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文檔簡介
1、<p><b> 龍巖學院</b></p><p> 資源工程學院畢業(yè)論文</p><p> 題 目: 淺談CORS系統(tǒng)的原理與應用 </p><p><b> 資源工程學院</b></p><p> 淺談CORS系統(tǒng)的原理與應用</p>
2、<p> 【摘要】: 科技的進步使得CORS技術(shù)越來越成熟,應用越來越普及,在測繪工作中的作用也越來越重要。至今為止,CORS技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用于城市GPS之中。本文就CORS技術(shù)的一些發(fā)展現(xiàn)狀、應用情況,詳細闡述了CORS的應用并對其進行分類闡述,同時對CORS在城市工程建設中的應用進行具體闡述。通過分析,提出國內(nèi)CORS存在的幾個主要問題,并對我國CORS進行展望。</p><p> 【關(guān)鍵詞
3、】:CORS;原理;應用;問題;展望</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 引言4</b></p><p> 1、國內(nèi)外CORS的發(fā)展現(xiàn)狀與研究意義4</p><p> 1、1國內(nèi)CORS的發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p> 1、2國外C
4、ORS的發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p> 1、3 建立CORS系統(tǒng)的必要性4</p><p> 2、CORS系統(tǒng)的技術(shù)概述 5</p><p> 2、1 CORS系統(tǒng)的定義 5</p><p> 2、2 CORS系統(tǒng)的組成 5</p><p> 2、3 CORS系統(tǒng)的工作原理 5</p>
5、<p> 2、4 CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢6</p><p> 3、CORS系統(tǒng)的應用 6</p><p> 3、1 CORS系統(tǒng)的應用領域6</p><p> 3、2 CORS在控制測量中的應用 7</p><p> 3、3 CORS在城市規(guī)劃及監(jiān)督測量中的應用 7</p><p>
6、4、國內(nèi)CORS系統(tǒng)存在的一些問題 7</p><p> 4、1 商業(yè)化程度低 8</p><p> 4、2 標準統(tǒng)一問題 8</p><p> 4、3 網(wǎng)點稀疏與重復建設問題8</p><p> 5、CORS的展望 8</p><p><b> 6、結(jié)語 8</b><
7、/p><p><b> 致謝語9</b></p><p><b> 參考文獻9</b></p><p><b> 英語翻譯10</b></p><p><b> 引言</b></p><p> 現(xiàn)代科技的不斷進步,使得C
8、ORS技術(shù)不斷進步、不斷完善,它是新一代高精度的的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),它逐漸用于大地測量,工程測量,控制測量,地形測量等一系列測量科技領域,跟水準儀,經(jīng)緯儀,全站儀,等這些傳統(tǒng)測量工作所使用的儀器相比,它具有工作效率高,定位精度高,全天候工作,功能多,用途廣,觀測之間可以無需通視,操作簡便等優(yōu)點,在地形測量中,可以避免全站儀,因通視條件不好時多次支站所帶來的缺點;在水準測量中,彌補了水準儀因高差太大而多次轉(zhuǎn)點的缺點;在工程測量中,放樣點所
9、能達到厘米級,完全能夠滿足一般工程所要求的精度,不用支站就能放樣,大大的提高了工作效率,大大縮短了測量工作量。所以很受廣大愛好者們的熱烈支持與選用,下面讓我們來了解CORS系統(tǒng)。 </p><p> 1.國內(nèi)外CORS的發(fā)展現(xiàn)狀與研究意義</p><p> 1.1國內(nèi)CORS的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p> 為了國家經(jīng)濟建設和技術(shù)發(fā)展的需要,我國對CORS系統(tǒng)的建
