JXCORS建设和应用前景研究

JXCORS建设和应用前景研究

陈振防梅向军

陈振防梅向军

嘉兴市规划设计研究院有限公司

摘要：本文主要介绍了嘉兴市连续运行卫星定位综合服务系统（JXCORS）的系统构成、运行状况和应用特点，JXCORS具有导航、定位、气象等数据服务的准确性和时效性，在测绘、规划、国土、水利等行业的RTK定位服务已经广泛应用，对JXCORS在非测绘方面的应用做了简要分析和展望。

关键词：CORS；亚米级；VRS；智能交通；公共安全

1.引言

嘉兴市连续运行卫星定位综合服务系统（简称JXCORS）是由嘉兴市测绘管理局组织实施，嘉兴市规划设计研究院有限公司负责建设，同济大学提供技术支持和监理服务，县市气象局（台）以及其它部门积极合作的项目。

该项目于2006年9月开始立项和设备采购，2009年5月正式全面启动，2009年9月底系统建成并开始试运行，至今已运行六年多。

2.JXCORS运行现状

2.1系统构成

JXCORS由基准站网、计算与控制中心、用户部分以及数据通信四部分组成。

1）计算与控制中心是系统的核心部分，主要负责数据的处理、系统运行监控、系统和用户的管理与信息服务等；

2）基准站网由九个连续运行基准站组成，为系统提供实时卫星定位数据；

3）用户部分是系统的使用终端；

4）数据通信部分负责系统各部分间的数据和指令传输，包括有线和无线两种传输方式。

2.2系统工作原理

JXCORS采用VRS虚拟基准站技术，就是利用布设在地面上的九个基准站组成GPS连续运行基准站网络（CORS），综合利用各基准站的卫星观测数据，通过天宝GPSNET软件处理建立精确的误差模型来修正相关误差，收到流动站请求后在其附近产生一个物理上并不存在的虚拟基准站（VRS），由于虚拟基准站通过流动站用户接收机的单点定位解来确定，所以与流动站组成的基线一般只有十几米，流动站接收控制中心发布的RTCM差分改正数后，就能得到厘米级精度的坐标解，VRS技术具有成果可靠性、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，同离开最近基准站的距离没有明显的相关性。

系统服务器通过CMR、RTCM2。3、RTCM3。0三种差分数据播发格式把差分数据实时的发送给用户终端，用户终端可以得到厘米级RTK定位服务，亚米级RTD导航定位服务，可实现嘉兴市五县两区面积约3915平方公里的有效覆盖。

2.3系统运行情况

JXCORS经过一年的试运行，服务器一直处于高效稳定运行中，经过推广宣传，目前有RTK注册用户126个，注册单位39家，在线时间累计达到两万多小时，平均每天有80个用户在线使用，最高峰并发用户达到50个。注册的用户终端有天宝3套、莱卡18套、中海达9套、拓普康2套、南方2套。主要有测绘、规划、国土、水利等部门使用。JXCORS的高精度定位服务使生产单位提高了工作效率，提高了作业精度，减低了生产成本。

