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一、引言
目前卫星定位连续运行参考站网相关技术的研究是地球观测与导航领域研究的热点之一， 国内外各类参考站网正相继建立。卫星连续运行基准站系统（ Continuously Operating Reference Stations， CORS）是能够对连续运行基准站采集的数据进行处理并将计算结果发送给定位用户的卫星导航综合服务系统， 是城市、地区和国家重要的空间信息基础设施。
二、国内外连续运行参考站系统现状
国外的政府组织和测绘研究机构在20世纪90年代就开展了CORS系统的研究和建设，在CORS的理论、基础设施建设、系统自动化管理、数据采集、处理和分发等诸多面均取得了令人瞩目的成果，同时也得到了较好的应用。
国外的CORS 研究主要集中在系统自动化管理、数据采集域分发、基础设施建设、基于网络的GNSS 定位技术开发等。各类CORS工程项目相继出现，其中具有代表性的全球和国家建设项目包括：美国NGS CORS、IGS 跟踪站网络、欧洲EPN 永久性连续网等。国内的CORS 基础设施建设有两个层次， 第一个层次是国家级的， 如陆态工程、地壳运动观测网络工程、沿海无线电指向标差分系统等;第二个层次是区域级的， 如部分省级CORS 和多个城市构建的CORS 系统。国内的北京、上海、深圳等地也建立了类似的服务系统，并作为城市信息化管理网络的一个重要组成部分。广东、江苏等省（区）很早就已经建立了省一级的连续运行卫星导航定位综合服务系统。
三、CORS技术概括
（一）CORS 的工作原理
CORS 是在一个较大区域内均匀布设的、多个永久性连续运行的GPS 参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心对各个站的数据进行预处理和质量分析，并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（ 电离层、对流层、卫星轨道误差） ，获得本区域的误差改正模型。向用户实时发送GPS 改正数据，用户只需一台GPS 接收机，便可实时或事后得到高精度可靠的定位结果。CORS 目前主要的几种网络RTK 技术有虚拟参考站（ VRS） 技术、主辅站技术（ I-MAX） 、区域改正参数（ FKP） 技术和综合误差内插法技术等。
（二）CORS 系统组成
CORS 系统一般由基准站网、数据处理中心、数据通讯部分、用户应用系统四个部分组成， 各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。
第一，基准站网： 基准站网是由某一范围内均匀分布的固定参考站组成。参考站网由城市内若干均匀分布的固定参考站组成。参考站通过对卫星信号的捕获和跟踪实现数据的记录和传输，是CORS 系统的数据源。一般由观测墩和仪器室两部分组成，主要设备包括不间断电源、GNSS 信号接收机、计算机、网络通信系统、防雷和防电涌设备等。
第二，数据处理中心： 系统的控制中心， 用于接收各基准站数据， 进行数据处理， 形成多基准站差分定位用户数据， 组成一定格式的数据文件， 分发给用户。数据处理中心是CORS 的核心单元， 也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24小时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算， 并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网， 向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/ 载波相位差分改正信息， 以便实时解算出流动站的精确点位。
第三，数据通讯部分： CORS 的数据通讯包括固定参考站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。参考站到控制中心的通讯网络负责将参考站的数据实时地传输给控制中心; 控制中心和用户间的通讯网络负责将网络校正数据送给用户。
第四，用户应用系统： 用户数据中心提供CORS 系统服务的下行链路，将数据处理中心的数据成果传递用户系统的接收机。接收机通过无线网络将自己的初始位置发给控制中心，并接收中心的差分信号，生成位置信息完成定位。
（三）CORS系统关键技术
