FJCORS的构建及其在控制测量中的应用

王燕春

（福建省测绘院，福建福州350001）

FJCORS的构建及其在控制测量中的应用

王燕春

（福建省测绘院，福建福州350001）

具有实时定位服务功能的连续运行卫星定位服务系统 (CORS)是当代GPS发展的热点之一。从系统组成、技术指标等方面详细介绍了FJCORS，并给出了一种应用FJCORS和区域大地水准面新型控制测量方法。

FJCORS;控制测量;区域大地水准面

RTK能实时地给出用户所在位置的厘米级甚至更高的三维坐标信息和精度指标，对提高测绘成果的精度、实用性和高效性具有重要的意义，已广泛应用于各种工程测量。然而，RTK本身也存在一些局限性。例如，每次作业均需假设本地参考站，覆盖范围不够广泛，测量的精度受距离影响大，稳定性和可靠性有待提高。

为了克服RTK技术上的缺陷，一种新的GPS技术--连续运行卫星服务系统 (Continuously Operating Reference Station，CORS)，在各地纷纷建立。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[1-4]。与传统的GPS作业相比，连续运行参考站具有操作简便、作用范围广、精度高、实时性强、覆盖率广、野外单机作业等众多优点。其系统内网络RTK颠覆了传统测量作业模式，提高了测绘工作的效率，正逐步取代传统单基站RTK技术，成为新一代GPS发展的热点。

1 FJCORS简介

1.1 系统概述

福建省连续运行卫星定位服务系统（Fujian Continuously Operating Reference Station，FJCORS）是我国华东地区省级的GNSS综合信息服务网，具有高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖率等特点。作为空间数据基础设施的最为重要的组成部分及数字福建多种空间数据采集的基准参考框架，该系统不仅可以向省内测绘用户提供高精度、连续的时间和空间基准，还可为精密导航、精密定位、抗灾减灾等应用提供数据服务。

FJCORS的系统建设由福建省测绘局牵头，联合福建省气象局、福建省地震局等多家单位，本着因地制宜、整合资源和数据共享的原则建立。

1.2 系统组成

FJCORS由参考站网子系统、数据通讯子系统、控制中心子系统、数据中心子系统和用户应用子系统等5个主要部分组成，各部分对应不同功能，具体如表1所示。

表1 系统组成表

1.3 性能指标

FJCORS应具备可扩展性(包括覆盖范围、服务领域及服务对象)、设备兼容性 (包括参考站及流动站用户)、前瞻性,且关键技术均应能得到验证，遵循以下五个基本原则：①保证系统技术要求基础上以最少的参考站实现最大的覆盖；②既有利于工程总体目标的实现又能分布建设；③GPS参考站网建站技术先进；④系统简洁、实用、操作简便、运行成本低、可靠性高并能适应将来需求的增长；⑤统一标准、统一管理,实现资源共享。该系统旨在面向全省多层用户提供包括定位和导航，并兼顾事后精密定位等多种服务，其中事后精密定位精度水平≤5mm，垂直≤10mm为测绘、规划、工程建设等提供强有力保障，其详细技术指标如可参见文献 [5]。

2 FJCORS在控制测量中的应用思路研究

2.1 控制测量概述

控制测量是指在数字测图作业工程中，为确保所测地形图能相互拼接成一个整体，依据测图所需精度，测定一系列控制点，建立起测量控制网，作为各种测量的基础，包含平面控制测量和高程控制测量。按照常规的做法是遵循从整体到局部、分级布网的原则,即先布设能控制整个测区的首级网,然后再布设一、二级导线控制网,最后布设应用于碎部测量的一、二级图根控制。

控制测量经历了从三角测量到导线测量的过程。常规控制测量如三角测量、导线测量具有一些局限：①要求点间通视，费工费时；②测量成果的精度需经内业处理后获得。GPS用于控制测量时无需点间通视，但仍无法实时获得测量成果的精度，不适合实时定位。RTK实时地给出用户所在位置的厘米级甚至更高的三维坐标信息和精度指标，近年来得到一定的发展，但是由于受信号等本身局限性的影响，往往只能在少数宽阔区域应用。CORS在很大程度上得到完善，具有无以伦比的优越性。

