CORS技術的研究進程和發(fā)展趨勢

凌敏

摘 要：江蘇沿海地區(qū)是全省最具發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域之一，是今后江蘇發(fā)展的又一個重要經(jīng)濟增長極。目前，以北斗為主體的CORS系統(tǒng)已經(jīng)成為區(qū)域基礎地理信息數(shù)據(jù)采集的框架基準，高精度應用是其最具特色的服務，基于位置行業(yè)應用、分析、決策系統(tǒng)在江蘇沿海產(chǎn)業(yè)帶規(guī)劃發(fā)展中扮演著越來越重的角色。

關鍵詞：CORS技術；江蘇；沿海地區(qū)；產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

中圖分類號：TP39 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0191-02

1 概述

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（Continuously Operating Reference System，CORS）是集技術設計、軟硬件開發(fā)、系統(tǒng)集成、應用分析為一體的綜合服務系統(tǒng)，主要由基準站系統(tǒng)、控制中心（包括管理系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、服務系統(tǒng)三部分）和用戶三部分組成。目前，系統(tǒng)承擔著為亟需高精度時間和位置服務的各級測繪部門提供全時域、連續(xù)的、統(tǒng)一時空基準，并向?qū)Ш健⑹跁r、氣象、災害監(jiān)測部門提供各種數(shù)據(jù)服務的任務，同時也為國土、規(guī)劃、交通、城建和土地資源管理等部門或者單位提供準確的位置信息。在現(xiàn)代職業(yè)教育中，為了提升GNSS課程的動態(tài)測量教學更好的服務于生產(chǎn)實踐，各學校陸續(xù)開始建立CORS基準站，如上海市城市建設工程學校（上海市園林學校）于2016年底建立了CORS基準站。

2 CORS技術及其優(yōu)勢

2.1 CORS技術簡介

CORS技術從網(wǎng)絡定位角度上來說，它是以網(wǎng)絡通訊數(shù)據(jù)鏈為基礎，利用GPS來進行精確定位的網(wǎng)絡RTK技術。目前，國內(nèi)外主要的網(wǎng)絡RTK技術有VRS技術、MAC技術、FKP技術和MCBI技術等。CORS技術以GPS定位技術為基礎，結合計算機、網(wǎng)絡和無線通訊技術，集合多種技術優(yōu)勢于一身，在保證高精度、高可靠性的位置服務的同時，進一步拓寬GPS應用的深度和廣度，標志著GPS未來的發(fā)展方向。

基于CORS的VRS技術是多參考站在Internet網(wǎng)絡環(huán)境下的GPS實時動態(tài)差分定位技術。用戶獲取高精度定位的過程，是先將接收機的概略位置發(fā)送到地面控制中心，地面控制中心通過各參考站建立起來的的精確誤差模型，在用戶流動站附近建立一個虛擬的基準站，并根據(jù)周邊的基準站虛擬出一個經(jīng)精確改正后觀測值發(fā)送給用戶，用戶根據(jù)這個改正值進行精確定位。這樣既解決了定位精度的問題，也突破了RTK遠距離作業(yè)的限制。

VRS的技術優(yōu)勢在于它通過網(wǎng)絡服務器來計算整個系統(tǒng)內(nèi)基準站的電離層和對流層模型，并建立參數(shù)改正信息，以消除電離層和對流層對高精度定位測量的影響。在系統(tǒng)合理的覆蓋范圍內(nèi)，信號的可利用性、成果的可靠性和數(shù)據(jù)精度大致相同，同離最近參考站的距離沒有十分明確的相關性。VRS技術要求流動站與控制中心之間的通訊必須是雙向的，系統(tǒng)工作時流動站既要接收來自控制中心的誤差改正數(shù)據(jù)，也要實時向控制中心發(fā)送自身的位置和狀態(tài)，且數(shù)據(jù)在流動站與控制中心交換的過程中必須是唯一的。

CORS在網(wǎng)絡RTK技術的發(fā)展推動下，正在大規(guī)模建立、覆蓋和推廣，進一步促進了國內(nèi)GPS的產(chǎn)業(yè)化，滿足了城市及行業(yè)對全時域、高精度空間位置信息的迫切需求。在我國，為了滿足不同部門、不同行業(yè)的專題需求，也陸續(xù)建立了一些專業(yè)化的連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中最具有代表的是中國地殼運動觀測網(wǎng)絡，是以中國地震局為主，國家測繪局、中國海事局、信息產(chǎn)業(yè)部和上海地方政府為輔，以不同功用的系統(tǒng)網(wǎng)絡共同組建而成，具備統(tǒng)一的參考基準，可無線電定位，同時對大氣空間和電離層進行監(jiān)測分析。

