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隨著GPS技術(shù)的飛速進(jìn)步和應(yīng)用普及,它在城市測量中的作用已越來越重要。當(dāng)前,利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System,縮寫為CORS)已成為城市GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。 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)。
CORS(基準(zhǔn)站)
基準(zhǔn)站網(wǎng)由范圍內(nèi)均勻分布的基準(zhǔn)站組成。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)。
單基站CORS,就是只有一個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站。類似于一加一或一加N的RTK,只不過基準(zhǔn)站由一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)站代 替。它將科技領(lǐng)域的衛(wèi)星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和*的軟件開發(fā)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起,為用戶提供了全新、透明、可視、實(shí)時(shí)的測量服務(wù)?;?準(zhǔn)站上有一個(gè)控制軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星的狀態(tài)、存儲(chǔ)和發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù),同時(shí)有一個(gè)服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)差分服務(wù)和用戶管理。
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)處理中心是CORS的核心單元,也是高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。中心24小時(shí)連續(xù)不斷地根據(jù)各基準(zhǔn)站所采集的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整體建模解算,自動(dòng)生成一個(gè)對應(yīng)于流動(dòng)站點(diǎn)位的虛擬參考站(包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)和GPS觀測值信息)并通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和無線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng),向各類需要測量和導(dǎo)航的用戶以國際通用格式提供碼相位/載波相位差分修正信息,以便實(shí)時(shí)解算出流動(dòng)站的精確點(diǎn)位。
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。
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、Internet等形式向用戶播發(fā)定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
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)可以分為毫米級用戶系統(tǒng),厘米級用戶系統(tǒng),分米級用戶系統(tǒng),米級用戶系統(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),車輛導(dǎo)航與定位用戶(米級),高精度用戶(事后處理)、氣象用戶等幾類。
CORS系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)RTK測量作業(yè)方式,其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:
CORS系統(tǒng)僅是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的定位框架基準(zhǔn),同時(shí)也是快速、高精度獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施,CORS可在城市區(qū)域內(nèi)向大量用戶同時(shí)提供高精度、高可靠性、實(shí)時(shí)的定位信息,并實(shí)現(xiàn)城市測繪數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一,這將對現(xiàn)代城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的采集與應(yīng)用體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。它不僅可以建立和維持城市測繪的基準(zhǔn)框架,更可以全自動(dòng)、全天候、實(shí)時(shí)提供高精度空間和時(shí)間信息,成為區(qū)域規(guī)劃、管理和決策的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)還能提供差分定位信息,開拓交通導(dǎo)航的新應(yīng)用,并能提供高精度、高時(shí)空分辨率、全天候、近實(shí)時(shí)、連續(xù)的可降水汽量變化序列,并由此逐步形成地區(qū)災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)。此外,CORS系統(tǒng)可用于通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中高精度的時(shí)間同步,并能就地面沉降、地質(zhì)災(zāi)害、地震等提供監(jiān)測預(yù)報(bào)服務(wù)、研究探討災(zāi)害時(shí)空演化過程。
連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(LAN/WAN)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測值(載波相位,偽距)、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比連續(xù)運(yùn)行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機(jī)作業(yè)等眾多優(yōu)點(diǎn)。
國外CORS發(fā)展概況
國際大地測量發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)是建立全天候、覆蓋、高精度、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在地面則建立相應(yīng)的性連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站。目前世界上較發(fā)達(dá)的國家都建立或正在建立連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)。