2.4JXCORS的应用特点

1）覆盖范围广；

2）可用性高，系统可以做到365天24小时不间断提供服务；

3）应用便利，用户只需要准备终端，不需要考虑差分以及差分站的质量，而且主要通信手段连接安装简便；

4）数据质量有保证，系统有数据监控报警机制，提示用户合理选择有效作业手段；

5）节省资源，包括用户的架设基准站费用、作业时间、作业人工等等资源均大大节省；

6）作业精度有保证，使用固定基准站，避免临时基站选站不当引起的起算偏差；

7）节省频率资源，用户不需要专门申请基站频率，减少区域电磁污染；

8）一网多用，将来可以服务于“电子政务”，并对决策提供支持。

2.5JXCORS存在的不足

1）目前用户的单一性，非测量单位还没有真正推广使用；

2）随着地面的沉降基于CORS下的水准高精度能否得到保证；

3）系统软件的二次服务应用开发，比如用来监控终端用户实时位置及历史轨迹的终端监控平台开发还在探索中。

3国内CORS非测绘应用领域分析

目前绝大部分CORS都围绕着测量领域展开，而在非测量领域的应用还处在起步阶段，国内CORS主要有以下几点非测绘方面的应用：

1）科学研究与防范：城市智能交通；城市公共安全（如发生火灾等的预警和指挥）；公交管理/物流管理/码头管理；桥梁建筑物变形监测/滑坡监测/地表沉降监测；

2）生活与娱乐（个人自助导航等）；

3）管理和调度：机场管理（飞机起降和物质调度）；

4）农业/水利/自动化控制：精细农业/工程作业的自动化控制（如废品回收厂的垃圾分拣）；

抓住时机，大力推广非测量领域的应用是未来的一个主要发展方向。

4JXCORS应用展望

对于JXCORS的应用前景，不仅仅在测量方面的充分应用，向非测量领域推广具有更大的市场前景。以下是以CORS应用于智能交通、公共安全和气象分析等方面做简要分析和展望。

4.1CORS应用于智能交通

发达国家早在上个世纪80年代开始已经开展了城市智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，IIS）的研究。中国在智能交通上起步较晚，在国务院2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，已经把智能交通管理系统列入交通运输业优先发展主题。

随着国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，嘉兴市的车辆也越来越多，交通越来越拥挤，智能交通系统无疑可以缓解道路拥堵的现状，而CORS的应用和开发在智能交通系统中起到最关键的作用。智能交通通常与3S技术紧密结合，在智能交通系统中，大量传感器的精确位置（如交通信号灯、指路牌、摄象头、雷达测速仪等）信息的采集，可以用JXCORS实现：而车辆的实时位置和速度信息，可以通过实时接收JXCORS的差分改正信息来修正。车载导航终端通过GPRS、CDMA等网络通信把车辆的位置和速度信息实时传回控制中心，控制中心经过多种信息的融合、处理和分析后，即时以广播（或者无线通讯短信息）的形式反馈给车载终端，从而让车载终端实时掌握路况和交通信息；同时交通管理部门可以通过车载终端发回控制中心的精确实时导航坐标来监视车辆所在的位置和移动速度，通过发回控制中心的车载终端识别码对车辆身份进行身份验证和管理，这样就可以减少城市车辆乱停乱放、交通违章和交通拥挤堵塞等现象。交通智能导航系统原理如图1所示。

图1城市智能交通系统示意图

从图1中可以看出：CORS提供的亚米级导航定位服务结合地形图等数据，在控制中心可以监控公交车、出租车、银行押运车、消防车、警车等的精确位置和移动速度。如果对CORS终端的进一步开发，我想不久的将来自动驾驶的汽车和轮船将变为现实。

4.2JXCORS应用于公共安全

为了提高决策部门对各种突发事件的应对能力，有效掌握突发事件的即时信息，需要建立城市公共安全应急平台，这个公共安全应急平台主要

是以GIS技术为支撑，即时收集各种传感器传送回来的相关数据，并经过信息融合和分类后，建立对应灾害模型，并实时动态的反应该种灾害的破坏力和影响范围，为政府部门和救援单位提供第一手资料，从而提高政府部门对突发事件的应对能力和响应速度。

JXCORS可以实时为各种传感器提供亚米级甚至厘米级定位服务和纳米级的时间基准，在这个应用平台上，JXCORS是空间信息获取的有效手段。

4.3CORS应用于气象数据分析

大气温度、大气压、大气密度和水气含量等量值是描述大气状态最重要的参数，无线电探测、卫星红外线探测和微波探测等是获取气温、气压和温度的传统手段，但是与CORS手段相比，就显出局限性，无线电探测法的观测值精度较好，垂直分辨率高，但地区覆盖不均匀，在海洋上几乎没有数据，被动式的卫星遥感技术可以获得较好的全球覆盖率和较高水平分辨率，但垂直分辨率和时间分辨率很低，引进CORS来遥感大气的优点是覆盖率高，费用低廉，精度高，垂直分辨率高，也将大大提高气象工作效率。

5.结语

本文对JXCORS系统构成、工作原理和运行现状进行描述，总结了JXCORS的应用特点和存在不足问题，对JXCORS由专业测量领域向非测量领域应用拓展做探讨，并以智能交通、公共安全和气象分析方面应用做了简要分析。总结得出JXCORS应该是多行业多方面应用的服务系统，不能仅仅局限于测绘方面的定位服务，在非测绘方面的应用具有更大的市场价值和推广意义。