CORS系统简介

　　司南导航www.sinognss.com：CORS系统是继GPS RTK之后出现的一种GPS RTK技术与网络技术相结合的测量新技术。CORS系统给测绘技术带来了新的革命。本文介绍CORS系统概念、原理、系统组成、国内CORS系统发展现状、在控制测量、选线测量 平断面测量、施工放样等测量中的应用。

　　1 CORS系统

　　CORS系统是继 GPS RTK 之后出现的一种卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等相结合的测量新技术。CORS 系统将网络化概念引入到了大地测量应用中，该系统的建立不仅为测绘行业带来深刻的变革，而且也将为现代网络社会中的空间信息服务带来新的思维和模式。

　　1.1 CORS的概念

　　连续运行卫星定位服务系统(Continuous Operational Reference System)，简称CORS系统)是现代GPS的发展热点之一。连续运行参考站系统可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及其他有关GPS服务项目的系统。

　　1.2 CORS的分类

　　单基站系统：就是只有一个连续运行站。类似于一加一的 RTK,只不过基准站由一个连续运行的基准站代替，基准站上有一个控制软件实时监控卫星的状态，存储和发送相关数据。

　　多基站系统：分布在一定区域内的多台连续观测站，每一个观测站都是一个单基站，同时每一个单基站还有一个中央控制计算机控制。目前国产品牌中只有南方拥有这套软件。最初的网络RTK是利用分布较为均匀的连续运行参考站(CORS)进行单站控制，用户站从一个参考站的有效精度范围进入另一个参考站的精度范围，严格意义上讲是多参考站常规RTK，如果要使基线精度优于3厘米，需要在一个区域内密集的布设参考站，站间距离应小于30km。精度随着基线的增长而衰减，且分布不均匀，如果要求按一定精度覆盖整个区域，需要架设较多的参考站。

　　多参考站： 常规RTK模式虽然在一个较大范围内满足了精度要求，但需要的投资也是巨大的，我们完全可以在一个较大的范围内均匀稀松的布设参考站，利用参考站网络的实时观测数据对覆盖区域进行系统误差建模，然后对区域内流动用户站观测数据的系统误差进行估计，尽可能消除系统误差影响，获得厘米级实时定位结果，网络RTK技术的精度覆盖范围大大增大，且精度分布均匀。

　　1.3 CORS系统的主要组成部分及原理

　　CORS 系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。基准站网：基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。

　　数据处理中心：系统的控制中心，用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，分发给用户。数据处理中心是CORS的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24小时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，自动生成一个对应于流动站点位的虚拟参考站(包括基准站坐标和GPS观测值信息)并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息，以便实时解算出流动站的精确点位。

　　数据传输系统：各基准站数据通过光纤专线传输至监控分析中心，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。

　　数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。

　　用户应用系统：包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。按照应用的精度不同，用户服务子系统可以分为毫米级用户系统，厘米级用户系统，分米级用户系统，米级用户系统等;而按照用户的应用不同，可以分为测绘与工程用户(厘米、分米级)，车辆导航与定位用户(米级)，高精度用户(事后处理)、气象用户等几类。其系统组成简图如图1所示。

　　1.4 CORS技术算法分类

　　CORS技术目前在技术算法上分成VRS、FTK、主辅站技术，其中的优略各个厂家说法不一。天宝和南方CORS方案是VRS，徕卡是主辅，拓扑康号称可以在三个技术中任意切换。

　　1.5 国内外CORS现状情况分析

　　目前，国内外CORS的研究主要集中在基础设施建设、系统自动化管理、数据采集域分发、基于网络的GNSS定位技术的开发等方面。先后出现了大量的CORS工程项目。其中具有代表性的全球和国家的项目包括：IGS跟踪站网络、美国NGSCORS、欧洲EPN永久性连续网等。国内主要有中国地壳运动观测网络 CMONOC、中国沿海无线电指向标-差分定位系统

　　(RBN-DGPS)等项目。

　　从这些项目可以看出，CORS的发展具有规模化和服务实时化两个重要趋势。首先CORS项目建设都是从某地区或行业开始，逐渐与其它地区或专业组建的网络进行互联，最终形成跨行业、跨地区、跨国家的网络，从而实现原始数据的共享与交换，其互联的前提是政策的保障以及技术标准和协议上的统一。

　　其次，定位服务实时化是CORS的另一个发展趋势。服务实时化的基础是实现原始数据的实时传输。在美国CORS的东部区域，大部分站点实现了实时的数据传输，仅需要建立必要的服务手段即可实现实时定位服务。EPN网络中德国、挪威等国家已率先利用实时载波相位差分、网络RTK技术提供实时定位服务。相比美国CORS，EPN的覆盖范围，其实时服务还是局域性的。

　　与国外相比，我国在GPS 、GNSS定位技术研发、工程建设水平基本持平，但基准站网覆盖范围、站点密度、服务内容等存在一定差距。此外由于管理及政策的原因，各地 CORS基本处于独立运行的状态，尚未实现跨行业、跨地区的联网。甚至同一地区出现不同主管部门同时建设CORS系统的这种重复投资的现象。

　　因此，建设一个地区参考站网的中远期目标要实现广域范围内的信息资源共享，提供高精度的实时定位服务等目标。

　　目前，全国各地竞相建立了各自的CORS系统，如北京、上海、成都、厦门、深圳、广州、昆明等。

　　1.6 CORS系统的应用

　　连续运行卫星定位服务系统的建成将为构建“数字中国”提供技术支撑，是现代城市采集有关交通、道路、桥梁、建筑物、地下管网等地理信息动态变化的一种基础设施。该系统可满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、车辆导航、交通监控等多种现代信息化管理的需求。

　　2 CORS系统的优势

　　2.1 GPS RTK技术的缺点

　　GPS RTK技术是目前广泛使用的测量技术之一，但它的应用受到电离层延迟和对流层延迟的影响，使原始数据产生了系统误差并导致以下缺点。

　　① 用户需要架设本地基准站;

　　② 误差随距离的增大而增大;

　　③ 误差增长使流动站和基准站的距离受到限制，一般小于15km;

　　④ 精度为1cm+10 ,可靠性随距离增大而降低。

　　CORS 技术的出现，弥补了GPS RTK技术的缺点

　　2.2 CORS系统的优势

　　与传统的RTK技术相比，CORS系统的优势有以下几点。

　　① CORS系统的覆盖范围大。CORS系统可以有多个参考站，但至少3个。若按边长70km计算，一个三角形可覆盖面积为2200km。实际上，CORS 系统可提供两种不同精度的差分信号，分为厘米级和亚米级。以上所讲的是1~2cm的高精度，若是低精度，则站与站之间的距离可以拓展到几百公里。

　　② 相对传统RTK技术，提高了测量精度。传统RTK技术随着测量距离的增加，误差会随之增大，而在CORS系统控制范围内，精度始终可以保持在1~2cm。

　　③ 可靠性也随之提高。采用了多个参考站的联合数据，大大提高了可靠性。

　　④ 更广的应用范围。CORS系统可适用于城市规划、市政管理、交通管理、机械控制、气象、环保、农业以及所有在室外进行的勘测工作。

　　⑤与传统的GPSRTK技术相比,CORS节约成本近70%，提高工作效率30%。

　　司南导航北斗地基增强系统(CORS)：http://www.sinognss.com/product/256.html

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