CORS基站信号接收与成果精度分析
时间：2022-10-29 02:50:50
【摘要】0. 前言 由于目前使用的RTK技术有着自身的缺陷：单基站模式的作业导致其在测量的精度和安全性方面存在随测量范围的增大而迅速减小的问题。CORS系统在国外已经建立并且完善，而我国...
摘要:cors是连续运行卫星定位系统的英文缩写，是GPS导航仪的升级换代产品。它以操作系统简单、实用性更强、成本价格低廉、定位精度高、以及覆盖范围辽阔等优点，在测绘部门得到了十分广泛的应用。
Abstract: CORS is the continuous operation of the satellite positioning system of the English abbreviation; it is the upgrading of GPS navigator. With its operating system is simple, practical, low cost, high positioning accuracy, and coverage of vast advantages, in surveying and mapping departments has been widely used.
Key words: CORS base station signal; accuracy;
中图分类号: P228.4文献标识码:A文章编号:
0. 前言
由于目前使用的RTK技术有着自身的缺陷：单基站模式的作业导致其在测量的精度和安全性方面存在随测量范围的增大而迅速减小的问题。CORS系统在国外已经建立并且完善，而我国在这一领域发展起点较低。CORS系统的使用，给科学研究提供了最原始、最直接、最快速的数据资料，降低了科研人员的劳动强度，对国民经济的发展和基础学科的研究具有推动作用。
1. CORS信号接收和精度的基本介绍
1.1 CORS信号接收的基本原理
通过对连续运行卫星的数据接收，使卫星数据在运行的整个过程中都能够全部覆盖有效区域，采集这些数据的基站固定在某个区域内，用微机来连接进而实现数据网络化，为用户提供空间高精度定位服务。区域性的网络连接使各个区域的基站能够连续的采集卫星数据，保证在卫星的运行过程中对不同类型、不同层次的动态数据采集，这种网络称之为GNSS网络。GNSS网络可以向测绘人员提供高精度的空间数据，包括地理坐标、气象状况、地貌地形、人口分布等信息。
1.2 CORS信号接受系统的组成
一般认为CORS由五部分组成：基准站网络、数据处理中心、数据传输通道系统、全球定位导航数据系统、用户接收数据系统。每个组成部分通过网络联成一体，共同组成了CORS网络。
基准站网络：它主要的组成部分就是一个一个的基准站，建立在全球不同的区域，负责采集卫星传输数据并将其发送至下一个环节-----数据处理中心。
数据处理中心：主要职能就是接受数据并且处理分析数据。对数据的处理是关键技术，要进行数据整体分类，将不同基站发回的不同时的数据进行串接，形成连续有研究价值的数据，然后根据用户要求发出去。数据处理中心是整个系统的核心所在，也是系统能否保持数据高精度、实时性的前提，进行数据整体，并对已的数据进行实时修正等，已达到数据全球的覆盖。
数据传输通道系统：顾名思义，是对数据进行传输，保证数据在各个环节的流通。数据通道是数据行进的路线，是其他环节运行的物资基础，就如同部队的后勤物资供应部队。
全球定位导航数据系统：通过GPS导航系统，向外界无线数据，供用户使用。
用户接收数据系统：用户数据接收的主要方式，是对数据使用的最后一个环节。根据用户的需求，数据分为不同精度：毫米级、分米级、米级等数据信息。
2. CORS信号精度分析
2.1 CORS的精度测试试验
2011年利用沈阳某学校的单站CORS系统进行精度测试实验，主要是利用S86接收机进行校园GPS控制点精度，对每个研究点进行四次重复测量。
在对该校的CORS系统进行实际测试过程中，系统保持稳定，没有浮点情况出现。为了提高准确率，实验测试得到四组数据，求出其平均值。根据需要，建立全校坐标体系网格，对水平、垂直三维空间进行测试，经过测试发现：平面坐标系中X方向的最大误差为0.023m，Y方向的最大误差为0.024m，所以平面点位中误差为0.033m；Z方向的最大误差0.02m。根据实际的环境，认为移动信号等干扰因素使所测的误差大于S86的精度指标。测量中得到的最为理想的三个点，平均其误差发现高程误差在0.006m，水平误差在0.01m，符合系统的要求指标。