CORS 系统的理论方法主要有： FKP、VRS 和主辅站技术3 种，下面对其基本原理和主要特点进行简单的介绍。
第一，CORS 的区域改正数法FKP，又称全网整体解算模型。FKP 利用CORS 基准站观测数据（ 相位观测值和伪距观测值等） 及基准站坐标等信息，计算基准站网范围内与时空相关的误差改正数模型，然后利用流动站的近似坐标，内插出流动站的误差改正数，并将其应用到实际观测值中，以消除各种与时间和空间相关的误差，来获得高精度的定位结果。
第二，虚拟参考站系统（ VRS： Virtual Reference System） 的理论是由Herbert Landau 博士提出，并由Spectra /Terrasat 公司推向市场的CORS 理论模型。与常规RTK 不同，VRS中，各固定参考站不直接向流动站发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯链路发送给控制中心;同时，流动站在工作前，先通过GSM 短信息功能向控制中心发送一个概略坐标，控制中心收到这个位置信息后，根据用户位置由计算机自动选择一组最佳的固定基准站，中心控制站利用与流动站相邻的各参考站间的基线，整体改正GPS 的轨道误差、电离层和对流层等误差，根据三角形插值方法建立一个对应于流动站的虚拟参考站（VRS） ，并将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站，然后，流动站結合自身的观测值，实时解算其精确点位。 第三，主辅站技术（MAX）是一种基于最新多基站、多系统、多频（L1，L2，L5） 和多信号的网络RTK 技术。其基本概念是从参考站网以高度压缩的形式，将所有相关的、代表整周未知数水平的观测数据，如弥散性的和非弥散性的差分改正数，作为网络的改正数播发给流动站。它本质上是区域改正数（FKP）的一种优化，选择距离流动站最近的一些有效参考站作为单元进行网解，发送主站差分改正数和辅站与主站改正数的差值给流动站，对流动站进行加权改正，最后得到精确坐标。
四、HebCORS 系统简介
河北省卫星定位综合服务系统（简称HebCORS），系统是河北省在“十一五”期间整体经济发展、基础设施建设高速发展和对基础地理信息强劲需求的带动下所建设的一项基础性、前期性的测绘项目。系统一期工程建设于2008年8月启动，2010年4月完成并投入正式运行，二期基准站工程建设于2011年6月正式启动，2011年底完成，截至目前共建设覆盖全省的64个全球卫星定位连续运行基准站，并建设了完善的数据通信、数据处理中心及用户应用子系统，利用卫星定位技术、计算机网络技术、通信技术，向社会提供精确定位、实时定位和移动目标导航等空间位置信息的服务系统，是实现现代化、大众化、集约化、高质量的地球空间信息服务的重要基础设施。
系统所能达到的实时动态定位平面精度为1cm-3cm，高程精度为5cm左右，自建成以来，在社会各行业得到了广泛应用，满足了测绘、国土、规划、气象、国情监测、地质勘探、水利水电、灾害监测、环境监测、防灾减灾、精细农业及交通管理等多种相关领域现代化、信息化管理的需求，为政府及有关部门的科学决策提供可靠依据;同时满足了社会日益迫切的动态定位及位置服务的需求，发挥了极大的社会效益和经济效益。
五、存在问题及未来展望
第一，目前我国在CORS 系统方面的建设，主要还是以地区和行业为主，相应的CORS 系统的信息和成果，只能在本地区、本行业、本部门内部交流， 基本上只发挥了专业CORS网的作用。这些行业性或是地方性CORS系统，由于技术、利益和行政管辖等问题，一般难于实现跨行业跨地区的信息共享，不易发挥为社会各方面服务的功能。
第二，连续运行参考站网络系统建设缺乏统一标准。在全国建设参考站网络时，对于基准站站址选择、天线墩建设要求、数据采集方式、数据存储格式、信号编码与传输格式、参考站验收方法等没有统一的规范;对于地震、地壳形变监测、测绘、气象观测等诸多应用领域没有制定适合实际应用需求的技术指标。
第三，鉴于当前我国CORS 系统的建设状况和发展趋势，需要有政府主管部门进行协调、管理。负责制定CORS 系统标准和协调各部门的需求，制定CORS系统规划，整合各省市CORS 系统，开展数据共享机制和共享网络。
六、结语
随着各地城市卫星连续运行参考站（CORS）系统的相继建立，CORS 系统建设技术将更加完善。CORS 系统应用服务技术研究将会成为CORS 系统技术发展的重要方向，CORS 系统应用也将对各行各业发展产生积极的不可估量的影響。
