CORS的发展现状

香港卫星导航设备有限公司1、系统特色介绍《新时代智能监控运输系统》是北京超图公司和其他几个公司合作为香港卫星导航设备有限公司开发的基于Web平台的GPS车辆监控系统。系统采用北京超图公司开发的WebGIS平台软件——SuperMapIS开发而成，这是SuperMapIS在参加2001年国产软件测评获得“优秀软件产品”称号之后所开发的第一个应用产品。从接到任务，进行用户需求分析、系统设计、系统开发仅用了一个月时间。目前该系统已经发布在网上进行试运行，接受用户的考验。在较短的时间里，系统能够实现诸多功能并形成特色，不能不说明SuperMapIS网络开发平台功能的强大与简单易用。与一般的Web系统相比，该系统在以下几个方面有突出特色：（1）能够快速地进行海量地图的浏览显示；（2）突破传统网络系统的功能局限，实现网上最短与最佳路径分析；（3）WebGIS技术与短信服务技术无缝集成，实现车辆的实时监控与跟踪；（4）提供远程数据库修改、更新功能，可以快速获取最新信息。2、系统结构设计（1）系统网络结构该系统的网络结构如图1所示：（2）系统功能组成系统由四部分组成，其中包括WebGIS系统、WebMIS系统、数据库系统和消息接口系统，其中各部分的作用如下：WebGIS系统：基于Internet网络，通过浏览器提供地图显示、车辆位置显示、地址查询等功能。WebMIS系统：基于Internet网络，通过浏览器提供单位查询、车辆状况查询、司机状况查询等功能，以及相应的数据维护功能。数据库系统：采用SQLServer2000，提供车主单位、车辆状况、司机状况等数据库服务功能。消息接口系统：提供由Web终端用户到移动终端的位置信息获取以及控制功能。3、详细功能介绍（1）WebGIS系统◆地图操作功能：包括针对地图的一系列操作如地图放大、缩小、漫游、打印输出等功能，用户可以像浏览本地机上的信息一样，实现轻松的操作；◆专题地图切换：系统可以切换显示不同的专题地图，根据用户的需要显示不同的地图内容；系统能够实现海量数据的快速加载、浏览，减少用户等待的时间；◆最短路径分析：用户可以指定车辆的起始点和终点，系统能够进行最短路径分析，并用醒目的标记显示出来，为最佳行车路径选择提供参考。用户可以通过手动加点和点选加点的方式来设置起点和终点图3最佳路径分析◆车辆监控：系统提供车辆的实时监控功能，用户通过设置一系列参数如查询时间间隔、回放时间间隔等，实现对指定车辆的实时监控或轨迹回放；用户可通过车辆编号、牌照、类型、分组等多种选项实现对车辆的模糊或条件查询；对查询到的车辆可以显示其相关信息如：车牌、位置、司机、速度、方向、状态等信息；◆车辆定位：系统可以根据用户查询到的车辆信息，实现车辆实时定位。用户可以对车辆目标进行锁定，使其居中醒目显示；◆轨迹回放：系统提供车辆行驶路线的轨迹回放功能，用户可以对轨迹回放参数进行设置。图4车辆轨迹时实监控图5车辆监控与轨迹回放参数设置（2）WebMIS系统该部分的功能包括四部分：用户登陆与验证功能，司机单位查询与管理，车辆管理以及司机管理等；在MIS管理系统中，基于Internet网络，用户可以通过浏览器进行单位查询、车辆状况查询、司机状况查询等操作，并能够对查询到的信息根据权限不同进行数据库的修改、编辑等操作。该部分功能与WebGIS系统相关联，用户可以直接通过地图界面调用MIS管理功能，实现对数据库的时实动态更新与查询。图6司机信息查询界面（3）消息接口系统系统提供由Web终端用户到移动终端的位置信息获取以及控制功能。消息可以分为主动回送的消息和被动查询的消息，中间需要Web服务器进行中转，数据库服务器用来暂存历史消息。Web终端用户到Web服务器采用HTTP协议，格式采用XML。Web服务器到移动终端消息传递通过短消息进行，Web服务器与短信中心通过TCP/IP协议进行连接，数据格式采用自定义的字符串格式。图7车辆状态控制-短信发送图8返回信息发送结果4、结束语目前国内基于Web的GPS车辆监控系统并不多见，系统成功地实现了GPS、GSM与WebGIS的有效集成，该系统的建成与投入使用为GPS车辆导航系统提供了又一成功应用范例。