美國的GPS連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)。它由美國國家大地測量局(NGS)負(fù)責(zé),該系統(tǒng)的當(dāng)前目標(biāo)是:
至2001年5月,CORS已有160余個(gè)站。美國NGS宣布,為了強(qiáng)化CORS,從即日起,以每個(gè)月增加3個(gè)站的速度來改善該系統(tǒng)的空間覆蓋率。CORS的數(shù)據(jù)和信息包括接收的偽距和相位信息、站坐標(biāo)、站移動(dòng)速率矢量、GPS星歷、站四周的氣象數(shù)據(jù)等,用戶可以通過信息網(wǎng)絡(luò),如Internet很容易下載而得到。
英國的連續(xù)運(yùn)行GPS參考站系統(tǒng)(COGRS)的功能和目標(biāo)類似于上述CORS,但結(jié)合英國本土情況,多了一項(xiàng)監(jiān)測英倫三島周圍海平面的相對和變化的任務(wù)。目前已有近60個(gè)GPS連續(xù)運(yùn)行站。
德國的全國衛(wèi)星定位網(wǎng)由100多個(gè)性GPS跟蹤站組成。它也提供4個(gè)不同層次的服務(wù):
其他歐洲國家,即使領(lǐng)土面積比較小的芬蘭、瑞士等也已建成具有類似功能的性GPS跟蹤網(wǎng),作為國家地理信息系統(tǒng)的基準(zhǔn),為GPS差分定位、導(dǎo)航、地球動(dòng)力學(xué)和大氣提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
在亞洲,目前日本已建成近1200個(gè)GPS連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)的綜合服務(wù)系統(tǒng)———GeoNet。它在以監(jiān)測地殼運(yùn)動(dòng)地震預(yù)報(bào)為主要功能的基礎(chǔ)上,目前結(jié)合大地測量部門、氣象部門、交通管理部門開展GPS實(shí)時(shí)定位、差分定位、GPS氣象學(xué)、車輛監(jiān)控等服務(wù)。
國內(nèi)CORS發(fā)展概況
隨著國家信息化程度的提高及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字城市、數(shù)字省區(qū)和數(shù)字地球的工程化和現(xiàn)實(shí)化,需要采集多種實(shí)時(shí)地理空間數(shù)據(jù),因此,中國發(fā)展CORS系統(tǒng)的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來,國內(nèi)不同行業(yè)已經(jīng)陸續(xù)建立了一些專業(yè)性的衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò),目前,為滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)信息化的需要,一大批城市、省區(qū)和行業(yè)正在籌劃建立類似的連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),一個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)高潮正在到來。
深圳市建立了我國個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(SZCORS),目前已開始全面地測量應(yīng)用。全國部分省、市也已初步建成或正在建立類似的省、市級CORS系統(tǒng),如:廣東省、江蘇省、北京、天津、上海、廣州、東莞、成都、武漢、昆明、重慶等。
四川建立的CDCORS,已經(jīng)運(yùn)行三年多,原本主要目的是用來做監(jiān)控四川地區(qū)地震災(zāi)害,但是通過對其潛在功能的挖掘,在GPS大地測量方面開發(fā)利用,通過撥號登錄,對外開放網(wǎng)絡(luò)使用權(quán),實(shí)現(xiàn)用戶GPS實(shí)時(shí)高精度差分定位,取得了一定的收益。
建立CORS的必要性和意義
“空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”是信息社會(huì)、知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施。城市連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)是“空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”重要的組成部分,可以獲取各類空間的位置、時(shí)間信息及其相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化。通過建設(shè)若干性連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站,提供國際通用各式的基準(zhǔn)站站點(diǎn)坐標(biāo)和GPS測量數(shù)據(jù),以滿足各類不同行業(yè)用戶對精度定位,快速和實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航的要求,及時(shí)地滿足城市規(guī)劃、國土測繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控,礦山測量等多種現(xiàn)代化信息化管理的社會(huì)要求。建立CORS的必要性和意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、CORS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)。隨著CORS基站的建設(shè)和連續(xù)運(yùn)行,就形成了一個(gè)以基站為控制點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。所以,可以利用已建成的CORS系統(tǒng)對外開發(fā)使用,收取一定的費(fèi)用,收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)各地的投入和實(shí)際情況制定,當(dāng)然這一點(diǎn)上更多的是社會(huì)效益。
2、CORS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、物體跟綜、消防、測繪、GIS 應(yīng)用等提供精度達(dá)厘米級的動(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)。
3、CORS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。由此帶給城市巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的, 它將為城市進(jìn)一步提供良好的建設(shè)和投資環(huán)境。
信息標(biāo)題:知識擴(kuò)展:CORS是什么及目前國內(nèi)外CORS現(xiàn)狀
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