目前卫星定位连续运行参考站网相关技术的研究是地球观测与导航领域研究的热点之一， 国内外各类参考站网正相继建立。卫星连续运行基准站系统（ Continuously Operating Reference Stations， CORS）是能够对连续运行基准站采集的数据进行处理并将计算结果发送给定位用户的卫星导航综合服务系统， 是城市、地区和国家重要的空间信息基础设施。
二、国内外连续运行参考站系统现状
国外的政府组织和测绘研究机构在20世纪90年代就开展了CORS系统的研究和建设，在CORS的理论、基础设施建设、系统自动化管理、数据采集、处理和分发等诸多面均取得了令人瞩目的成果，同时也得到了较好的应用。
国外的CORS 研究主要集中在系统自动化管理、数据采集域分发、基础设施建设、基于网络的GNSS 定位技术开发等。各类CORS工程项目相继出现，其中具有代表性的全球和国家建设项目包括：美国NGS CORS、IGS 跟踪站网络、欧洲EPN 永久性连续网等。国内的CORS 基础设施建设有两个层次， 第一个层次是国家级的， 如陆态工程、地壳运动观测网络工程、沿海无线电指向标差分系统等;第二个层次是区域级的， 如部分省级CORS 和多个城市构建的CORS 系统。国内的北京、上海、深圳等地也建立了类似的服务系统，并作为城市信息化管理网络的一个重要组成部分。广东、江苏等省（区）很早就已经建立了省一级的连续运行卫星导航定位综合服务系统。
三、CORS技术概括
（一）CORS 的工作原理
CORS 是在一个较大区域内均匀布设的、多个永久性连续运行的GPS 参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心对各个站的数据进行预处理和质量分析，并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（ 电离层、对流层、卫星轨道误差） ，获得本区域的误差改正模型。向用户实时发送GPS 改正数据，用户只需一台GPS 接收机，便可实时或事后得到高精度可靠的定位结果。CORS 目前主要的几种网络RTK 技术有虚拟参考站（ VRS） 技术、主辅站技术（ I-MAX） 、区域改正参数（ FKP） 技术和综合误差内插法技术等。
（二）CORS 系统组成
CORS 系统一般由基准站网、数据处理中心、数据通讯部分、用户应用系统四个部分组成， 各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。
第一，基准站网： 基准站网是由某一范围内均匀分布的固定参考站组成。参考站网由城市内若干均匀分布的固定参考站组成。参考站通过对卫星信号的捕获和跟踪实现数据的记录和传输，是CORS 系统的数据源。一般由观测墩和仪器室两部分组成，主要设备包括不间断电源、GNSS 信号接收机、计算机、网络通信系统、防雷和防电涌设备等。
第二，数据处理中心： 系统的控制中心， 用于接收各基准站数据， 进行数据处理， 形成多基准站差分定位用户数据， 组成一定格式的数据文件， 分发给用户。数据处理中心是CORS 的核心单元， 也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24小时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算， 并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网， 向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/ 载波相位差分改正信息， 以便实时解算出流动站的精确点位。
第三，数据通讯部分： CORS 的数据通讯包括固定参考站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。参考站到控制中心的通讯网络负责将参考站的数据实时地传输给控制中心; 控制中心和用户间的通讯网络负责将网络校正数据送给用户。
第四，用户应用系统： 用户数据中心提供CORS 系统服务的下行链路，将数据处理中心的数据成果传递用户系统的接收机。接收机通过无线网络将自己的初始位置发给控制中心，并接收中心的差分信号，生成位置信息完成定位。
（三）CORS系统关键技术
