CORS系统的应用发展及展望

汪伟，史廷玉，张志全

(天津市测绘院，天津 300381)

CORS系统的应用发展及展望

汪伟∗，史廷玉，张志全

(天津市测绘院，天津 300381)

系统介绍了分析世界具有代表性CORS系统的应用现状，并按照其应用领域进行分类，总结了CORS系统的目前应用特点；CORS系统的未来应用方向和领域；为国内CORS系统的应用和发展提供思路。最后以CORS应用于公共安全和智能交通为例，展望国内CORS系统的非专业测量应用推广方向。

CORS；应用；发展

1 前 言

CORS系统是从“台站网”的思想演化而来的。上世纪80年代，加拿大提出“主动控制系统(Active Control System)”理论是最早的台站网理论，其主要思想是在某一区域范围内建立永久性的参考站点组成主动控制系统，用于向用户提供改进后的预报星历和其他改正参数，进而提高流动站的定位精度。到20世纪90年代初，IAG在考察GPS全球精密定位方法、精度和应用潜力的全球大会战(GIG’91，GIG’92)期间[1]，提出在全球范围内建立永久性的GPS观测站，并常年连续向全球广大用户提供观测数据和事后精密星历，至此“台站网”的思想才得以实现。1994年成立的 IGS(International GNSS Service)成为该次全球会战结果的民间主管组织，其大大推动了GPS精密定位技术的发展及其在地球动力学、大气环境变化监测等方面的应用。

在IGS的影响下，很多国家和地区相互间合作建立了常年不间断跟踪GNSS卫星的基准站。其中IGS最具全球CORS代表，欧洲永久性连续运行网(EUREF Permanent Network，EPN)最具洲际CORS代表。美国、加拿大、澳大利亚、英国、日本、德国等国家先后建立了自己的国家级CORS。在发达国家，基本上平均每隔几十千米就有一个基准站。发展中国家的建站速度稍微缓慢，但呈现出快速追赶的趋势。

2 世界主要CORS系统的应用现状

IGS是全球范围内GNSS连续运行参考站网和综合服务系统的成功案例。其无偿向全球用户提供精密星历和精密卫星钟差、IGS全球跟踪站坐标及其年变化率、地球自转速率以及所有IGS跟踪站原始观测文件；其在支持大地测量和地球动力学学科的发展上起到了积极作用，并由此延伸到诸如电离层研究、GPS气象学、地壳变形监测、地球自转参数求解、国际地球参考框架维护等各个科研领域[2，3]。

EPN是由IAG参考框架欧洲分委会EUREF主要负责建立。EUREF建立EPN是为了定义、建立和维护欧洲参考框架的平面基准ETRS89(European Terrestrial Reference System)和高程基准EVRS(European Vertical Reference System)；并将其应用拓展到诸如地球动力学研究、海平面监测和欧洲区域天气预报等科研领域[4]。

加拿大空间参考系统CSRS(Canadian Spatial Reference System)是由加拿大国家资源地球科学部负责建立和维护。其可以提供整个加拿大国家的平面和高程参考基准及地球定向参数。CSRS提供多种在线服务:包括在线精密单点定位服务，在线精密星历和原始观测数据下载，在线坐标转化和高程转化等[5]。

COSMOS(Consortium of Organization for Strong Motion Observation System)由日本国家地理学院(GSI)负责组建，该网络平均30 km有一个永久性跟踪站，密度最大的达到15 km一个永久性跟踪站，是日本国家重要基础设施。其主要目标是建成超高精度的地壳变形监测网络系统[6]。该系统主要应用于地震监测与预报、控制测量、变形监测、地理信息系统数据更新、气象监测和短期天气预报。

国内CORS的主要代表是中国地壳运动观测网络，其网络由27个均匀分布的连续运行基准站、55个年周期复测的基本站和1 000多个不定期复测的区域站组成。该网络的组建参考了美国、澳大利亚等国家“自下而上”的组建经验，在国家相关部门统一协调下，把区域部分CORS站点纳入到该体系。该网络的根本目的是为了监测中国大陆地区的地壳运动总貌和细部特征，并以此带动诸如国家大地基准的建立和维护、地球动力学研究、大气探测研究等相关科学项目研究[7]。

3 世界主要CORS系统应用领域和特点

3.1 CORS系统的应用领域

无论是区域CORS还是大范围洲际CORS或IGS，其目前应用领域主要包括[8]:大地测量学和地球动力学科以及其相关交叉学科的研究；区域或全球参考框架的维护；各种等级的工程测量；车辆、飞机和船舶导航；采矿、林业、教育和环境监测；在发达国家甚至广泛用于精细农业。如果对CORS的应用进行分类综述，并逐一对各类应用范围进行细化，则可以得到一张CORS应用领域细节表，如表1所示。

CORS应用领域细节一览表 表1

根据目前国内CORS的应用现状结合表1可知:绝大部分的CORS应用都围绕专业测量领域展开，而在非专业测量领域的应用目前还处于起步阶段(表中标注为★的部分)。抓住时机，大力推广CORS系统服务于广大非专业测量领域，是CORS系统未来的一个发展方向。

3.2 CORS系统的应用特点

根据目前CORS系统的应用情况，总结出以下3个特点:

(1)CORS的推广和应用与GIS紧密相连。CORS能够提供的只是基于位置服务(Location Based Service)的信息，这种空间点位信息只有结合GIS才能最大限度服务于生产和生活。把CORS技术的实时性、高精度等特色融入GIS中，结合现代网络通讯技术，可以衍生出很多专题应用项目，而这正是各区域CORS未来应用的重点发展方向。反过来，CORS技术的广泛应用，可以推动GIS技术由目前的2.5维向真三维GIS发展。真三维GIS必将掀起CORS未来应用的一个新高潮。

