù)的建設(shè)基礎(chǔ)，不僅要求為建立數(shù)字區(qū)域而獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征，而且對(duì)信息采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性有較高的要求。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)研究，只有利用GNSS定位技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)CORS (continuous operational reference system)，才能滿足城市信息化建設(shè)的上述需求。連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)不僅是動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的空間數(shù)據(jù)參考框架，同時(shí)也是可以為用戶提供快速、高精度獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征功能的設(shè)施，由于以上特性功能，CORS既可成為一種重要的城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施。

2 連續(xù)運(yùn)行站在國(guó)內(nèi)建設(shè)的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)現(xiàn)已建成的CORS系統(tǒng)主要有：

（1）國(guó)家測(cè)繪局的GNSS CORS系統(tǒng)。1992年，國(guó)家測(cè)繪局在武漢建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)GPS的CORS。此后又分別在北京、拉薩、烏魯木齊、咸陽、西寧、?？?、哈爾濱等地建設(shè)了8個(gè)GNSS CORS。

（2）中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。2006年，由中國(guó)地震局、總參測(cè)繪局、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家測(cè)繪局等共同承擔(dān)，在國(guó)內(nèi)建立由260個(gè)連續(xù)觀測(cè)GNSS CORS和2000個(gè)不定期觀測(cè)站點(diǎn)構(gòu)成的、覆蓋中國(guó)大陸的高精度、高時(shí)空分辨率和自主研發(fā)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

（3）海事GNSS CORS。是由交通部海事部門通過在全國(guó)沿海建立20余個(gè)GNSS CORS，構(gòu)成衛(wèi)星定位地面差分站，用于沿海船舶的導(dǎo)航定位。

除此之外，我國(guó)更省、市地區(qū)也在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上建成了滿足地區(qū)需求的各類CORS系統(tǒng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在近幾年，國(guó)內(nèi)將建成不同用途的GNSS CORS系統(tǒng)可達(dá)千余個(gè)。

3 CORS的應(yīng)用服務(wù)及特點(diǎn)

3.1 CORS的應(yīng)用服務(wù)

CORS系統(tǒng)按照提供服務(wù)的區(qū)域和對(duì)象劃分,可以分為國(guó)家級(jí)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)、區(qū)域參考站網(wǎng)、專業(yè)應(yīng)用參考站網(wǎng)等。

國(guó)家級(jí)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)是用于維持和更新國(guó)家地心坐標(biāo)參考框架的GPS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)；是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，用于為開展全國(guó)范圍內(nèi)的高精度定位、導(dǎo)航工程建設(shè)和科學(xué)研究服務(wù)，如前文提到的CSRS就屬于此類服務(wù)。

區(qū)域參考站網(wǎng)是由省、區(qū)、市、地區(qū)政府組織協(xié)調(diào)建立的GPS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)，主要用于構(gòu)成高精度連續(xù)運(yùn)行的區(qū)域坐標(biāo)參考框架，提供不同等級(jí)精度的定位服務(wù)、衛(wèi)星軌道服務(wù)、時(shí)間服務(wù)、氣象服務(wù)、源數(shù)據(jù)服務(wù)和相關(guān)信息服務(wù)，以滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。

專業(yè)應(yīng)用參考站網(wǎng)是由相關(guān)專業(yè)單位，如測(cè)繪、地震、氣象等部門和機(jī)構(gòu)根據(jù)專業(yè)需求建立的GPS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)，主要用于專業(yè)信息和參數(shù)的服務(wù)，為滿足行業(yè)和部門工程建設(shè)和科學(xué)研究的需要提供支持。

3.2 CORS的應(yīng)用特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)帶動(dòng)CORS網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，CORS網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)都顯示出了卓越的優(yōu)越性并發(fā)揮著巨大的作用。CORS應(yīng)用于精度定位、導(dǎo)航、資源普查、測(cè)繪、形變監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)，具有以下明顯特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：a覆蓋范圍廣；b連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，可用性高；c操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用便利；d為用戶提供數(shù)據(jù)質(zhì)量保證；e有效利用現(xiàn)有資源，節(jié)省資源；f作業(yè)精度有保證；g分工明確，可用于有效安排工作；h節(jié)省頻率資源；i為相關(guān)學(xué)科提供支持，可以全面應(yīng)用于基礎(chǔ)測(cè)量、工程測(cè)量、地震及地面沉降等相關(guān)服務(wù)。

4 建設(shè)我國(guó)自主GNSS CORS系統(tǒng)的展望

目前，我國(guó)建設(shè) GNSS CORS系統(tǒng)主要存在兩個(gè)問題，首先是缺乏國(guó)家級(jí)層面對(duì)GNSS CORS系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，至今無法提供面向全國(guó)、為全國(guó)各行各業(yè)的服務(wù)系統(tǒng)；其次GNSS CORS系統(tǒng)建設(shè)缺乏國(guó)家統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)單位在各自的業(yè)務(wù)范圍內(nèi)制定符合自身需求的業(yè)務(wù)規(guī)范，導(dǎo)致國(guó)家現(xiàn)有的幾個(gè)CORS系統(tǒng)無法統(tǒng)一處理、協(xié)調(diào)共享。

為實(shí)現(xiàn)CORS系統(tǒng)的有效利用與充分建設(shè)，我國(guó)還有許多地方需要努力。首先，應(yīng)明確民用GNSS CORS系統(tǒng)建設(shè)和管理的中央政府主管部門以便開展數(shù)據(jù)共享機(jī)制和共享網(wǎng)絡(luò)。其次，制定GNSS CORS的國(guó)家技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。用于行業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一規(guī)范作業(yè)，以利節(jié)約資源、信息共享。最后利用用國(guó)家資源所建的 GNSS CORS系統(tǒng)要有誠信，要有法律制約。例如系統(tǒng)的完好性、可靠性要求必須達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。

作為新一代科技工作者也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于GNSS CORS系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)與開發(fā)，對(duì)國(guó)外相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)全面了解，承前繼后，為我國(guó)自主GNSS CORS系統(tǒng)的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

[1]李征航,黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理.武漢:武漢大學(xué)出版社,2005

[2]孔祥元,郭際明,劉宗泉等.大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ).武漢:武漢大學(xué)出版社,2006

[3]魏二虎,黃勁松.GPS測(cè)量操作與數(shù)據(jù)處理.武漢:武漢大學(xué)出版社,2007

[4]TB10054-1997.全球定位系統(tǒng) (GPS)鐵路測(cè)量規(guī)程.

[5]武漢大學(xué).石武客運(yùn)專線湖北段TJ1標(biāo)工程平面施工控制網(wǎng)工程平面施工控制網(wǎng)復(fù)測(cè)技術(shù)報(bào)告.武漢:武漢大學(xué),2008.11

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-244-1