Elements and Experiments of Shenzhen Continuous Operating Reference Stations (SZCORS) System

Real-time kinematic GPS precise positioning has been playing an increasing role in both surveying and navigation. Based on the city’s fibre LAN network, Shenzhen Continuous Operating Reference Stations (SZCORS) system has been established and consists of GPS reference stations, system control center, user’s data center, and real-time datacom network. The SZCORS system provides users the real-time centimeter positioning or post-processing millimeter positioning. This paper makes discussion on the structure of SZCORS system. Some experiments have been made to test the usablity, and then the data has been analyzed.

基于铁路带状北斗CORS的网络RTK测量精度分析

为研究和拓展北斗导航系统在铁路工程测量中的应用,利用BDS系统技术优势解决山区铁路测量定位难题。基于某山区铁路建立带状北斗连续运行参考站系统(以下简称“北斗CORS系统”)和高精度位置服务云平台。采用国产多星多频测量型接收机进行控制点数据采集工作,分别对比基于北斗CORS系统的单BDS、单GPS以及GNSS混合星历网络RTK观测数据以及传统基站形式的RTK观测数据的测量精度。结果表明:(1)铁路带状北斗高精度位置服务云平台网络RTK定位功能稳定可靠;(2)基于北斗CORS系统的网络RTK测量方法仅需进行高程曲面拟合,按3s采集的成果精度即可满足铁路测量规范中网络RTK中线测量、断面测量、施工放样、像控测量的精度要求,测量时应尽量采用同类型的设备并采用同精度观测方法以保证重复测量精度,也可通过增加观测时长、在局部区域利用既有高程控制点做高程校正的方式提高测量精度;(3)基于北斗CORS系统的网络RTK测量平面和高程内符合精度限差可分别设定为1.7 cm和2 cm,外符合精度可分别设定为2.2 cm和5 cm。

河南地矿CORS省域地面沉降监测与机理分析

为了进一步研究省域尺度范围地面沉降,分析河南地矿CORS省域地面沉降的监测方法与其形成机理:针对河南省地面沉降分布特征,采用河南省地质信息连续采集运行系统(HNGICS)的62个基准站数据,时间序列为2012—2019年,获得国际地球参考框架下无净旋转条件的河南省三维速度场;然后分解三维速度场获得河南垂直速度场,发现河南省地面沉降呈现“西稳东沉”的现象,开封附近出现沉降漏斗;最后将河南省地质图、河南省耕地面积占比、河南省年均降雨量与沉降等值线对比分析。结果表明:不同地质条件下,河南省地面沉降分布于豫东地区的第四系冲积层,而相同地质条件下,耕地占比和区域年均降雨量是地表差异性沉降的主要原因,如豫东地区耕地约占总面积的70%,地下水用于农业灌溉是豫东平原出现沉降漏斗的主要原因。

厦门市台风事件CORS站网数据水汽反演及分析

针对厦门市3次台风事件,利用厦门市连续运行参考站(CORS)的GNSS观测数据,使用PANDA软件进行解算,反演出大气可降水量(PWV),将获取的ERA5再分析数据与反演出的PWV数据进行对比分析,在此基础上分析厦门市受台风影响期间GNSS-PWV变化特征与实际降雨量的关系.结果表明:PWV与ERA5数据具有较好的一致性;GNSS反演PWV具有较高的精度;GNSS-PWV能够较好地反映台风期间水汽的时空动态变化过程,其与降水量之间呈现出明显的相关性.

昆明CORS整合及升级设计与建设

本文主要介绍了昆明市卫星定位综合服务系统(KMCORS)整合和升级建设的背景、设计思路、建设内容和建设成效。项目对已有的两套CORS系统进行整合和升级,建设覆盖昆明全市域的基准站网,融合多个品牌接收机观测数据,实现多部门基准站观测数据的共享。KMCORS整合及升级后,全面支持北斗卫星导航系统,覆盖范围更广、精度更高,面向社会公众可实现线上一站式的管理和服务。同时,构建第一个城市连续运行参考站系统(CORS)监测运行体系,实现对CORS运行状态的全天候监测。项目的建设方法和过程,可为其他城市CORS升级改造提供参考。

