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摘要：近年来，CORS（连续运行的GPS参考站系统）技术发展迅速，因其高效率、高精度、高可靠性的特点，应用越来越广泛，由于该技术能提供统一、均匀和高精度的三维空间基准，因此一个系统能同时满足各行各业不同精度层次、不同目的和不同服务方式的需求。结合我单位在花都区单基站连续运行GPS参考站系统的建设，对该系统的定位精度、时间可用性和空间可用性等系统性能，进行了较详细的测试和研究，并得出了该系统的精度指标以及系统的可行性、可靠性等方面的研究结论。
关键词：CORS；数字城市；精度指标；测试；分析研究
一 引言
连续运行参考站系統（CORS）可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LAN/WAN）技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值、各种改正数、状态信息以及其他有关GPS服务项目的系统[1]。目前，城市CORS中的实时动态定位主要依靠网络RTK技术，其代表有VRS（虚拟参考站）技术、FKP技术、主辅站技术和单参考站技术[2]。
由于国家近年来大力推进“数字城市”建设，加快构建能充分共享的各区域地理信息公共平台，切实为城市管理、公众服务提供有效、可靠的数据保证。而国家“数字城市”的建设，必须建立一个统一的、权威的地理空间框架，并要能够实现基于地理空间框架的城市信息数据的高效采集[3]。而连续运行卫星定位系统（CORS），在城市数据采集中具有操作简便、精度高、实时性强，覆盖率广等优点，能提供实时、高精度的定位，从而能快速、高精度采集“数字城市”建设中所需的各种空间和地理特征数据[4]。
二 CORS系统的建设
我们在花都区单基站连续运行卫星定位服务系统的建设中，严格按照现代计算机网络的规范与标准，数据中心建立在Internet网的互联上，网络采用TCP/IP协议，服务器操作系统采用WINDOWS 2000或WindowsXP，整个花都CORS系统由参考站子系统、通信子系统、控制中心子系统、用户数据中心、用户子系统组成[5]。
花都基准站墩标建设在我院办公大楼十五楼楼顶，直接把GPS天线安放在墩标上 ，GPS接收机和计算机等设备则放在该大楼5楼专用设备房，然后通过同轴电缆把GPS天线和接收机相连，这样既可以保证仪器设备的安全，又可以方便接入电源以及通讯设备等。
花都区位于广州市北部，地势北高南低，北部丘陵绵亘，中部浅丘陵地，南部为广花平原，形成东北向西南斜置的长方形，大部分地区海拨在50 米以下，面积为969平方公里，由于花都区建立的是单基站CORS系统，因此只需布设一个基准站，基准站一般选择地理位置中心和经济中心，所以HDCORS基站选址为新华区，既能覆盖花都最远的城镇村庄，还能覆盖广州市白云区，可覆盖以基站为中心距离三十公里、面积达到3000平方公里范围内区域。
通过静态联测分布于花都区的D级及C级控制点共10个，通过平差处理算出基准站点的精确坐标，高程方面通过联测水准点，采用GPS高程拟合方式确定基准站点高程 。
三 CORS系统定位精度测试
定位精度测试包括RTK实时定位精度和事后静态处理精度测试。RTK实时定位测量精度反映的是用户在真实作业条件下，通过系统播发的GPS改正信息，可以得到的实时定位服务的精度[6]。影响RTK实时定位侧量精度的可能因素有测站卫星分布情况（可用卫星数和卫星天空视图）、通信质量状况 （是否收到GPS改正信息）等。
事后靜态处理精度测试是采用双频接收机按常规静态观测方法进行外业测量，内业数据处理中将相关基准站的观测数据与外业观测数据联合处理，解算观测点的坐标[7]。分别统计两种测试的内符合精度和外符合精度，即可对系统定位精度作出评定。
所谓内符合精度是指两次测量结果之差，两次测量是在不同的时段，一般要求间隔在2小时以上，即不同的卫星组定位结果之差，反映的是系统定位的可靠性和稳定性；外符合精度则是指测量值与已知值之差，反映系统的可靠性及与坐标系统的兼容性[8]。
四 系统空间可用性测试
空间可用性可认为是用户能够得到RTK固定解的区域范围，在以花都CORS基站为中心、半径为30公里的系统覆盖的范围内，选取均匀分布的10个控制点作为样本。采取定点检测的方式，以1s的采样时间，每个控制点连续采集一组5个数据 。
五 系统时间可用性和兼容性测试
