GNSS原理及技术(五)——CORS技术介绍

一、CORS 的概念

连续运行卫星定位服务系统(Continuous Operational Refere nce System,简称 CORS 系统)是现代 GPS 的发展热点之一。CORS 系统将网络化概念引入到了大地测量应用中,该系统的建立不仅为测 绘行业带来深刻的变革,而且也将为现代网络社会中的空间信息服务带 来新的思维和模式。

GNSS原理及技术(五)——CORS技术介绍

连续运行参考站系统可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的 GPS 参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术 组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提 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。

由于传统的 RTK 技术需要有测区附的控制点的点位数据 针对当前 项目需要架设基准站.以及考虑到初使化时间,改正模型等各方面的因素, CORS 系统的建立对于大中城市的基础测绘来说是实用且经济的。

二、CORS 的分类

单基站系统,就是只有一个连续运行站。类似于一加一的 RTK,只 不过基准站由一个连续运行的基准站代替,基准站上有一个控制软件实 时监控卫星的状态,存储和发送相关数据。

多基站系统:分布在一定区域内的多台连续观测站,每一个观测站 都是一个单基站,同时每一个单基站还有一个中央控制计算机控制。目 前国产品牌中只有南方拥有这套软件。

最初的网络 RTK 是利用分布较为均匀的连续运行参考站(CORS) 进行单站控制,用户站从一个参考站的有效精度范围进入另一个参考站 的精度范围,严格意义上讲是多参考站常规 RTK,如果要使基线精度优 于 3 厘米,需要在一个区域内密集的布设参考站,站间距离应小于 30 km。精度随着基线的增长而衰减,且分布不均匀,如果要求按一定精 度覆盖整个区域,需要架设较多的参考站。

多参考站常规 RTK 模式虽然在一个较大范围内满足了精度要求,但 需要的投资也是巨大的,我们完全可以在一个较大的范围内均匀稀松的 布设参考站,利用参考站网络的实时观测数据对覆盖区域进行系统误差 建模,然后对区域内流动用户站观测数据的系统误差进行估计,尽可能 消除系统误差影响,获得厘米级实时定位结果,网络 RTK 技术的精度 覆盖范围大大增大,且精度分布均匀。

三、CORS 技术算法分类

CORS 技术目前在技术算法上分成 VRS、FTK、主辅站技术。

四、虚拟参考站(VRS)的原理与优势

与常规 RTK 不同,VRS 网络中,各固定参考站不直接向移动用户 发送任何改正信息,而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中 心。同时,移动用户在工作前,先通过 GSM 的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 计算机自动选择最佳的一组固定基准站,根据这些站发来的信息,整体 的改正 GPS 的轨道误差,电离层,对流层和大气折射引起的误差,将 高精度的差分信号发给移动站。这个差分信号的效果相当于在移动站旁 边,生成一个虚拟的参考基站,从而解决了 RTK 作业距离上的限制问 题,并保证了用户的精度。

其实 VRS 技术就是利用各基准站的座标和实时观测数据解算该区 域实时误差模型,然后对用一定的数学模型和流动站概略坐标,模拟出一 个临近流动站的虚拟参考站的观测数据,然后建立观测方程解算,虚拟参 考站到流动站间这一超短基线.虚拟参考站极有可能就是运用的概略坐 标,这样的话,由于单点定位的精度,虚拟参考站到流动站的距离一般为 几米到几十米之间,如果将流动站发送给处理中心的观测值进行双差处 理后建立虚拟参考站的话,这一基线长度可能只有数米。

五、国标技术规范

全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范:

GBT28588-2012 全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范

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