浅谈CORS系统技术原理

左俊华

摘 要：本文主要阐述CORS系统的原理、结构、技术算法等内容，仅供参考。

关键词：CORS系统；网络RTK

一、 CORS系统技术

CORS 系统是卫星定位、计算机网络、数字通讯等多种技术相结合的产物，目前基于CORS系统的网络RTK技术已逐渐替代了传统的测量手段，被广泛应用于测绘工程、城市规划、道路施工等众多领域。CORS技术的产生克服了该缺陷，为现代测绘行业提供了精度更高、可靠性更强、操作更加简单快捷的技术手段。。

1、CORS系统工作原理

CORS系统的基本工作原理是利用GPS导航定位技术，在一个城市、一个地区或一个国家，根据需求按一定距离建立常年连续运行的一个或若干个固定的GPS参考站，利用计算机、数据通信和互联网（LAN / WAN）技术将各个参考站与数据中心组成网络，由数据中心从参考站采集数据，利用参考站网络软件进行处理，然后向各种用户自动地发布不同类型的GPS原始数据、各种类型RTK改正数据等[23] [24]，图2.3为CORS系统原理图。

二、CORS系统基本结构

CORS系统由数据中心系統、参考站系统、数字通讯系统、用户系统四部分组成。其中，数据中心系统又由用户管理中心和系统数据中心组成[25]。

1、数据中心系统

数据中心是CORS系统能够稳定安全运行并且连续不断提供准确定位服务的保证，该系统分为用户管理中心和系统数据中心。其中，用户管理中心负责向用户提供相关服务，并对用户进行有效管理。系统数据中心主要实现定位数据分析、处理、计算和存储，并且通过建立相应模型生成差分改正数据，完成改正数据的传输、记录、管理和分发等工作。系统数据中心主要由服务器、工作站、网络传输设备、电源设备、数据记录设备和系统安全设备等设备组成。

2、参考站系统

参考站系统式卫星数据接收功能模块，主要由若干个参考站构成，并且每个参考站赢包括GPS接收机、天线、电源、网络设备、机柜和避雷系统等设备，它主要实现连续对GPS卫星进行定位跟踪、采集、记录，并将数据传输到数据中心系统。

3、数字通讯系统

数字通信系统包括各个参考站与数据中心的通信系统和数据中心与用户流动站的通信系统。系统数据中心与参考站之间的数据传输，要求工作可靠稳定，反应时间比较短，控制在1秒内。参考站与数据中心通信系统采用数字电路传输与VPN网络，参考站和数据中心与数据管理中心在同一虚拟网中。

4、用户系统

用户应用子系统是系统的最终用户，由GPS接收天线、GPS接收机和通信模块组成。用户通过天线接收GPS卫星数据，并用接收机进行数据存储和处理，通过通信模块把数据发送到控制与数据管理中心，并最终接收控制与数据管理中心差分解算数据。

四、 CORS系统技术算法

CORS参考站的建立是基于网络数据通讯链来获取精确定位的网络TRK技术。目前国际上的主流RTK技术主要有虚拟参考站技术（Virtual Reference Station， VRS）、主辅站技术（Master-Auxiliary Concept， MAC）和区域改正数技术（Flachen-korrektur-parameter， FKP）。

1、虚拟参考站技术

虚拟参考站技术是设法在流动站附近虚拟建立一个参考站，并根据周围各参考站上的实际观测值算出该参考站上的虚拟观测值，以此对流动站定位，其工作原理是：移动站用户在工作之前，首先由移动用户向数据处理中心发送一个自身的概略坐标信息，然后数据处理中心根据用户提供的概略位置，由计算机系统自送选择一组最佳参考站，由这组参考站参与整体计算得GPS的轨道、电离层和对流层等误差改正，最后将这种高精度的差分改正发给用户[26] [27]。

虚拟参考站技术可以在一个较大的范围内均匀稀疏的布设参考站，利用参考站的实时观测数据对覆盖区域进行系统误差建模，尽可能的消除电离层、对流层延迟对定位精度的影响，获得厘米级实时定位结果。其网内平均平面点位精度小于1.5厘米，网外平均平面精度达到3. 5厘米，高程精度达到3.0厘米，完全可以运用在地籍测量、城市建设等工程及日常基础测绘工作中。

2、主辅站技术

主辅站技术原理是将参考站的相位距离通过简化处理，得到一公共的整周模糊度水平，对于GPS卫星与接收机来说，由于整周模糊度己经在相位距离中被处理了，因此当两个参考站组成双差时，就会消除掉整周模糊度，此时，就可以认为这两个参考站有相同的公共整周模糊度水平。通过处理软件把所有参考站相位距离的整周模糊度全部归算到一个公共的水平，完成处理后就可以计算每个卫星接收机的弥散性误差，以及每个频率的非弥散性的误差[28]。

主辅站技术不要求主参考站必须是距离流动站最近的那个参考站。当主参考站的数据不可用或者无法获取主参考站的数据时，任何一个辅站都可以作为主站。控制中心发给流动站得改正数包含参考站的所有观测数据，所以流动站即使无法解读网络信息，它仍然可以利用这些改正数据采用单基线求解的方法获得定位数据。主辅站技术只要求单向通讯，即只需要控制中心发送改正数据给用户，为用户带来更大的好处。

3、区域改正数技术

FKP技术的工作原理是：参考网中的每个参考站在采集每个瞬时的同步观测值的同时，便实时地将观测值传到数据处理中心，也就是说参考站所得的观测值在参考站没有进行差分计算。数据处理中心在接受到来自各参考站的原数据后通过系统解算得到空间误差改正参数，然后再将这些改正参数发送给服务范围内的所有流动站来参与空间位置的解算。出于数据保密考虑，在使用过程中，用户必须附加解译软件的设备。因此这种作业方法对用户流动站要求高，使用复杂，在市场上普及率较低[29]。

四 小结

本文CORS系统进行了详细介绍，，对CORS系统的原理等内容进行了说明，为CORS站建立提供了理论基础。