【正文】 時間、小范圍內為自身提供測量服務。③軍隊 軍隊的 CORS 是采用專網專線和自身的控制點進行建設的一類系統(tǒng)，保密性非常高，一般供軍隊測量和導航定位使用。民間組織 民間組織的 CORS 是由科學研究機構或組織團體采用各地各個級別的參考站，通過通信系統(tǒng)構建的一種科研或公益性的 CORS，例如，IGS服務組織。民間組織的 CORS 一般都是公益性的，且對加入其 CORS 網絡的參考站要求較高。2)根據服務區(qū)域和級別劃分該分類方法是根據 CORS 服務區(qū)域的行政級別、范圍大小以及建設管理單位的行政級別劃分，其劃分方法與行政區(qū)域的界定由密切關系。①臨時 CORS（微型 CORS） 微型 CORS 多用于小范圍工程施工測量、建筑物變形監(jiān)測等領域，一般要求實時或近實時地提供優(yōu)于 cm 級的定位服務。其特點是參考站間距較小，一般不超過 20km。其系統(tǒng)中心的規(guī)模小，數據傳輸系統(tǒng)一般為專用網絡。臨時 CORS 和微型 CORS 多采用 RTK 技術，服務對象一般局限在小范圍內的工程測量、工程檢測、設施運營等用戶，較為經典的有隔河沿大壩外形的變形監(jiān)測系統(tǒng)、水布埡大壩碾壓車精密監(jiān)測系統(tǒng)等項目。②城市級 CORS 城市級 CORS 是指在一個城市范圍內建設 CORS，主要為城市建設和規(guī)劃提供服務。服務范圍覆蓋整個城市和某些城市周邊地區(qū)，以提供空間定位服務為主，其他服務為輔，系統(tǒng)可伸縮性好。目前，我國大多數已經建成的 CORS 都是城市級 CORS。第 2 章 CORS 原理及技術支持18③省區(qū)域的 COSR 省區(qū)域 CORS 是指在全?。▍^(qū)）范圍內構建 CORS 網絡，實現(xiàn)為全省各個單位提供各種多元化的實時或事后空間定位服務一以及其他 GPS 相關服務，服務范圍覆蓋全省（區(qū)） 。省（區(qū)）級 CORS 一般由若干個城市級 CORS 組成。某些省市針對某個區(qū)域（例如，長三角、珠三角）建設的CORS，其結構和功能與省級相同。目前我國建立的省級 CORS 有廣東 CORS和江蘇 CORS。④國家級 CORS 國家級 CORS 由國家相關機構進行組織和協(xié)調，經過評估和論證后選擇結構穩(wěn)定、位置合理、通信可靠的省級參考站作為國家級別的參考站，組成國家級的 CORS。 [9]國家級 CORS 各個參考站的距離較大，站的密度遠低于省級 CORS，不直接提供高精度網絡 RTK 解算服務，可提供亞高精度空間定位服務，例如美國早期國家 CORS 提供 GPS 增強服務系統(tǒng)（WAAS） ?？梢韵驅I(yè)部門提供數據下載服務、數據后差分解算和空間定位服務、地球板塊運動監(jiān)測和地震預報等服務。另外，還有一類介于省級和城市級之間的大區(qū)域級 CORS，是城市級到省級 CORS 的過渡，專門針對某個特定的經濟區(qū)域或行政區(qū)域，如北部灣經濟區(qū)CORS.3)根據服務類型劃分根據 CORS 提供的服務類型進行分類，該劃分方法比較模糊，界定的標準也有多種，根據目前 CORS 提供服務的情況，可以劃分以下幾種。①廣播實時 DGPS 型 最典型的是中國 RBN/DGPS 系統(tǒng)，提供 dm 級到 m級的 DGPS 差分定位，用戶不受限制，也無用戶管理，服務海洋測量用戶和港口輪船入港。②網絡實時服務型 目前我國大多數 CORS 都屬于該類，通過網絡為用戶提供高精度差分定位服務，用戶需要進行注冊受統(tǒng)一管理，系統(tǒng)也能控制用戶的服務范圍。