史國強(qiáng)

摘 要：隨著GPS應(yīng)用的普及，CORS作為其重要的基礎(chǔ)設(shè)施，支持的定位服務(wù)模式越來越豐富。當(dāng)前國內(nèi)CORS基準(zhǔn)站越來越多，CORS能實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動(dòng)地提供GPS觀測值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及靈活多樣的定位服務(wù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于城市工程測量、土地測量和航空攝影測量等領(lǐng)域，由于其能實(shí)時(shí)提供待定點(diǎn)的坐標(biāo)，較靜態(tài)定位方式給測量帶來了很大方便。

關(guān)鍵詞：CORS 測量 坐標(biāo)

1.建立CORS的必要性和意義.

1.1CORS（Continuous Operational Reference Systems）的建立可以大大提高測繪精度、速度與效率， 降低測繪勞動(dòng)強(qiáng)度和成本， 省去測量標(biāo)志保護(hù)與修復(fù)的費(fèi)用， 節(jié)省各項(xiàng)測繪工程實(shí)施過程中約30% 的控制測量費(fèi)用。由于城市建設(shè)速度加快，對GPS-C、D、E級(jí)控制點(diǎn)破壞較大，一般在5-8年需重新布設(shè)，至于在路面的圖根控制更不用說，一二年就基本沒有了，各測繪單位不是花大量的人力重新布設(shè)，就是仍以支站方式，這不但保證不了精度，還造成了人力物力財(cái)力的大量浪費(fèi)。

1.2CORS的建立，可以對工程建設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效、長期的變形監(jiān)測， 對災(zāi)害進(jìn)行快速預(yù)報(bào)。CORS項(xiàng)目完成將為城市諸多領(lǐng)域如氣象、車船導(dǎo)航定位、物體跟蹤、公安消防、測繪、GIS 應(yīng)用等提供精度達(dá)厘米級(jí)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)GPS 定位服務(wù)， 將極大地加快該城市基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)。

1.3CORS將是城市信息化的重要組成部分， 并由此建立起城市空間基礎(chǔ)設(shè)施的三維、動(dòng)態(tài)、地心坐標(biāo)參考框架， 從而從實(shí)時(shí)的空間位置信息面上實(shí)現(xiàn)城市真正的數(shù)字化。CORS建成能使更多的部門和更多的人使用GPS 高精度服務(wù)，它必將在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。.

2.南方CORS基站測量系統(tǒng)介紹.

GPS CORS采用因特網(wǎng)、GPRS或CDMA作為差分信號(hào)傳輸?shù)妮d體，借用成熟的網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通訊技術(shù)，使差分信號(hào)的傳輸不受距離的限制，充分發(fā)揮出GPS RTK技術(shù)的效能，是當(dāng)今GPS定位的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，在國土資源測繪、交通等方面發(fā)揮了非常重要作用。單基站CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)據(jù)處理中心：系統(tǒng)的控制中心，用于接收各基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成多基準(zhǔn)站差分定位用戶數(shù)據(jù)，組成一定格式的數(shù)據(jù)文件，分發(fā)給用戶。

數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)：系統(tǒng)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、UHF電臺(tái)、Internet等形式向用戶播發(fā)定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：各基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)通過光纖專線傳輸至監(jiān)控分析中心，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸硬件設(shè)備及軟件控制模塊。

用戶應(yīng)用系統(tǒng)：包括用戶信息接收系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)型RTK定位系統(tǒng)、事后和快速精密定位系統(tǒng)以及自主式導(dǎo)航系統(tǒng)和監(jiān)控定位系統(tǒng)等。按照應(yīng)用的精度不同，用戶服務(wù)子系統(tǒng)可以分為毫米級(jí)用戶系統(tǒng)，厘米級(jí)用戶系統(tǒng)，分米級(jí)用戶系統(tǒng)，米級(jí)用戶系統(tǒng)等；而按照用戶的應(yīng)用不同，可以分為測繪與工程用戶（厘米、分米級(jí)），車輛導(dǎo)航與定位用戶（米級(jí)），高精度用戶（事后處理）、氣象用戶等幾類。

基準(zhǔn)站：負(fù)責(zé)采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并輸送至數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務(wù)。

3.GPS控制測量.

為了更好的服務(wù)于晉城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)，晉城市國土測繪院與2007年投資建設(shè)CORS基站，覆蓋半徑為50公里，在建設(shè)CORS基站時(shí)，我院布設(shè)了晉城了D級(jí)GPS控制網(wǎng)，其坐標(biāo)系統(tǒng)為：西安80坐標(biāo)系3°帶，中央子午線為114°，高程系統(tǒng)為1985年國家高程基準(zhǔn)。

3.1GPS網(wǎng)的布設(shè)