省级区域CORS标准化运行维护技术研究

本文基于湖北省北斗地基增强系统运行维护实际经验和故障情况统计分析,从坐标框架维护、基准站维护和观测数据维护三方面展开讨论。首先,采取频率为每年一次的全网坐标更新,保持坐标框架的稳定;其次,针对基准站的维护,设定每个基准站的全年巡检频率为2~3次,并对电力故障及网络故障等常见故障进行预防和处理;最后,在数据维护方面,每年进行数据质量分析,确保数据利用率及多路径效应等技术指标满足要求。结果表明,本维护策略的实施,能够确保湖北省北斗地基增强系统全年可利用率保持在95%以上,全年正常运行率达到98%以上。这些经验和方法为湖北省北斗地基增强系统的稳定运行提供有力保障,也可为其它省级区域基准站网的运行维护提供参考。

青岛CORS站与探空站获取的大气可降水量对比分析

利用青岛市4个CORS站2014年观测资料,借助GPS高精度数据处理软件Bernese,反演大气可降水量(CORS/PWV),并与对应时段的由青岛探空站资料计算得到的大气可降水量(Radio/PWV)进行比较,CORS/PWV与Radio/PWV的精度相当,二者差异的差值(MEAN)均为毫米级,绝对值最大为3.42mm;CORS/PWV与Radio/PWV具有较高的相关性,其相关系数均在0.81以上;通过分析实际降水与PWV的变化,发现PWV的短时急剧变化与降水发生具有较好的对应关系。研究表明,CORS具有全天候、高时空分辨率及连续监测大气中水汽含量变化等优势,可有效弥补高空探测的不足,对水汽监测、气象预测研究等具有重要的参考价值。

GZCORS系统的建设与应用

GZCORS覆盖全广州约8000km2的行政区域,它是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物,可以全自动、全天候、实时提供覆盖全广州市域的高精度空间和时间信息。对系统建设中的关键性技术问题和具体实施方案进行了研究和解决。

北京市CORS系统一张网建设

以北京CORS系统可用基准站为基础,在符合标准规范的前提下,本文充分利用现有资源,兼顾各方需求,合理规划设计北京市的CORS基准站'一张网'。根据现有CORS基准站网的服务覆盖情况,以国家政策、规范要求及实际应用经验为参考,构建了北京市CORS系统一张网,并以30 km为半径进行了服务覆盖分析。结果表明,由30个基准站组成CORS网可实现全北京市及省市交界一定区域范围的CORS系统服务全覆盖。

利用CORS系统实时监测电离层变化

论述利用CORS(Continuously Operating Reference Stations)系统实时监测电离层变化的原理,讨论求解相对准确的P2与P1间DCB(Differential Code Bias)值的方法。根据DCB值相对稳定的特点,采用一定时段求解出的DCB值,实时分离GPS信号传播路径上的VTEC,并利用单历元观测的VTEC实时建立电离层延迟模型,监测区域电离层变化。数据分析表明这种方法建模求解的内符合精度约为3TECU,外符合精度约为4TECU。

基于CORS技术的林区公路测量及实例分析

为改善常规方法及实时动态差分法(RTK)在林区公路测量时的效率和精度,通过实例对连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)在林区测量中的应用进行了分析.将CORS技术分别与全站仪中桩放样的平面坐标和水准点联测方式中桩高程进行对比,并对CORS测量的内符合精度做出统计.实验结果表明,CORS网络放样与全站仪放样相比,平面坐标的最大差值ΔX和ΔY分别为0.021和0.015 m;与水准点联测平差的高程相比,大部分在±0.015 m左右;CORS系统在网内、网外内符合精度无明显差别,X方向为±0.9 cm,Y方向为±0.9 cm,H方向为±1.8 cm.工程实践表明,CORS测量与传统方法相比较,具有更高的工作效率,且其测量结果整体精度是均匀、独立的,具有较好的工程实用价值.

区域性CORS系统监测地表形变的可行性

连续运行卫星定位服务系统(简称为CORS)已经在国内外广泛建立,CORS在维护区域大地测量基准和城市测绘工作中得到了非常广泛的应用。但在城市地面沉降监测方面,仍存在基准站的稳定性、测量精度对平面及高程形变影响等问题。这里提出了一套完整的基于CORS系统变形监测网的稳定性分析的方法和流程。采用秩亏自由网平差,以位移向量一次性范数最小原则求取监测网点最合理的位移量及权阵。采用正态分布函数对监测点的位移显著性进行检验。结合武汉市地面沉降监测项目,分析评价了武汉市连续运行卫星定位服务系统(简称为WHCORS)用于城市地表形变监测的可行性。

