基于GNSS的CORS系統(tǒng)應用探討 Written By Mars前言上世紀90年代隨著RTK（Real Time Kinematic）技術的問世，GNSS測量型用戶機通過同時獲取衛(wèi)星信號與基準站的差分信號，即可在1-2秒的時間里得到高精度位置信息（厘米級至亞米級）。大大推動了GNSS系統(tǒng)向高精度的應用領域拓展，如工程測量與放樣、大地地殼運動監(jiān)測、重點建筑物的形變監(jiān)測等。目前，差分技術已經從第一代RTK技術、第二代單站CORS（Continuous Operational Reference System）系統(tǒng)、發(fā)展到第三代網絡CORS系統(tǒng)。隨著GNSS衛(wèi)星信號編碼體系的進一步完善以及差分技術的日趨成熟，目前CORS系統(tǒng)的實時相對定位精度已達到毫米級，其發(fā)展和應用前景已引起越來越多業(yè)內外人士的關注，本文通過介紹CORS系統(tǒng)的應用現狀，進一步與讀者一起探討CORS系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。中國CORS的發(fā)展歷程與現狀1993年，國內第一個GPS CORS在武漢建立；2003年，國內第一個實用化的實施動態(tài)CORS于深圳建立；2007年，國內第一個覆蓋全省的CORS系統(tǒng)于廣東建立；至2011年，全國將建立各種不同用途的GNSS CORS預計將達到1千多個；區(qū)域名CORS數目區(qū)域名CORS數目北京市15深圳市5天津市12東莞市5上海市14成都市21重慶市5武漢市6香港特別行政區(qū)12廣州市8江蘇省67福州市10廣東省38南寧市5安徽省10濟南市7四川省8青島市10陜西省11蘇州市7湖北省10合肥市5福建省7淄博市12昆明市7常州市4表1：2009年各省市已建成區(qū)域性GNSS CORS系統(tǒng)一覽表（本表資料來源：中國科學院院士 陳俊勇，構建全球導航衛(wèi)星中國國家級連續(xù)運行站網）注：表1的統(tǒng)計信息是不完整的，未包括山東、黑龍江、浙江等省市數據以及國家測繪局、國家地震局和國家海事局的CORS數量網絡CORS系統(tǒng)的應用架構網絡CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術及高精度終端制造技術等高新科技多方位相互應用與結合的產物。整套系統(tǒng)由GNSS基準參考站網、數據處理和控制中心、數據通信網絡、用戶應用終端這四個部分組成。按照應用的精度不同，網絡CORS系統(tǒng)可以將用戶分為毫米級用戶、厘米級用戶、分米級用戶和亞米級用戶等；而按照用戶的應用領域不同，可以分為測繪與工程用戶（厘米、分米級），車輛導航與定位用戶（米級），高精度用戶（事后處理）、氣象用戶等幾類。圖1 網絡CORS系統(tǒng)架構圖網絡CORS工作流程日常運行時，各GNSS基準參考站實時接收導航衛(wèi)星播發(fā)的各頻段的載波信號，并解調負載在載波信號中的測距碼和衛(wèi)星導航數據電文，將測距碼和衛(wèi)星導航數據電文通過數據通信網絡傳輸至數據處理和控制中心，數據處理和控制中心將實時數據與歷史數據通過各種誤差解算模型與誤差消除算法，進行迭代運算，計算出本網絡CORS系統(tǒng)覆蓋范圍內各區(qū)域中的各種誤差糾正參數或數值，并將上述各種誤差糾正參數或數值存儲至數據庫中。圖2 CORS系統(tǒng)“日常運行”流程圖實時精密定位：用戶終端開機后，首先通過數據通信網絡向數據處理和控制中心進行用戶注冊或登錄，用戶認證通過后，用戶終端會將本機的動態(tài)定位數據（定位精度20米）通過數據通信網絡發(fā)送給數據處理和控制中心，數據處理和控制中心通過用戶終端的動態(tài)定位數據判斷用戶終端屬于本網絡CORS系統(tǒng)內的某個確定區(qū)域，最后數據處理和控制中心將那個區(qū)域的各種誤差糾正參數或數值通過數據通信網絡傳輸至用戶終端，由用戶終端解算最終的用戶終端定位數據（相對定位精度可達厘米級）。圖3 “實時精密定位”流程圖事后精密定位：用戶終端開機后，記錄一段時間內用戶終端的接收的測距碼和衛(wèi)星導航電文，與實時精密定位不同，此時用戶終端并不將測距碼和衛(wèi)星導航電文傳給數據處理和控制中心，而是由用戶在空閑的時候再將測距碼和衛(wèi)星導航電文傳給數據處理和控制中心（注意：此時用戶應用終端已經不放置在測量點上） ，由其進行定位數據解算，可得到精準的事后用戶終端定位數據（相對定位精度可達毫米級）圖4 “事后精密”定位流程圖我國網絡CORS系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 由單一接收GPS衛(wèi)星導航信號發(fā)展為兼容接收GNSS四大系統(tǒng)（GPS/BD2/GLONASS /GALILEO），提供高質量、高精度的定位服務未來十年內，全球GNSS四大系統(tǒng)將陸續(xù)建成或升級，用戶面臨著近百顆導航衛(wèi)星同時并存、互相兼容的局面。從CORS系統(tǒng)提高自身精度的角度考慮，具備兼容處理多套衛(wèi)星導航測距碼和導航電文的能力，將大大提高定位的精度和服務的可靠性；此外，從用戶終端的角度出發(fā)，不同的用戶必定根據其應用的特點，存在多系統(tǒng)GNSS信號的組合、選用和優(yōu)化的問題。因此CORS系統(tǒng)必須具備兼容處理GNSS四大系統(tǒng)的能力，才有可能抓住用戶，服務大眾。 由各自為政的區(qū)域CORS系統(tǒng)和行業(yè)CORS系統(tǒng)發(fā)展成為全國聯(lián)網面向各行各業(yè)的CORS系統(tǒng)目前我國在CORS系統(tǒng)的建設上，主要還是地區(qū)和行業(yè)為主，相應的CORS系統(tǒng)的信息和成果，僅在本地區(qū)、本行業(yè)、本部門內部交流，只發(fā)揮了專業(yè)CORS的作用。未來的CORS系統(tǒng)將優(yōu)化和整合目前的CORS資源，建立一個全面和均勻覆蓋我國陸域和海域國土的全國聯(lián)網的CORS系統(tǒng)，實現全國范圍內的數據共享和用戶共享。改變目前只為特定區(qū)域或者特定行業(yè)的用戶提供服務的不利局面，實現既面向行業(yè)用戶提供專業(yè)化服務，也面向大眾提供公眾化、個性化服務。結束語本文雖然指出了我國GNSS CORS系統(tǒng)發(fā)展的方向是兼容接收四大系統(tǒng)的衛(wèi)星導航信號和全國聯(lián)網面向大眾的CORS系統(tǒng)。但要實現這兩個目標，