一篇文简述中国cors系统发展历程

发布时间:2021-08-09 10:12:02
当前,利用多基站网络RTK技术建立的连续运行(卫星定位服务)参考站(Continuously Operating Reference Stations),缩写为CORS已成为卫星导航系统应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。随着卫星导航技术的飞速进步和应用普及,它在城市测量中的作用已越来越重要,今天,小编就来盘点一下中国cors系统的发展历程。
CORS的诞生
20世纪90年代, 美国建成了GPS卫星导航定位系统, 并免费向所有用户开放, 人类第一次实现了有限的“随时随地”获取自己的空间位置信息。但是由于美国政府的政策控制和自然环境因素的影响,一般情况下, 只采用GPS进行定位, 精度很低, 可以应用于一般民用, 但是不能应用于各种地图的测绘和各种方位相关的地理信息的采集,更不能用于地壳板块形变监测等。为实现快速高精度定位, 出现了连续运行卫星跟踪站( Continuously OperatingReference Stations ), 作为卫星定位的地面固定参照物。这是CORS产生的原因, 也是CORS发展的最初目的。
 
为了突破美国的政策障碍, 实现快速高精度定位, 1992年,国际大地测量协会 (IAG) 组织提出进行一次国际上的精密轨道定位的会战——跟踪美国GPS卫星的轨道, 并在全球布设一些轨道跟踪站, 由自己来提供精确轨道。由此出现了连续运行卫星跟踪站的雏形, 用以作为卫星精密定轨定位的地面固定参照点,CORS自此诞生,CORS可服务于国家坐标框架建立与维持,并可满足不同行业用户对高精度、快速和实时定位和导航的要求,为多种现代化信息化管理提供服务。
 
由于DGPS技术的发展和RTK测量技术的出现与逐步普及,出现了一些依靠无线电波进行差分改正信息发布的永久性参考站,即RTK单参考站,能够在近距离范围内为用户提供RTD伪距相位差分服务和RTK载波相位差分服务,采用无线电广播的形式为用户播发差分信息,用户接收机得到差分信息进行差分改正后获得精度较高的定位服务。即现代CORS的雏形。随着互联网技术和计算技术推动CORS的技术进步,CORS的各个基准站联接成为有机网络,并采用数据中心进行数据解算和服务,形成一个有机的系统,这时CORS不仅仅是参考站,而是以基准站为节点组成的系统。CORS目标是以GNSS参考站组成的网络为基础,以数据中心为核心,除提供高精度位置服务外,还提供各种综合服务。随着GNSS应用技术和网络技术的发展,其服务方式和服务范围将不断扩大,并逐渐建立完善的服务体系。
一篇文简述中国cors系统发展历程
中国的CORS建设
CORS在我国的建设已经如火如荼,而且在国家层面和省(市)层面都已有较大建设规模。我国区域级的CORS站建设,在北京、香港、上海、深圳、天津、武汉、昆明、成都等地已建立了城市的服务系统,除西藏外,全国30个省份建成或正在建设覆盖全省的连续运行卫星定位综合服务系统,部分省市基准站网已经开始对社会提供服务。据最新全国基准站调查统计,各地各行业建设的基准站总计有4500个站左右。省(市)系统主要在以下几个方面发挥优势和作用:在控制测量、工程测量、市政管线测量等方面可大大提高测绘精度和效率,降低了测绘劳动强度和成本;可实现实时、有效、长期的形变监测,在灾害预警方面发挥重要作用;在城市诸多领域如气象、车船导航定位、物体跟综、公安消防、测绘、GIS应用等可提供高精度、实时动态导航定位服务;已成为城市信息化的重要组成部分,提供城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架。
 
而国家测绘地理信息系统从1992年开始建设,通过多项国家重大基础设施项目的建设,“十二五”末期在全国范围内形成均匀分布、总体规模360个站,主要满足以下方面需求:维持中国国家三维地心坐标框架的统一、高精度和现势性;提供中国境内实时定位和导航信息;提供高精度连续的时频信号,提供定时、授时的信息;提供所在地区对流层可降水分和电离层总电子浓度等信息,用于天气降水预报和电离层监测;提供所在点位地理位置的三维变化;建立共享机制,实现国家GNSS连续运行基准站数据共享。
 