煤矿单基站CORS系统建设及应用

为便于快速获取兖矿集团本部所辖矿区范围内的各类地表形变信息,借助GNSS、计算机、无线通信、网络等先进技术,进行了煤矿单基站CORS系统的建设。以已知控制点观测、铁路桥沉降观测、村庄沉降观测为范例,进行了基于单基站CORS系统的实时动态定位(RTK)应用测试,通过与传统测量数据的精度对比,验证了CORS系统在矿区地表形变测量中应用的可行性及有效性。

CORS系统卫星跟踪基准站建设的探讨

连续运行卫星定位服务系统主要包括系统控制中心和卫星跟踪基准站。本文着重讨论卫星跟踪基准站建设应考虑的因素和注意的问题。

基于DTIN的CORS基准站网络构造算法

基于已有的Delaunay三角网构网算法,总结了CORS基准站网络构造过程,给出了CORS基准站在平面、球面和椭球面的投影函数,推导了投影点的坐标表达式;对于多点共圆的特殊基准站子集,研究了相应的最佳构网方法;针对相邻CORS网的拼接需求、网内删除和增添基准站(子网)的需要,研究了一种新的局部网络更新算法,并验证了该算法的可行性和有效性。

考虑区域CORS网络对流层信息的改进PPP方法

为了提高精密单点定位(PPP)的收敛速度,提出了一种利用CORS网络反演的区域对流层信息增强精密单点定位方法.该方法利用非差PPP模型,首先解算区域基准站的高精度ZTD信息,再通过基准站与流动站的位置关系建立空间回归模型,最后流动站用户基于模型得到的ZTD伪观测值实现精密单点定位,增强了解算的强壮性.实验结果表明,基准站估计ZTD精度优于1 cm,利用基准站数据建立的空间回归模型能够较好地模拟区域对流层延迟的空间关系;在该实验条件下,模型值用于约束流动站的PPP解算,使流动站定位结果收敛到优于10 cm精度的时间缩短了30%.改进的新方法能够有效克服传统精密单点定位方法需要较长时间收敛的缺陷,有助于PPP方法的工程实践应用.

CORS在线定位用户服务系统

首先对基于CORS的在线定位用户服务系统功能进行了较细致的分析,将其概括为7项基本功能和4项扩展功能。在此基础上提出了系统架构方案,将系统划分为3个部件和20个子部件,并对各组成部分的功能作了较详细的阐述。最后,针对用户数据上传与存储、基线解算和基线向量网平差等核心功能,提出了较具体的设计方案,并对软件实现与系统集成方法进行了阐述。

基于单站CORS的台风麦德姆造成的降水量分析

对2014年7月台风麦德姆（Matmo）影响青岛市并造成的一次暴雨发生过程的单站CORS观测数据处理以获取对流层延迟量,利用对流层延迟中的湿延迟量计算大气可降水量（PWV）,将其变化与实际降水的发生时间和降水量进行对比分析,得到了PWV变化与降水发生过程之间的关系,即在暴雨发生前3~6hPWV会有明显下降,进一步得出单站CORS获取的PWV值能够用于暴雨等强降水预报。

基于广州CORS的电离层反演及分析

介绍了广东地区电离层整体情况,讨论了利用GPS数据提取TEC的方法,实现了基于广州CORS观测数据的TEC值提取,讨论了硬件延迟的影响,并验证反演的有效性。另外,结合太阳活动指数,分析了2009~2011年广州地区的电离层变化规律,日均TEC和日最大TEC在春季和秋季出现峰值,且随着太阳活动的增强而增强;日最小TEC基本不受太阳活动影响,变化很小。

基于区域CORS多基站联合解算的精密卫星钟差实时估计

为了改善实时精密单点定位的精度和时效性,利用区域CORS网络采集的GPS载波相位观测值与IGU预报星历,通过多参考站联合解算,实现了基于星间、历元间差分技术的精密卫星钟差快速解算,并与IGS分析中心提供的最终精密钟差产品进行了比较.研究了不同的参考站分布和参考站数目对钟差估计产生的影响.试验结果表明,利用该算法估计的实时精密卫星钟差与IGS最终精密钟差产品具有较好的一致性,相对卫星钟差的估计精度可达到0.08 ns,平均中误差为46.2 ps;卫星钟差的估计误差基本上都在0.2 ns以内,平均中误差为73.2 ps.增加站间距可以有效减弱对流层参数之间的空间相关性,在保证观测精度和解算速度的前提下,合理增加参考站数目,对钟差估计结果的精度有一定提高.所提出的算法运算量小,解算速度快,仅需要少量参考站的载波相位观测值便可以迅速获得较高精度的实时卫星钟差产品.