CORS技术在测量中的应用

　　随着GPS技术的发展,单基站RTK(实时动态测量)技术在城市测量中得到越来越广泛的应用。尽管当前的RTK技术给传统地形图测量带来了变革,但就其处理模式和方法而言,无论在基线长度(流动站与参考站的距离)还是在解的质量控制与保障方面均存在很多问题。随着流动站与参考站间距离的增长,单基站RTK各类系统误差残差迅速增大,导致无法正确确定整周模糊度参数和取得固定解。为了解决单基站RTK技术存在的缺陷,网络RTK应运而生。

　　1 CORS系统总体结构设计

　　CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、数据分发系统、用户应用系统五个部分组成。各基准站与数据处理中心通过数据传输系统连接成一个专用网络。基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。它负责卫星信号的捕获、跟踪、采集与传输，同时提供系统完好性监测服务。它是系统的数据来源，该子系统的稳定性和可靠性将直接影响到系统的性能。数据处理中心是系统的核心。用于数据分流与处理、对各参考站设备状态、正常性进行监测管理，以及向各类用户提供数据服务和计算服务。数据传输系统: 把参考站GPS 观测数据通过光纤专线传输至系统监控分析中心，同时把系统差分信息传输至用户。数据分发系统通过移动网络、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; 而按照用户实际的不同目的，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。

　　2 CORS系统功能

　　利用CORS系统建立区域级别的动态的连续参考框架的方法，可以结合本区域内精化大地水准面成果，向测绘及相关应用领域提供高精度的、连续的、动态的、三维的空间坐标参考框架;精密实时和事后定位功能，开展向城市规划、工程测量、水利建设、道路施工、矿山建设、气象预报、精细农业等精密定位用户提供厘米级(或以上) 精度的定位服务; 建立覆盖省或本区域的精确导航的网络，开展向交通、物流、GIS 数据采集等用户提供米级精度的定位服务。

　　3 CORS系统的优势

　　1)采用连续基站，使用户可以随时观测，提高了工作效率; 2)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，增强差分作业精度的可靠性; 3)使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰; 4)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; 5)为建设数字化城市提供了新的方式和方法。CORS系统不仅是一个动态的、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。从保护环境、保护城市安全及防灾减灾角度来讲，也必须防患于未然。CORS系统可以帮助建立起长期的、连续的灾害监测系统，快速预报预防可能的紧急降雨，监测并预报构造断裂带的活动，监测并预报大型高层建筑物或其他大型工程及地表构造的变形，因此是城市防灾减灾安全监控必不可少的基础设施。

　　4 建立CORS的意义

　　4.1 CORS的建立可以大大提高测绘精度尤其是实现高程测定模式的现代化转变传统的高程测量，主要依靠逐点传递的水准测量，但这一作业方式劳动强度大、投资高、工期长，而且水准标志也容易遭到破坏。此外，由于长距离逐点传递高程，误差会随之积累。利用GPS 定位技术、水准测量技术、现代地球重力场确定理论和方法，确定了省级厘米级似大地水准面模型，利用此模型结合GPS测量技术快速地获取地面点的海拔高，取代传统的三等及以下水准测量，改变传统的水准测量模式，实现高程测定模式的现代化转变。

　　4.2 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项目的完成将为城市诸多领域如气象、车船导航定位、物体跟踪、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，将极大地加快城市基础地理信息建设的步伐。

　　4.3 CORS将是城市信息化的重要组成部分

　　CORS将是城市信息化的重要组成部分，并由此建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架，从而从实时的空间位置信息面上实现真正的城市数字化。CORS 建成能对各等级测量控制成果进行更新和维护，而且建立全新的综合服务平台和测绘增值服务系统，可以实现多坐标系数据成果的实时动态发布，为各项经济建设顺利的进行提供保障。

　　5 工程实例

　　5.1 项目概况与测量技术方案设计

　　该项目是为石家庄提供1：500规划地形图。如果使用常规的静态GPS观测与水准测量方法布设等级控制网,工作量会增多,工期也将相应延长。如果利用单准站RTK布设图根控制, 会牵涉到基站位置的选择,基站与流动站间的距离,以及人力的分配问题。而利用网络RTK, 以上问题会迎刃而解。利用CORS、RTK测量技术布设图根控制会较为方便。该测区利用该市CORS系统,使用一台中海达 V8 接收机,通过校核测区原有的控制点,检验测量精度。

　　5.2 外业测量

　　在进行控制点测量时,只需一人,使用仪器脚架设置GPS天线,保证其相位中心在观测过程中的稳定。架设完毕再设置GPS接收机的参数,然后进行网络拨号,使GPS接收机与CORS系统网络连接。初始化完成后,便可以开始进行测量。连续观测50个历元,观测两次,当各观测值平面误差±3cm,高程±5cm时,说明GPS网络RTK测量的稳定性比较好,可以取两次观测值的平均值作为该点的最后观测成果。

　　5.3 精度分析

　　为保证CORS测量成果的精度,利用TOPCON GTS-330N 全站仪检测了图根控制点的边长, 高差,检测结果如下:

　　与原有等级控制点成果的检测比较, 结果如下:

　　边长检测限差按图根一级边长相对中误差±1/5000, 高差限差±0.4S,点位较差±5cm。由上表可见,用CORS测量方法直接测出的图根控制点坐标,都在误差限差之内,达到了较高的精度,满足设计要求。

　　6 结束语

　　连续运行卫星定位系统(CORS)能够全年365天，每天24h连续不断地运行，全面取代常规大地测量控制网。用户只需一台GPS接收机即可进行毫米级、厘米级、分米级、米级的实时、准实时的快速定位、事后定位。全天候支持各种类型的测量、定位、变形监测和放样作业。因其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特点，在城市勘测中，得到了广泛的应用。本文结合CORS在工程实例中的应用，详细地介绍了CORS测量规定和作业要求，对CORS系统在城市工程测量中的应用具有一定的指向作用。

　　参考文献：

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