基于CORS系统航控中的应用研究

[摘要] 介绍了CORS系统工作的基本原理，重点分析研究了CORS系统在航控中的应用，与传统技术比较，该技术提高了工作效率，且在一定程度上保证了测量成果的精度可靠性。

[关键字] CORS系统 VRS技术 精度可靠性

[中图分类号]V1 [文献码]B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-295-2

0 引言

CORS技术是基于GPS差分技术发展起来的，CORS是利用卫星导航定位（GNSS）、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）等技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS参考站的网络系统。CORS系统集成了多种现代先进技术，其中包括集成了GNSS技术、通信网络技术、计算机软件技术等。其工作基本原理见图1。

1 关键技术介绍

GPS参考站软件的核心功能是实现网络RTK改正数的计算。按照改正数计算方法的不同包括虚拟参考站技术（VRS）、主辅站技术（MAC）、区域改正数技术（FKP）和综合内插技术（CBI）四种。其中VRS技术和MAC技术由于其解算精度高、解算稳定和兼容性好等特点所以在实际应用中应用的最为广泛。由于广西CORS系统主要采用VRS核心解算技术，本文主要针对该技术进行介绍。

虚拟参考站技术是目前全球普及范围最广的CORS处理数据技术，其工作原理如图2所示，利用布设在地面上的多个参考站组成GPS连续运行参考站网络（CORS），综合利用各参考站的卫星观测数据，通过软件处理建立精确的误差模型来修正相关误差。移动用户在工作前，通过蜂窝移动电话，如 GSM数据终端，将 NMEA协议的 GGA送到运行 GPSNet软件的控制中心，告知其概略位置。数据中心收到这个位置信息后，根据用户流动站发来的信息，整体的改正GPS的轨道误差；改正电离层、对流层和大气折射引起的误差，将将相应的 RTCM改正数据发给移动站。这个差分数据的效果相当于在移动站附近生成一个虚拟的参考站，从而解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度。

从图上可以看出该技术实现测量有两个关键的步骤：一是流动站误差的计算，二是虚拟观测值的生成。VRS技术的优势在于允许服务器应用整个网络的信息来计算电离层和对流层的误差改正模型，一旦完成了数据的完整性检测，中央服务器就通过双差观测值计算电离层、对流层和星历误差。对各种误差进行模型化，可以有效地消弱各种系统误差。通过虚拟出的参考站，使用户在进行网络RTK作业时与常规RTK作业效果一样，但其解算精度、可靠性和稳定性却得到了较大提高。

2 CORS系统航空应用实例

2.1 测区控制点布设

根据航测内业成图的需要，航空控制点在像片上的分布应满足一定的要求，因此航控点的布设在航测整个过程中起到了关键作用。

航控点的布设是根据相片的走向来布设的，像控制点距像片边缘应大于1cm（18cm×18cm像幅）或1.5cm（23cm×23cm像幅），像控点距像片上的各类标志不应小于1mm，且在航向三片重叠和旁向重叠中线附近，具体的布设情况如图3所示。

2.2 外业数据采集

应用CORS系统进行外业数据采集具体测量步骤主要包括如下几个方面：

（1）开机，仪器进行初始化、检查准备工作；

（2）GPS配套用手簿进行蓝牙连接，设置CORS网络参数、进行网络登陆，显示VRS CORS网络登陆；

（3）接收机仪器的安置、对中、整平；

（4）在观测手簿中输入正确点号及仪器高；

（5）点击屏幕上的移动站测量，待显示固定解时进行测量。

在测量时应当选择良好的观测条件，避免中午进行观测，这主要是由于白天11点到下午2点之间，太阳辐射最强，对电离层影像较大，而电离层是GPS测量主要的误差源之一，可能导致GPS信号没法固定，影响测量精度，所以尽量避免这段时间进行测量。

2.3 外业数据精度分析

本文选取了北部湾某一地区进行了航控测量，该测区外业通过CORS系统测量得出的经纬度数据或后处理数据需交由广西基础信息服务中心解算出平面坐标，而像片控制点的高程测定则利用广西似大地水准面成果进行正常高改正，求得正常高。为了检验测量成果的精度，我们通过与已有的C、D级网的联测对比来分析CORS系统外业测量的精度。本次选取了6个点来作为检验点。

观测数据与已知数据对照，经对比分析得出，X坐标最大误差为：-0.039米，中误差为：0.031米；Y坐标最大误差为：-0.045米，中误差为：0.025米；边长S最大误差为：0.060米，中误差为：0.040米，限差为0.140米；高程H最大误差为：-0.037米，中误差为：0.033米，限差为0.120米。误差在规范允许范围内，满足像控点测量要求。从测量数据分析可得：CORS系统外业测量精度达到一、二级GPS网的控制测量要求。

3 结语

随着CORS系统的逐步的完善，其在测量领域的应用也越来越广泛，这一技术不仅大大提高了外业作业效率，且一定程度上保证的测量精度可靠性。本文通过CORS系统对其外业控制测量进行了精度分析，得出了广西CORS系统外业测量精度达到一、二级GPS网的控制测量要求。

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