③數據下載服務型 該類 CORS 提供參考站數據供用戶進行差分解算、氣象服務和地球板塊運動研究等服務，最典型的是 IGS。必須說明的是，目前很多 CORS 在服務方法上并不是單一的，很多 CORS都包含以上服務方法中的兩種甚至三種，因此各個 CORS 不是單一歸于以上分類中的某一類。此外，還可以根據服務用戶類型、解算方法和差分數據格式等進行劃分。 各級 CORS 關系河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院19目前，CORS 分類中，按照行政級別或區(qū)域劃分是最通用的較科學的劃分方法。根據我國目前情況，一般是先建設城市級 CORS，然后由城市級 CORS合并為省級 CORS，而國家級 CORS 則是根據需要抽選省級 CORS 中符合建設要求的參考站組成，最終合并成國家級的 CORS。國家級 CORS地區(qū) CORS1 地區(qū) CORS2 地區(qū) CORSn城市 CORS1 城市 CORS2 城市 CORS3 城市 CORSn參考站 1 參考站 2 參考站 3 參考站 n圖 各級 CORS 關系 CORS 網絡的技術支持目前國際上主流的 CORS 技術包括虛擬參考站技術 (VRS)、主輔站技術（MAC） 、FKP 技術和綜合內插技術（CBI）四種，同時由多個單參考站組成的聯(lián)合單參考站差分解算技術屬于有限的網絡 RTK 技術。 VRS 技術1）工作原理Trimble 公司提出的 VRS 是基于多參考站網絡環(huán)境下的 GPS 實時動態(tài)定位技術。VRS 技術就是利用地面布設的多個參考站組成 GPS 連續(xù)運行參考站網絡，接收衛(wèi)星信號并傳送至控制中心；同時，移動用戶在工作前，先向控制中心發(fā)送一個概略位置坐標，控制中心根據移動用戶工作位置，綜合利用各個參考站的觀測信息，建立精確的誤差模型，整體改正 GPS 的軌道誤差及電離層、對流層和大氣折射引起的誤差，將高精度的差分信號發(fā)送給移動站。相當于在移動站附近模擬產生一個物理上并不存在的虛擬參考站(VRS)的觀測數據，與移動站間進行載波相位差分改正，實現(xiàn)實時 RTK。由于 VRS 位置通過流動站接收機第 2 章 CORS 原理及技術支持20的單點定位解來確定，故虛擬參考站與移動站構成的基線通常只有幾米到十幾米。其工作示意圖如下圖：圖 VRS 工作示意圖 MAC 技術1）工作原理主輔站(MAC)技術是由 Leica 公司提出的基于全網整體解算模型的 GPS 實時動態(tài)定位技術。它要求所有參考站將每一個觀測瞬間所采集的未經差分處理的同步觀測值，實時地傳輸給中心控制站，通過中心控制站的實時處理，計算得到基準站網范圍內的誤差改正模型，產生一個稱為 FKP(區(qū)域改正參數)的誤差改正數播發(fā)給流動站。為了降低參考站網網絡中的數據播發(fā)量，使用主輔站技術來播發(fā)區(qū)域改正參數。主輔站技術是從參考站網以高度壓縮的形式，將所有相關的，代表整周的未知數水平觀測數據，如彌散性的和非彌散性的差分改正數，作為網絡的改正數據播發(fā)給流動站。它選擇距離流動站最近的一些有效參考站作為單元進行網解，發(fā)送主站差分改正數和輔站與主站改正數的差值給流動站，流動站用戶可以對接收到的網絡改正數進行加權改正，最后得到精確坐標。主輔站(MAC)技術本質上是區(qū)域改正數(FKP) 的一種優(yōu)化。其工作原理圖見圖: 河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院21圖 主輔站概念（MAC）圖 FKP 技術FKP 技術技術又稱區(qū)域改正技術，是由 GEO++公司 Gerhard Wuebenna 博士提出的全網整體解算模型，這是一種動態(tài)模型。