CORS系統(tǒng)在國土測繪中的應(yīng)用研究

左寧龍

摘要：CORS（Continuous Operational Reference System）是利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)。它是由衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技緊密結(jié)合繼而研發(fā)出的高端科技產(chǎn)品。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，CORS技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用也越來越重要，特別是在城市測繪中其更是帶來一場里程碑的變革。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng);國土測繪;應(yīng)用

1 CORS系統(tǒng)簡介

1.1 ?CORS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

CORS系統(tǒng)在技術(shù)算法上分為三種，即主輔站技術(shù)、FTK技術(shù)以及VRS技術(shù)，其將網(wǎng)絡(luò)化的理念融入基礎(chǔ)測繪應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測基準(zhǔn)的連續(xù)性、長期性以及永久性。對于傳統(tǒng)的測繪工作而言，CORS系統(tǒng)是高程控制與平面控制測量方法的一大改革，具有創(chuàng)新的時(shí)間信息與位置信息的服務(wù)模式。在測繪工作中采用CORS系統(tǒng)無需采用逐級(jí)控制、分級(jí)布網(wǎng)的模式，而且省去了布設(shè)大量測量控制點(diǎn)的環(huán)節(jié)。具體而言，CORS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)部分：基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心以及用戶接收應(yīng)用系統(tǒng)等等，整個(gè)系統(tǒng)中，監(jiān)控分析中心、基準(zhǔn)站由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接起來，形成一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。通過該網(wǎng)絡(luò)用戶所獲得的時(shí)間基準(zhǔn)與空間基準(zhǔn)不僅精度高，而且體現(xiàn)出動(dòng)態(tài)性、連續(xù)性的優(yōu)勢;在國土資源測繪過程中可以獲取精度更高的實(shí)時(shí)定位服務(wù)，提高了國土資源系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化。

基準(zhǔn)站網(wǎng)由多個(gè)基準(zhǔn)站組成，每個(gè)基準(zhǔn)站分布均勻，其主要作用是提供監(jiān)測服務(wù)，并且對GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)的主要作用是利用各種形式播發(fā)定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)，包括UHF電臺(tái)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及因特網(wǎng)等;由傳輸軟件控制模塊、相關(guān)硬件設(shè)備組成的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，主要作用是把各基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控分析中心，整個(gè)過程利用光纖專線高效完成;數(shù)據(jù)處理中心是整個(gè)CORS系統(tǒng)的核心部分，其在接收到各基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理;用戶應(yīng)用系統(tǒng)中又包含了數(shù)個(gè)子系統(tǒng)，具體有監(jiān)控定位系統(tǒng)、自主導(dǎo)航系統(tǒng)、RTK定位系統(tǒng)、事后定位系統(tǒng)及用戶信息接收系統(tǒng)等等;根據(jù)具體的應(yīng)用類型又可以將用戶應(yīng)用系統(tǒng)分為氣象用戶、高精度用戶、車輛定位與導(dǎo)航用戶、工程與測繪用戶等等多種。

1.2 CORS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 自動(dòng)化和智能化

CORS系統(tǒng)服務(wù)體系下能夠?qū)崿F(xiàn)工作自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)記錄功能、差分解算功能和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能等。

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)化

隨著GPS差分解算技術(shù)的發(fā)展，并與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，GPS參考站之間實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)和統(tǒng)一控制。在單參考站工作模式下，各個(gè)參考站獨(dú)立發(fā)送差分信息，互相不關(guān)聯(lián)。而多參考站網(wǎng)絡(luò)化的CORS系統(tǒng)中，單個(gè)參考站作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，GPS數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸、處理和存儲(chǔ)，所有GPS參考站通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心形成一個(gè)高度網(wǎng)絡(luò)化群體。

1.2.3 快速定位

CORS系統(tǒng)在其服務(wù)范圍內(nèi)可以實(shí)時(shí)地獲取高精度的三維坐標(biāo)成果，能夠?qū)崿F(xiàn)GPS快速定位測量。

1.2.4 高可靠性

即使CORS系統(tǒng)參考站中一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)參考站不能正常工作，也可以由剩下的可正常工作的參考站進(jìn)行解算，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，網(wǎng)絡(luò)RTK流動(dòng)站采用固定的通信數(shù)據(jù)鏈（GPRS/CDMA），減少了無線電噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈路可靠性。

