一篇文簡述中國cors系統發展歷程
發布時間：2021-08-09 10:12:02
當前，利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行（衛星定位服務）參考站（Continuously Operating Reference Stations），縮寫為CORS已成為衛星導航系統應用的發展熱點之一。CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。 CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。隨著衛星導航技術的飛速進步和應用普及，它在城市測量中的作用已越來越重要，今天，小編就來盤點一下中國cors系統的發展歷程。
CORS的誕生
20世紀90年代， 美國建成了GPS衛星導航定位系統， 并免費向所有用戶開放， 人類第一次實現了有限的“隨時隨地”獲取自己的空間位置信息。但是由于美國政府的政策控制和自然環境因素的影響，一般情況下， 只采用GPS進行定位， 精度很低， 可以應用于一般民用， 但是不能應用于各種地圖的測繪和各種方位相關的地理信息的采集，更不能用于地殼板塊形變監測等。為實現快速高精度定位， 出現了連續運行衛星跟蹤站( Continuously OperatingReference Stations )， 作為衛星定位的地面固定參照物。這是CORS產生的原因， 也是CORS發展的最初目的。
為了突破美國的政策障礙, 實現快速高精度定位, 1992年，國際大地測量協會 (IAG) 組織提出進行一次國際上的精密軌道定位的會戰——跟蹤美國GPS衛星的軌道, 并在全球布設一些軌道跟蹤站, 由自己來提供精確軌道。由此出現了連續運行衛星跟蹤站的雛形, 用以作為衛星精密定軌定位的地面固定參照點，CORS自此誕生，CORS可服務于國家坐標框架建立與維持，并可滿足不同行業用戶對高精度、快速和實時定位和導航的要求，為多種現代化信息化管理提供服務。
由于DGPS技術的發展和RTK測量技術的出現與逐步普及，出現了一些依靠無線電波進行差分改正信息發布的永久性參考站，即RTK單參考站，能夠在近距離范圍內為用戶提供RTD偽距相位差分服務和RTK載波相位差分服務，采用無線電廣播的形式為用戶播發差分信息，用戶接收機得到差分信息進行差分改正后獲得精度較高的定位服務。即現代CORS的雛形。隨著互聯網技術和計算技術推動CORS的技術進步，CORS的各個基準站聯接成為有機網絡，并采用數據中心進行數據解算和服務，形成一個有機的系統，這時CORS不僅僅是參考站，而是以基準站為節點組成的系統。CORS目標是以GNSS參考站組成的網絡為基礎，以數據中心為核心，除提供高精度位置服務外，還提供各種綜合服務。隨著GNSS應用技術和網絡技術的發展，其服務方式和服務范圍將不斷擴大，并逐漸建立完善的服務體系。
中國的CORS建設
CORS在我國的建設已經如火如荼，而且在國家層面和省（市）層面都已有較大建設規模。我國區域級的CORS站建設，在北京、香港、上海、深圳、天津、武漢、昆明、成都等地已建立了城市的服務系統，除西藏外，全國30個省份建成或正在建設覆蓋全省的連續運行衛星定位綜合服務系統，部分省市基準站網已經開始對社會提供服務。據最新全國基準站調查統計，各地各行業建設的基準站總計有4500個站左右。省（市）系統主要在以下幾個方面發揮優勢和作用：在控制測量、工程測量、市政管線測量等方面可大大提高測繪精度和效率，降低了測繪勞動強度和成本；可實現實時、有效、長期的形變監測，在災害預警方面發揮重要作用；在城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS應用等可提供高精度、實時動態導航定位服務；已成為城市信息化的重要組成部分，提供城市空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架。
