卫星定位系统新发展方向-CORS系统

　　摘要RTK技术局限性，CORS系统，参考站技术，CORS系统的原理，定位技术
　　本文对目前的RTK技术的局限性进行了分析，并对CORS系统组成、原理、发展、应用以及目前在我国的成功应用分别进行了介绍。
　　关键词：GPS；CORS系统；参考站技术；卫星定位
　　一、RTK的技术局限性
　　RTK（real-time-kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算进行数据处理，在1-2秒的时间里得到高精度位置信息的技术。自90年代初，由Trimble公司率先开发的这项技术一经问世，极大的拓展了GPS的使用空间，使GPS只能做控制测量的局面中摆脱出来，而开始广泛运用于工程测量。直到今天，如果没有CORS的出现，RTK技术仍代表着高精度GPS的最高水平。
　　但RTK技术有着一定局限性，使得其在应用中受到限制，主要表现为：
　　1.用户需要架设本地的参考站.
　　2.误差随距离增长
　　3.误差增长使流动站和参考站距离受到限制(<15KM)
　　4.可靠性和可行性随距离降低.
　　二、什么是CORS?
　　CORS是目前国际上最先进的定位导航综合技术之一。是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。与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、精度高、野外单机作业等众多优点，目前国内一大批城市、省区和行业正经历着一个连续运行参考站网络系统的建网高潮。
　　三、CORS分类
　　CORS技术在用途上可以分成单基站系统、多基站系统；
　　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。
　　按工作方式来分又分为以Trimble为代表的VRS技术和以徕卡为代表的主辅站技术,还有以拓普康为主的拓普技术。
　　Trimble的VRS技术
　　 VRS就是虚拟参考站（VirtualReferenceStation）的意思，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。Trimble需要移动站先将接收机的位置信息发送到数据处理中心，数据处理中心会根据移动站的位置“虚拟”出一个参考站，然后，将虚拟出的参考站改正数据播发给移动站，所以在这条通讯线路上是双向通讯的。而通用的位置信息就是NMEA-0183中的GGA信息，所以,Trimble的CORS都需要用户以一定的频率播发GGA信息。
　　Leica的主辅站技术
　　Leica的数据处理中心播发给移动站的数据是由两个部分组成的。一个是主参考站的位置信息及改正信息，另外一部分是辅参考站相对于主参考站的改正信息。一个参考站网中只有一个主站，剩下的都是辅站，当然这个主站是不固定的。Leica的主辅站技术不需要用户播发位置信息，所以在这条通讯线路上是单向通讯的(最新的Leica技术也需要移动站发数据给基准站)。
　　四、CORS系统组成
　　CORS的出现，得益于现在高科技的发展。实际上，CORS系统已不仅仅GPS的产品，而是集internet技术，无线通讯技术，计算机网络管理和GPS定位技术一身的系统。VRS系统包括3个部分：控制中心，固定站和用户部分。
　　1．控制中心（Controlcenter）
　　整个系统的核心。它即是通讯控制中心，也是数据处理中心。它通过通讯线（光缆、ISDN、电话线）与所有的固定参考站通讯；通过无线网络（GSM、CDMA、GPRS..）与移动用户通讯。由计算机实时系统控制整个系统的运行。
　　2．固定站（连续运行的参考站）
　　固定参考站是固定的GPS接收系统，分布在整个网络中，一个CORS网络可包括无数个站，一般情况下站与站之间的距离可达70公里，（传统高精度GPS网络，站间距离不过10-20公里）。固定站与控制中心之间有通讯线相连，数据实时的传送到控制中心。
　　3．用户部分
　　用户部分就是用户的接收机，加上无线通讯的调制解调器。接收机通过无线网络将自己初始位置发给控制中心，并接收中心的差分信号，生成厘米级的位置信息。
　　
　　
　　五、CORS技术的发展情况
　　优点:
　　  ①扩大了作业范围，提高了生产效率
　　  ②显著地降低系统误差，减少了初始化时间，提高了精度
　　  ③所有用户在统一建立的坐标系框架中
　　  ④个人测量系统，不需要当地参考站
　　CORS系统的优点明显，但对一般单位而言投入较大，因此最初都是一些政府项目，国家项目出资建设，例如深圳、成都、昆明。这些CORS投资巨大，如果只供本单位使用，效益太差。这样的单位会寻找合作伙伴开发市场，成都的CORS系统就是一个很好的例子。
　　成都CORS
　　随着全球卫星定位技术、计算机技术、网络和通信技术的迅速发展，建立区域卫星定位导航服务网络、向社会提供实时导航定位服务已成为当前卫星定位技术的发展趋势。
　　参考文献：
　　《GPS测量原理及应用》张勤李家权2005
　　《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）；