目前该系统已经交付用户使用，用户反映良好。而香港客户在众多的产品中选用SuperMapIS作为基础开发平台，也再一次证明了SuperMapIS软件优异的性能与良好的客户信誉。车辆监控导航系统在实际中有着广阔的应用前景，而基于Web的监控系统则更是应用的需求热点，SuperMapIS将在这一领域中发挥越来越大的作用。《超图网》［摘要］随着GNSS卫星定位应用的普及，CORS作为其重要的基础设施，支持的定位服务模式越来越丰富。当前国内CORS基准站（网）越来越多，CORS能实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供GPS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及灵活多样的定位服务，且很好的解决了长距离、大规模的从米级到毫米级别精度需求的GNSS定位问题。本文主要详细阐述了CORS的概念、组成和定位模式，总结CORS模式下定位的合理性、先进性和存在的问题。［关键词］CORSGPS定位原理定位模式优缺点1引言随着全球卫星导航定位系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS)、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）等技术的不断发展成熟，连续运行基准站系统(ContinuousOperationalReferenceSystems,简称CORS)应运而生。CORS很好的解决了长距离、大规模的厘米级高精度实时定位的问题，CORS在测量中扩大了覆盖范围、降低了作业成本、提高了定位精度和减少了用户定位的初始化时间。CORS的出现又将使测量进行一次变革，那么CORS是如何来定位，又能提供哪些定位模式及各种定位又有哪些优越性，这就是本文要进行探讨的问题。2CORS的发展现状CORS的理论源于上世纪八十年代中期加拿大提出的“主动控制系统(ActiveControlSystem,ACS)”。该理论认为GPS主要误差源来自于卫星星历，D.E.Wells等人提出利用一批永久性参考站点,为用户提供高精度的预报星历以提高测量精度。之后基准站点(FiducialPoints，FP)概念的提出,使这一理论的实用化推进了许多，它的主要理论基础即在同一批测量的GPS点中选出一些点位可靠，对整个测区具有控制意义的测站，采取较长时间的连续跟踪观测，通过这些站点组成的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，用于测区内其它基线观测值的精密解算。CORS是目前国内乃至全世界GPS的最新技术和发展趋势，发达国家基本上每几十公里就有一个站，发展中国家也在陆续地建立起CORS。当前国外美国连续运行基准站网系统（CORS）、加拿大的主动控制网系统（CACS）、日本GPS连续应变监测系统（COSMOS）、澳大利亚悉尼网络RTK系统（SydNet）、德国卫星定位与导航服务系统（SAPOS）都已投入使用；国内而言，继深圳率先建立CORS以来，CORS热潮不断，北京、上海、成都、青岛、武汉、天津、昆明等地也都先后建立了市级CORS。3CORS的定位原理及模式3.1CORS的概念连续运行参考站系统(ContinuouslyOperatingReferenceSystem,简称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。3.2CORS的构成CORS主要由以下几个子系统构成：控制中心、固定参考站、数据通讯和用户部分。(1)控制中心控制中心是整个系统的核心，既是通讯控制中心，也是数据处理中心。它通过通讯线(光缆，ISDN，电话线等)与所有的固定参考站通讯；通过无线网络(GSM、CDMA、GPRS等)与移动用户通讯。