CORS技术及应用探讨

liyf

第35 卷第10 期
2012 年10 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
Vol． 35，No． 10
Oct． ，2012
收稿日期: 2012 － 01 － 04
作者简介: 胡文雄( 1984 － ) ，男，湖北监利人，工程师，学士，主要从事工程测量工作。
CORS 技术及应用探讨
胡文雄
( 广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州510060)
摘要: 以GZCORS 系统为例阐述了CORS 系统的工作原理及技术优势，对基于CORS 系统的城市空间框架基准
及应用服务体系进行了探讨，介绍了CORS 系统在城市测量中的应用。
关键词: CORS 技术; GZCORS; 城市空间框架基准; 城市测量
中图分类号: P228． 4 文献标识码: B 文章编号: 1672 － 5867( 2012) 10 － 0097 － 03
CORS Technique and the Application Research Thereof
HU Wen － xiong
( Guangzhou Urban Planning and Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)
Abstract: Taking GZCORS as an example，this paper expounds on the working principle and technological advantages of CORS，discusses
the urban spatial standard and application service system frame based on CORS， and introduces the application of CORS in urban
surveying．
Key words: CORS; GZCORS; city spatial frame; urban surveying
0 引言
CORS ( Continuously Operating Reference Stations) 系
统，即连续运行参考站系统，可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，实时向不同类
型、不同需求、不同层次的用户自动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 CORS 技术概述
1． 1 CORS 的工作原理
CORS 是在一个较大区域内均匀布设的、多个永久性
连续运行的GPS 参考站，构成一个参考站网，各参考站按
设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时将观测
数据传输给系统控制中心，系统控制中心对各个站的数
据进行预处理和质量分析，并对整个数据进行统一解算，
实时估算出网内的各种系统误差改正项( 电离层、对流
层、卫星轨道误差) ，获得本区域的误差改正模型。向用
户实时发送GPS 改正数据，用户只需一台GPS 接收机，便
可实时或事后得到高精度可靠的定位结果。CORS 目前
主要的几种网络RTK 技术有虚拟参考站( VRS) 技术、主
辅站技术( i － MAX) 、区域改正参数( FKP) 技术和综合误
差内插法技术等。
1． 2 CORS 系统组成
CORS 系统由参考站子系统、数据处理中心子系统、数
据通信子系统和用户应用子系统四部分组成。各子系统
由数据通信子系统互联，形成一个分布于城市的局域网。
1． 3 CORS 系统的技术优势
CORS 的出现使一个地区的所有测绘工作成为一个
有机整体，结束了以前GPS 作业单打独斗的局面。与传
统RTK 测量作业方式相比，其主要优势体现在以下几点。
1) 为城市测绘工作提供了一个统一基准，从根本上
解决了不同行业、不同部门之间坐标系统的差异问题;
2) GPS 的有效服务范围得到了极大的扩展;
3) 采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提
高了工作效率;
4) 拥有完善的数据监控系统，由于消除或削弱了各
种系统误差的影响，可获得高精度和高可靠性的定位
结果;
5) 用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了
费用;
6) 使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声
干扰;
7) 提供远程INTERNET 服务，实现了数据共享，可为
高精度要求的用户提供下载服务。
2 GZCORS 系统
从目前来看，CORS 系统建设已是大势所趋。作为广
州市实现现代化城市管理和数字城市不可或缺的重要基
础设施，GZCORS( 广州市连续运行卫星定位城市测量综
合服务系统) 是卫星导航定位技术、计算机网络技术、数
字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。由基