2.2 CORS技術研究進程

我國的連續(xù)運行參考站系統(tǒng)建設大致經(jīng)歷了兩個時期：第一，是在國家層面上的，由國家各部委，根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略的需求，建立服務于國家基礎建設、能源勘察、地學研究和大氣監(jiān)測等重要工程的基礎框架。1992年，在武漢建立了國內(nèi)第一個用于全球陸地參考框架定義以及GPS衛(wèi)星軌道確定的GPS永久性跟蹤站。在1995年到1999年，又相繼在北京、拉薩、烏魯木齊、咸陽、西寧、海口和哈爾濱等地建立了連續(xù)運行的GPS參考站，主要任務就是建立國家級大地控制基準，為我國地心坐標框架建設提供參考依據(jù)。在2006年，國家發(fā)改委審批通過了由六部委聯(lián)合提請的“中國大陸環(huán)境構造監(jiān)測網(wǎng)絡”項目，該項目在全國范圍內(nèi)建成GNSS連續(xù)運行參考站260個，全國最大的連續(xù)運行參考網(wǎng)系統(tǒng)標志建成。

第二個時期，是省、地區(qū)層面上的，建立適用于區(qū)域發(fā)展的省、市級參考框架，專門服務于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。深圳SZCORS是我國建立的第一個實用化的地市級GNSS連續(xù)運行參考站系統(tǒng)，江蘇JSCORS是全國最早在全省范圍內(nèi)全覆蓋的省級網(wǎng)絡RTK參考站網(wǎng)。

2.3 CORS技術優(yōu)勢

CORS用戶有很多常規(guī)測量技術所不能比擬的優(yōu)勢，隨著CORS技術發(fā)展的日益成熟，將對國家經(jīng)濟建設和科技進步起到至關重要的作用。CORS等空間基礎設施宏觀規(guī)劃力度將具有增強化趨勢；學科交叉與CORS的應用將具有多極化發(fā)展的趨勢；CORS站的分布密度與廣度將具有增強化趨勢；CORS建設模式及其服務將具有綜合化與共享化的趨勢；CORS等空間基準建設將具有加速和數(shù)字化程度增強的趨勢。具體來說，隨著CORS技術標準和協(xié)議的日趨統(tǒng)一和完善，政府政策上的保護疊加，CORS的發(fā)展逐漸從單一地區(qū)、單一角色開始，逐步滲透進入其他地區(qū)和行業(yè)網(wǎng)絡，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的共享與交換，互聯(lián)互通日漸頻繁，大大增加了系統(tǒng)的整體功能。另外，在原始數(shù)據(jù)層面上，運用相關的技術，實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的實時傳輸是對服務實時化的基礎保障，從而實現(xiàn)實時定位服務。

目前，我國各省及地區(qū)的CORS服務網(wǎng)絡已經(jīng)發(fā)展為以北斗衛(wèi)星導航為主體、兼容GPS、GLONASS衛(wèi)星星座，形成統(tǒng)一、高精度的、多系統(tǒng)集成地基增強系統(tǒng)網(wǎng)絡。江蘇JSCORS已成為城市信息化的重要組成部分，在諸多領域如測繪、GIS應用、氣象、物體跟綜、車船導航定位、公安消防等已廣泛使用，可提供全天候、高精度、多尺度、多維度、動態(tài)導航定位服務；提供三維、動態(tài)的城市空間基礎設施地心坐標參考框架。截至目前，江蘇JSCORS省網(wǎng)站點分布已覆蓋全省，其在沿海地區(qū)的分布也較為密集。endprint

3 CORS技術發(fā)展趨勢

隨著計算機軟硬件的飛速發(fā)展，已經(jīng)完全能夠滿足海量數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的實時分發(fā)，CORS是面向用戶建立的公共基準站網(wǎng)絡，就其發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)為以下幾點：

（1）CORS將在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)廣泛的信息資源共享，提供高精度的實時定位服務等目標，實現(xiàn)真正的跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨應用的組網(wǎng)服務。為進一步推進城市基礎設施建設，在地理信息服務層面上實現(xiàn)城市、產(chǎn)業(yè)、港口真正的數(shù)字化、信息化、智能化，從而給區(qū)域規(guī)劃建設帶來前所未有的信息支撐。

（2）CORS將得到進一步的廣泛應用。目前，CORS在多個領域得到廣泛應用，但是系統(tǒng)的特點和優(yōu)越性還沒得到充分的發(fā)揮和展示，所應用的工程類型還不夠全面，相信不久的將來，特別是在導航應用市場和高精度的工程測量中，CORS必將得到深入的應用。

