江西省连续运行卫星定位服务系统的建设初探

宣滨 张先

摘 要：连续运行卫星定位服务系统（Continuous Operational Reference System，简称CORS）是一种集合了卫星定位系统、计算机网络系统、数字通讯系统等众多高新技术于一身采用多方位、深度结晶的现代高科技技术的测绘产物，近年来已成为城市GPS应用的发展热点之一。简述CORS系统的组成、分类和技术方法，以及JXCORS的系统概况。

关键词：CORS 技术方法 优势

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-119-02

1 引言

由于采用传统的RTK技术需要获得大量的测区附近的控制点的点位数据，需要在项目附近快速建立起大量的基准站进行数据采集，这就带来了响应时间，模型转换等诸多方面的因素的限制， 因此采用传统的RTK技术就显得不合时宜了。连续运行卫星定位服务（CORS）系统正好可以解决上述诸多限制，建立CORS系统对于大中城市的基础测绘来说是实用且经济的一种选择。全球已有90多个国家和地区建成类似系统，产生了良好的社会效益和经济效益。为了统筹规划，信息共享，避免重复建设，造成资源浪费，江西省测绘局和江西省气象局对建设JXCORS达成共识，联合建站，统一管理，信息联网，数据共享，达到“一次投资，一个平台，多种服务”的成效。建成一个集测绘、气象、地震、防灾减灾等多用途的综合服务系统。

2 CORS系统概述

2.1 CORS系统的组成

CORS系统由控制中心，固定参考站，数据通信和用户部分组成。

2.2 CORS系统的分类

按照基站个数的多少可分为：

（1）单基站系统，一般是指仅有一个连续运行站。其实单基站系统跟一加一的RTK是非常相似的，其最大变动是基准站采用了一个连续运行的基准站来代替。基准站的主要功能是采用控制软件实时监控卫星的状态，存储和发送相关数据。

（2）多基站系统，一般是指在一定的区域内分布着多台连续观测站，区域内的每个观测站都构成一个单基站，这样的单基站都由一台中央控制计算机来进行一对一控制。

在最初开始使用的网络RTK是一般都是利用均匀分布的CORS进行单站控制，使用者是从其中一个有效精度范围内的参考站转入另一个有效精度范围内的参考站，其实从严格意义上来讲这就是多参考站的常规RTK。如果要使基线的精度小于等于3cm的话，就必须要在该区域内大量建设参考站，参考站之间的直线距离必须要小于30km才能实现。其中的原因就是因为精度会伴随着基线的增长而衰减，且分布并不是均匀的，所用要想提高这一区域的覆盖精度，就必须要架设更多的参考站。

2.3 CORS系统的主要特点

与RTK相比，它具有以下主要特点：

（1） 减少了响应时间、增加了作业半径；

（2）采用连续运行基站，可实现采集数据，工作效率大大提高；

（3）数据监控系统更加完善，有效地消除了各种误差，差分作业的可靠性大大增强；

（4）控制点上无需架站，单机单人作业，提高了经济效益；

（5）支撑数据流的通讯方式稳定可靠，减小了噪声对于精度的影响；

（6）提供数字化上网服务，人人均可获取数据；

（7）GPS在非静态领域的应用大大提高，特别是在交通工具的精密导航方面。

3 CORS系统的技术方法

当前，就CORS系统而言，国际上主流的网络RTK技术包括虚拟参考站技术（VRS）、主辅站技术（MAC）、FKP技术三种。

3.1 虚拟参考站（VRS）技术

虚拟参考站（VRS）技术，是一种利用每个基准站的坐标数据以及各基准站的实时观测数据来对改区域的实时误差模型进行解算的。再用一些数学模型和流动站的概略坐标，进而可以模拟出一个类似于流动站的虚拟参考站的观测数据来，最后要建立观测方程对数据进行解算分析。

3.2 主辅站（MAC）技术

主辅站技术（MAX），是基于“主辅站概念”推出的新一代参考站网软件。其基本概念是将全部观测数据（代表整周未知数），如弥散性的和非弥散性的差分改正数，流动站再接收这些作为网络的改正数据，进行定位解算。