而國家測繪地理信息系統從1992年開始建設，通過多項國家重大基礎設施項目的建設，“十二五”末期在全國范圍內形成均勻分布、總體規模360個站，主要滿足以下方面需求：維持中國國家三維地心坐標框架的統一、高精度和現勢性；提供中國境內實時定位和導航信息；提供高精度連續的時頻信號，提供定時、授時的信息；提供所在地區對流層可降水分和電離層總電子濃度等信息，用于天氣降水預報和電離層監測；提供所在點位地理位置的三維變化；建立共享機制，實現國家GNSS連續運行基準站數據共享。
（1）20世紀90年代國家局建設站
從1992年到1998年，國家測繪局和美國NGS和NIMA、德國IFAG和GFZ等國際機構合作或獨立建設了武漢站、拉薩站、北京房山站、烏魯木齊站、西寧站、哈爾濱站、西安咸陽站和海口站等8個國家級基準站。其中，武漢、拉薩、北京房山、烏魯木齊站為國際IGS站。
（2）中國地殼運動觀測網絡工程
中國地殼運動觀測網絡工程項目是國家計委1998年批準立項并開工建設，2000年底通過驗收投入使用。 由中國地震局、總參測繪局、中國科學院、國家測繪局四方聯合組建項目法人中國地殼運動觀測網絡工程中心承擔建設任務。
網絡工程項目主要包括基準網、基本網、區域網和數據傳輸與分析處理系統四大部分，分別由25個GPS連續觀測站、56個定期復測GPS站、1000個不定期復測GPS站和數據中心與3個共享子系統組成整個網絡工程。
（3）中國大陸構造環境監測網絡
2007年12月開工建設，2012年3月通過國家驗收投入使用。由中國地震局、總參測繪導航局、中國科學院、國家測繪地理信息局、中國氣象局和教育部聯合建設。
建成覆蓋中國大陸及近海的高精度、高時空分辨率的地殼構造運動監測網絡，獲取中國大陸地殼運動細部特征，服務于地震預測和科學研究，同時兼顧軍事測繪、大地測量和氣象預報等綜合應用。
陸態網絡是由260個連續觀測和2000個不定期觀測站點構成的、覆蓋中國大陸的高精度、高時空分辨率和自主研發數據處理系統的觀測網絡。其中基準網是由260個固定連續觀測的臺站組成，用于連續監測我國一、二級塊體及主要塊體邊界活動斷裂帶、主要地震重點危險區地殼隨時間的變化。
（4）927一期工程
2009年開工建設，2013年驗收。927工程（海島（礁）測繪）是國務院、中央軍委批準立項的國家重點專項工程。927一期工程由國家測繪地理信息局、總參測繪局、國家海洋局、海司航保部共同組織實施。工程在我國東南沿海和島（礁）上建設了50個基準站。
（5）國家現代測繪基準體系基礎設施建設一期工程
國家現代測繪基準體系基礎設施建設一期工程（簡稱“測繪基準一期工程”）2012年6月正式開工建設，計劃2016年上半年項目驗收。測繪基準一期工程建成初具規模的全球衛星導航定位連續運行基準站網和衛星大地控制網，獲得高精度、動態三維、穩定、連續的觀測數據，提供實時定位和導航的信息，以滿足國家對坐標系統和定位的需求。在全國范圍建成360個GNSS連續運行基準站，其中新建150個、改造利用60個，直接利用150個。
該項目在現有測繪基準基礎設施的基礎上，利用現代測繪新技術和空間定位技術，通過新建、改建和利用的方式建立地基穩定、分布合理、利于長期保存的基礎設施，形成高精度、三維、動態、陸海統一以及幾何基準與物理基準一體的現代測繪基準體系，提升測繪地理信息工作為經濟建設、國防建設和科學研究的服務保障能力。
國家北斗地基增強系統全國一張網
第一張覆蓋全國的CORS網絡，在2015年開始建設，由cors負責實施運營，全稱為：國家北斗地基增強系統全國一張網。2018年被測繪行業內俗稱為“CORS”全國的知寸FindCM服務覆蓋全國33省級行政單位。
CORS允許跨區域訪問和控制，基本實現了全國信號覆蓋，之后像是南方測繪、中海達、華測也開始生產CORS，提供不同等級精度的衛星導航定位服務和時間服務，為重點行業和應用領域提供個性化服務。