10、設加大力度。2003年,首先擁有CORS系統(tǒng)的是深圳市,全國許多城市也相繼開始建立城市甚至省級的CORS系統(tǒng),并逐漸形成了“地區(qū)-省-全國”的CORS網(wǎng)絡。已建成系統(tǒng)并投入使用的有香港、深圳、北京、天津、武漢、昆明、柳州、成都、重慶等城市;已建成區(qū)域級的有廣西北部灣經(jīng)濟區(qū);省一級已經(jīng)建或正在建設的系統(tǒng)有江蘇省。截止2010年3月福建省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(FJCORS),已建成30個參考站[1]。國內(nèi)許多其他行業(yè)也已經(jīng)相繼建立COR
11、S網(wǎng)絡,其中比較著名的有中國地震局牽頭建設的中國地殼運動監(jiān)測網(wǎng)絡,交通部建設的沿海差分站網(wǎng)系統(tǒng),信息產(chǎn)業(yè)部建立的電離層監(jiān)測網(wǎng)絡及連續(xù)運行參考框架網(wǎng)絡,上海地區(qū)以監(jiān)測氣象參數(shù)為主的觀測網(wǎng)絡和深圳市城市連續(xù)運行參考站網(wǎng)等[2]。隨著CORS系統(tǒng)的廣泛使用,根據(jù)不同用戶的需要,漸漸建立起從動態(tài)到高動態(tài),從準實時到實時,從米級、分米級、厘米級到毫米級精度的城市基礎信息服務體系,同時建立起了城市空間基礎設施的三維、動態(tài)、地心坐標參考框架,這是測繪
12、基礎的目標,也是建立實時空間位置信息層面上的數(shù)字化現(xiàn)代城市的基礎</p><p> CORS在各個領域中占據(jù)越來越重要的地位,在測量中已全面運用到工程測量、房產(chǎn)地籍測量、線路測量、地形圖測量、放樣、建設用地勘測定界等[4]。</p><p> 1.2國外CORS的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p> 美國是最早建立起CORS系統(tǒng)的國家,發(fā)展的最快,居世界首位。目前美國國
13、家CORS 網(wǎng)絡688 個站,合作CORS 網(wǎng)絡一百四十個站;擁有14個永久性跟蹤站的是加拿大主動控制網(wǎng)系統(tǒng),此外還擁有12 個西部變形監(jiān)測站和20 個區(qū)域主動控制站;歐洲大陸,由連續(xù)觀測高精度的GPS/GLONASS接收機構(gòu)成的若干站組成了歐洲坐標參考框架建立的基礎,其中由德國國家測量部門聯(lián)合德國測量、運輸、建筑、房屋等部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一,建立了一個長期連續(xù)運行的,覆蓋德國全國的多功能差分GPS 系統(tǒng),由200 個永久性GPS跟蹤站組成,平
14、均站間距40 km。亞洲地區(qū)比較成熟的網(wǎng)絡是日本的GEONET,日本國家地理院GSI 從上個世紀90 年代開始布設用于地殼應變監(jiān)測的COSMOS 系統(tǒng),主要用于控制測量、建筑及工程測量、地震監(jiān)測和預報,到2005 年已經(jīng)完成了1200 個連續(xù)運行參考站[5]。</p><p> 1.3 CORS技術(shù)的重要性</p><p> 由于網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展, CORS 技術(shù)也得到了巨大的飛躍。
15、CORS系統(tǒng)的建立很大程度上的提高了測量的精度和效率,同時還減輕了勞動強度,降低了費用。CORS基準站的建成,基準站的連續(xù)運行,從而擁有了具有永久性控制點的網(wǎng)絡。CORS目前,我國許多省會級城市或者經(jīng)濟發(fā)達的大城市都已經(jīng)擁有或者準備建立自己的CORS 系統(tǒng)。CORS技術(shù)在測量中是一次技術(shù)的革新,它不僅改變了傳統(tǒng)的測量方式,同時能夠?qū)崟r提供高精度的定位,在控制點互不通視的條件下遠距離傳輸三維坐標。但是,目前CORS的應用在我國僅僅是單位分
