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摘要：目前高精度实时动态定位技术和区域大地水准面精化技术已经成为测绘科学尤其是大地测量领域研究的热点。常规测量定位技术，尤其是传统的RTK定位技术是一种基于单基准站和高精度载波相位观测值的实时动态定位技术，其作业成本大、操作繁琐。随着人们对定位精度和作业效率要求的不断提高，如何摆脱传统RTK作业复杂性和在更大的范围内实现高精度动态定位的问题更加突出。同时，网络技术、计算机技术、无线通讯技术近年来迅猛发展，使得大量数据实时传输和处理成为可能。因此必须寻找一种新的、高效的、廉价的、实时高精度动态定位方式。在这些需求和条件下，连续运行GNSS参考站系统出现了，通常我们简称其为CORS系统。
关键词：CORS系统 精度分析 新疆 城市地形图
前言
随着空间技术的发展，以卫星为基础的全球导航定位系统技术，成为最新的空间定位技术。该系统具有全球性、全天候、高效率、多功能、高精度的特点，在用于大地定位时，测站间不要求互相通视，无需造标，不受天气条件影响，同时可获得 3 维坐标。该技术的应用导致传统测量的控制方法、作业手段和内外作业程序发生了根本性的变革，为城市地形图测量提供了一种崭新的技术手段和方法。它将以高速度、高精度、低成本为城市建设服务，快速、及时、准确地为城市规划、建设和管理提供测绘保障。
1、CORS系统概述
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 GNSS 基准站，构成一个基准站网，各基准站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时地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，获得本区域的误差改正模型。然后向用户实时发送 GNSS 改正数据，用户只需要一台 GNSS 接收机，便可实时或事后得到高精度的可靠的定位结果。
1．2 CORS 系统组成
CORS 系统由基准站子系统、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，形成一个分布干整个城市的局域网。
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，结束了传统RTK作业单打独斗的局面。与传统 RTK 测量作业方式相比，其主要体现优势如下。
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）GNSS 的有效服务范围得到了极大地扩展。
3）采用CORS站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率。
4）用户不需架设基准站，真正实现单机作业，减少了费用。
5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰。
6）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。
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2、CORS系统的应用与精度分析
2.1、CORS系统在城市地形图测量中的应用
工程测图是为城市各种建设工程提供不同比例尺的地形图，以满足城乡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圈。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。甚至可以不布设各级控制点，作业员直接用流动站便可以高精度并快速地测定界址点、地形点和地物点的坐标，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。
2.2、CORS系统的精度分析
从定位角度分析，CORS系统提供实时定位和事后精密定位两种定位服务。实时定位是利用流动站每10个历元的观测数据解算得到流动站坐标；事后精密定位是利用流动站的观测数据和参考站的原始观测数据的联合解算得到流动站的坐标。为检验系统的定位精度、稳定性及可靠性，系统定位精度检验采用坐标比较的方式进行，即已知坐标作为真值，利用观测值与真值的差值进行分析。从高程角度分析，应用GPS点的大地高减去对应点的正常高，就可以解算出此点的高程异常值。在一个测区内根据地形，选取一些分布适宜的GPS点，进行水准联测，以精确获取这些点的高程异常值，利用这些高程异常值来拟合测区的似大地水准面。当这一数字模型建立后，根据网点的位置参数，便可计算测区内任何一GPS点高程异常值，这就是GPS高程拟合的基本原理。对于平坦或微丘小地区，大地水准面可近似看成线性的光滑曲面，这时可采用最简单的一个阶多项式曲面拟合，即平面拟合。该拟合法需要确定三个参数，因此最少需要三个已知点。当测区范围较大或地形起伏较大时，平面拟合模型精度较差，此时可采用二阶多项式曲面拟合，即二次曲面拟合法。该法需要确定6个参数，因此至少需要6个已知点，当已知点多于6个，那么可以采用最小二乘法确定系数。
3、新疆CORS系统的建设现状
3.1全疆似大地水准面精化模型
2010年，国家西部1：50000地形图空白区测图工程子项目“新疆似大地水准面精化项目”由国家测绘地理信息局立项，新疆维吾尔自治区测绘地理信息局具体组织实施，武汉大学承担总体技术方案设计、技术支持、GNSS数据处理和似大地水准面建模工作。该项目完成了203个高精度GPS水准点的布测，经过处理得到了各点在CGCS2000坐标系、1980西安坐标系下的坐标。该项工作解决了新疆高精度省级似大地水准面的有无问题，但限于当时的投入问题，其精度和分辨率有限，只能满足中小比例尺测区和较低精度的应用。
3.2重点地区似大地水准面精化模型
2016年，由国家大地数据处理中心负责实施的天山北坡地区高精度似大地水准面精化项目。该项目最终获取了精度较高（优于5厘米），分辨率2.5'*2.5'的似大地水准面成果。2018年，由原自治区测绘地理信息局（现自然资源厅）立项，自治区第一测绘院负责实施的新疆重点地区似大地水准面精化项目。目标是在国家建立现代大地基准的基础上，结合新疆区域内已有的高等级GPS点、水准点和重力点等资料，完成约25万平方千米的重点区域的厘米级精度的似大地水准面建模工作。
结语
基于新疆CORS系统在进行城市地形图差分作业，其平面精度优于高程精度，Y方向精度优于X方向精度，重点地区二者基本处于同一数量级范围内。目前新疆CORS系统正在进行网络的建设和升级，相信系统完善后，其精度和稳定性将进一步提升，也将在各行各业的建设中发挥更大的作用。
参考文献：
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【3】李天文． GPS 原理及应用［M］． 北京：科学出版社，2003．
【4】吴红桃． 探讨 GPS － ＲTK 与 COＲS 技术在地形图测量中的应用［J］． 中国科技投资，2012（30）：30 ～31．
论文作者:王曦
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第20期
论文发表时间:2019/7/9
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