它要求所有參考站將每一個瞬時采集的未經差分處理的同步觀測值實時傳回數據處理中心，通過數據處理中心實時處理，產生一個稱為 FKP 的空間誤差改正參數，然后將這些參數通過擴展信息發(fā)送給服務區(qū)內的所有流動站進行空間位置解算。系統(tǒng)傳輸的 FKP 能夠比較理想地支持流動站的應用軟件，但是流動站必須知道相關的數學模型，才能利用 FKP 參數生成相應的改正數。為了獲取瞬時解算結果，每個流動站需要借助一個被稱為“Adv 盒”的外部裝置內置解譯軟件，配合流動站接收機實現(xiàn)作業(yè)。 [10]由于采用 FKP 算法的用戶需要附加解譯設備，所以 FKP 解算的保密性非常好。但是，使用比較復雜，對用戶流動站要求高，因此普及率低。目前，全世界只有極少數地區(qū)采用 FKP 技術進行差分解算。 綜合內插技術（CBI）綜合內插技術（CBI）是武漢大學提出的 CORS 建設技術。CBI 技術的特點是利用衛(wèi)星定位誤差的相關性計算各參考站上的綜合誤差，并發(fā)送到用戶。第 2 章 CORS 原理及技術支持22用戶根據此誤差和自己的位置內插算出用戶的綜合誤差。系統(tǒng)中心與用戶只需要單向通信，但是用戶需要增加解碼設備。這種解釋方法簡單可靠，性能穩(wěn)定，單向通信可以實現(xiàn)解算，可以采用電波發(fā)送的方式，但是需要用戶端有解算設備。目前，這種技術還處于評估階段，未大規(guī)模推廣。 聯(lián)合單參考站 RTK 技術聯(lián)合單參考站差分解算技術是有限的網絡 RTK 技術，通過區(qū)域內的多個參考站構成的非有機網，在多個參考站聯(lián)合覆蓋范圍內為用戶提供差分服務，其基本差分算法與常規(guī) RTK 算法相同。聯(lián)合單參考站是最早的 CORS。聯(lián)合單參考站作業(yè)是，用戶將概率坐標發(fā)送到數據中心。數據中心通過概略坐標選用最近的參考站，并將最近參考站的差分數據發(fā)送給用戶，即以最近的參考站為參考站進行載波相位差分測量。與常規(guī) RTK 相比，聯(lián)合單參考站有以下特點：① 在多個參考站覆蓋的范圍內，基本可以在任何地方接受網絡差分服務。② 多個單參考站進行聯(lián)合差分服務，在某些服務重疊地區(qū)可靠性較高。③ 選擇最佳參考站進行差分，避免了接受多個站的差分信息的情況。④ 采用數據中心到流動站點對點的無限網絡通信方式，沒有受到電波、距離、地形和環(huán)境等因素的影響，可以實現(xiàn)較長距離的 RTK。由于只采用一個參考站進行差分解算，單參考站的解算精度和系統(tǒng)可靠性不及多參考站聯(lián)合解算的網絡 RTK，但是單參考站 CORS 也有其自身的優(yōu)勢，如建設費用較少、管理成本較低，施工周期短、建站要求不高，可以隨時升級擴展等。隨著 CORS 技術越來越成熟，聯(lián)合采用單參考站進行解算的方法越來越少，一般只在縣一級或者某個小區(qū)域范圍內采用。 幾種 CORS 技術精度比較根據上述幾種 CORS 技術特點，下面從解算精度等 7 個方面對它們作一個比較。CORS 技術對比： 表 21 CORS 技術對比表內容 VRS MAC FKP 聯(lián)合單參考站解算精度 高 較高 高 一般解算穩(wěn)定性 高 較高 非常高 一般河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院23兼容性 高 高 低 很高最少基站數 3 2 3 1保密性 高 高 很高 低建設經費 高 高 一般 較低普及率 高 一般 低 很高注：綜合內插技術（CBI）還未普及使用，因此不做對比。