CORS 系统的技术特点及应用现状

龙洋 许江涛 朱睿

近几十年来，全球定位系统技术高速发展并得到广泛应用。目前，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 System，缩写为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、数字通讯技术等技术结合的产物，服务于测绘和气象辅助预报、地震监测、规划建设、交通导航管理等众多领域。

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。

以我国第一个实时化的动态定位系统——深圳市CORS系统为例，其主要功能是:1)采用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足非隐蔽区工程测量、地图修测等要求，利用一台测量型GPS接收机即可进行城市各级控制网点测量;2)采用GSM数据通信技术进行实时定位的数据服务，利用Internet实现事后精密定位的数据服务;3)完成了永久性基准站网络系统，可升级为国家级GPS跟踪站、国家地壳形变监测站。

5 结语

连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)是实现省域、区域现代化、大众化的地球空间信息服务的重要的基础设施，是“数字城市”基础地理空间框架设施之一，旨在建立一个高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖率的GNSS综合信息服务网，把全球导航卫星系统(GNSS)这一高新技术综合应用于所在区域的大地测量、工程测量、气象监测、地震监测、地面沉降监测以及城市地理信息系统等领域。同时兼顾社会公共定位服务，以满足日益增长的城市综合管理与城市化建设的需求，为社会发展做出更大贡献。

[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)，2003，28(3):259-264.

[2]陈俊勇，张 鹏，武军郦，等.关于中国构建全球导航卫星国家级连续运行参考站系统的思考[J].测绘学报，2007，36(4):366-369.

[3]蔡荣华.浙江省省级CORS系统RTK测试与分析[J].全球定位系统，2009(3):41-45.

[4]陈诗文，余银普.城市CORS系统及其质量检测探讨[J].测绘标准化，2009，25(1):21-25.

[5]黄丁发，丁建伟.差分 GPS连续运行参考站网建设研究[J].西南交通大学学报，2004(4):375-378.