陜西省三門峽庫區GPS連續運行參考站(CORS系統)建設可行性分析

孫少軍

（陜西省江河水庫管理局 陜西 西安 710021）

陜西省三門峽庫區的淤積測驗工作是1959年隨著三門峽水庫的建設而同時開展起來的。主要是通過每年汛前（5月份～6月份）和汛后（9月份～10月份），采用斷面法進行淤積測量，計算庫區內河道河勢變化，計算沖淤量和庫容，為三門峽水庫的運營，水量調度等提供依據。

多年來庫區淤積測驗工作一直采用埋設固定斷面樁志，用常規測量儀器，按照傳統的作業模式開展工作，該方式不僅費時、費力，勞動強度大，工作效率低，而且因多種因素影響，樁志損毀頻繁，補樁、埋樁費用較高。

目前GPS衛星定位技術已廣泛應用于多個領域。隨著測繪技術及計算機網絡技術的進一步發展，CORS系統因其能很好地解決長距離、大規模的厘米級高精度實時定位的問題，目前也普遍應用于公路、建筑、水利、鐵路等各個行業。

結合庫區淤積測驗現狀和CORS系統技術特點，在陜西省三門峽庫區建設GPS連續運行參考站（CORS）系統不失為一種具有前瞻性的決策。

1 CORS系統的基本組成

連續運行基準站系統（CORS）可簡單地理解為：幾個固定的GPS接收站連續不斷的運行，接收GPS衛星信號，通過數據傳輸將接收到的衛星信號傳送到控制中心，控制中心對數據進行處理后實時地發送給用戶，用戶根據控制中心發來的數據進行實時定位。

因此，一個CORS系統至少應有四部分組成：①連續運行不斷接收衛星信號的固定參考站部分；②隨時接收固定參考站信號、進行信息處理并將處理后的信息實時發給各用戶的控制中心部分；③完成固定參考站和控制中心、控制中心和各用戶之間數據傳輸的數據通訊部分；④接收控制中心數據進行實時定位的用戶部分。各部分又形成相對獨立的子系統。其中，控制中心是整個系統的核心，既是通訊控制中心，也是數據處理中心，它既通過通訊線（光纜、ISDN、電話線等）與所有的固定參考站通訊，又通過無線網絡（GSM、CDMA、GPRS等）與移動用戶通訊，并進行數據處理和監測控制系統的正常運行。

2 陜西省三門峽庫區GPS連續運行參考站（CORS）系統建設

陜西省三門峽庫區CORS系統需要沿渭河在咸陽、西安、高陵、臨潼、渭南、華陰、大荔建立7個連續運行GPS參考站網子系統，并建立一個控制中心子系統、數據傳輸、播發子系統和用戶應用子系統。

固定參考站網子系統（RS）由7個永久固定GPS基準站組成，完成衛星定位數據跟蹤、采集、傳輸、設備完好性監測。GPS基準站間距50km，沿河道兩岸均勻分布。

控制中心子系統（SMAC）主要用于完成各類差分修正信號的計算與產生，數據處理、計算、系統管理、維護、提供服務和管理。

數據傳輸子系統則完成基準站GPS觀測數據向控制中心子系統的傳輸和控制中心子系統向數據播發子系統的傳輸。

數據發播子系統一般有兩種實施方式。設立短波播發站，實現常規偽距差分數據播發；或是設立超短波播發站，實現網絡偽距差分數據和網絡相位差分數據播發。

通過7個GPS基準站連續運行的觀測值，建立庫區區域內GPS主要誤差模型（如電離層、對流層、衛星軌道等誤差模型）。系統運行時，將這些誤差從基準站的觀測值中減去，形成“無誤差”的觀測值，然后利用這些無誤差的觀測值和移動站（用戶—單臺GPS接收機）的觀測值，有效地組合，在移動站附近（幾米到幾十米）建立起一個虛擬參考站。移動站和虛擬參考站進行載波相位差分改正，實現實時RTK。

3 CORS測量精度分析

下面通過在1:500地形圖測繪過程中利用兩個CORS站點作為起算數據與聯測三個已知點的成果比較情況。

從上圖可以看出最大較差不大于1.5cm，所以基于CORS的GPS測量所取得的成果滿足淤積測驗規范的要求。

4 CORS系統的優點

（1）庫區CORS系統建成后，將以 7個固定連續運行基站為控制點形成一個永久的隨時可利用的控制網，并且通過基站的連續運行，能適時更新基站的平面高程成果。采用獨立的GPS RTK進行測量時，會采用最新的基站控制成果，以提高測量精度。同時，系統建成后，可省去每年的淤積測驗標志埋設與修復費用。

（2）庫區CORS系統建成后，可以對渭河防洪工程建設提供方便、可靠、快捷的定位服務，并能夠實時、有效、長期地對工程進行監測，對洪水災害進行快速預報。

（3）庫區CORS系統是陜西三門峽庫區息化建設的重要組成部分，由此建立起陜西三門峽庫區渭河空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架，從而可為更多的部門提供實時、快速、高精度定位服務。

5 結語

陜西省三門峽庫區CORS系統建設并運行，不僅能完全滿足淤積測驗成果資料精度的要求，而且能降低測量成本、提高工作效率，降低勞動強度，更能為渭河治理、開發提供實時、快速、高精度的定位服務。因此，在陜西省三門峽庫區建設GPS連續運行參考站（CORS）系統是可行的，也是必要的。它必將為庫區淤積測驗工作帶來一次新的技術革命。陜西水利