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摘要:本文介绍了CORS系统的分类及其特点,着重论述了CORS系统在测绘工作中带来的巨大影响,并提出了以后的发展趋势。
关键词:CORS系统、特点、测绘
【分类号】:TP317
随着计算机技术和网络通信技术的发展,传统测量技术已经发生了巨大变化,最主要的就是CORS技术的应用。CORS系统是卫星导航连续运行基准站(网)(Continuous Operational Reference System)的简称,是目前国际上区域、国家、乃至全球的动态空间参考框架基础设施,它不仅服务于测绘领域,还在气象辅助预报、灾害监测、资源调查、规划建设、交通导航等多领域发挥着重要的作用。
1.CORS系统分类
CORS系统是近几年在常规RTK、计算机技术、网络通信技术的基础上发展起来的一种实时动态定位技术。CORS系统是网络RTK技术的基础设施,它由基准站网、数据控制中心、数据处理中心、数据通信链路和用户服务中心5个部分组成。
目前,CORS系统服务技术主要有MAX、VRS、FKP三种。
1.1主辅站技术(MAX)
主辅站技术是由瑞士莱卡测量系统有限公司基于“主辅站概念”推出的新一代参考站网软件。主辅站技术的基本概念就是从参考网一高度压缩的形式,将所有相关的,代表整周未知数水平的观测数据,如弥散性的差分改正数,作为网络的改正数据发给流动站。
1.2虚拟参考站技术(VRS)
2001年Herbert LANDSU等提出了虚拟站的概念和技术。VRS实现过程分为三步:1)系统数据处理和控制中心完成所有参考站的信息融合和误差源模型化;2)流动站在作业的时候,先发送概略坐标给系统数据处理和控制中心,系统数据处理和控制中心根据概略坐标生成虚拟参考站观测值,并回传给流动站;3)流动站利用虚拟参考站数据和本身的观测值数据进行差分,得到高精度定位结果。
1.3区域改正参数技术(FKP)
区域改正参数方法是由德国的Geo++ Gmbh最早提出来的。该方法基于状态空间模型,其主要过程是数据处理中心首先计算出内电离层和几何信号的误差影响,再把误差影响描述成南北方向和东西方向区域参数,然后以广播的方式播发出去,最后流动站根据这些参数和自身位置计算误差改正。
2.CORS系统建设的意义
首先,由于受到经济发展的制约,一些地方的国土资源局缺少专业人员,技术力量薄弱,不能及时、准确的对土地进行测绘,制约了当地经济的发展。随着CORS技术的发展,其单基站技术也日益成熟,只要较少的投资即可在一个中小城市建立一个CORS基站,满足当地测量用户不同层次空间信息技术服务的需要。并且单基站系统可以随时增加新的基站,加大实时RTK作业的覆盖区域,一旦建立虚拟参考站系统的条件成熟,只要进行系统软件的升级,花费不大的投资,单参考站系统即可轻松地升级成虚拟参考站网络系统。
其次,CORS系统构建了新一代网络化的大地测量系统,不仅可以向测绘用户提供高精度、连续时间和空间基准,还可以为导航、时间、灾害预报等部门提供各种数据服务。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、准实时的快速定位或事后定位。全天候支持各种类型的GNSS测量、定位、变形监测和放样工作。可满足覆盖区域内各种地面、空中和水上交通工具的导航、调度、自动识别和安全监控等功能,服务于高精度中短天气状况的数值预报、变形监测、地震监测、地球动力学等。
3.CORS系统的特点
常规RTK定位技术是一种基于高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术,进行常规RTK工作时,除需要配备基准站接收机和流动站接收机外,还需要数据通讯设备,基准站需要将自己所获得的载波相位观测值和坐标,通过数据通讯链实时播发给其他周围工作的动态用户。流动站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出流动站相当于基准站的位置,然后根据基准站的坐标求得自己瞬间绝对位置。常规RTK定位技术虽然可以满足很多应用,但是还有很多的局限性合不足。如作业需要进行首级控制、设置基准站、流动站作业距离基准站不能太远(一般在15KM以内)等,作业成本大,操作繁琐。
而COSS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式,其主要优势体现在:
1) 改进了初始化时间、在网络覆盖范围内,精度均匀可靠,扩大了有效工作的范围;
2) 采用连续基站,用户不需要自己建立临时基准站,省去野外工作中的值守人员和架设基准站的时间,随时可以观测,使用方便,提高了工作效率;
3) 拥有完善的数据监控系统,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性;
4) 用户无需建立、维护控制点、购置基准站设备,真正实现单机作业,减少了费用;