准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播
发系统、用户应用系统五部分组成。各基准站与监控分
析中心间通过数据传输系统连成一体，形成专用网络。
系统还在共建共享原则下，与气象局等相关部门共同搭
建了气象应用实时共享服务平台。
作为“城市空间框架基准及应用服务体系成果之一的
GZCORS 系统建成了覆盖广州全市十区两市7 400 km2 的
城市连续运行卫星定位导航系统( 如图1 所示) ，可满足广
州市城市基础测绘、国土规划、土地管理、工程建设、形变监
测、交通监控、港口管理、公共安全等方面对定位导航服务
的需要，以及地震部门地壳形变监测、气象部门大气水汽
含量、电子含量分析等需要。系统具备兼容多类流动站用
户功能，具备与省网、国家差分网扩展链接功能。
图1 基准站分布与覆盖范围图
Fig． 1 The distribution and coverage
of base station
GZCORS 系统采用先进的虚拟参考站( VRS) 技术，应
用网络内所有GPS 基准站数据，生成网络区域内的动态
模型，为网络覆盖范围内的每个用户生成唯一的虚拟参
考站，为其提供相应的差分数据。经武汉大学GNSS 中心
第三方测试，系统实现了较高的精度和覆盖性能。
1) 用户地方坐标的外符合精度测量平面定位精度优
于± 1． 6 cm，高程精度优于± 3． 0 cm，精度处于低纬度城
市领先行列;
2) 由测试点位分布及跑车试验轨迹分析表明，GZCORS
的空间覆盖范围可达距离参考站网络27 km 处，超
过设计指标的15 km 要求;
3) 测试点的时间分布分析表明，GZCORS 的时间可用
性可以满足全天95%的设计指标要求;
4) 测试表明，GZCORS 的建设技术稳定、可靠，达到了
国内先进水平。
3 城市空间框架基准及应用服务体系
从目前国内发展的现状看，CORS 系统和水准面建设
方兴未艾。但在如何将CORS 系统与区域似大地水准面
两者安全、无缝结合，真正实现城市实时3 维定位体系还
存在空白。
城市空间框架基准及应用服务体系的研究与建设的
实施完成是城市测量技术领域的一个重大革新，项目率
先在国内实现了CORS 与高精度似大地水准面的无缝结
合，实现了高精度的实时3 维定位，其主要技术指标达到
了国内领先水平。
城市空间框架基准及应用服务体系的建设与研发针
对CORS 的应用实际，基于“使用便捷、安全可靠”的理
念，开发出基于GPRS 的“3 维坐标在线转换系统”，包括
服务器端和客户端，实现3 维坐标的快速精确转换，为
CORS 更广泛应用打下坚实的技术基础，使CORS 系统真
正具备全动态、全覆盖、3 维高精度的测量能力。
在3 维坐标在线转换系统支撑下，实现CORS 系统与
区域似大地水准面无缝融合、资源共享，提供高精度的
GPS 高程框架支撑，使得该卫星定位服务系统具备提供全
动态、全覆盖、实时3 维高精度测量能力，使系统效能倍
增，扩大了CORS 系统的应用领域。彻底改变了城市测量
传统定位方式，真正实现了城市3 维空间定位，极大提高
了生产力，也搭建了城市3 维导航、定位的基础应用平台，
为城市测绘寻求更大的市场发展提供了可能。
4 CORS 技术在城市测量中的应用研究
连续运行卫星定位系统( CORS) 能够全年365 d，每
天24 h 连续不断运行，全面取代常规大地测量控制网。
用户只需一台GPS 接收机即可进行毫米级、厘米级、分米
级、米级的实时、准实时的快速定位、事后定位。全天候
支持各种类型的GNSS 测量、定位、变形监测和放样作业。
连续运行参考站系统还可构成国家的新型大地测量动态
框架体系，构成城市地区新一代动态基准站网体系。因
其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特点，在城市勘
测中得到了广泛的应用。
1) 控制测量
常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通
视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态、快速静态相对定
位测量无需点间通视能够高精度进行各种控制测量，但
需要时间进行数据处理，不能实时定位并获得定位精度，
内业处理后发现精度不合要求必须重新测量。用网络
RTK 技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实
时知道定位精度，大大提高了作业效率。应用网络RTK
技术进行实时定位可达到厘米级精度。因此，除了高精
98 测绘与空间地理信息 2012 年
度的控制测量仍采用GPS 静态相对定位技术外，RTK 技
术可用于地形测图中的控制测量，地籍和房地产测量中
的控制测量。
2) 房产地籍测量
地籍及房地产测量是精确测定土地权属界址点的位
置，测绘供土地和房产管理部门使用的大比例尺的地籍
平面图和房产图，并量算土地和房屋面积。地籍和房地
产测量中应用网络RTK 技术测定每一宗土地的权属界址
点及测绘地籍与房地产图，能实时测定有关界址点及一
些地物点的位置，并能达到要求的厘米级精度。但在影
响卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经
纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。
3) 建设用地勘测定界
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界
线范围，测定界桩位置，测量使用界线范围内各类土地面
积并计算用地面积等测绘技术工作，为各级政府的国土
资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。利
用网络RTK 技术进行勘测定界放样，能避免解析法和关
系距离法等放样方法的复杂性，简化了建设用地勘测定
界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线
性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。
4) 地形测图
地形测图是为城市、矿区及各种工程提供不同比例
尺地形图，以满足城镇规划和各种经济建设的需要。用
常规的测图方法通常是先布设控制网点，这种控制网一
般是在国家高等级控制网点基础上加密次级控制网点。
依据加密的控制点和图根控制点，测定地物点和地形点
在图上的位置，并按一定规律和符号绘制平面图。CORS
技术的出现，可以高精度、快速测定各级控制点坐标。特
别是应用CORS 下的网络RTK 新技术，可以不布设各级
控制点，作业员直接用流动站便可高精度、快速测定界址
点、地形点、地物点坐标，利用测图软件在野外一次测绘
成电子地图，通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例
尺图件。
5) 城市规划及放线
网络RTK 在城市规划测量中有着广泛运用，与传统
测量仪器相比，具有省时省工且精度高等特点。网络
RTK 测量技术用于市政道路中线放样，放样工作一人即
可完成。将线路参数，如线路起终点坐标、曲线转角、半
径等输入RTK 的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，
既能按桩号也可按坐标放样，并可随时互换。放样时屏
幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，
直到满足放样精度要求为止。
5 结束语
CORS 是目前国内乃至全世界GPS 的最新技术和发
展趋势，欧美及日本已经建立了完整的系统，国内也进入
了蓬勃发展阶段。CORS 将是城市信息化的重要组成部
分，并由此建立城市空间基础设施的3 维、动态、地心坐标
参考框架，是数字城市建设的基础。CORS 为城市测绘工
作提供了统一基准，能够有效解决不同行业、不同部门之
间坐标系统的差异问题。
参考文献:
［1］ 杨光，方锋． 连续运行卫星定位体系下城市测量现代基
准的构建与应用［J］． 工程勘察，2
009， 37( 2) : 78 － 81．
［2］ 李天文． GPS 原理及应用［M］． 北京: 科学出版社， 2003．
［3］ 杨光，方锋，祁芳． GZCORS 系统的建设与应用［J］． 地理
空间信息，2007，5( 3) : 20 － 22．
［4］ 刘火杰，施一民． 全球定位系统( GPS) 的原理与数据处
理［M］． 上海: 同济大学出版社， 1996．
［编辑: 胡雪］
( 上接第96 页)
3) 检查符号库是否合理。符号库决定图形的样式、
颜色、线型、尺寸等参数。所以必须检查符号库的正确
性，是否满足《图式》要求。
4) 检查图面整饰情况，各要素之间的逻辑性是否正
确，有无压盖情况。
5． 6 元数据检查
5． 6． 1 结构符合性检查
检查元数据结构是否符合《城镇地籍数据库标准》要
求的符合程度，以及与数据库结构设计的符合程度。
5． 6． 2 值符合性检查
检查元数据值域的符合程度，元数据项内容填写必
须正确、必填内容不能为空、值不应超出值域的范围; 值
应满足值域之间的运算关系。
6 结束语
随着GIS 的飞速发展，城镇地籍数据库得到越来越多
企事业的关注，与其他方面联系也越来越密切［4］，所以，
在数据库建设中应充分考虑各项技术的发展趋势和数据
应用的诸多方面，使数据库具有较强的扩展性，能够适应
现代信息技术的高速发展。这样就更需要一个高质量的
数据库，本文结合烟台市牟平区第二次城镇土地调查及
信息系统建设项目分析了城镇地籍建库质量控制过程中
的检查方法，具有针对性和可操作性。
参考文献:
［1］ 邬伦，刘渝． 地理信息系统原理、方法和应用［M］． 北京:
科学出版社，2
000．
［2］ 吴信才． MAPGIS 地理信息系统［M］． 北京: 电子工业出
版社， 2005．
［3］ 钱乐祥． GIS 分析与设计［M］． 北京: 中国环境科学出版
社， 2002．
［4］ 邬伦，刘渝，张晶，等，地理信息系统———原理、方法和应
用［M］． 北京: 科学出版社， 2001．
［编辑: 吴迪］
第10 期 胡文雄: CORS 技术及应用探讨
CORS技术及应用探讨.pdf (259.45 KB, 下载次数: 0)

2014-10-1 07:06 上传

点击文件名下载附件
下载积分: 银子 -10 两