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、精度等方面的優點，在教學、科研等方面適宜大力推廣，結合無錫城市職業技術學院華測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的發展和研究現狀

全球衛星定位系統（GPS）技術逐漸成熟，特別是近幾年實時動態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——連續運用衛星定位系統（CORS）在各地陸續建立，它具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強和覆蓋率廣等優點，特別是CORS系統內網絡RTK測量功能的實現，改變了傳統測量作業模式，其主要優勢體現如下：

1.為測繪行業提供了一個統一的基準，避免了坐標系統的差異矛盾。

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.擁有完善的數據監控和傳輸系統，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，真正實現單機作業，減少了費用。

6.提供遠程INTERNET服務，實現了數據的共享。CORS系統的技術優勢是無可比擬的，其在地籍測繪中具有巨大的應用潛力。它是目前GPS測量技術發展的一個方向，是網絡RTK技術和GPS主板技術發展的產物，它的產生彌補了一些傳統的 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系統，即使保留完整的控制點，隨著時間變化精度也發生了變化，并且當時的控制點都是利用經緯儀或全站儀獲取數據手工計算得到，精度難以利用到現在的工程建設和實訓場地中。針對學校總體規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系統建設

（一）單基站CORS系統的組成和作用

CORS系統為一個或若干個固定的、連續運行的GPS/GNSS 參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網（LAN/WAN）技術組成的網絡，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、狀態信息以及其他有關GPS服務項目的系統。通常意義上的CORS系統，主要由GP參考站系統、通訊網絡系統、控制中心系統、數據中心系統和用戶應用系統等組成。單基站CORS系統實際上是上述系統的一個簡化，它只有一臺連續運行的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，也是數據中心。單基準站CORS系統中，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通常以特定長度的文件記錄在數據中心。根據實際應用的需要，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律定期下載文件數據以及發布該流動站需要的數據。如果需要，系統甚至可以一秒接一秒源源不斷地從接收機輸出原始數據到服務器。對于實時的GIS和GPS用戶來說，可以通過高速無線和因特網登錄到服務器獲取數據中心輸出的差分數據進行導航定位。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據文檔。

（二）CORS系統安裝與性能測試

本文主要結合我校CORS單基站的建設過程，探討CORS基站系統的構建。考慮到使用和維護方便，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，可以不間斷連續運行，性能比較穩定。

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，將數據線與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，又提示數據從端口1發出，請連接端口1，此時將數據線用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

作為高等職業院校，學生實踐技能的培養和提高是首要任務，為了適應建筑行業測量技術需要，我們在教學中特別增加了RTK技術的實驗和實訓環節，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據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

為了教學科研以及學校總體規劃建設方便，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測，獲得城市坐標系下的三維坐標依據全球定位系統城市測量技術規程的要求，控制網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）.