3.3 FKP技术

FKP技术基于状态空间模型，其利用GPS基准站进行数据观测以及获得基准站已知的坐标信息等一些数据。对获取的这些数据可以使用卡尔曼滤波进行非差处理，处理的结果可以得到基准网范围内与时间或空间相关的误差数据从而可以有效的改正数模型，如果将将处理结果应用到观测值中，就可以很好的消除各种与时间和空间有关的误差，由此就可以比较容易的得到高精度的定位结果。FKP技术在对电离层残差影响的模型化方面的能力是十分有限，FKP技术仅仅可以应用于非常简单的模型修正。

4 JXCORS系统概述

4.1 系统建设的过程

江西省测绘局在2005年12月～2007年8月期间已开始进行CORS系统建设的前期调研工作以及可行性方案编写、立项的工作；2007年12月，项目可行性方案得到省发改委的批复；2008年5月～ 2008年12月基准站的选点，建设；2008年12月2日～2009年1月7日进行网络调试；2009年1月进行A级网与基准站联测；2009年2月～2009年4月C级网联测；2009年5月～2009年6月进行整体平差、CORS网（下转第182页）（上接第119页）检测。现共建立了62个基站，能为JXCORS系统的200多个用户提供完整的高精度定位服务和GPS卫星数据服务。

4.2 系统的功能

（1）提供基准站GPS观测数据给气象部门进行水汽分析与电离层分析；

（2）在定位信号的有效覆盖区域内，利用一台GPS测量型接收机可进行城市各级控制点测量（非完全荫蔽区）；

（3）在定位信号的有效覆盖区域内，提供GPS实时测量，满足非荫蔽区工程测量、地图修测等项要求；

（4）为江西省全境提供实时高精度导航服务。

4.3 系统的技术优势

（1）参考站采用美国Trimle NetRS仪器，系统结构合理，服务方式符合国际标准，可提供精密定位、快速定位、实时定位、导航等功能，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、船舶车辆导航、交通监控等行业的定位导航需求。

（2）该系统采用先进的虚拟参考站技术（VRS）。这种技术，解算速度快，解算成果可靠，系统覆盖范围广。经测试，厘米级定位精度覆盖范围可达13582平方公里。

（3）该系统既可在线提供基于国家统一坐标基准的实时3维坐标（B、L、H），又可在线提供基于地方坐标系的3维坐标（x、y、h）。

（4）该系统支持CORS临时组网和虚拟组网技术，可以在CORS网内或网外150km范围内架设临时参考站，可以极大提高系统使用范围或网内使用精度。虚拟组网技术将两组独立的CORS网络连接，形成虚拟参考站服务区域，可以弥补不同CORS网络之间的空隙，采用这种技术还可以与邻省CORS网的无缝兼容。

4.4 系统存在的问题及建议

系统自试运行以来存在信号经常中断，下午观测质量差等问题，其原因与用户设置，当地的GPRS信号差，太阳黑子运动频繁等因素有关，个人建议在上午观测较好，另系统工作人员还应完善解算软件的电离层数学模型。

5 结束语

JXCORS能满足各行业不同用户对导航、精密定位及快速实时定位的需求，为“数字江西”提供高精度动态空间定位信息服务。JXCORS系统的建立对江西各项事业的发展具有重要地现实意义，发展和应用前景被普遍看好，JXCORS技术将为江西未来的发展提供科学合理的依据。

参考文献：

[1] 张振勇，王刚.CORS系统建设经验谈[J].中国科技信息，2011（03）.

[2] 徐声馨.GPS CORS技术在城市控制测量及地形测量中应用方法研究[J].科技资讯，2011（03）.

[3] 王军见，吴孔军，远顺立.基于CORS的地质信息连续采集运行系统的设计[J].科学技术与工程，2008（15）.

[4] 丰勇，郭义.GPS连续运行参考站系统（CORS）原理及应用[J].内蒙古科技大学学报，2010（04）.