时间可用性是针对系统提供的RTK实时定位服务而言， 采用不同厂家及各种型号的GPS接收机，在系统覆盖范围内进行较长时间的连续观测，对系统的时间可用性与兼容性进行检测[10]。检测时间持续1天1晚。仪器有华测X-91 3台、南方灵锐580 1台和天宝GNSSR8 2台共3家仪器厂商合计6台。 检测结果显示系统能够全时段运行，各厂家不同型号的仪器均能接受改正信息而获得固定解，显示系统有良好的时间可用性和兼容性，数据采集率均达到了不低 于95%的设计标准。
六 结论
通过对花都CORS系统建设、定位精度、空间可用性、时间可用性和兼容性等的专项测试情况的介绍，并对上述测试结果进行的分析研究，表明花都区CORS系统实际各项性能已经达到设计标准，能够满足“数字城市”建设数据采集精度要求。
该系统的建设成功，实现了城市空间信息获取技术由传统模式向现代化模式的跨越， 为构建“数字城市” “数字区域”提供高效的数据采集手段，大幅提升工作效率，可为规划国土、交通水利、地震矿产、林业农业乃至旅游等诸多领域提供实时、动态的空间位置服务，同时，可为政府科学决策提供及时、可靠依据，进一步提升城市现代化管理水平和公众服务水平。
参考文献：
[l]阳力，吕超.CORS 系统卫星跟踪基准站建设的探讨[J].地理空间信息，2007，5（1）：30～32
[2] 吴俐民，吴学群.GPS 参考站系统理论与实践 [M].成都：西南交通大学出版社，2006：16～28
[3] 徐绍铨，张华海，杨志强等.GPS 测量原理及应用[ M] .武汉：武汉大学出版社， 2008 ：100-114
[4] 赫金明， 吕志伟.卫星定位理论与方法[ M] .郑州：解放军信息工程大学出版社， 2005 ：18 -37
[5]刘经南，刘晖.连续运行参考站网络一城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报信息科学版，2003，6（28）：259-264
[6] 徐爱功，吉长东 .GNSS测量原理与应用 [ M] .徐州：中国矿业大学出版社， 2012： 3 -16
[7] 魏二虎， 黄劲松.GPS 测量操作与数据处理[ M] .武汉：武汉大学出版社， 2007 ：48-55
[8] 安燕回，史照良.全球卫星导航定位连续运行参考站网的技术探讨[J].现代测绘2006，29（6）：3～7.
作者简介：
卢石坤（1968年04月）， 男 （汉族 ），广东省广州市人，现就职于广东省核工业地质局测绘院，担任总工程师，硕士学位、高级工程师 （全国注册测绘师），研究方向：大地测量及地理信息系统。
关键词：CORS；数字城市；精度指标；测试；分析研究
一 引言
连续运行参考站系統（CORS）可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LAN/WAN）技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值、各种改正数、状态信息以及其他有关GPS服务项目的系统[1]。目前，城市CORS中的实时动态定位主要依靠网络RTK技术，其代表有VRS（虚拟参考站）技术、FKP技术、主辅站技术和单参考站技术[2]。
由于国家近年来大力推进“数字城市”建设，加快构建能充分共享的各区域地理信息公共平台，切实为城市管理、公众服务提供有效、可靠的数据保证。而国家“数字城市”的建设，必须建立一个统一的、权威的地理空间框架，并要能够实现基于地理空间框架的城市信息数据的高效采集[3]。而连续运行卫星定位系统（CORS），在城市数据采集中具有操作简便、精度高、实时性强，覆盖率广等优点，能提供实时、高精度的定位，从而能快速、高精度采集“数字城市”建设中所需的各种空间和地理特征数据[4]。
二 CORS系统的建设
我们在花都区单基站连续运行卫星定位服务系统的建设中，严格按照现代计算机网络的规范与标准，数据中心建立在Internet网的互联上，网络采用TCP/IP协议，服务器操作系统采用WINDOWS 2000或WindowsXP，整个花都CORS系统由参考站子系统、通信子系统、控制中心子系统、用户数据中心、用户子系统组成[5]。
花都基准站墩标建设在我院办公大楼十五楼楼顶，直接把GPS天线安放在墩标上 ，GPS接收机和计算机等设备则放在该大楼5楼专用设备房，然后通过同轴电缆把GPS天线和接收机相连，这样既可以保证仪器设备的安全，又可以方便接入电源以及通讯设备等。