我國CORS網的建設、數據處理、服務等技術快速發展，漸漸趨于成熟，今后的發展主要向多學科融合、海量資源共享、多系統處理、服務范圍擴大、服務受眾拓展等方向發展。CORS網除了提供坐標框架維持更新、實時動態數據處理與服務外，今后將面向區域、廣域范圍內的信息共享需求和定位服務需求， CORS網的發展將對促進衛星導航產業發展、提高人民生活水平和提升我國相關領域國際競爭力等起到重要作用。
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CORS的誕生
20世紀90年代， 美國建成了GPS衛星導航定位系統， 并免費向所有用戶開放， 人類第一次實現了有限的“隨時隨地”獲取自己的空間位置信息。但是由于美國政府的政策控制和自然環境因素的影響，一般情況下， 只采用GPS進行定位， 精度很低， 可以應用于一般民用， 但是不能應用于各種地圖的測繪和各種方位相關的地理信息的采集，更不能用于地殼板塊形變監測等。為實現快速高精度定位， 出現了連續運行衛星跟蹤站( Continuously OperatingReference Stations )， 作為衛星定位的地面固定參照物。這是CORS產生的原因， 也是CORS發展的最初目的。
為了突破美國的政策障礙, 實現快速高精度定位, 1992年，國際大地測量協會 (IAG) 組織提出進行一次國際上的精密軌道定位的會戰——跟蹤美國GPS衛星的軌道, 并在全球布設一些軌道跟蹤站, 由自己來提供精確軌道。由此出現了連續運行衛星跟蹤站的雛形, 用以作為衛星精密定軌定位的地面固定參照點，CORS自此誕生，CORS可服務于國家坐標框架建立與維持，并可滿足不同行業用戶對高精度、快速和實時定位和導航的要求，為多種現代化信息化管理提供服務。
由于DGPS技術的發展和RTK測量技術的出現與逐步普及，出現了一些依靠無線電波進行差分改正信息發布的永久性參考站，即RTK單參考站，能夠在近距離范圍內為用戶提供RTD偽距相位差分服務和RTK載波相位差分服務，采用無線電廣播的形式為用戶播發差分信息，用戶接收機得到差分信息進行差分改正后獲得精度較高的定位服務。即現代CORS的雛形。隨著互聯網技術和計算技術推動CORS的技術進步，CORS的各個基準站聯接成為有機網絡，并采用數據中心進行數據解算和服務，形成一個有機的系統，這時CORS不僅僅是參考站，而是以基準站為節點組成的系統。CORS目標是以GNSS參考站組成的網絡為基礎，以數據中心為核心，除提供高精度位置服務外，還提供各種綜合服務。隨著GNSS應用技術和網絡技術的發展，其服務方式和服務范圍將不斷擴大，并逐漸建立完善的服務體系。
CORS在我國的建設已經如火如荼，而且在國家層面和省（市）層面都已有較大建設規模。我國區域級的CORS站建設，在北京、香港、上海、深圳、天津、武漢、昆明、成都等地已建立了城市的服務系統，除西藏外，全國30個省份建成或正在建設覆蓋全省的連續運行衛星定位綜合服務系統，部分省市基準站網已經開始對社會提供服務。據最新全國基準站調查統計，各地各行業建設的基準站總計有4500個站左右。省（市）系統主要在以下幾個方面發揮優勢和作用：在控制測量、工程測量、市政管線測量等方面可大大提高測繪精度和效率，降低了測繪勞動強度和成本；可實現實時、有效、長期的形變監測，在災害預警方面發揮重要作用；在城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS應用等可提供高精度、實時動態導航定位服務；已成為城市信息化的重要組成部分，提供城市空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架。
而國家測繪地理信息系統從1992年開始建設，通過多項國家重大基礎設施項目的建設，“十二五”末期在全國范圍內形成均勻分布、總體規模360個站，主要滿足以下方面需求：維持中國國家三維地心坐標框架的統一、高精度和現勢性；提供中國境內實時定位和導航信息；提供高精度連續的時頻信號，提供定時、授時的信息；提供所在地區對流層可降水分和電離層總電子濃度等信息，用于天氣降水預報和電離層監測；提供所在點位地理位置的三維變化；建立共享機制，實現國家GNSS連續運行基準站數據共享。