5) 使用固定可靠地数据链通讯,减少了噪声干扰;
6) 兼容不同型号,不同精度的流动站接收机,实现了数据共享;
7) 扩大了GPS在动态领域的应用范围,更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航;
8) 为建设智慧化城市提供了新的可靠定位基础;
4.CORS系统的应用
4.1 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。
4.2 地籍测量
地籍测量是精确测定土地权属界址点的位置,同时测绘供土地管理部门使用的大比例尺的地籍平面图,并量算土地和房屋面积。地籍测量中应用CORS技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图,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精度。
4.3 变形监测
变形监测是对建筑物及其地基、建筑基坑或一定范围内的岩体及土体的位移、沉降、倾斜、挠度、裂缝和相关影响因素进行监测,并提供变形分析预报的过程。利用CORS技术可以对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测能更好的对地物的变形进行分析,总结。
5.结语
CORS系统作为GNSS发展的最新技术成果,它的建设和运行将全面促进空间定位数据资源的开发利用,实现定位数据的整合、共享和交换,最终建立一个多用途的科技共享服务平台,从而达到“一次投资、一个平台、多种服务”的效果,为打造地理信息服务平台提供可靠依据。
参考文献
[1]魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2007
[2]黄育华,倪宏宇.CORS服务网的技术研究[J].地理空间信息,2008,6(1):34-36
[3]詹长根,唐祥云 刘丽编著.地籍测量学(第二版)[M].武汉:武汉大学出版社,2005
[4]徐绍铨等编著.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社,2003
[5]秦卫祥,臧德彦,高宁,RTK技术在大比例尺图根控制测量中的应用[D].东华理工学院测绘工程学院,2007
[6]武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著.陆国胜修订.测量学(第三版)[M].北京:测绘出版社,2000.3
关键词:CORS系统、特点、测绘
【分类号】:TP317
随着计算机技术和网络通信技术的发展,传统测量技术已经发生了巨大变化,最主要的就是CORS技术的应用。CORS系统是卫星导航连续运行基准站(网)(Continuous Operational Reference System)的简称,是目前国际上区域、国家、乃至全球的动态空间参考框架基础设施,它不仅服务于测绘领域,还在气象辅助预报、灾害监测、资源调查、规划建设、交通导航等多领域发挥着重要的作用。
1.CORS系统分类
CORS系统是近几年在常规RTK、计算机技术、网络通信技术的基础上发展起来的一种实时动态定位技术。CORS系统是网络RTK技术的基础设施,它由基准站网、数据控制中心、数据处理中心、数据通信链路和用户服务中心5个部分组成。
目前,CORS系统服务技术主要有MAX、VRS、FKP三种。
1.1主辅站技术(MAX)
主辅站技术是由瑞士莱卡测量系统有限公司基于“主辅站概念”推出的新一代参考站网软件。主辅站技术的基本概念就是从参考网一高度压缩的形式,将所有相关的,代表整周未知数水平的观测数据,如弥散性的差分改正数,作为网络的改正数据发给流动站。
1.2虚拟参考站技术(VRS)
2001年Herbert LANDSU等提出了虚拟站的概念和技术。VRS实现过程分为三步:1)系统数据处理和控制中心完成所有参考站的信息融合和误差源模型化;2)流动站在作业的时候,先发送概略坐标给系统数据处理和控制中心,系统数据处理和控制中心根据概略坐标生成虚拟参考站观测值,并回传给流动站;3)流动站利用虚拟参考站数据和本身的观测值数据进行差分,得到高精度定位结果。
1.3区域改正参数技术(FKP)
区域改正参数方法是由德国的Geo++ Gmbh最早提出来的。该方法基于状态空间模型,其主要过程是数据处理中心首先计算出内电离层和几何信号的误差影响,再把误差影响描述成南北方向和东西方向区域参数,然后以广播的方式播发出去,最后流动站根据这些参数和自身位置计算误差改正。
2.CORS系统建设的意义
首先,由于受到经济发展的制约,一些地方的国土资源局缺少专业人员,技术力量薄弱,不能及时、准确的对土地进行测绘,制约了当地经济的发展。随着CORS技术的发展,其单基站技术也日益成熟,只要较少的投资即可在一个中小城市建立一个CORS基站,满足当地测量用户不同层次空间信息技术服务的需要。并且单基站系统可以随时增加新的基站,加大实时RTK作业的覆盖区域,一旦建立虚拟参考站系统的条件成熟,只要进行系统软件的升级,花费不大的投资,单参考站系统即可轻松地升级成虚拟参考站网络系统。