花都区位于广州市北部，地势北高南低，北部丘陵绵亘，中部浅丘陵地，南部为广花平原，形成东北向西南斜置的长方形，大部分地区海拨在50 米以下，面积为969平方公里，由于花都区建立的是单基站CORS系统，因此只需布设一个基准站，基准站一般选择地理位置中心和经济中心，所以HDCORS基站选址为新华区，既能覆盖花都最远的城镇村庄，还能覆盖广州市白云区，可覆盖以基站为中心距离三十公里、面积达到3000平方公里范围内区域。
通过静态联测分布于花都区的D级及C级控制点共10个，通过平差处理算出基准站点的精确坐标，高程方面通过联测水准点，采用GPS高程拟合方式确定基准站点高程 。
三 CORS系统定位精度测试
定位精度测试包括RTK实时定位精度和事后静态处理精度测试。RTK实时定位测量精度反映的是用户在真实作业条件下，通过系统播发的GPS改正信息，可以得到的实时定位服务的精度[6]。影响RTK实时定位侧量精度的可能因素有测站卫星分布情况（可用卫星数和卫星天空视图）、通信质量状况 （是否收到GPS改正信息）等。
事后靜态处理精度测试是采用双频接收机按常规静态观测方法进行外业测量，内业数据处理中将相关基准站的观测数据与外业观测数据联合处理，解算观测点的坐标[7]。分别统计两种测试的内符合精度和外符合精度，即可对系统定位精度作出评定。
所谓内符合精度是指两次测量结果之差，两次测量是在不同的时段，一般要求间隔在2小时以上，即不同的卫星组定位结果之差，反映的是系统定位的可靠性和稳定性；外符合精度则是指测量值与已知值之差，反映系统的可靠性及与坐标系统的兼容性[8]。
四 系统空间可用性测试
空间可用性可认为是用户能够得到RTK固定解的区域范围，在以花都CORS基站为中心、半径为30公里的系统覆盖的范围内，选取均匀分布的10个控制点作为样本。采取定点检测的方式，以1s的采样时间，每个控制点连续采集一组5个数据 。
五 系统时间可用性和兼容性测试
时间可用性是针对系统提供的RTK实时定位服务而言， 采用不同厂家及各种型号的GPS接收机，在系统覆盖范围内进行较长时间的连续观测，对系统的时间可用性与兼容性进行检测[10]。检测时间持续1天1晚。仪器有华测X-91 3台、南方灵锐580 1台和天宝GNSSR8 2台共3家仪器厂商合计6台。 检测结果显示系统能够全时段运行，各厂家不同型号的仪器均能接受改正信息而获得固定解，显示系统有良好的时间可用性和兼容性，数据采集率均达到了不低 于95%的设计标准。
六 结论
通过对花都CORS系统建设、定位精度、空间可用性、时间可用性和兼容性等的专项测试情况的介绍，并对上述测试结果进行的分析研究，表明花都区CORS系统实际各项性能已经达到设计标准，能够满足“数字城市”建设数据采集精度要求。
该系统的建设成功，实现了城市空间信息获取技术由传统模式向现代化模式的跨越， 为构建“数字城市” “数字区域”提供高效的数据采集手段，大幅提升工作效率，可为规划国土、交通水利、地震矿产、林业农业乃至旅游等诸多领域提供实时、动态的空间位置服务，同时，可为政府科学决策提供及时、可靠依据，进一步提升城市现代化管理水平和公众服务水平。
参考文献：
[l]阳力，吕超.CORS 系统卫星跟踪基准站建设的探讨[J].地理空间信息，2007，5（1）：30～32
[2] 吴俐民，吴学群.GPS 参考站系统理论与实践 [M].成都：西南交通大学出版社，2006：16～28
[3] 徐绍铨，张华海，杨志强等.GPS 测量原理及应用[ M] .武汉：武汉大学出版社， 2008 ：100-114
[4] 赫金明， 吕志伟.卫星定位理论与方法[ M] .郑州：解放军信息工程大学出版社， 2005 ：18 -37
[5]刘经南，刘晖.连续运行参考站网络一城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报信息科学版，2003，6（28）：259-264
[6] 徐爱功，吉长东 .GNSS测量原理与应用 [ M] .徐州：中国矿业大学出版社， 2012： 3 -16
[7] 魏二虎， 黄劲松.GPS 测量操作与数据处理[ M] .武汉：武汉大学出版社， 2007 ：48-55
[8] 安燕回，史照良.全球卫星导航定位连续运行参考站网的技术探讨[J].现代测绘2006，29（6）：3～7.
作者简介：
卢石坤（1968年04月）， 男 （汉族 ），广东省广州市人，现就职于广东省核工业地质局测绘院，担任总工程师，硕士学位、高级工程师 （全国注册测绘师），研究方向：大地测量及地理信息系统。