2.2 提高CORS信号接受精度的发展
为了提高信号接受的精度，CORS基站已经更新好几代。最原始的单基站只是简单的连续运行的测量站，有独自来完成测量任务，通过软件对卫星的运行情况进行实时的监控；多基站就是在原来单基站的区域内设置多个单基站，进行相互配合式采集数据，通过一定的距离配置，在同一个区域内的不同基站接收的数据，进行数学计算后能够得出更精确数据。网络化的基站采集数据，可以完成更大范围的连续配合采集，并且可以建立数据误差分析软件，尽可能地消除测量误差；而全覆盖式的测量，还可以使定位达到更小单位的精度。相比单基站数据采集和多基站数据采集，网络式基站在信号接受精度方面具有以下优点：（1）数据采集安全性更强。一旦遇到太空离子干扰，单基站很可能就错失了数据的采集，而网络式的基站可以避免这类问题的发生或者还原出扰的数据，提高信号接受的精度；（2）提高了定位精度。通过网络技术数据的传输，应用数据分析软件，可以更准确的进行数据定位，定位精度越来越高。目前可以达到的精度为mm级别；（3）有效的减少测量误差。越来越多的电磁干扰，会造成数据采集的误差增大，有时的数据偏差会超过用户的要求。网络CORS系统通过多点同时采集数据，进行数据误差处理后，就可以提高数据的有效性。
最开始的GPS只用于军事领域的精度定位，为了保证国家领土完整而被国家垄断；随着和平的趋势越来越大，导航系统逐渐被用在国民经济建设中，最先使用的是气象部门，主要用于天气的预测和信息的采集；到目前为止，经过完善升级的GPS系统CORS，已经被用到各个领域。包括工程建设领域、自然灾害和地壳检测领域、地理信息的采集领域等。CORS系统的信号接收精度的提高也使得应用领域的不断增大。
2.3.1信号接收精度的提高有助于经济建设
在信息时代经济建设，信息的重要性可想而知，如何能获得高精度的信息，每个商家都在绞尽脑汁的想办法。实现信息共享，可以提高经济建设步伐的快速发展。例如，在我国北部湾经济地区，已经建成13个CORS参考站，覆盖全部的北部湾经济地区。系统中的13个CORS持续通过网络对卫星数据进行实时的传输，生成各种数据文本，向外发送。通过数据检测，将对北部湾经济区的地理信息、国土资源、城市规划、交通状况以及地理情况进行实时监控，实现了各个部门对信息的共享。每个企业都可以快速的获得信息，提高经济运转和物资的流通。
2.3.2 信号接收精度提高有助于特殊地区数字化测绘系统建立
在山区的数字化测绘系统的建立，需要得到先进CORS信号接收技术的支持。泰山作为我国著名的风景名胜，其面积比较大，旅游者很容易迷路或者发生危险，旅游区域内的风景维护检查也是十分大的工程。
景区内的CORS自测系统会提供高精度数据，景区哪一点发生异常，哪里需要排险，一目了然。通过实行CORS系统，将景区的管理从静态变成动态，从粗放式变成了准确式，从盲目管理变成了点式对管理，促进了泰山风景旅游事业的发展也保证了泰山风景区的安全维护。
2.3.3 信号接收精度的提高有助于土地整理
在河北某县要进行农村土地整理测绘，设计的项目流程主要有前期准备、实地测量、数据采集、地形图像处理、数据整理等。前期准备包括行政村地界的测量、农田基本信息以及其它文档资料收集；将设备进行校准调试。实地测量阶段安装GNSS天线，应固定在三脚架上，不可利用对中杆。采集数据要使用非连续测量和连续测量两种，测量点包括点状地物、特征点以及边界点等。图像处理可以使用计算机软件来完成，依据外业草图绘制出地形地貌，建立等高线，补充地形符号。土地整理中利用高精度的信号利于实现准确的图形绘制。
3结语
随着CORS系统的不断完善，区域性和跨区域性的CORS系统正在逐渐建立成型。是未来城市建设的必然趋势，并对城市建设起着巨大的推动作用。信息和资源共享是信息时代基本要求，我们应该不断的完善CORS系统，保证其符合高速发展的社会经济、国民经济的发展需求的要求。随着科学技术的进一步发展，未来10年将实现全球CORS系统覆盖，包括偏远山区、高海拔地区，各地逐渐建立的参考站系统，推动信息和资源共享，加快了信息化时代的步伐。
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