16、散、獨立使用,這樣造成了大量的反復引進和重復使用,導致資源的浪費,并易制約CORS技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了更合理有效地使用CORS技術(shù),差分CORS連續(xù)運行參考站系統(tǒng)的選址估測范圍就成為了最重要的一環(huán)。應用CORS技術(shù)的測量工作相對傳統(tǒng)測量工作的優(yōu)勢有:更快捷、更準確、更可靠、更節(jié)省。</p><p> 2.CORS的技術(shù)概述</p><p> 2.1CORS的定義</p>
17、<p> 連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(Continuously Operating Refeence Stations),是利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(LAN/WAN)等技術(shù)組成的網(wǎng)絡,實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位,偽距),各種改正數(shù)、狀態(tài)信息,以及其他有關(guān)GPS服務項目的系統(tǒng)[6]。工作上無時間的限制,不用依靠傳統(tǒng)控制網(wǎng),使用者僅需使用一臺接收機,便可進
18、行高效率的測量工作。鑒于CORS技術(shù)相比傳統(tǒng)測量技術(shù),擁有更高精度、更高可靠性、更低成本費用、更低工作負擔,其在城市測量中,得到越來越重要的地位。</p><p> 2.2CORS的組成</p><p> 如圖2-1,CORS系統(tǒng)由基準站網(wǎng)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和用戶應用子系統(tǒng)四部分組成[7]。各基準站由通信系統(tǒng)串聯(lián),形成一個分布于整個城市的專業(yè)網(wǎng)絡。</p&
19、gt;<p> 圖2-1 CORS系統(tǒng)組成示意圖</p><p> 2.3CORS的原理</p><p> 傳統(tǒng)RTK(即GPS實時動態(tài)定位)野外作業(yè)時,需架設一臺本地的參考站,借由與流動站之間的無線電通信系統(tǒng),把參考站接收到的偽距、載波相位觀測值和參考站的一些信息,如儀器高、參考點精確坐標等都通過通信系統(tǒng)傳送到流動站,流動站再將基準站傳送過來的數(shù)據(jù)以及從衛(wèi)星中接收到的
20、數(shù)據(jù)一并進行處理,便可得到所測量點號精確的坐標值。</p><p> 但傳統(tǒng)RTK也存在一些缺陷,如隨著作業(yè)距離的加大,定位精度會逐步降低,甚至無法滿足精度要求;儀器設備繁多,沉重等。針對這些缺陷,誕生了網(wǎng)絡RTK,即CORS。</p><p> CORS與RTK的系統(tǒng)原理相似,簡單而言,CORS系統(tǒng)具有一個或眾多固定的永不斷電的基站,用戶單單通過使用流動站便可測量并導出所測數(shù)據(jù)。CO
21、RS工作原理如圖2-2所示。</p><p> 圖2-2 CORS工作原理</p><p> 2.4CORS的技術(shù)優(yōu)勢</p><p> 傳統(tǒng) GPS —RTK 測量方式是在測區(qū)內(nèi)有高等級 GPS 控制點或國家大地坐標點的基礎上建立的,通過反復的架設參考站來導出下級控制點或?qū)Ь€點,從而使整個區(qū)域內(nèi)的測量工作得到完成。CORS系統(tǒng)工作時擁有一個完全不同的方式,當
22、測區(qū)控制點太少甚至沒有的情況下,CORS系統(tǒng)仍能建立起工作區(qū)域的起算基準,而在外業(yè)工作環(huán)境適宜RTK工作時,不存在隨著搬站令誤差不斷累積的問題。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:① 為許多區(qū)域和不同用戶提供了一個統(tǒng)一的標準,并解決了各個用戶之間因為坐標系統(tǒng)不同而帶來的諸多問題;②設備簡便。傳統(tǒng)RTK在每次外業(yè)測量工作開始時,都要架設基準站,這就使得每次外業(yè)出工時所要帶的儀器設備大大增加,增加了測量人員的負擔。以實習單位為例:使用傳統(tǒng)RTK需攜帶兩個三腳
