CORS系统的布设及精度探析

【摘要】随着科技手段的不断发展，城市对连续运行参考站系统建设的需求也在逐步提升，根据不同的城市连续运行参考站系统的设计思想、分布情况及覆盖情况需要我们进行探讨，本文就某市连续运行参考站系统进行分析。

【关键词】：cors，系统布设，精度分析

中图分类号：TH161+.7文献标识码： A 文章编号：

一、前言

连续运行参考站网系统要根据当地的实际需求进行建设，按照间距在一个较大的区域内建立起几个或十几个永久性连续运行的GNSS参考站。观测数据通过GNSS参考站传到数据处理中心的特定服务器上，服务器上有比较先进的数据分析和管理软件，服务器会对各个参考站的数据进行采集、分析和管理，完成数据处理后通过互联网、CDMA、电台等通讯方式向需要的用户各种实时及后处理的定位数据产品。实际上连续运行卫星定位服务系统是对传统使用的RTK的技术改进，连续运行卫星定位服务系统利用一个或几个连续观测点，采集该区域内和该时间段的“局域精密星历”这样能达到准确定位和测量范围扩大的目的。连续运行卫星定位服务系统已经在多个城市进行建设和使用，达到了理想的使用效果。现结合H市建立CORS系统的实际案例，对CORS系统精度分布以及覆盖情况进行探讨。

二、基本的概念

连续运行参考站系统其英文的简称是CORS系统，CORS系统的理论源于20世纪80年代中期加拿大提出的“主动控制系统”。虽然这个理论最初是为了提高静态基线的解算精度，但随着RTK技术的发展，该理论与RTK技术结合，成为CORS系统的理论基础。简单地说，CORS系统就是利用现有的公共通信网络作为传输手段，利用现代计算机技术对海量数据进行优化，实时地向不同类型、不同需求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。

连续运行参考站系统与常规的单基站差分定位方案相比，CORS技术能准确的提供定位的准确性。有覆盖范围的增加，能调高在覆盖范围内的定位数据的准确性，通过合理的模型的建立能减少各种系统的产生的误差，通过终端服务器的控制和分析最终提供更加准确的定位。

三、CORS的分类和地址的选择

CORS技术在用途上可以分成单基站CORS、多基站CORS和网络CORS三种形式，这三种形式各有不同的特点。

1、单基站CORS。所谓的单基站就是连续运行站只有一个。类似于一个和多个RTK相加，基准站被连续运行的基站所代替，基站又作为服务器，经过相关的软件对卫星的状态进行实时的检测，将储存的静态数据进行实时的传输差分信息。

2、多基站CORS。在一个区域内有多个连续运行基站的存在，一个个单基站组成了多基站系统，一个单基站对应一个单基站系统，通过基站数据的采集由计算机软件计算基站和流动站之间的相对距离。流动站就能接受到距离近的基站发出的差分。

3、网络CORS。通过专业的软件，对区域内的基站的坐标进行准确的定位，通过坐标对观测的数据进行误差改正，尽可能消除区域内流动站观测数据的系统误差，获得高精度的实时定位结果。

4、对于连续运行参考站系统站址的选择对测量数据的准确性有着十分重要的影响，地址的选择涉及到信号的传输。因此，连续运行参考站系统站址一般都选择建在比较开阔的空间内，对信号的传输不能形成干扰，同时还要求维护要方便。在地址的选择上既要满足精度的要求，又要降低基站的建设成本。楼顶上建设基站是一个很好的选择，既不会对信号产生干扰，有方便于维护。对于不存在高层建筑的地域，在比较空旷的山顶建立基站也是可想的，首先保证了传输信号的不受干扰，其实这一点是最重要的，只有传输的信号不受干扰才能保证传输数据的准确。

四、系统实测精度分析

1、数据统计与精度分析方法

试验内符合精度的计算，采用每一测点的算术平均值作为该点的最或然值，将试验观测值与平均值求差。统计所有差值的分布情况，并对差值在不同区间的概率进行统计，同时分别计算北、东、高方向的内符合精度。测试外符合精度的计算公式相同，唯一区别就是计算采用测点的真实坐标作为基准。