CORS 系统的理论方法主要有： FKP、VRS 和主辅站技术3 种，下面对其基本原理和主要特点进行简单的介绍。
第一，CORS 的区域改正数法FKP，又称全网整体解算模型。FKP 利用CORS 基准站观测数据（ 相位观测值和伪距观测值等） 及基准站坐标等信息，计算基准站网范围内与时空相关的误差改正数模型，然后利用流动站的近似坐标，内插出流动站的误差改正数，并将其应用到实际观测值中，以消除各种与时间和空间相关的误差，来获得高精度的定位结果。
第二，虚拟参考站系统（ VRS： Virtual Reference System） 的理论是由Herbert Landau 博士提出，并由Spectra /Terrasat 公司推向市场的CORS 理论模型。与常规RTK 不同，VRS中，各固定参考站不直接向流动站发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯链路发送给控制中心;同时，流动站在工作前，先通过GSM 短信息功能向控制中心发送一个概略坐标，控制中心收到这个位置信息后，根据用户位置由计算机自动选择一组最佳的固定基准站，中心控制站利用与流动站相邻的各参考站间的基线，整体改正GPS 的轨道误差、电离层和对流层等误差，根据三角形插值方法建立一个对应于流动站的虚拟参考站（VRS） ，并将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站，然后，流动站結合自身的观测值，实时解算其精确点位。 第三，主辅站技术（MAX）是一种基于最新多基站、多系统、多频（L1，L2，L5） 和多信号的网络RTK 技术。其基本概念是从参考站网以高度压缩的形式，将所有相关的、代表整周未知数水平的观测数据，如弥散性的和非弥散性的差分改正数，作为网络的改正数播发给流动站。它本质上是区域改正数（FKP）的一种优化，选择距离流动站最近的一些有效参考站作为单元进行网解，发送主站差分改正数和辅站与主站改正数的差值给流动站，对流动站进行加权改正，最后得到精确坐标。
四、HebCORS 系统简介
河北省卫星定位综合服务系统（简称HebCORS），系统是河北省在“十一五”期间整体经济发展、基础设施建设高速发展和对基础地理信息强劲需求的带动下所建设的一项基础性、前期性的测绘项目。系统一期工程建设于2008年8月启动，2010年4月完成并投入正式运行，二期基准站工程建设于2011年6月正式启动，2011年底完成，截至目前共建设覆盖全省的64个全球卫星定位连续运行基准站，并建设了完善的数据通信、数据处理中心及用户应用子系统，利用卫星定位技术、计算机网络技术、通信技术，向社会提供精确定位、实时定位和移动目标导航等空间位置信息的服务系统，是实现现代化、大众化、集约化、高质量的地球空间信息服务的重要基础设施。
系统所能达到的实时动态定位平面精度为1cm-3cm，高程精度为5cm左右，自建成以来，在社会各行业得到了广泛应用，满足了测绘、国土、规划、气象、国情监测、地质勘探、水利水电、灾害监测、环境监测、防灾减灾、精细农业及交通管理等多种相关领域现代化、信息化管理的需求，为政府及有关部门的科学决策提供可靠依据;同时满足了社会日益迫切的动态定位及位置服务的需求，发挥了极大的社会效益和经济效益。
五、存在问题及未来展望
第一，目前我国在CORS 系统方面的建设，主要还是以地区和行业为主，相应的CORS 系统的信息和成果，只能在本地区、本行业、本部门内部交流， 基本上只发挥了专业CORS网的作用。这些行业性或是地方性CORS系统，由于技术、利益和行政管辖等问题，一般难于实现跨行业跨地区的信息共享，不易发挥为社会各方面服务的功能。
第二，连续运行参考站网络系统建设缺乏统一标准。在全国建设参考站网络时，对于基准站站址选择、天线墩建设要求、数据采集方式、数据存储格式、信号编码与传输格式、参考站验收方法等没有统一的规范;对于地震、地壳形变监测、测绘、气象观测等诸多应用领域没有制定适合实际应用需求的技术指标。
第三，鉴于当前我国CORS 系统的建设状况和发展趋势，需要有政府主管部门进行协调、管理。负责制定CORS 系统标准和协调各部门的需求，制定CORS系统规划，整合各省市CORS 系统，开展数据共享机制和共享网络。
六、结语
随着各地城市卫星连续运行参考站（CORS）系统的相继建立，CORS 系统建设技术将更加完善。CORS 系统应用服务技术研究将会成为CORS 系统技术发展的重要方向，CORS 系统应用也将对各行各业发展产生积极的不可估量的影響。