23、架、三把花桿、一個電臺、一個電瓶(此物最重,一般有三四十斤)、一臺基站、兩臺流動站、以及大量連接線;而CORS僅需攜帶一把對中桿,一臺CORS儀器即可;③減小粗差。傳統(tǒng)RTK由于每次工作都需架設基準站,這就使得人為粗差的概率大大增加,而CORS只要在測量時儀器高不搞錯,基本就無粗差的存在;④效率更快。傳統(tǒng)RTK基站覆蓋的范圍有限,隨著</p><p> 3.CORS系統(tǒng)的應用</p><p&
24、gt; 3.1CORS的應用領域</p><p> CORS技術(shù)在各個領域的應用極為廣泛,例如:國防建設、測繪工程和生活娛樂等等。再對這些應用進行分類,并對各類應用范圍進行細化,則可得下表:</p><p> 3.2 CORS控制測量中的應用</p><p> 用架設基站進行外業(yè)測量時,需要測站與測站相互通視,這就使測量人員在測量時限制了測量范圍和增加了測量
25、的繁瑣性,重復工作和工作環(huán)境就大大降低了工作的效率。除此之外,測量得到數(shù)據(jù)精度不可靠,對一些隱性的誤差存在無法發(fā)覺,無法再現(xiàn)場將其解決。而GPS靜態(tài)在進行控制測量時,雖無需測站之間通視,只要工作環(huán)境符合其作業(yè)要求即可,但所搜集的數(shù)據(jù)卻需要時間對其進行處理,而且無法實時定位并知道定位精度,甚至,在內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度無法滿足要求時,只能回到現(xiàn)場進行重測。CORS技術(shù)的出現(xiàn)高精度測量的同時還不需要布設各級控制點,測量員可以直接在移動站快速并高
26、精度的測量控制點的坐標。</p><p> 3.3 CORS在城市規(guī)劃及監(jiān)督測量中的應用 傳統(tǒng)的測量儀器測量時,即浪費時間,又浪費人力,且在作業(yè)過程中測量人員的工作負擔很大,所采集的數(shù)據(jù)精度也不可靠。而應用CORS技術(shù)測量時,僅需一個人攜帶一臺接收機即可,省時省工,且精度可靠。并且,CORS在工作時可將測區(qū)的范圍線、線路的走向、起終點坐標等輸入手簿中,即加快測量工作的速度,又能得到高精度可靠的數(shù)據(jù)。因此
27、,城市中的RTK測量逐漸被廣泛應用。</p><p> 4.國內(nèi)CORS存在的一些問題</p><p> CORS系統(tǒng)還存在諸多問題和缺點。信號強度不夠。在網(wǎng)絡信號差的測區(qū)或者植被覆蓋茂密的地方,CORS的信號強度遠遠不如傳統(tǒng)RTK,這就使得測量效率大大減??;機動性不強。CORS測量時只能在基站覆蓋的區(qū)域,超出此區(qū)域則無法進行測量工作,傳統(tǒng)RTK則能自由設站搬站;使用成本高。CORS基
28、站每年的維護、使用時耗用的電量等較大,成本較高。其次,不同應用領域甚至地區(qū)的CORS網(wǎng)絡都是獨立運行的,未形成統(tǒng)一的網(wǎng)站系統(tǒng),因此,數(shù)據(jù)的共享受到了阻礙,同時也未能最大限度地利用CORS技術(shù)。此外,建設運行的技術(shù)標準化也是一個急需統(tǒng)一認識和解決的問題。我們的技術(shù)標準應既是滿足行業(yè)需求的,又是可以升級為滿足區(qū)域和國家需求的,同時還是可以與國際標準接軌的。</p><p> 由此而突顯出來的問題,主要表現(xiàn)在以下幾個
29、方面:</p><p> 4.1商業(yè)化程度低 CORS發(fā)展中的一個問題是跨領域應用難和服務項目少。目前,我國各個地區(qū)CORS的主要應用領域仍然是測繪和地球板塊運動研究(地震預測)領域,極少應用在其他領域,主要原因是沒有一個實現(xiàn)商業(yè)化運行的服務體系。當前,我國各個地區(qū)CORS一般都由當任測繪職能的事業(yè)單位來建設和管理,沒有實現(xiàn)商業(yè)化。為了推動CORS的發(fā)展,一些地區(qū)已經(jīng)開始注意服務體系的建設,包括數(shù)據(jù)共享
