一、 CORS系统概述

随着GNSS技术的飞速进步和普及应用，它在城市测量中的作用已越来越重要。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综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为CORS）已成为城市GNSS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、数字通信技术等高新技术多方位、深度结合的产物。

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5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成一体，形成专用网络（如图1所示）。

图1  CORS系统组成

二、 CORS系统优势

CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式（如图2所示），其优势主要体现在：

1）改进了初始化时间，扩大了有效工作的范围；

2）采用连续基站，用户随时可以观测，提高了工作效率；

3） 拥有完善的数据监控系统，可以有效地消弱系统误差和探测周跳，增强差分作业的可靠性；

4）用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用；

5）使用固定可靠的数据链通信方式，减少了噪声干扰；

6）提供远程Internet服务，实现了数据的共享；

7）扩大GNSS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航.

图2  CORS系统工作原理图

三、 拓普康CORS系统介绍

自2000年拓普康公司推出国际市场上第一台通用通道的双频GNSS/GLONASS接收机，到如今已有13年的时间。在这13年里，拓普康公司对产品精益求精，不断革新和完善，从原来的双频接收机、传统RTK解决方案，到如今的大型基准站网综合解决方案，拓普康公司已形成了GNSS产品从低端到高端的完整产品链。

目前拓普康公司的GNSS基准站产品，已在全球1600多个连续运行基准站上获得使用，遍布70多个国家和地区，应用领域遍及IGS国际跟踪站，国家级、省级及市级CORS站，气象水汽分布监测，地震及地壳形变监测，大桥健康性监测，大型建筑物监测等。

在国内，拓普康GNSS基准站网解决方案也在一系列连续运行跟踪站项目中得到了应用，比较知名的有国际IGS网络中的拉萨站和乌鲁木齐站、北京市气象研究所“北京地区地基GNSS遥感大气水汽应用研究”项目（14个站）、内蒙古卫星定位综合服务系统（65个站）、山东省卫星定位综合服务系统（49个站）、中国大陆构造环境监测网络（132个站）、国家海洋局基准站网（57个站）等。

（a）NET-G3A基准站接收机   (b)CR-G5扼流圈天线          

图3 拓普康CORS设备

四、 拓普康GNSS专业参考站管理软件TopNET

2002年，美国拓普康定位系统（TPS）公司联合拓普康莫斯科研发中心，依托自身首屈一指的GNSS双星技术，着手研制拓普康自己的专业基准站网管理软件——TopNET Plus软件。TopNET软件（如图4所示）在研发伊始，起点比较高，表现在：

1)    底层完全基于GNSS多系统卫星定位技术；

2)    采用模块化、分布式的系统结构，可实现灵活多样的CORS组网；

3)    不同模块组合，可满足用户不同层次的需求，具有可升级性；

4)    不同模块之间，通过IP地址及端口、用户名、密码进行授权访问，保障了系统的安全性、一致性。

图4  TopNET基准站管理软件架构

五、 徽AHCORS应用案例

AHCORS是安徽省“十一五”测绘规划重点基础设施之一，是安徽省“地理空间数据基础设施”的最为重要的组成部分，根据《全国基础测绘中长期规划纲要》和《安徽省基础测绘“十一五”规划》的要求，通过新建和整合全省可用的已建基准站点，建成全省统一的高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖、实时快速的GNSS综合信息服务网，是“数字安徽”的基础设施之一。AHCORS 旨在为社会各行业提供基本的实时精密定位、时空基准、气象数据、监测监控、移动导航等多功能、多用户、开放式的公共信息服务。

AHCORS集成了大地测量、卫星定位、计算机、网络、数字通信、信息安全等高新技术。为保证系统的建设成功，由安徽省测绘局承建，安徽省气象局协作，武汉大学卫星导航定位技术研究中心提供技术支持，聘请国际著名大地学家刘经南院士担任本项目的总顾问。

