CORS在城市工程测量中的应用.doc

1、CORS 在城市工程测量中的应用CORS 在城市工程测量中的应用 马慧玲 1 王丹 2 黄吉来 2 1.大连市测绘院 辽宁省大连市 116011 2.辽阳国土资源勘查规划院辽宁省辽阳市 111000 摘要：随着 GPS 技术的发展，GPS 网络 RTK 技术也越来越成熟，它代表了 GPS 的发展方向。通过对 CORS 工作原理的介绍，及其系统构成的优势，阐述了城市建立 CORS 的可行性和必然性，及其带来的经济效益。 关键词：连续运行参考站（CORS） ； 露天矿；GPS； 中图分类号：P228.4 文献标识码： A 0.引言 全球定位系统（GPS）是美国于 1973 年提出的，最早用于军方的

2、全天候全球性的导航系统，于 1994 年全部建成。GPS 实时动态定位(Real Time Kinematic, 简称 RTK) 技术是一种将 GPS 与数据传输技术相结合, 实时解算进行数据处理, 在 12 秒的时间里得到高精度位置信息的技术。连续运行参考站（CORS）技术的出现将 GPS 技术发展到了一个新的高度，同时也加快了工程测量发展的进程。 1.CORS 系统的工作原理及其优势 在使用 CORS 系统时,各固定参考站接收卫星信号，并把接收的数据通过适当的通讯手段实时的发送给控制中心，控制中心将所有固定参考站的数据进行统一解算。而用户在工作前,先通过无线网络向控制中心发送一个概略坐标,

3、控制中心在收到这个位置信息后,便根据用户位置,由计算机系统自动选择最佳的一组固定基准站,整体地改正 GPS 的轨道误差以及电离层、对流层和大气折射引起的误差,再将高精度的差分信号发给用户。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边,形成一个虚拟的参考基站进行 RTK 定位计算，以保证用户精度要求，因此上述技术也称为虚拟参考站技术（VRS）1。 CORS 系统是 GPS 实时动态定位技术和数据通讯处理技术等高科技的完美结合,是一种 GPS 的多基站技术,它在数据处理上充分利用了多个参考站的联合数据的多基站算法。 CORS 系统能为各种应用提供数据和服务，它可以应用于大地控制测量，工程施工测量，变形监测

4、，地理信息系统和测绘地图，矿山测量，机械安装测量，导航定位，水文测量，航空测量等等。和普通的 RTK 相比，在相同个数参考站的情况下，CORS 可以覆盖更大的区域，增加了覆盖率；它的精度不会因离基准站远近不同而不同，它提供的是等精度观测；它的启动时间更快，预设置时间更短，提高了生产效率；它可以发送多种频率的信号，并支持其他类型、型号的接收机，使用者在不添加成本的情况下可以很快成为它的一个用户，和普通 RTK 只支持自己类型型号的功能相比，它降低了投入的成本，并能通过提供 CORS 服务而取得一定的收益，进一步降低了投入和运行系统的费用。此外，还能提供数据的下载、更新，并且系统本身的升级也比较容

5、易。 基于上述原因，现在很多发达国家都已经建立了自己的 CORS 系统，比较成功的是马来西亚和芬兰，如图 1、2，他们都已建立了整个国家的CORS 系统。 我国近几年发展迅速，先后建立起很多省市的 CORS 系统，比较成功的是四川的 CORS 系统，如图 3。 图 1 马来西亚 CORS 分布图 Fig.1 The Distribution of CORS in Malaysia 图 2 芬兰 CORS 分布图 Fig.2 The Distribution of CORS in Finland 图 3 四川 CORS 系统固定站分布图 Fig 3SCCORS distribution 2.CO

6、RS 系统的组成 CORS 系统包括 3 个部分:控制中心，固定参考站和用户部分23。 控制中心 它即是数据处理中心，也是通讯控制中心，是整个系统的核心部分。控制中心通过通讯手段 (光纤，光缆，ISDN，电话线)与所有的固定参考站进行通讯，将所有固定参考站的数据汇总，进行统一处理。控制中心通过无线网络(GSM、CDMA、GPRS 等等)进行信息的发布，使用户能实时得到所需要的信息。控制中心是由计算机实时处理系统控制整个系统的运行，所以控制中心的软件即是数据处理软件，也是一个控制系统。 固定参考站 固定参考站是固定的 GPS 接收系统，分布在整个网络中，一个 CORS网络可以包括很多个站，但最少

