校內單基站CORS建設和應用研究

李濤會 朱勝蘭 費偉

[摘 要] CORS單基站基于自身技術的成熟與在實用、效能、精度等方面的優(yōu)點，在教學、科研等方面適宜大力推廣，結合無錫城市職業(yè)技術學院華測CORS單基站的建設實施過程進行探討研究，以便于在科研單位建站予以借鑒。

[關 鍵 詞] CORS單基站；教學實訓；控制網(wǎng)測量

[中圖分類號] G717 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）28-0042-02

一、單基站CORS的發(fā)展和研究現(xiàn)狀

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術逐漸成熟，特別是近幾年實時動態(tài)RTK技術已經日臻成熟，在測繪成果的精度、實用性和高效性上大大提高。但RTK也存在著自身的使用局限性：基于單基站作業(yè)模式，測量的精度和可靠性隨著測量半徑的增大而降低。為了克服RTK技術上的這種局限性，近幾年一種新的GPS技術——連續(xù)運用衛(wèi)星定位系統(tǒng)（CORS）在各地陸續(xù)建立，它具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強和覆蓋率廣等優(yōu)點，特別是CORS系統(tǒng)內網(wǎng)絡RTK測量功能的實現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)模式，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)如下：

1.為測繪行業(yè)提供了一個統(tǒng)一的基準，避免了坐標系統(tǒng)的差異矛盾。

2.GPS的有效服務半徑得到了有效的拓展。

3.采用連續(xù)基站，用戶可隨時觀測，使用方便，提高了工作效率。

4.擁有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控和傳輸系統(tǒng)，可獲得高精度和高可靠性的定位結果。

5.用戶不需架設參考站，真正實現(xiàn)單機作業(yè)，減少了費用。

6.提供遠程INTERNET服務，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。CORS系統(tǒng)的技術優(yōu)勢是無可比擬的，其在地籍測繪中具有巨大的應用潛力。它是目前GPS測量技術發(fā)展的一個方向，是網(wǎng)絡RTK技術和GPS主板技術發(fā)展的產物，它的產生彌補了一些傳統(tǒng)的 RTK的不足，促進了GPS在測量和其他領域的應用。

二、校內單基站CORS建立的必要性

CORS系統(tǒng)在工程建設中具有布局靈活、費用低、精度高、效率快的特點，尤其是在高等學校測量教學和實訓場地建設的應用比較方便。大多學校沒有完整的控制網(wǎng)系統(tǒng)，即使保留完整的控制點，隨著時間變化精度也發(fā)生了變化，并且當時的控制點都是利用經緯儀或全站儀獲取數(shù)據(jù)手工計算得到，精度難以利用到現(xiàn)在的工程建設和實訓場地中。針對學?？傮w規(guī)劃建設和校園實訓場地，利用單基站CORS對全校進行了整體布控或原有控制點恢復。利用單基站CORS對全校進行了整體控制，布設了56個控制點。通過對GPS和CORS測量的坐標，對比分析得出單基站CORS獲取的坐標精度較高，能夠滿足校園工程建設和實訓場地測量精度要求。

三、校內單基站CORS系統(tǒng)建設

（一）單基站CORS系統(tǒng)的組成和作用

CORS系統(tǒng)為一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS/GNSS 參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術組成的網(wǎng)絡，實時地向不同類型、不同需求和不同層次的用戶提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關GPS服務項目的系統(tǒng)。通常意義上的CORS系統(tǒng)，主要由GP參考站系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)和用戶應用系統(tǒng)等組成。單基站CORS系統(tǒng)實際上是上述系統(tǒng)的一個簡化，它只有一臺連續(xù)運行的GPS接收機，它直接與一臺計算機相連，這臺計算機既是控制中心，也是數(shù)據(jù)中心。單基準站CORS系統(tǒng)中，參考站上的GPS接收機不斷地運行，采集的偽距和相位觀測數(shù)通常以特定長度的文件記錄在數(shù)據(jù)中心。根據(jù)實際應用的需要，文件長度可以設置成從幾分鐘到幾個小時甚至整天不同長度的值。GPS參考站軟件在一臺計算機上運行，它控制接收機按一定規(guī)律定期下載文件數(shù)據(jù)以及發(fā)布該流動站需要的數(shù)據(jù)。如果需要，系統(tǒng)甚至可以一秒接一秒源源不斷地從接收機輸出原始數(shù)據(jù)到服務器。對于實時的GIS和GPS用戶來說，可以通過高速無線和因特網(wǎng)登錄到服務器獲取數(shù)據(jù)中心輸出的差分數(shù)據(jù)進行導航定位。對于事后用戶，可以通過FTP下載GPS參考站軟件壓縮存儲在服務器上的數(shù)據(jù)文檔。