1．方案论证设计

2009年8月，《安徽省卫星定位综合服务系统总体技术方案》和《安徽省卫星定位综合服务系统专项设计方案》通过省国土资源厅组织的专家评审（如图5所示）。

图5  项目评审现场

2．项目策划和组织实施

AHCORS项目经省国土资源厅批准立项后，按照“共同建设、共同管理、共同利用、共同受益”的原则，2009年4月安徽省测绘局与安徽省气象局签订了《合作协议》（如图6所示）。

图6  签字仪式

3．前期勘选建墩

2009年10月，AHCORS项目土建工程全面实施并于2010年1月观测墩建筑工程基本完成（如图7所示）。

图7  基准站外景

4．设备采购与系统安装调试

2010年7月完成GNSS接收机设备政府采购工作，中标设备是拓普康公司的NET-G3A接收机和CR-G3扼流圈天线。

2011年3月完成计算机网络设备和防雷工程的采购工作。

2011年10月完成各基准站点与控制中心之间的网络通信工程（如图8所示）。

图8  基准站室内仪器

5．系统联测

联测时间为2011年10月，包括省内AHCORS基准站及邻省基准站数据的收集和整理（如图9所示）。

图9  系统联测

6．成果解算和测试

2011年12月，由国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心对全部站点进行了数据处理和平差解算，获得了站点的精确坐标。

为测试AHCORS的各项技术指标，于2012年4月和2012年11月组织技术人员对系统进行了两次野外测试（如图10所示）。

图10  网络RTK野外测试

7．系统试运行

2012年7月，AHCORS接受用户申请，开始试运行（如图11所示）。

图11  AHCORS系统运行图

AHCORS试运行以来，200多个用户的应用表明：AHCORS系统具有操作简便、成本低、精度高、实时性强、覆盖范围广等优点，特别是AHCORS的应用改变了传统测量模式，以其高效率、高精度、高可靠性，极大地提高了工作效率，产生了很好的经济效益和社会效益。

8．验收与鉴定

2013年2月28日，由安徽省国土资源厅组织的安徽省卫星定位综合服务系统（AHCORS）项目验收暨鉴定会在合肥召开，AHCORS项目顺利通过验收及专家鉴定（如图12所示）。

图12  AHCORS项目验收暨鉴定会

以中国工程院院士宁津生为组长、刘经南院士、李建成院士等专家组成的验收组听取了项目有关报告等，审阅了相关技术资料，观看了系统的运行演示，经质询讨论后认为该项目完成总体技术方案中所规定的各项任务，达到了预期目标，一致同意项目通过验收。

在随后召开的AHCORS项目鉴定会上，由三位院士及诸多专家组成的鉴定委员会认为， AHCORS项目技术先进、系统运行可靠，经济社会效益明显，具有较强的技术创新，整体达到国际先进水平。建议进一步增强系统服务功能，扩展服务领域，加快推广应用。

六、 结论

AHCORS建设遵循“立足测绘，服务社会”的总体目标，即：在国家测绘地理信息基准框架下，建立和维持安徽省新一代高精度的省级基础框架，结合安徽省区域似大地水准面精化工作，向测绘及相关应用行业提供高精度、连续、动态、三维的空间坐标参考框架，为安徽省现代测绘基准体系的建立和完善提供平面和高程基准基础设施，为空间技术的应用及其产业化服务提供基准保障。

建成后的AHCORS系统基准站为无人值守型，具备自动长期连续运行的能力。

数据中心具备自动完成基准站数据接入、数据入库、差分计算、故障报警等功能，仅需少量人员进行值班；系统发生任何故障（基准站故障或其他因素造成的故障）时，可自动警示值班人员。

数据中心具备在全省范围内实现网络差分计算（包括网络RTK和网络码差分）、单站差分计算（包括常规RTK和单站码差分）等能力；实现动态参考基准、事后精密定位、变形监测、导航、定时功能；具备多机并行分布式计算能力，可适应大量基准站数据的同步计算；具备冗余热备份能力，可提高系统运行的可靠性。

作为永久性基准站网络系统，部分基准站可升级为国家级的GNSS跟踪站、国家地壳形变监测的基准站，个别基准站待条件成熟时可进入国际IGS加密跟踪站网络。