2.2 应用FJCORS的控制测量方法

FJCORS是借鉴广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法,在某一区域内稀疏地、较均匀地布设多个 (一般为3个或3个以上)基准站,构成一个连续运行基准站网,对该地区构成网状覆盖,并以这些基准站中的一个或多个为基准,消除或削弱各种误差的影响,计算和发播GPS改正信息。由于融合基准站的观测数据,生成与流动站上真实误差较为相近的误差改正数,可以很好地消除或削弱网络RTK中空间相关误差的影响。该系统是全年365 d、24 h连续运行的GNSS观测系统，能够全天候地进行控制测量，全面取代常规大地测量控制网。因此，应用FJCORS用于控制测量时，平面精度降可以很好满足要求。但是所测高程为测站相对于 WGS-84椭球面的大地高，而我国所采用的高程系统是相对于似大地水准面的正常高系统。两者之间存在高程异常，如图1所示。

Hr-地表面到似大地水准面的距离，即正常高，H84-地表面到 WS-84参考椭球面的距离，即大地高，-似大地水准面与 WGS-84参考椭球面间的距离，即高程异常。

图1 大地高与正常高

显然，高程精度将成为利用FJCORS进行控制测量的瓶颈。考虑到我国区域大地水准面的不断完善这一有利条件，本文建议采用它精化FJCORS用于控制测量所得的高程成果，提高精度以更好满足控制测量的精度要求。

2.3 应用FJCORS实现控制测量的优点

传统测绘都离不开大量野外测量标志，因而测量标志管理长期以来是测绘管理工作的基本内容，耗费大量的人力、物力和财力。应用FJCORS和区域大地水准面实现控制测量的方法，将彻底改变福建控制测量作业模式，用户只要携带一台 GNSS接收机，通过网络建立与CORS系统之间的联系，就可以控制测量，无须依赖大量野外测量标志。届时，测量标志管理重点放在几个CORS系统站点上。

FJCORS为城市测绘工作提供了一个统一的基准，能够从根本上解决不同行业、不同部门之间控制测量坐标系统的差异问题，服务范围得到了极大扩展；FJCORS采用连续基站，可以全天候进行控制测量；用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用；拥有完善的数据监控系统，消除或削弱各种系统误差的影响，确保了控制测量的精度和可靠性；使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；提供远程Internet服务，实现了数据的共享，加快了控制测量成果的服务进程。

另外，该方法可以根据需要实时布设控制点，避免了传统的分级布设，大大提高了布点的灵活度；采用大地水准精化技术把大地高转换成正常高，可以实现控制点高程精度符合规范要求，又避免了在测区跨度大的情况下徒步水准测量的繁重工作量。

3 结语

FJCORS现在已经进入系统测试阶段，向福建动态大地信息网络的形成、实时网络化的城市大地测量迈出了坚实的一步。系统采用新的GPS技术、网络通讯技术,集成化程度高,流动站操作简单、实用。FCCORS的建立，将给测绘行业带来革命性的变化，加快数字城市、数字区域的实施，为海峡西岸经济建设服务。

文中阐述了一种应用FJCORS的新型控制测量方法。针对高程参考平面的不同，建议采用区域大地水准面精化技术将大地高转换为正常高，解决高程精度的瓶颈。总之，本文给出了一种颠覆传统的控制测量方法新思路。随着FJCORS的不断完善和投入使用，基于FJCORS和区域大地水准面的控制方法在未来将会在实践上不断推广、普及。

[1] 刘经南,刘晖.连续运行卫星定位服务系统--城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报:信息科学版,2003(3):259-264

[2] 祁芳,刘晖.GPRS技术在CORS系统中的应用[J].全球定位系统,2003(1):37-40

[3] 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(1):1-10

[4] 吴俐民,陈云波,丁仁军.昆明市连续运行GPS参考站系统的研究及建设[J].测绘科学，2006，31(3)：47-49

[5] 林泉.福建连续运行卫星定位服务系统建设原则与关键环节[J].测绘与空间地理信息，2009(4):79-81

[6] 张帆.FJCORS参考站的选址与试验数据分析[J].地理空间信息，2009(3):74-76

[7] 严小平,李江卫,夏传义.应用WHCORS实施GPS高程测量的方法探讨[J].城市勘测，2009(5):55-57

Construction of FJCORS and Its Application in Control Survey

by WANG Yanchun

Continuous Operational Reference System(CORS),which can provide real time positioning service,isone of hot spots about contemporary GPS development.Fujian Continuous Operational Reference System is illustrated in detail from the system composition and the technical indexes. A new control survey method based on FJCORS and Local Geoid is provided.

FJCORS;Control survey;Local Geoid

2010-12-21

P228.42

B

1672-4623(2011)06-0029-02

王燕春，工程师，主要从事工程测量和控制测量等工作。