（3）CORS的技術將得到進一步優(yōu)化。網(wǎng)絡RTK的定位精度、效率和可靠性得到充分保證，CORS必將提高長距離的RTK精度，各類誤差源能得到更好的消弱和消除。

（4）隨著科學技術的迅猛發(fā)展，人們對利用無線電通訊的依賴也越來越強，比如人類向太空發(fā)展，以及以無線電作為信號的各種衛(wèi)星。CORS在對電離層的各種活動進行實時的監(jiān)測和預報中發(fā)揮更大的作用。CORS將聯(lián)合多種GNSS系統(tǒng)對電離層進行監(jiān)測處理，提高電離層探測的精度。

4 CORS技術在江蘇沿海產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的應用

目前，江蘇沿海產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正處在基礎設施建設階段，而基礎設施建設各個環(huán)節(jié)都迫切需要基礎地理信息數(shù)據(jù)的支持。CORS作為基礎地理信息數(shù)據(jù)采集的整體框架基準，為現(xiàn)代社會的地理空間信息服務帶來新的思維和模式，使其成為沿海產(chǎn)業(yè)帶規(guī)劃發(fā)展的應用中最具推廣價值的技術之一。

（1）江蘇JSCORS系統(tǒng)目前已升級成為以北斗衛(wèi)星導航為主體，兼容GPS、GLONASS星座，形成高精度、統(tǒng)一、多系統(tǒng)集成的GNSS地基增強系統(tǒng)。高精度應用是CORS最具特色的服務，是整個基于位置服務行業(yè)的新增長點。此外，在北斗軍民融合上升為國家戰(zhàn)略的大背景下，以北斗為主體的CORS服務民用市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長的局面。其中，在行業(yè)應用方面，工程測量、資源勘察、氣象預報、農(nóng)業(yè)精細化生產(chǎn)等領域的示范應用將逐漸推廣。大眾市場方面，民生關愛將成為主要增長點，CORS智能安全學生證、CORS智能安全校園管理系統(tǒng)平臺、老人關愛卡等將成為發(fā)展重點，消費端定位導航服務將逐步延伸到消費、娛樂、社交等眾多應用領域。

（2）積極推動CORS服務附加產(chǎn)業(yè)發(fā)展。CORS服務產(chǎn)業(yè)鏈將逐步向下游延伸，融合地基和星基增強系統(tǒng)，培育“亞米級”新興應用市場，從單純終端銷售向服務環(huán)節(jié)延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，創(chuàng)新應用。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展也將帶動CORS服務全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，不同應用領域所采取的商業(yè)模式也靈活多變，服務質(zhì)量日趨提高，如：交通運輸領域可采取“用戶免費安裝終端、收取年費服務”模式，服務的精度完成最后的100米、最后10米，對交通平臺的管理實現(xiàn)分米級、甚至厘米級的貼身服務；海洋漁業(yè)領域可采取“低價終端產(chǎn)品+免費應用平臺+長期運營服務”模式，精準的位置服務實現(xiàn)了精細的漁業(yè)資源管理。

（3）CORS服務對政府決策、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局也有一定的促進作用，滿足智慧沿海產(chǎn)業(yè)帶規(guī)劃建設的迫切需求。地區(qū)發(fā)展，基礎先行。測繪作為基礎的地理信息數(shù)據(jù)提供者，是地區(qū)發(fā)展的排頭兵。一般來說，測繪活動的熱點區(qū)域，也是地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展的熱點區(qū)域，可以客觀反映經(jīng)濟發(fā)展的趨勢和預估。利用CORS來監(jiān)控測繪活動的熱點，再將測繪活動的熱點分析數(shù)據(jù)與經(jīng)濟發(fā)展情況相結合，分析區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)帶規(guī)劃熱點的契合程度，以輔助政府、規(guī)劃部門及時調(diào)整經(jīng)濟發(fā)展方向，讓地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃協(xié)調(diào)一致。

（4）CORS服務應用于精準農(nóng)業(yè)與海洋特色產(chǎn)業(yè)。在精準農(nóng)業(yè)和海洋特色產(chǎn)業(yè)中應用最廣泛的是各種各樣的傳感器和無處不在的網(wǎng)絡，用于感知和傳輸被監(jiān)測的植被、土壤、水資源、氣象、病蟲害等信息，但是這些以點為單位的感知信息只有結合了精準的時間和位置才能對發(fā)生的事件進行準確評估，讓“精準”更有意義，讓決策更貼合實際，讓管理更加精細。

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