2、内符合精度

内符合精度测试选取开阔地段，将仪器架设在固定位置处不动，采用连续采集物理点方法，进行长时间不间断数据采集，共采集坐标数据30000个，时间跨度从中午十二点持续到晚上八点，共计八个小时．测试过程中，卫星状况良好，卫星数目始终保持在7颗以上。利用公式计算测试结果在三个方向上的精度X方向0.0076米，Y方向为0.0056米，H方向为0.0130米。

五、 精度检测

1、CORS内部网精度检验

为检验系统的稳定性以及信号覆盖情况，在设计覆盖范围外20 km左右，选取了8个国家等级(高于C级)点，又在设计范围内选取了均匀分布的100个级GPS点，还在建筑物密集地区选取约100个5mm精度以上的控制点作为检验点。为保证检测精度，外业观测时采用架设固定三角架进行对中观测的作业方式。距离小于五十千米的流动点进行检测，结果是都能快速精确定位，单个基点的初始化时间在30～60 s。在对检验定位精度过程中，出现的最大误差为平面点位置4 cm，最小误差为2cm；高程的最大误差在5—6 cm。除此之外，在设计范围内又均匀分布的原控制点进行准确的测量，在20千米以内的水平精度控制在10-15mm，高程最大误差控制在20-30mm；在20-40千米之间的水平精度控制在20-40mm，高程最大误差控制在40-50mm；在40-50千米之间的水平精度控制在40-50mm，高程最大误差控制在50-60mm。满足一般测量定位的要求。为检验定位的稳定性，在每个检测点都记录了连续观测时间不少于180S的定位数据

2、观测时间对精度的影响

观测时间的长短也是影响最终测量成果的一个主要方面，观测时间是从虚拟参考站(VRS)的形成(即仪器取得固定解的过程)到数据保存到仪器中的时间长。此间的前30S接收数据的每一个历元之间差别较大，在厘米级上变化；60 S后逐渐处于稳定，180S后几乎不变。为了找到合适的观测时间长度，分别进行了5，10，15，30以及60个历元的观测精度统计，从统计结果可知，要达到厘米级的测量精度，观测15个历元即可(95％置信度)，但要想获得更可靠的成果，则需要至少观测60个历元。

六、检验结果

1、精度分布均匀。精度的均匀分布是检验CORS系统准确性的有效手段，理论上CORS系统在有效的区域内精度控制在2-3cm，经过对H市CORS系统覆盖范围内的100多个控制点进行检测分析，精度的最大误差在3.0cm，点中位的误差为1.7cm，误差的范围在控制的范围内，能满足CORS系统精度的要求。

2、覆盖范围广。经过对设计范围内的流动基点进行检测，没有发现盲点的存在，在最远的距离基站60千米的地方仍然有稳定的信号的存在，并能实现精准的定位。CORS系统具有比较广泛的覆盖范围。

3、定位速度快。在有效的覆盖区间内，检测最长的初始化时间为70秒，其中百分之七十以上的点初始化时间均少于15秒。连续测量信号稳定时，最快1秒就能准确的进行定位。

七、结束语

CORS系统布设和运行的精度确认后，内外网的精度基本上不存在差别，对于流动基点能进行准确的定位，在地形的测量和土地调查数据的更新上有着广泛的应用。随着城乡一体化建设进度的加快，CORS系统已经成为测绘工作中一项很重要的工作，它将先进的卫星定位技术、通信技术和地理信息技术进行了很好的结合，实现了三位一体化的操作，为用户提供了详细的动态的定位技术，为城市的地形测量和土地的调查提供了保障。

参考文献：

[1]田小龙 浅析CORS系统布设在城市发展过程中的应用[J] 测绘与空间地理信息 2012

[2]司宇飞 CORS系统的分类和精度控制[J] 全球定位系统 2011

[3]戴卫红 上海CORS系统布设及精度分析[J] 测绘与空间地理信息 2009