30、、用戶分級管理和用戶收費、信息發(fā)布、技術(shù)支持等項目,逐步完善CORS服務體系。</p><p> 4.2標準統(tǒng)一問題 CORS從產(chǎn)生到發(fā)展,由于依托的GPS測量和應用技術(shù)比較成熟,總體情況是好的。但是,不同的國家、公司以及研究機構(gòu)采用不同的方法和技術(shù)生產(chǎn)的CORS軟硬件產(chǎn)品,也出現(xiàn)一些標準不統(tǒng)一的問題。使通信數(shù)據(jù)鏈不兼容,數(shù)據(jù)和存儲格式不一致,導致一些硬軟件設備不兼容,出現(xiàn)了資源浪費、組網(wǎng)麻煩和效率低的
31、現(xiàn)象。這引起了各國政府、研究機構(gòu)以及公司的注意,經(jīng)過協(xié)商采用了權(quán)威研究機構(gòu)制定的NMEA0183通信協(xié)議;采用了在世界有影響力的大公司的CMR+、RTCM3.0差分數(shù)據(jù)格式;采用國際統(tǒng)一制定的RINEX格式存儲的GPS數(shù)據(jù),逐步統(tǒng)一CORS技術(shù)標準。</p><p> 4.3網(wǎng)點稀疏與重復建設問題</p><p> CORS的網(wǎng)點稀疏是指由于各部門之間的行業(yè)化,建設目標單一,未能實現(xiàn)該
32、技術(shù)在國民經(jīng)濟建設的全部設想。CORS的重復建設指某個區(qū)域內(nèi)同時存在幾套互不關(guān)聯(lián)的CORS的情況,這在我國和發(fā)達國家都存在。這種問題主要是由于行政管理不規(guī)范或市場競爭的無序而導致的。這不但造成浪費,更重要的是多套CORS造成不同的坐標基準,違背了統(tǒng)一區(qū)域測繪基準這一原則。解決這個問題,需要政府加強統(tǒng)一管理,運用行政和商業(yè)手段進行協(xié)調(diào)。</p><p><b> 5.CORS的展望</b>&
33、lt;/p><p> 在網(wǎng)絡技術(shù)迅速發(fā)展的今天,CORS技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出規(guī)?;头諏崟r化的趨勢。</p><p> CORS系統(tǒng)建立的前提是不同地區(qū)或者行業(yè)的網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)連接,從而達到數(shù)據(jù)共享和交換的目的。目前我國CORS網(wǎng)絡的建立已在各個省市初具一定規(guī)模,但在整體上還存在著不同程度的不足,其發(fā)展將在今后由各個省市建立好的局部CORS升級為國家級CORS[8]。網(wǎng)絡熱議普遍提出對CORS技
34、術(shù)完善的幾點建議:(1)國家CORS建設與管理應明確主管部門。(2)“中國CORS”建設規(guī)劃有待具體。(3)資源共享和網(wǎng)絡一體化研究建設應加強。(4)CORS建設標準和規(guī)范應盡快制定。(5)自主研發(fā)CORS數(shù)據(jù)處理軟件有待發(fā)展[8]。(6)高精度實時定位接收機及相應軟件研發(fā)。</p><p> 定位服務實時化是CORS技術(shù)呈現(xiàn)的另一個重要的特征。原始數(shù)據(jù)實時傳輸是CORS實現(xiàn)服務實時化的重要支持。CORS在不同
35、應用中使用,這就對其解算成果的精度有不同的要求。如果需要得到高精度的成果則需要更多數(shù)據(jù)支持;如果要得到更穩(wěn)定的精度則需要長時間的接收數(shù)據(jù)。因此,如何在更短的時間內(nèi)獲得更高、高穩(wěn)定精度將是COSR未來一段時期發(fā)展的方向。</p><p> 總而言之,全國CORS網(wǎng)絡的建立與運行應該朝著統(tǒng)籌規(guī)劃、目標綜合、區(qū)域平衡發(fā)展、標準執(zhí)行、達到數(shù)據(jù)共享、網(wǎng)點均勻、服務廣泛、效益高于投入的方向發(fā)展[9]。</p>
36、<p><b> 6.結(jié)語</b></p><p> 長期以來,我們的測量工作只是局限于經(jīng)緯儀、全站儀、常規(guī)RTK進行作業(yè)。這種作業(yè)模式的弱點是:作業(yè)效率不高、勞動強度大、精度分配不均、可靠性差。即使是利用固定基準站和多個移動站的方式,也會受到信號覆蓋的距離問題,這就會要求作業(yè)人員多次擺設基準站,如果在一個范圍大的測區(qū),作業(yè)工作量和難度將大大增加。而CORS技術(shù)的出現(xiàn)對于測量
