卫星定位连续运行参考站

1、卫星定位连续运行参考站（ CORS）CORS 随着 GPS 技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量 中的作用已越来越重要。 当前，利用多基站网络 RTK 技术建立的连 续运行卫星定位服务综合系统 （Continuous Operational Reference缩yster 写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是 卫星定位技术、 计算机网络技术、 数字通讯技术等高新科技多方位、 深度结晶的产物。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

2、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

3、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、Interne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） ，

4、高精度用户（事后处理） 、气象用户等几类 。CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式，其主要优势体 现在： 1）改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围； 2）采用连 续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率； 3）拥有 完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分 作业的可靠性； 4）用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少 了费用； 5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰； 6） 提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；7）扩大了 GPS在 动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航；8）为建设数字化城市提供了新的契机。CORS系统

5、仅是一个动态的、连续的定位框架基准，同时也是 快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施 ， CORS 可在城市区域内向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实 时的定位信息，并实现城市测绘数据的完整统一，这将对现代城市 基础地理信息系统的采集与应用体系产生深远的影响。它不仅可以 建立和维持城市测绘的基准框架，更可以全自动、全天候、实时提 供高精度空间和时间信息，成为区域规划、管理和决策的基础。该 系统还能提供差分定位信息，开拓交通导航的新应用，并能提供高 精度、高时空分辨率、全天候、近实时、连续的可降水汽量变化序 列，并由此逐步形成地区灾害性天气监测预报系统。此外， CORS 系统可

6、用于通信系统和电力系统中高精度的时间同步 ，并能就地面 沉降、地质灾害、地震等提供监测预报服务、研究探讨灾害时空演 化过程。连续运行参考站系统（CORS）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。 与传统的 GPS 作业相比 连续运行参考站具有作用范围广、精度高、 野外单机作业等众多优点 。1、国内外现状及背景1.1国夕卜CORS发

7、展概况 国际大地测量发展的一个特点是建立全天候、全球覆盖、高精度、动态、实时定位的卫星导航系统。在地面则建立相应的永久性 连续运行的 GPS 参考站。目前世界上较发达的国家都建立或正在建 立连续运行参考站系统（ CORS）。1、 美国的 GPS 连续运行参考站系统（ CORS）。它由美国国家大地测量局（NGS）负责，该系统的当前目标是： 使全部美国领域内的用户能更方便地利用该系统来达到厘米级水平 的定位和导航；促进用户利用CORS来发展GIS;监测地壳形 变； 支持遥感的应用； 求定大气中水汽分布； 监测电离层中 自由电子浓度和分布。2、至2001年5月，CORS已有160余个站。3、 美国N

8、GS宣布,为了强化CORS,从即日起，以每个月增加 3 个站的速度来改善该系统的空间覆盖率。 CORS 的数据和信息包括 接收的伪距和相位信息、站坐标、站移动速率矢量、GPS 星历、站四周的气象数据等，用户可以通过信息网络，女口Interne很容易下载而得到。5、英国的连续运行 GPS参考站系统（COGRS的功能和目标类似 于上述CORS,但结合英国本土情况，多了一项监测英伦三岛周围海 平面的相对和绝对变化的任务。目前已有近60个GPS连续运行站。6、的全国卫星定位网由 100多个永久性 GPS 跟踪站组成。 它也提 供4个不同层次的服务：米级实时DGPS（精度为±3 m）;厘 米级

9、实时差分GPS （精度为 5 cm；精度为1cm勺准实时定位； 高精度大地定位（精度优于1 cm。7、其他欧洲国家， 即使领土面积比较小的芬兰、 瑞士等也已建成 具有类似功能的永久性 GPS 跟踪网，作为国家地理信息系统的基 准，为GPS差分定位、导航、地球动力学和大气提供科学数据。8、在亚洲，目前日本已建成近 1200个 GPS 连续运行站网的综合服务系统GeoNet它在以监测地壳运动地震预报为主要功能的基础上，目前结合大地测量部门、 气象部门、交通管理部门开展 GPS 实时定位、差分定位、GPS气象学、车辆监控等服务。9、国内CORS发展概况国家信息化程度的提高及计算机网络和通信技术的飞速

10、发展， 电子政务、电子商务、数字城市、数字省区和数字地球的工程化和 现实化，需要采集多种实时地理空间数据，因此，中国发展 CORS 系统的紧迫性和必要性越来越突出。几年来，国内不同行业已经陆 续建立了一些专业性的卫星定位连续运行网络，目前，为满足国民 经济建设信息化的需要，一大批城市、省区和行业正在筹划建立类 似的连续运行网络系统，一个连续运行参考站网络系统的建设高潮 正在到来。深圳市建立了我国第一个连续运行参考站系统（SZCORS）,目 前已开始全面地测量应用。全国部分省、市也已初步建成或正在建 立类似的省、市级CORS系统，如：广东省、江苏省、北京、天津、 上海、广州、东莞、成都、武汉、昆

11、明、重庆等。四川地震局建立的CDCORS已经运行三年多，原本主要目的 是用来做监控四川地区地震灾害，但是通过对其潜在功能的挖掘， 在 GPS 大地测量方面开发利用， 通过授权拨号登录， 对外开放网络 使用权，实现用户GPS实时高精度差分定位，取得了一定的收益。 10 建立CORS的必要性和意义“空间数据基础设施 ”是信息社会、知识经济时代必备的基础设 施。城市连续运行参考站系统（CORS）是空间数据基础设施”最为 重要的组成部分，可以获取各类空间的位置、时间信息及其相关的 动态变化。通过建设若干永久性连续运行的 GPS基准站，提供国际 通用各式的基准站站点坐标和 GPS测量数据，以满足各类不同

12、行业 用户对精度定位，快速和实时定位、导航的要求，及时地满足城市 规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交 通监控，矿山测量等多种现代化信息化管理的社会要求。 建立 CORS 的必要性和意义主要体现在以下几个方面：(1) CORS的建立可以大 大提高测绘精度、速度与效率 , 降低测绘劳动强度和成本 , 省去测 量标志保护与修复的费用 , 节省各项测绘工程实施过程中约 30% 的控制测量费用。由于城市建设速度加快，对 GPS-C、D、E 级控 制点破坏较大，一般在 5-8 年需重新布设，至于在路面的图根控制 更不用说，一二年就基本没有了，各测绘单位不是花大量的人力重 新布设，就是仍以支站方式，这不但保证不了精度，还造成了人力 物力财力的大量浪费。随着 CORS基站的建设和连续运行，就形成 了一个以永久基站为控制点的网络。 所以，可以利用已建成的 CORS 系统对外开发使用，收取一定的费用，收费标准可以根据各地的投 入和实际情况制定，当然这一点上更多的是社会效益。 (2) CORS 的建立，可以对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测 , 对灾 害进行快速预报。 CORS 项目完成将为城市诸多领域如气象、车船 导航定位、物体跟综、公安消防、测绘、 GIS 应用等提供精度达厘 米级的动态实时 GPS 定位服务 , 将极大地加