其次,CORS系统构建了新一代网络化的大地测量系统,不仅可以向测绘用户提供高精度、连续时间和空间基准,还可以为导航、时间、灾害预报等部门提供各种数据服务。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、准实时的快速定位或事后定位。全天候支持各种类型的GNSS测量、定位、变形监测和放样工作。可满足覆盖区域内各种地面、空中和水上交通工具的导航、调度、自动识别和安全监控等功能,服务于高精度中短天气状况的数值预报、变形监测、地震监测、地球动力学等。
3.CORS系统的特点
常规RTK定位技术是一种基于高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术,进行常规RTK工作时,除需要配备基准站接收机和流动站接收机外,还需要数据通讯设备,基准站需要将自己所获得的载波相位观测值和坐标,通过数据通讯链实时播发给其他周围工作的动态用户。流动站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出流动站相当于基准站的位置,然后根据基准站的坐标求得自己瞬间绝对位置。常规RTK定位技术虽然可以满足很多应用,但是还有很多的局限性合不足。如作业需要进行首级控制、设置基准站、流动站作业距离基准站不能太远(一般在15KM以内)等,作业成本大,操作繁琐。
而COSS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式,其主要优势体现在:
1) 改进了初始化时间、在网络覆盖范围内,精度均匀可靠,扩大了有效工作的范围;
2) 采用连续基站,用户不需要自己建立临时基准站,省去野外工作中的值守人员和架设基准站的时间,随时可以观测,使用方便,提高了工作效率;
3) 拥有完善的数据监控系统,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性;
4) 用户无需建立、维护控制点、购置基准站设备,真正实现单机作业,减少了费用;
5) 使用固定可靠地数据链通讯,减少了噪声干扰;
6) 兼容不同型号,不同精度的流动站接收机,实现了数据共享;
7) 扩大了GPS在动态领域的应用范围,更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航;
8) 为建设智慧化城市提供了新的可靠定位基础;
4.CORS系统的应用
4.1 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。
4.2 地籍测量
地籍测量是精确测定土地权属界址点的位置,同时测绘供土地管理部门使用的大比例尺的地籍平面图,并量算土地和房屋面积。地籍测量中应用CORS技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图,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精度。
4.3 变形监测
变形监测是对建筑物及其地基、建筑基坑或一定范围内的岩体及土体的位移、沉降、倾斜、挠度、裂缝和相关影响因素进行监测,并提供变形分析预报的过程。利用CORS技术可以对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测能更好的对地物的变形进行分析,总结。
5.结语
CORS系统作为GNSS发展的最新技术成果,它的建设和运行将全面促进空间定位数据资源的开发利用,实现定位数据的整合、共享和交换,最终建立一个多用途的科技共享服务平台,从而达到“一次投资、一个平台、多种服务”的效果,为打造地理信息服务平台提供可靠依据。
参考文献
[1]魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2007
[2]黄育华,倪宏宇.CORS服务网的技术研究[J].地理空间信息,2008,6(1):34-36
[3]詹长根,唐祥云 刘丽编著.地籍测量学(第二版)[M].武汉:武汉大学出版社,2005
[4]徐绍铨等编著.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社,2003
[5]秦卫祥,臧德彦,高宁,RTK技术在大比例尺图根控制测量中的应用[D].东华理工学院测绘工程学院,2007
[6]武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著.陆国胜修订.测量学(第三版)[M].北京:测绘出版社,2000.3