由计算机实时系统控制整个系统的运行，所以控制中心的软件既是数据处理软件，也是系统管理软件。(2)固定参考站固定参考站是固定的GPS接收系统，分布在整个网络中，一个CORS网络可包括无数个站，但最少要3个站，站与站之间的距离可达70km(传统高精度GPS网络，站间距离不过10～20km)。固定站与控制中心之间有通讯线相连，数据实时地传送到控制中心。(3)数据通讯部分CORS的数据通讯包括固定参考站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。参考站到控制中心的通讯网络负责将参考站的数据实时地传输给控制中心；控制中心和用户间的通讯网络是指如何将网络校正数据送给用户。一般来说，网络RTK系统有两种工作方式：单向方式和双向方式。在单向方式下，只是用户从控制中心获得校正数据，而所有用户得到的数据应该是一致的，如主辅站技术MAX；在双向方式下，用户还需将自己的粗略位置(单点定位方式产生)报告给控制中心，由控制中心有针对性地产生校正数据并传给特定的用户，每个用户得到的数据则可能不同，如虚拟参考站VRS技术。(4)用户部分用户部分就是用户的接收机，加上无线通讯的调制解调器及相关的设备。CORS的工作流程图如图1所示：3.3CORS的理论类型3.3.1VRS理论VRS(VirtualReferenceSystem，VRS)理论的虚拟参考站系统是由HerbertLandau博士提出，并由Spectra/Terrasat公司推向市场的模型。它通过与流动站相邻的各个参考站之间的基线计算估计各项误差，中心控制站根据三角形插值方法建立一个对应于流动站点位的虚拟参考站(VRS)，将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站，然后流动站结合自身的观测值实时解算出流动站的精确点位。服务区内每一个流动站对应着一个不同的VRS参考站；所以，存在许许多多个VRS参考站。由于VRS参考站发送的是正常格式的RTCM信息，因而流动站并不需要知道参考站所用的参数模型。虚拟参考站(VRS)具有的优势是：（1）它允许服务器应用整个网络的信息来计算电离层和对流层的复杂模型，而相反，FKP在对电离层残差影响的模型化方面能力有限，它用于修正的模型非常简单(大多数情况下仅采用了线性内插，如SAPOS中)，在FKP中，流动站仅能获取两个站的数据来计算大气模型。（2）消除了对流层误差，因为正如我们上面所显示的那样，在整个VRS生产步骤中对流层模型是一致的。而在FKP模式中，则存在着服务器和流动站所用对流层模型不一致的危险。（3）成果的可靠性、信号可利用性和精度水平在系统的有效覆盖范围内大致均匀，同离开最近参考站的距离没有明显的相关性。3.3.2全网整体解算模型全网整体解算模型是由GEO++公司GerhardWuebenna博士提出的一种动态模型。它要求所有参考站将每一个观测瞬间所采集的未经差分处理的同步观测值，实时地传输给中心控制站，通过中心参考站的实时处理，产生一个称为FKP的空间误差改正参数，然后将这种FKP参数通过扩展的RTCM信息，发送给所有服务区内的流动站。系统传输的FKP参数能够比较理想地支持流动站的应用软件，但是流动站系统必须知道有关的数学模型，才能利用FKP参数生成相应的改正数。还有一种就是徕卡公司目前推荐采用的单参考站模式，原理上与普通GPS作业时的参考站没有太大的区别，每一个参考站服务于一定作用半径内所有的GPS用户。该方法基于状态空间模型(SSM-StateSpaceModel)，其主要过程是数据处理中心首先计算出网内电离层和几何信号的误差影响，再把误差影响描述成南北方向和东西方向的区域参数，然后以广播的方式播发出去，最后流动站根据这些参数和自身位置计算误差改正数。FKP方法的优点在于当基准站受到诸如多路径反射或高楼的信号遮挡等影响的时候，自动重新组成FKP的平面，单向数据通讯降低用户的作业成本和保持用户使用的隐秘性。FKP方法在德国、荷兰和其它欧洲国家有广泛的应用。