考慮到以上因素和所布設(shè)圖形的幾何強(qiáng)度，我們將GPS控制網(wǎng)布設(shè)成大地四邊形，圖形之間的連接采用邊連式，觀測方式采用同步觀測環(huán)，最終形成一個(gè)直伸的大地四邊形控制網(wǎng)。該種布網(wǎng)方式進(jìn)行觀測可以產(chǎn)生大量的坐標(biāo)閉合條件和重復(fù)觀測基線，當(dāng)網(wǎng)中有基線解算結(jié)果不理想時(shí)，可靈活地選擇基線組成新的網(wǎng)形而避免重復(fù)觀測，該種布網(wǎng)方式具有較高的可靠性和幾何圖形強(qiáng)度。

3.2GPS選點(diǎn)

為了確定80坐標(biāo)系與WGS-84坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，本次布設(shè)GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)只能利用80控制網(wǎng)點(diǎn)，一方面這些控制點(diǎn)有原始控制測量資料，包括點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)系統(tǒng)、點(diǎn)之記、技術(shù)總結(jié)等有關(guān)資料。另一方面這些控制點(diǎn)點(diǎn)位標(biāo)石具有穩(wěn)定性、完好性，以及覘標(biāo)的安全可用性。

3.3GPS接收機(jī)檢定

為了保證GPS靜態(tài)定位測量順利完成，作業(yè)前GPS必須先進(jìn)行檢驗(yàn)，檢定項(xiàng)目和檢定方法見國家測繪局發(fā)布的中華人民共和國測繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全球定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機(jī)檢定規(guī)程（1995-07-01）。

3.4GPS觀測

3.4.1 GPS作業(yè)技術(shù)依據(jù)

GPS控制網(wǎng)觀測的作業(yè)技術(shù)依據(jù)為《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314―2001）和全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程（CJJ 73—97）。采用靜態(tài)相對定位原理。

3.4.2 GPS作業(yè)基本技術(shù)要求：

衛(wèi)星截止高度角≥15°；有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥8顆；平均重復(fù)設(shè)站數(shù)≥2； 同步觀測時(shí)段長度≥60min；數(shù)據(jù)采樣間隔為30s；衛(wèi)星幾何狀態(tài)指標(biāo)PDOP值≤4。

3.5 GPS數(shù)據(jù)處理

3.5.1 GPS數(shù)據(jù)采集

本次作業(yè)采用4臺(tái)靈銳82雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測的。按D級(jí)GPS控制網(wǎng)的精度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。依據(jù)GPS觀測要求進(jìn)行作業(yè)。

3.5.2 GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理

GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是：對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗(yàn)，剔除粗差；統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件（如GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，衛(wèi)星時(shí)鐘鐘差標(biāo)準(zhǔn)化，觀測值文件標(biāo)準(zhǔn)化等），找出整周跳變點(diǎn)并修復(fù)觀測值；對觀測值進(jìn)行各種模型改正。首先進(jìn)行粗差探測，然后進(jìn)行基線的預(yù)處理，檢查單位權(quán)中誤差是否超限。

4.CORS系統(tǒng)優(yōu)勢.

與傳統(tǒng)方法比較，CORS系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：

4.1作業(yè)精度高。點(diǎn)位中誤差為±1cm，使用常規(guī)方法需從高等控制點(diǎn)，引入支導(dǎo)線或附合導(dǎo)線進(jìn)測區(qū)，線路長時(shí)精度較難保證，且精度差別較大，采用CORS作業(yè)，減少了作業(yè)環(huán)節(jié)，提高了精度，點(diǎn)位誤差分布均勻。

4.2作業(yè)效率高。41宗地外業(yè)只用了4.5天，平均每組日完成4.6宗地外業(yè)測量工作，這在以前用常規(guī)方法是不可能實(shí)現(xiàn)的。常規(guī)方法需尋找并引入控制點(diǎn)，耽擱較長時(shí)間，每組日至多三宗。

4.3實(shí)時(shí)定點(diǎn)且定點(diǎn)精度可即時(shí)知道。

4.4操作簡單，單人即可完成作業(yè)。

4.5作業(yè)成本低等特點(diǎn)。

當(dāng)然它也存在缺點(diǎn)：由于是接收衛(wèi)星信號(hào)，在建筑物密集地區(qū)，收到的衛(wèi)星數(shù)量較少，接收信號(hào)困難，長時(shí)間得不到固定解。

5.結(jié)論.

CORS是目前國內(nèi)GPS的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，它能夠在全年連續(xù)不斷地運(yùn)行。用戶只需一臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)即可進(jìn)行實(shí)時(shí)的快速定位、又能實(shí)時(shí)知道定位精度，具有操作簡便、成本低、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、覆蓋率廣等優(yōu)點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)模式，以其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特點(diǎn)在城市勘測中逐步得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉經(jīng)南，劉暉.連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)——城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版） ， 2003， 28（3）： 2592264.

[2]祁芳，劉暉.GPRS 技術(shù)在CORS 系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 全球定位系統(tǒng)，2003 （1）：37240.

[3]劉暉，時(shí)曉燕，楊沾吉，等. 深圳市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)的建立與試驗(yàn)[J]. 測繪通報(bào)，2003 （9）：33236.

[4]柏柳， 肖鸞， 胡友健. CORS的精度及其穩(wěn)定性研究. 河南理工大學(xué)學(xué)[J].2005，24.