37、人員來說無疑是個福音,在城市乃至國家,只需要架設一定數(shù)量的永久基準站,就能覆蓋一個較大的區(qū)域,下次外業(yè)工作的時候就無需在選址架設基準站上耗費時間和勞力,從而也方便了作業(yè)工作的順利進行。</p><p> 在本文的撰寫過程中,學習和了解了國內(nèi)外最新的有關(guān)虛擬參考站技術(shù)的文獻和成果,在總結(jié)前人研究成果的基礎上闡述了CORS系統(tǒng)建設的基本原理和系統(tǒng)組成。CORS系統(tǒng)在中國的發(fā)展非常的迅猛,一些大、中,甚至小城市也越來
38、越重視基礎測繪工作,紛紛加入CORS建設行業(yè)。</p><p><b> 致謝語</b></p><p> 論文是在賈秀麗老師的悉心指導下完成的。老師淵博的專業(yè)知識,嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,精益求精的工作作風,誨人不倦的高尚師德,嚴以律己、寬以待人的崇高風范,樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術(shù)目標、掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多待人
39、接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成,每一步都是在老師的指導下完成的,傾注了老師大量的心血。在此,謹向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝! </p><p> 本論文完成在我即將離開美麗校園的前夕,因此,在論文即將結(jié)束之際,我要感謝在校期間給予我辛勤教導的各位老師和給予我熱切幫助的各位親愛的同學。他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣;他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。<
40、/p><p><b> 參考文獻:</b></p><p> [1] 杜仲進, 李鈴妃. 廈門市連續(xù)運行參考站(XMCORS)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析[J]. 2012, 15(1):111 -113.</p><p> [2] 梁惠民. CORS衛(wèi)星定位連續(xù)運行參考站網(wǎng)若干問題的探討[J]. , 2009, (7):20 -21.</p&g
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44、 System(CORS)</p><p> Resource engineering institute Major in Engineering of Surveying and Mapping</p><p> No. 2010092527 Name:zhang cen Tutor:jia xiuli</p><p> 【Abstract】:T
45、he progress of science and technology make the CORS technology is more and more mature, the application is more and more popular, in the role of surveying and mapping work is increasingly important. So far, CORS technolo
46、gy is widely applied in urban GPS. In this paper, some development present situation, application of CORS technology, expounds the application of CORS has carried on the classification of CORS application in urban constr
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