7、需要 3 个站，站与站之间的距离可达70Km 以上。固定参考站与控制中心之间由适当的通讯手段相连进行通讯，将数据实时的传送到控制中心统一处理。 用户部分 用户部分就是用户的接收机，加上无线通讯的调制解调器。接收机通过无线网络将自己初始位置发给控制中心，并接收中心的差分信号，生成厘米级的位置信息。 3.城市 CORS 系统的建立 随着测量技术的发展，城市已从传统工作模式转入现代化数字，自动化程度有了很大的提高，数据需要实时进行传输。GPS 作为现代化的测量设备也已早已在城市中使用，它被广泛应用在公共交通、市政设施修建等城市的各个领域中。随着公交车调度系统及各种交通系统，尤其是数字城市的应用，对测

8、量数据的准确和实时性的要求进一步提高，如果每一个系统都建立自己的 GPS 测量系统，则会极大的浪费资源，而且各个 GPS 测量系统之间会有一定的影响。CORS 的出现结束了 GPS 作业单打独斗的局面，使整个城市内所有使用 GPS 的工作成为一个有机的整体，大大扩展 RTK 的作业范围，使 GPS 的应用更广泛，精度和可靠性将进一步提高，使从前许多 GPS 无法完成的任务得以完成。城市 CORS 系统的建立过程如下4： (1)先收集资料，主要包括：城市高等级控制点坐标，点的分布，最好同时具有相应的 WGS84 和本地双套坐标及其精度评定成果。 (2)根据收集的资料，建立坐标转换模型及算出相应的

9、参数，为系统提供所必需的原始数据。 (3)在城市区域内建立控制中心。它设计为无人值守，主要设备为 GPS 接收机和 CORS 软件系统，并和网络连接，实时向网络发布用户所需数据。它一般建立在开阔的高处附近没有高大建筑，没有大型水体5。(4)根据具体情况，建立的固定参考站。固定参考站和控制中心一样，一般都建在高地，用于接收卫星信号。固定参考站将采集到的数据通过连线直接传给控制中心。 (5)进行现场调试，确认 CORS 系统的各种参数，及其运行准确性及可靠性。 (6)进行技术培训，使现场测量工作人员能够熟练使用该系统。 4.实例分析 某城市建立了 CORS 系统，在实际运行后，为了验证其精度和适用

10、性，对 68 个点进行两次独立观测，其两次观测差值统计如表 1 所示，统计计算得：X 坐标的中误差，Y 坐标的中误差，H 坐标的中误差，完全满足城市中一般工程测量的精度要求。 表 1. 两次观测差值统计表（单位：毫米） 5.结束语 网络 RTK 技术是将现代计算机管理技术、网络通讯技术、卫星定位技术等集于一体的系统, 应用参考站接收信号，运用最先进算法进行计算和改正，是 GPS 实时动态定位技术的革命性发展, 为社会提供高精度全天侯的基础地理信息服务。 在现代数字城市中应用 CORS 系统可实时城市内各个用户的位置，并能实时反馈工作状况，进行及时的调整、调度；还可以实时更新城市变化，为数字城市

11、提供基础数据，为各种决策提供了第一手资料。 参考文献 1 王志豪. 虚拟参考站技术在工程测量中的应用J. 测绘通报,2004,11:64-65. 2 林良光. 应用 GPS 网络 RTK 技术建立区域性空间定位动态服务体系的几点思考J. 东北测绘,2002,3:41-42. 3 杨洋. 虚拟参考站(VRS)技术及其精度评定D. 西南交通大学,2007.6. 4 莱卡用户使用手册 2007.GPS Spider BrochureM. http:/www.leica- 5 马振利, 吉长东, 白建军. VRS RTK 在地籍测量中应用 J. 辽宁工程技术大学学报,2006.6, 25(3): 348-350.