李濤會(huì) 朱勝蘭 費(fèi)偉

[摘 要] CORS單基站基于自身技術(shù)的成熟與在實(shí)用、效能、精度等方面的優(yōu)點(diǎn)，在教學(xué)、科研等方面適宜大力推廣，結(jié)合無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院華測CORS單基站的建設(shè)實(shí)施過程進(jìn)行探討研究，以便于在科研單位建站予以借鑒。

[關(guān) 鍵 詞] CORS單基站；教學(xué)實(shí)訓(xùn)；控制網(wǎng)測量

[中圖分類號(hào)] G717 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 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(shù)逐漸成熟，特別是近幾年實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，在測繪成果的精度、實(shí)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(shù)上的這種局限性，近幾年一種新的GPS技術(shù)——連續(xù)運(yùn)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(shí)時(shí)性強(qiáng)和覆蓋率廣等優(yōu)點(diǎn)，特別是CORS系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)RTK測量功能的實(shí)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)測量作業(yè)模式，其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：

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

2.GPS的有效服務(wù)半徑得到了有效的拓展。

3.采用連續(xù)基站，用戶可隨時(shí)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(jié)果。

5.用戶不需架設(shè)參考站，真正實(shí)現(xiàn)單機(jī)作業(yè)，減少了費(fèi)用。

6.提供遠(yuǎn)程INTERNET服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是無可比擬的，其在地籍測繪中具有巨大的應(yīng)用潛力。它是目前GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向，是網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)和GPS主板技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它的產(chǎn)生彌補(bǔ)了一些傳統(tǒng)的 RTK的不足，促進(jìn)了GPS在測量和其他領(lǐng)域的應(yīng)用。

二、校內(nèi)單基站CORS建立的必要性

CORS系統(tǒng)在工程建設(shè)中具有布局靈活、費(fèi)用低、精度高、效率快的特點(diǎn)，尤其是在高等學(xué)校測量教學(xué)和實(shí)訓(xùn)場地建設(shè)的應(yīng)用比較方便。大多學(xué)校沒有完整的控制網(wǎng)系統(tǒng)，即使保留完整的控制點(diǎn)，隨著時(shí)間變化精度也發(fā)生了變化，并且當(dāng)時(shí)的控制點(diǎn)都是利用經(jīng)緯儀或全站儀獲取數(shù)據(jù)手工計(jì)算得到，精度難以利用到現(xiàn)在的工程建設(shè)和實(shí)訓(xùn)場地中。針對(duì)學(xué)?？傮w規(guī)劃建設(shè)和校園實(shí)訓(xùn)場地，利用單基站CORS對(duì)全校進(jìn)行了整體布控或原有控制點(diǎn)恢復(fù)。利用單基站CORS對(duì)全校進(jìn)行了整體控制，布設(shè)了56個(gè)控制點(diǎn)。通過對(duì)GPS和CORS測量的坐標(biāo)，對(duì)比分析得出單基站CORS獲取的坐標(biāo)精度較高，能夠滿足校園工程建設(shè)和實(shí)訓(xùn)場地測量精度要求。

三、校內(nèi)單基站CORS系統(tǒng)建設(shè)

（一）單基站CORS系統(tǒng)的組成和作用

CORS系統(tǒng)為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS/GNSS 參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求和不同層次的用戶提供經(jīng)過檢驗(yàn)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(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)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(luò)系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)和用戶應(yīng)用系統(tǒng)等組成。單基站CORS系統(tǒng)實(shí)際上是上述系統(tǒng)的一個(gè)簡化，它只有一臺(tái)連續(xù)運(yùn)行的GPS接收機(jī)，它直接與一臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，這臺(tái)計(jì)算機(jī)既是控制中心，也是數(shù)據(jù)中心。單基準(zhǔn)站CORS系統(tǒng)中，參考站上的GPS接收機(jī)不斷地運(yùn)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(shí)際應(yīng)用的需要，文件長度可以設(shè)置成從幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)甚至整天不同長度的值。GPS參考站軟件在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，它控制接收機(jī)按一定規(guī)律定期下載文件數(shù)據(jù)以及發(fā)布該流動(dòng)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(jī)輸出原始數(shù)據(jù)到服務(wù)器。對(duì)于實(shí)時(shí)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(wù)器獲取數(shù)據(jù)中心輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航定位。對(duì)于事后用戶，可以通過FTP下載GPS參考站軟件壓縮存儲(chǔ)在服務(wù)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(jié)合我校CORS單基站的建設(shè)過程，探討CORS基站系統(tǒng)的構(gòu)建?？紤]到使用和維護(hù)方便，我校采用的是樓頂站式建站方式，基站設(shè)于實(shí)訓(xùn)樓樓頂，安置于混凝土澆筑的墩標(biāo)上，安全牢固，周圍沒有其他電子干擾設(shè)備，視野開闊，是良好的站點(diǎn)位置，配備有避雷設(shè)施，通過同軸電纜與樓下GPS實(shí)驗(yàn)室主機(jī)相連。我校CORS基站采用華測X60接收機(jī)，服務(wù)器為DELL-T410，可以不間斷連續(xù)運(yùn)行，性能比較穩(wěn)定。

