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陕铁院单基站CORS系统的建立及应用

作者：吴迪

来源：《价值工程》2013年第19期

摘要： 本文简要介绍陕西铁路工程职业技术学院单基站CORS系统建设的基本情况，阐明系统的原理和建设过程及在陕铁院新校区建设工作中的应用。总结了CORS系统在建设和应用过程中的一些具体做法和经验。

Abstract： This paper briefly introduced the basic situation of the CORS system construction of single base station of Shaanxi railway institute， clarified the principle and construction process of the system and its application in the new campus construction work of the institute， and summarized some specific practice and experience of the CORS system in the process of construction and application.

关键词：单基站；CORS系统；CORS-RTK

Key words： single base station；CORS system；CORS-RTK

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0178-02 0 引言

近年来随着GPS技术的飞速发展，RTK技术在测量中的应用也逐渐增多，但是常规RTK测量在工作范围、通讯数据链路、模糊度求解及基站设置等方面都存在诸多局限性。连续运行参考站系统（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（载波相位，伪距）、各种改正数、状态信息、以及其他有关GPS服务项目的系统。与传统的GPS作业相比，单基站CORS具有投入较少、可随时升级和扩展、数据稳定、精度高、作业范围广等优点。 1 系统介绍及原理

我院是一所以交通运输类和土木工程类专业为主干，培养铁路、公路及基础设施工程建设急需的高素质技能型人才的高职院校。为满足教学及社会服务需求，学院立项建立单基站CORS系统。系统设计指标：覆盖整个渭南市区及周边地区、精度要求平面≤±3cm，高程≤±5cm。根据渭南地区的实际情况，经过踏勘选址、技术设计、CORS参考站的建设、网络通讯的建设、系统的性能测试，于2010年7月全部建设及精度验收完成，并投入使用。 根据系统功能的要求，本系统由如下几个单元组成：GPS基站、网络服务器、电源系统、用户系统，整个系统的原理如图1所示。

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单基站系统总体数据流程如图2所示。 2 单基站CORS系统的建立

2.1 观测墩的建立 观测墩选取在符合选点基本要求的基础上，选在建筑物的主承重支柱上；对于无法确定或主承柱已有其它建筑物时，可选在主承重横梁上。我院CORS观测墩设置在主教学楼（12层）楼顶，属于屋顶站。（图3）

经过观测墩基础施工、钢筋笼绑扎、不锈钢管安装、PVC线管布置、浇筑、装修等施工后观测墩就建设完成了。

2.2 机房的建设 考虑GPS信号线保护管的布设方便及机房到观测墩的信号线保护管的折线总长度不能超过60米。我院机房建设在楼顶一闲置小房间，处于观测墩正下方，面积约6平方米。从教学楼总闸拉一条强电专线，专门为机房供电，并在房间内配置空调，照明灯、网线等设备。

2.3 防雷设备安装 室外天线防雷的接地地网使用观测墩所在的教学楼的防雷地网，避雷针采用提前放电式避雷针，避雷针的引线采用双接点与防雷带焊接，焊接点做好防锈措施。 机房内的所有设备都做接地处理，机房的市电做好防浪涌保护措施，防浪涌设备性能不能低于美国MCG防浪涌设备的性能指标。防浪涌保护设备要并联装在给UPS供电的市电前。GPS接收机信号线做好馈线防雷，性能指标不低于3400.41.0098射频线保护器的指标，防雷设备安装在靠近接收机端的信号线上。

2.4 网络及软件 机房的上网方式为专线方式的ADSL，有固定的IP地址，以便测量工作时输入基站IP地址。我院CORS基准站软件为GSR Reference Station，通过近3年的应用，本软件系统表现非常稳定。 3 CORS站的应用

由于CORS站具有精度高、全天候、稳定性强、范围广等优点，我院CORS站建立之后便应用于日常教学、新校区建设及渭南周边地区工程施工服务，为提升学校教学质量、服务地方经济发展起到了重要作用。主要应用如下：

3.1 新校区建设 我院新校区占地898亩，规划建筑面积30万平方米，建成后，从根本上改变了我院的办学条件，为学院上规模、上层次发展奠定了基础。新校区一期建设包括：教学楼、实训楼、餐饮中心及宿舍楼各一栋，建成后，可容纳5000学生入住。利用新建CORS站顺利完成新校区一期工程的地形图测量、平场标高测量、土方量计算及建筑物精确定位测量等工作。

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传统的土方量计算一般依据技术人员的经验在现场拉皮尺或者统计拉土车的数量估算土方量的大小，计算结果不准确。引入CORS-RTK技术后，利用移动站观测测区特征点的三维坐标，将观测成果的坐标文件导入南方CASS软件，可精确计算所测土方量，结果真实、客观。 建筑物精确定位时，如利用传统全站仪进行放样，需先做控制测量将已知控制点的坐标引测基坑附近，在此过程中会产生误差。而利用GPS-RKT进行放样时，只需利用规划局提供的控制点坐标进行点校正，然后即可输入放样点坐标进行精确放样，无误差积累，能够提高建筑物的定位精度。

3.2 数字地形测量 我院测绘综合实训基地是由单项测量实训场、控制测量实训场、土木工程施工测量实训场、变形监测实训场、数据处理与软件应用中心组成。该基地可提供的测量教学实习、实训项目主要有：传统仪器的操作训练、控制测量、数字化测图和施工测量等项目。 在学生进行数字化测图实训时，每组需配备1台全站仪、2个棱镜及其他附件，4名同学用时1周才能完成300多亩实训基地的测绘工作。现在，每组使用1台移动站，每组只需2名同学，1名同学负责观测，另外一人负责画草图，2天即可完成实训基地的测绘工作。充分发挥了CORS-RTK快速高精度定位的优势，与传统的测图方法相比，人员少，效率高。 4 小结

4.1 CORS在建设时要考虑可升级性及兼容性。目前全球定位技术的发展非常迅速，投入使用的定位卫星包含GPS、GNSS及北斗卫星，这就要求建站时要为以后的设备升级留有足够的软硬件空间。另外，生产流动站的厂家比较多，比如天宝、莱卡、索佳、中海达、华测、南方等品牌。CORS站要能够兼容市场主流的国内外接收机，扩大CORS站应用的广泛性。 4.2 在电离层和对流层强烈活动的情况下，CORS-RTK定位误差会很大甚至无法得到固定解，在工作时应尽量避开此时段。

4.3 CORS-RTK的使用也有一定的局限性。因CORS使用时要通过Internet网络、GPRS网络传输数据，如果这两个网络不稳定也会造成定位精度较差。另外，信号遮挡、多路径效应也对CORS-RTK的定位精度有影响。 参考文献：

[1]阳力，吕超.CORS系统卫星跟踪基准站建设的探讨评论推荐[J].地理空间信息，2007，5（1）.

[2]孔祥元，郭际明，刘宗泉等.大地测量学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2006. [3]刘经南，刘晖.连续运行卫星定位服务系统[J].武汉大学学报（信息科学版），2003，28（3）.