（1）20世紀90年代國家局建設站
從1992年到1998年，國家測繪局和美國NGS和NIMA、德國IFAG和GFZ等國際機構合作或獨立建設了武漢站、拉薩站、北京房山站、烏魯木齊站、西寧站、哈爾濱站、西安咸陽站和海口站等8個國家級基準站。其中，武漢、拉薩、北京房山、烏魯木齊站為國際IGS站。
（2）中國地殼運動觀測網絡工程
中國地殼運動觀測網絡工程項目是國家計委1998年批準立項并開工建設，2000年底通過驗收投入使用。 由中國地震局、總參測繪局、中國科學院、國家測繪局四方聯合組建項目法人中國地殼運動觀測網絡工程中心承擔建設任務。
網絡工程項目主要包括基準網、基本網、區域網和數據傳輸與分析處理系統四大部分，分別由25個GPS連續觀測站、56個定期復測GPS站、1000個不定期復測GPS站和數據中心與3個共享子系統組成整個網絡工程。
（3）中國大陸構造環境監測網絡
2007年12月開工建設，2012年3月通過國家驗收投入使用。由中國地震局、總參測繪導航局、中國科學院、國家測繪地理信息局、中國氣象局和教育部聯合建設。
建成覆蓋中國大陸及近海的高精度、高時空分辨率的地殼構造運動監測網絡，獲取中國大陸地殼運動細部特征，服務于地震預測和科學研究，同時兼顧軍事測繪、大地測量和氣象預報等綜合應用。
陸態網絡是由260個連續觀測和2000個不定期觀測站點構成的、覆蓋中國大陸的高精度、高時空分辨率和自主研發數據處理系統的觀測網絡。其中基準網是由260個固定連續觀測的臺站組成，用于連續監測我國一、二級塊體及主要塊體邊界活動斷裂帶、主要地震重點危險區地殼隨時間的變化。
（4）927一期工程
2009年開工建設，2013年驗收。927工程（海島（礁）測繪）是國務院、中央軍委批準立項的國家重點專項工程。927一期工程由國家測繪地理信息局、總參測繪局、國家海洋局、海司航保部共同組織實施。工程在我國東南沿海和島（礁）上建設了50個基準站。
（5）國家現代測繪基準體系基礎設施建設一期工程
國家現代測繪基準體系基礎設施建設一期工程（簡稱“測繪基準一期工程”）2012年6月正式開工建設，計劃2016年上半年項目驗收。測繪基準一期工程建成初具規模的全球衛星導航定位連續運行基準站網和衛星大地控制網，獲得高精度、動態三維、穩定、連續的觀測數據，提供實時定位和導航的信息，以滿足國家對坐標系統和定位的需求。在全國范圍建成360個GNSS連續運行基準站，其中新建150個、改造利用60個，直接利用150個。
該項目在現有測繪基準基礎設施的基礎上，利用現代測繪新技術和空間定位技術，通過新建、改建和利用的方式建立地基穩定、分布合理、利于長期保存的基礎設施，形成高精度、三維、動態、陸海統一以及幾何基準與物理基準一體的現代測繪基準體系，提升測繪地理信息工作為經濟建設、國防建設和科學研究的服務保障能力。
國家北斗地基增強系統全國一張網
第一張覆蓋全國的CORS網絡，在2015年開始建設，由cors負責實施運營，全稱為：國家北斗地基增強系統全國一張網。2018年被測繪行業內俗稱為“CORS”全國的知寸FindCM服務覆蓋全國33省級行政單位。
CORS允許跨區域訪問和控制，基本實現了全國信號覆蓋，之后像是南方測繪、中海達、華測也開始生產CORS，提供不同等級精度的衛星導航定位服務和時間服務，為重點行業和應用領域提供個性化服務。
我國CORS網的建設、數據處理、服務等技術快速發展，漸漸趨于成熟，今后的發展主要向多學科融合、海量資源共享、多系統處理、服務范圍擴大、服務受眾拓展等方向發展。CORS網除了提供坐標框架維持更新、實時動態數據處理與服務外，今后將面向區域、廣域范圍內的信息共享需求和定位服務需求， CORS網的發展將對促進衛星導航產業發展、提高人民生活水平和提升我國相關領域國際競爭力等起到重要作用。
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