基于華測接收機(jī)裝置服務(wù)器需要安裝的軟件有三個(gè)：

（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(qū)動(dòng)的安裝。

軟件安裝調(diào)試完畢后，首先啟動(dòng)X60基準(zhǔn)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(zhǔn)站設(shè)置”，廣播格式為：標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)基準(zhǔn)站：“測量”——“啟動(dòng)基準(zhǔn)站接收機(jī)”，將顯示方式修改為“WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)”輸入點(diǎn)名稱，點(diǎn)擊“確定”之后，選擇保存基準(zhǔn)站設(shè)置。另外，又提示數(shù)據(jù)從端口1發(fā)出，請(qǐng)連接端口1，此時(shí)將數(shù)據(jù)線用COM1跟X60連接。如果要保存基準(zhǔn)站設(shè)置，下次開機(jī)就按上次的基準(zhǔn)站坐標(biāo)，所以對(duì)于永久的基準(zhǔn)站，如果一次設(shè)置好了，以后開機(jī)即可發(fā)射（下次如果服務(wù)器關(guān)機(jī)或重啟時(shí)或X60斷電關(guān)機(jī)，只需把X60開機(jī)即可，它可按上次啟動(dòng)的已知點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)射，無需再打開測地通模擬軟件再啟動(dòng)基準(zhǔn)站，然后直接打開Apis進(jìn)行設(shè)置）。

四、校內(nèi)單基站CORS的應(yīng)用

（一）滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)需要

作為高等職業(yè)院校，學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)和提高是首要任務(wù)，為了適應(yīng)建筑行業(yè)測量技術(shù)需要，我們?cè)诮虒W(xué)中特別增加了RTK技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，以前采用臨時(shí)建站的方式通過藍(lán)牙連接學(xué)生端移動(dòng)站，受限于距離影響，具體操作起來費(fèi)時(shí)又不方便，有了CORS基站后，每組學(xué)生端移動(dòng)站只需裝上開通數(shù)據(jù)流量的電話卡即可觀測，同時(shí)也不受距離局限。

（二）建立校園控制網(wǎng)

為了教學(xué)科研以及學(xué)?？傮w規(guī)劃建設(shè)方便，我們測量團(tuán)隊(duì)在校園內(nèi)相對(duì)均勻布設(shè)了56個(gè)控制點(diǎn)，利用學(xué)校單基站與周邊城市控制點(diǎn)聯(lián)測，獲得城市坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)依據(jù)全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程的要求，控制網(wǎng)最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差和最弱邊相對(duì)中誤差均達(dá)到了GPS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)。

總之，從技術(shù)上來說，CORS單基站結(jié)構(gòu)比較簡單，易于操作，特別適用于教學(xué)實(shí)訓(xùn)；從經(jīng)濟(jì)上來看，運(yùn)營維護(hù)成本比較低，學(xué)生在使用中所產(chǎn)生流量費(fèi)用幾乎可以忽略不計(jì)；覆蓋半徑比較大，教師進(jìn)行科研幾乎整個(gè)市區(qū)都在信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)；從精度上來看，完全達(dá)到控制測量，施工放線，地形測繪所需精度要求。而且升級(jí)方便，是大專院校建立獨(dú)立定位系統(tǒng)的最佳選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]李孝玲，孫朝犇，于水.單基準(zhǔn)站CORS系統(tǒng)建立試驗(yàn)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(shè)和應(yīng)用探討[J].中國勘測設(shè)計(jì)，2010（8）.

[3]靳合波，吳學(xué)超，袁興明.南方單基站CORS在校內(nèi)控制測量中的應(yīng)用[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（3）.