2 CORS系統(tǒng)在國土資源測繪中的操作應(yīng)用

2.1 CORS系統(tǒng)設(shè)置及相關(guān)要求

在應(yīng)用CORS系統(tǒng)過程中，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測量時(shí)，只需在系統(tǒng)中接入一臺(tái)或幾臺(tái)流動(dòng)站即可獲取待測圖根點(diǎn)或碎部點(diǎn)的坐標(biāo)，無需單獨(dú)架設(shè)基準(zhǔn)站，實(shí)施過程中要在流動(dòng)站控制手簿中做好相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，包括名稱、方式、APN、地址、端口、接入點(diǎn)及用戶和密碼等等;坐標(biāo)系統(tǒng)在工程設(shè)置模塊編輯，需輸入相關(guān)參數(shù)，包括系統(tǒng)名稱、橢球名稱、中央子午線、投影方式與具體比例尺等等。

2.2 流動(dòng)站外業(yè)施測

2.2.1 測量圖根點(diǎn)。圖根控制測量的操作要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：用三角架架設(shè)流站，保證對中整平，天線高量測至毫米級(jí)別;開始觀測前儀器要恢復(fù)初始化狀態(tài)，獲取固定解;如果在特定時(shí)間內(nèi)無法獲得固定解，可以將通信鏈路斷開后重復(fù)初始化操作;每個(gè)圖根點(diǎn)以3s采樣率至少觀測兩個(gè)測回，每測回觀測25歷元;每測回間的平面坐標(biāo)較差控制在4cm以內(nèi)，最終結(jié)果選擇兩測回的平均值;保證每測回圖根控制點(diǎn)的測量定位結(jié)構(gòu)為固定解，測量過程中，要將圖根控制點(diǎn)的平面收斂精度控制在2cm以內(nèi)，且高程收斂精度要控制在3cm以內(nèi)，并保持續(xù)穩(wěn)定才能開始記錄;對每個(gè)圖根控制點(diǎn)兩次測量的平面與高程較差進(jìn)行比對，可以計(jì)算出圖根控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差、最大點(diǎn)位中誤差、高程中誤差以及最大較差等相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2.2 測量碎部點(diǎn)。利用CORS系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)測量碎部點(diǎn)過程中，要專門設(shè)定一人進(jìn)行流動(dòng)站控制手簿的操作，在待測的碎部點(diǎn)進(jìn)行采集，然后將繪圖編碼輸入進(jìn)去，控制手簿會(huì)將采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)起來;測量出某個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形與地物點(diǎn)位后，再將其傳輸至計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，利用繪圖軟件進(jìn)行分析，然后將所需的地形圖輸出。利用RTK技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)位測量，最大的特點(diǎn)是對點(diǎn)間的通視條件沒有要求，無需頻繁換站也可順利測量;而且可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)流動(dòng)站的同步作業(yè)，測圖的工作效率得到大幅提升。不過需要注意一點(diǎn)，即對于一些遮蔽地帶而言，在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)可能會(huì)受到影響，所以要采用全站儀進(jìn)行配合施工，碎部測量可以通過極坐標(biāo)法或圖解法來實(shí)現(xiàn)。

2.3 CORS系統(tǒng)的應(yīng)用注意事項(xiàng)

在操作CORS的系統(tǒng)過程中需要注意以下三點(diǎn)：

首先，由于多個(gè)因素均會(huì)對網(wǎng)絡(luò)RTK的應(yīng)用產(chǎn)生影響，因此在操作過程中要對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，以保證其可靠性;在做任何一項(xiàng)作業(yè)前，均要在測區(qū)附近確定下一個(gè)已知控制點(diǎn)，獲得固定解后要進(jìn)行測前檢查，保證檢查結(jié)果合格才能進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)采集。如果測前檢查不合格，則要將連接及時(shí)斷開，然后重新啟動(dòng)，重新連接，獲得固定解后再進(jìn)行測前檢查，直至檢查合格方可。通常在結(jié)束一個(gè)測段后，還要在附近尋找另外一個(gè)控制點(diǎn)，然后再進(jìn)行測后檢查，測后檢查的主要作用是對數(shù)據(jù)采集過程精度的可靠性進(jìn)行判斷。

其次，在控制測量中要注意采用三角架，主要目的是提高對中精度;而且每次完成一測回的測量后要重新擺設(shè)三角架，進(jìn)行重新對中，然后再與接收機(jī)相連接，以保證成果數(shù)據(jù)的精度。

最后，在選擇觀測條件時(shí)，測量過程中要注意避開干擾源，防止其他信號(hào)的干擾，有些區(qū)域RTK無法獲得信號(hào)，包括一些建筑具有較強(qiáng)的反射性、水面面積較大、通信發(fā)射塔、高壓輸電線路、植被比較密集的區(qū)域等，均無法工作。

3 結(jié)語

總之，CORS系統(tǒng)是基于現(xiàn)代GNSS技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)及實(shí)時(shí)定位技術(shù)的大型定位與導(dǎo)航綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在國土資源測繪過程利用CORS，可以提高獲取相關(guān)地理特征與空間數(shù)據(jù)的效率與精度。

參考文獻(xiàn)

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