① 解算精度 解算精度是指各 CORS 測量時獲得固定解的時間和固定解的穩(wěn)定程度。② 解算穩(wěn)定性 解算穩(wěn)定性指在進行 CORS 測量時獲得固定解的時間和固定解的穩(wěn)定程度。③ 兼容性 兼容性指該 CORS 測量解算獲得的差分格式對各種品牌和型號的流動站的適用性。④ 最少基站數 最少基站數是指該 CORS 測量所需能夠提供數據的參考站的最少數目。⑤ 保密性 保密性是指作業(yè)過程中差分數據或最終定位數據的保密程度。⑥ 建設經費 建設經費是指要實現(xiàn)該類 CORS 技術解算，進行建設所需的經費數量。⑦ 普及率 普及率是指目前全球各 CORS 在網絡 RTK 應用中采用的各網絡RTK 技術的占有率。 [11]CORS 的各種解算技術是通過網絡 RTK 軟件實現(xiàn)的。目前，市場上最流行的網絡 RTK 軟件包括 Trimble GPSNet、Topcon Top 和我國南方測繪的Venys 等。這些軟件都是以網絡 RTK 解算為核心，通過各種組合算法來實現(xiàn)CORS 的各項服務功能。第 3 章 CORS 的精度分析及誤差研究24第 3 章 CORS 的精度分析及誤差研究通過實驗對比 CORS、全站儀、 GPS 測量方法在不同環(huán)境下（高層建筑、樹下、空地、道路）對其精度的影響。并分析測量誤差來源和實際觀測手段。 GPS 靜態(tài)觀測校園控制點1）測區(qū)范圍本測區(qū)位于東經 118176。30’、北緯 39176。37’附近。測區(qū)位于路南區(qū)，學院路以東，新華西道以南，衛(wèi)國路以西，國防道以北。測區(qū)內為教學區(qū)，地勢平坦，建筑物以及樹木較多，通視條件較差。本次實習在測區(qū)內布設 GPS 控制點，構建一個 D 級 GPS 網，滿足測量需要。2）實驗目的采用 GPS 靜態(tài)測量技術，在河北聯(lián)合大學內布設一個控制網。具體內容包括：技術設計、選點、外業(yè)觀測計劃、外業(yè)觀測、數據傳輸及格式轉換、基線解算、網平差、成果質量控制、技術總結。校內的四個點位于科技樓樓頂、理工食堂門口、二教東邊路口、足球場南邊、視野比較開闊，便于觀測，行人不是很多，利于觀測。首先，選好控制點，以備靜態(tài)測量使用。然后通過 GPS 接收機對所選的控制點進行測量，觀測兩個時段。外業(yè)結束后，運用 HDS2022 數據處理軟件進行內業(yè)計算，得出每個控制點平面坐標和高程。 已有成果資料具體利用資料如下：1）技術設計書一份；2）測區(qū)周邊的 C 級 GPS 控制網點兩個（會展中心點、南湖公園點）：表 31 已知控制點坐標表點名 X Y H會展中心 南湖公園 河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院25 作業(yè)與技術要求本實驗指向如下國家和行業(yè)標準規(guī)范：1）《全球定位系統(tǒng)（ GPS）測量規(guī)范》（CH 202292）；2）《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》（CJJ 7397）；3）《城市測量規(guī)范 》（CJJ 885）. 坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和時間系統(tǒng)1）平面坐標采用北京 54 坐標系，3176。分帶、中央子午線 118176。30′。2）高程系統(tǒng)采用 1985 國家高程基準。3）時間系統(tǒng)采用北京時間或 UTC 時間系統(tǒng)。 D 級 GPS 控制點的布設1）GPS 網的踏勘、選點本測區(qū)共有 4 個待測點