(2)CORS技术的应用趋向于“自助化”。CORS的主管单位不能仅仅作为CORS系统的技术主管部门，而应该是面向社会的服务部门。向社会提供更快、更优质的服务应该是CORS主管单位的宗旨。在这个理念的推动下，CORS主管单位应该充分发挥自己的技术优势，完善CORS系统的服务体系，实时、高效向不同等级的授权用户提供各种信息，而这些不同信息的获取应该由用户自己自助完成，中间不应插入任何主管部门技术干涉环节。

(3)CORS的应用与网络技术密不可分。这些网络技术包括 Internet网络、各种无线网络(GSM，CDMA，GPRS以及自己组建的2.4 G公共频段无线网络)以及它们之间的相互关联。这些网络(数据链)在CORS和用户之间建立了联系。

4 CORS系统应用展望实例

对于CORS系统的应用前景，就目前看来，向非专业测量领域推广最具有市场前景。这里给出两个应用展望实例，主要以CORS系统应用于智能交通和公共安全两个方向做简要展望与分析。

4.1 CORS应用于智能交通

发达国家早在上个世纪80年代开始已经开展了城市智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)的研究并取得了一定的成果[9]。中国在智能交通上起步较晚，在国务院2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006－2020年)》中，已经把智能交通管理系统列入交通运输业优先发展主题。也就是说，在未来15年中，国家将优先发展智能交通管理系统。而智能交通又是与3S技术紧密结合的产业[10]，由此可以大胆预测:在未来的几年中，CORS系统必将在城市的智能交通系统中起到巨大的作用。

在智能交通系统中，大量传感器的精确位置(如交通信号灯、指路牌、摄像头、雷达测速仪等)信息的采集，可以用CORS系统实现；而车辆的实时位置和速度信息，可以通过实时接收CORS系统的差分改正信息来修正。通过网络把车辆的位置和速度信息实时传回控制中心，控制中心经过对多种信息的融合、处理和分析后，即时以广播(或者其他无线通讯短消息)的形式反馈给车辆终端，从而让车辆终端实时掌握路况和交通信息；而交通管理部门也可以通过其他传感器(如摄像头，射频感应卡等)发送回来的信息对车辆身份进行识别和管理。这样就相应避免了车辆乱停乱放、交通违章和超标排放等现象。智能交通导航系统原理如图1所示。

从图1中可以看出:CORS可以以用户可接受的精度提供移动物体的位置和速度等信息，这在城市智能交通导航系统中起到十分重要的作用。发展到未来，如果CORS系统的定位可靠性达到99.9%以上，则可以发展汽车自动驾驶和自动导航等相关产业。

图1 城市智能交通系统示意图

4.2 CORS应用于公共安全

为了提高决策部门对各种突发事件的应对能力，有效掌握突发事件的即时信息，需要建立城市公共安全应急平台，这个公共安全应急平台主要是以GIS技术为支撑，即时收集各种传感器传送回来的相关数据，并经过信息融合和分类后，建立对应的灾害模型，并实时动态的反应该种灾害的破坏力度和影响范围，为决策部门和救援单位提供第一手详尽资料，从而提高政府部门对突发事件的应对能力和响应速度。

在城市公共安全方面，CORS系统也可以发挥巨大作用。其可以实时为各种传感器提供分米级甚至是厘米级的定位服务和纳秒级的时间基准。在这个应用平台上，CORS系统是空间信息获取的有效手段。

5 结 论

通过对目前世界上具有代表性CORS系统的应用现状分析，总结了CORS系统的应用领域和应用特点。对国内CORS系统由专业测量领域向非专业测量领域的应用拓展做了探讨，并以CORS系统应用于智能交通和公共安全两个方面为例做了的分析。

[1]周其焕.建立GPS基准站网系统的探讨[J].中国民航学院学报，vol.15，1997(3)，p17～23

[2]http://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods.html

[3]http://www.ngs.noaa.gov/CORS/links1/

[4]http://www.epncb.oma.be/＿newsmails/papers/eurefsymposium2006/the＿euref＿permanent＿network＿recent＿achievements.pdf

[5]http://www.geod.nrcan.gc.ca/aboutus/cacs＿e.php

[6]http://www.cosmos－eq.org/SiteMap.html

[7]陈俊勇，文汉江，程鹏飞.中国大地测量学发展的若干问题[J].武汉大学学报信息科学版，Vol 26，No 6，2001.12，p475～482[8]过静珺，王丽，张鹏.国内外连续运行基准站网新进展和应用展望[J].全球定位系统，2008年第1期，p1～9

[9]贾述评，房筱莉.日本智能交通系统的发展[J].吉林交通科技，Vo.3，2006，p67～68

[10]李德仁，李清泉，杨必胜等.3S技术与智能交通[J].武汉大学学报自然科学版，Vol.33，No.4，2008(4)，p331～336

The Development and Expectation of CORS Application

Wang Wei，Shi Tingyu，Zhang ZhiQuan
(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

The applications of the representative CORS systems in the world are presented in this article as well as its development trend in the future.And this article also systematically classifies the CORS application and summarizes the CORS application characteristics.The future possible application directions are also discussed in the article.All this analysis is useful and can be referenced by domestic CORS applications.At the end of the article，two latent application samples with respect to ITS and public security are presented，which may be the core directions of CORS application in the nontraditional surveying domain.

CORS；Application；Development

1672－8262(2010)03－45－03

P228

C

2009—10—09

汪伟(1980—)，男，工程师，主要从事GNSS原理和应用方面的研究工作。