(1)20世纪90年代国家局建设站
从1992年到1998年,国家测绘局和美国NGS和NIMA、德国IFAG和GFZ等国际机构合作或独立建设了武汉站、拉萨站、北京房山站、乌鲁木齐站、西宁站、哈尔滨站、西安咸阳站和海口站等8个国家级基准站。其中,武汉、拉萨、北京房山、乌鲁木齐站为国际IGS站。
 
 
(2)中国地壳运动观测网络工程
中国地壳运动观测网络工程项目是国家计委1998年批准立项并开工建设,2000年底通过验收投入使用。 由中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局四方联合组建项目法人中国地壳运动观测网络工程中心承担建设任务。 
网络工程项目主要包括基准网、基本网、区域网和数据传输与分析处理系统四大部分,分别由25个GPS连续观测站、56个定期复测GPS站、1000个不定期复测GPS站和数据中心与3个共享子系统组成整个网络工程。
 
(3)中国大陆构造环境监测网络
2007年12月开工建设,2012年3月通过国家验收投入使用。由中国地震局、总参测绘导航局、中国科学院、国家测绘地理信息局、中国气象局和教育部联合建设。 
建成覆盖中国大陆及近海的高精度、高时空分辨率的地壳构造运动监测网络,获取中国大陆地壳运动细部特征,服务于地震预测和科学研究,同时兼顾军事测绘、大地测量和气象预报等综合应用。 
 
陆态网络是由260个连续观测和2000个不定期观测站点构成的、覆盖中国大陆的高精度、高时空分辨率和自主研发数据处理系统的观测网络。其中基准网是由260个固定连续观测的台站组成,用于连续监测我国一、二级块体及主要块体边界活动断裂带、主要地震重点危险区地壳随时间的变化。
 
(4)927一期工程
2009年开工建设,2013年验收。927工程(海岛(礁)测绘)是国务院、中央军委批准立项的国家重点专项工程。927一期工程由国家测绘地理信息局、总参测绘局、国家海洋局、海司航保部共同组织实施。工程在我国东南沿海和岛(礁)上建设了50个基准站。
 
(5)国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程
国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程(简称“测绘基准一期工程”)2012年6月正式开工建设,计划2016年上半年项目验收。测绘基准一期工程建成初具规模的全球卫星导航定位连续运行基准站网和卫星大地控制网,获得高精度、动态三维、稳定、连续的观测数据,提供实时定位和导航的信息,以满足国家对坐标系统和定位的需求。在全国范围建成360个GNSS连续运行基准站,其中新建150个、改造利用60个,直接利用150个。
 
该项目在现有测绘基准基础设施的基础上,利用现代测绘新技术和空间定位技术,通过新建、改建和利用的方式建立地基稳定、分布合理、利于长期保存的基础设施,形成高精度、三维、动态、陆海统一以及几何基准与物理基准一体的现代测绘基准体系,提升测绘地理信息工作为经济建设、国防建设和科学研究的服务保障能力。
 
国家北斗地基增强系统全国一张网
第一张覆盖全国的CORS网络,在2015年开始建设,由cors负责实施运营,全称为:国家北斗地基增强系统全国一张网。2018年被测绘行业内俗称为“CORS”全国的知寸FindCM服务覆盖全国33省级行政单位。
 
CORS允许跨区域访问和控制,基本实现了全国信号覆盖,之后像是南方测绘、中海达、华测也开始生产CORS,提供不同等级精度的卫星导航定位服务和时间服务,为重点行业和应用领域提供个性化服务。
我国CORS网的建设、数据处理、服务等技术快速发展,渐渐趋于成熟,今后的发展主要向多学科融合、海量资源共享、多系统处理、服务范围扩大、服务受众拓展等方向发展。CORS网除了提供坐标框架维持更新、实时动态数据处理与服务外,今后将面向区域、广域范围内的信息共享需求和定位服务需求, CORS网的发展将对促进卫星导航产业发展、提高人民生活水平和提升我国相关领域国际竞争力等起到重要作用。
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