CORS (Continuously Operating Reference Stations) 系统, 即连续运行参考站系统可以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, 实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地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是在一个较大的区域内均匀的布设多个永久性的连续运行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的将观测数据传输给系统控制中心, 系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析, 然后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。然后向用户实时发送GPS改正数据, 用户只需要一台GPS接收机, 便可实时或事后得到高精度的可靠的定位结果。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 (iMAX) 、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, 形成一个分布于整个城市的局域网。
(1) 参考站子系统; (2) 数据处理中心子系统; (3) 数据通信子系统; (4) 用户应用子系统。
1.3 CORS系统的技术优势
CORS它的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体, 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, 其主要优势体现在: (1) 为城市测绘工作提供了一个统一的基准, 能够从根本上解决不同行业、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, 由于消除或削弱各种系统误差的影响, 还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, 实现了数据的共享, 可为高精度要求的用户提供下载服务。
2 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天, 每天24小时连续不断地运行, 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以构成国家的新型大地测量动态框架体系和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。
2.1 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, 而且精度不均匀, 外业中不知道测量成果的精度。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种控制测量, 但是需要时候进行数据处理, 不能实时定位并知道定位精度, 内业处理后发现精度不合要求必须返测量。而用网络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。这样可以大大提高作业效率。应用网络RTK技术进行实时定位可以达到厘米级的精度, 因此, 除了高精度的控制测量仍采用GPS静态相对定位技术之外R T K技术即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。
2.2 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, 同时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以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。
2.3 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, 它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放样等放样方法的复杂性, 同时也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。
2.4 地形测图
地形测图是为城市、矿区以及为各种工程提供不同比例尺的地形图, 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的基础上加密次级控制网点。最后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照一定的规律和符号绘制成平面图。CORS技术的出现, 可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用CORS下的网络RTK新技术, 甚至可以不布设各级控制点, 作业员用在直接用流动站便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标, 利用测图软件可以在野外一次测绘成电子地图, 然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺的图件。
2.5 城市规划及放线
网络RTK在城市规划测量中有着广泛的运用, 比传统的测量仪器, 有着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, 放样工作一人也可完成。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, 即能按桩号也可按坐标放样, 并可以随时互换。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, 直到满足放样的精度要求为止。
3 结语
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起完整的系统, 国内也进入了蓬勃发展的阶段。CORS将是城市信息化的重要组成部分, 并由此建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架, 是数字城市建设的基础。CORS建为城市测绘工作提供了一个统一的基准, 能够有效的解决不同行业、不同部门之间坐标系统的差异问题。
摘要：本文基于笔者多年从事工程测量及RTK技术应用的相关工作经验, 以连续运行参考站系统技术在城市控制测量及地形测量中的应用为研究对象, 探讨了CORS技术在几个方向中的应用思路, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：CORS技术,城市勘测,控制测量,地籍测量
参考文献
[1] 李天文.GPS原理及应用[M].北京:科学出版社, 2003.
[2] 刘火杰, 施一民, 等.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.