（二）CORS系統(tǒng)安裝與性能測試

本文主要結合我校CORS單基站的建設過程，探討CORS基站系統(tǒng)的構建?？紤]到使用和維護方便，我校采用的是樓頂站式建站方式，基站設于實訓樓樓頂，安置于混凝土澆筑的墩標上，安全牢固，周圍沒有其他電子干擾設備，視野開闊，是良好的站點位置，配備有避雷設施，通過同軸電纜與樓下GPS實驗室主機相連。我校CORS基站采用華測X60接收機，服務器為DELL-T410，可以不間斷連續(xù)運行，性能比較穩(wěn)定。

基于華測接收機裝置服務器需要安裝的軟件有三個：

（1）RTKSetup.exe；（2）Compss靜態(tài)軟件；（3）Apis（可直接使用無需安裝），以及同步軟件的安裝和狗驅動的安裝。

軟件安裝調試完畢后，首先啟動X60基準站，將數(shù)據(jù)線與X60用COM2連接，然后打開“測地通模擬軟件”，如下圖所示：

如上圖“配置”——“基準站設置”，廣播格式為：標準CMR，天線高度為：0米，天線類型為：A300，測量到天線底部，端口為：端口1（端口1可以給X60供電）。啟動基準站：“測量”——“啟動基準站接收機”，將顯示方式修改為“WGS84經緯度坐標”輸入點名稱，點擊“確定”之后，選擇保存基準站設置。另外，又提示數(shù)據(jù)從端口1發(fā)出，請連接端口1，此時將數(shù)據(jù)線用COM1跟X60連接。如果要保存基準站設置，下次開機就按上次的基準站坐標，所以對于永久的基準站，如果一次設置好了，以后開機即可發(fā)射（下次如果服務器關機或重啟時或X60斷電關機，只需把X60開機即可，它可按上次啟動的已知點坐標發(fā)射，無需再打開測地通模擬軟件再啟動基準站，然后直接打開Apis進行設置）。

四、校內單基站CORS的應用

（一）滿足教學實訓需要

作為高等職業(yè)院校，學生實踐技能的培養(yǎng)和提高是首要任務，為了適應建筑行業(yè)測量技術需要，我們在教學中特別增加了RTK技術的實驗和實訓環(huán)節(jié)，以前采用臨時建站的方式通過藍牙連接學生端移動站，受限于距離影響，具體操作起來費時又不方便，有了CORS基站后，每組學生端移動站只需裝上開通數(shù)據(jù)流量的電話卡即可觀測，同時也不受距離局限。

（二）建立校園控制網(wǎng)

為了教學科研以及學?？傮w規(guī)劃建設方便，我們測量團隊在校園內相對均勻布設了56個控制點，利用學校單基站與周邊城市控制點聯(lián)測，獲得城市坐標系下的三維坐標依據(jù)全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程的要求，控制網(wǎng)最弱點點位中誤差和最弱邊相對中誤差均達到了GPS控制網(wǎng)的精度指標。

總之，從技術上來說，CORS單基站結構比較簡單，易于操作，特別適用于教學實訓；從經濟上來看，運營維護成本比較低，學生在使用中所產生流量費用幾乎可以忽略不計；覆蓋半徑比較大，教師進行科研幾乎整個市區(qū)都在信號覆蓋范圍內；從精度上來看，完全達到控制測量，施工放線，地形測繪所需精度要求。而且升級方便，是大專院校建立獨立定位系統(tǒng)的最佳選擇。

參考文獻：

[1]李孝玲，孫朝犇，于水.單基準站CORS系統(tǒng)建立試驗研究[J].測繪與空間地理信息，2012（3）.

[2]王秉里.中小城市單基站CORS的建設和應用探討[J].中國勘測設計，2010（8）.

[3]靳合波，吳學超，袁興明.南方單基站CORS在校內控制測量中的應用[J].山東理工大學學報（自然科學版），2014（3）.