国内外连续运行卫星定位服务系统介绍及应用情况

国内外连续运行卫星定位服务系统介绍及应用情况

连续运行卫星定位服务系统（Continuously Operating Reference Stations，CORS）是当代GNSS技术发展热点之一。为了推进我国北斗导航事业的发展，深圳市将兼容GPS/GLONASS卫星导航系统的深圳CORS（Shenzhen Continuously Operating Reference Stations，SZCORS）进行升级改造为兼容北斗卫星导航系统、GPS 和 GLONASS 卫星导航系统的多模的连续运行卫星定位服务系统，即深圳北斗地基 增 强系 统 （Shenzhen Beidou Continuously Operating Reference Stations，SZBDCORS）。为了确保SZBDCORS能够快速高效地向用户提供各种服务，必须对其完备性进行检验，而定位精度是衡量系统可靠性的最重要指标。

连续运行卫星定位服务系统是建立于GNSS技术及网络化实时定位服务技术、通信网络技术及移动通信技术基础之上的定位综合服务系统。深圳市作为我国建立的第一个得以工程应用的市级CORS系统，在建设完成后在深圳的城市建设、交通、水利、港口建设等方面得到了广泛的应用。按照用户对定位精度的需求划分，卫星导航服务用户可以分为精密定位用户和导航用户。目前测绘、水利、城建规划等行业及一些如高铁、大桥等大型工程的建设，需要厘米级甚至毫米级的定位服务，而目前在我国能提供高精度定位服务的手段百分之九十以上都是以GPS为主的基准站差分定位技术。一旦GPS停止服务，对于我国各行各业都是一个重大的打击。

定位精度是决定CORS系统是否能够提供动态、不间断、高精度的空间定位与导航服务，是否满足系统用户实时定位以及高精度事后静态定位应用需求的重要因素。

美国于20世纪90年代开始建设CORS系统网络，是CORS技术应用最成熟的国家，也拥有着最先进的全球卫星导航定位技术。美国的CORS包括国家大地测量CORS系统（美国连续运行参考站）、合作CORS系统、区域CORS系统。国家大地测量系统由美国国家大地测量局（NGS）牵头建立的，系统通过NGS官网发布国家基准站的的坐标和观测站的观测数据，而且提供事后数据处理服务，该系统是国家空间参考系统，为各行各业提供cm级高精度定位服务。合作CORS系统由NOAA负责组建、更新和维护，由政府、高校、企业等参与构建，各基准站都已经与美国国家大地测量CORS系统联网，其各成员组织可以得到该系统数据服务。区域CORS系统是由地区部门级组建的CORS系统，向成员提供参考站的观测数据。目前美国CORS已广泛用于导航和定位、地球形变监测、气象、GIS等领域。

加拿大主动控制网系统（CACS）是加拿大的国家大地动态控制网。

CORS网由12个变形监测站、14个连续运行参考站和20个区域主动控制站构成。

该系统通过分析各个基准站观测数据进行精确建模计算出卫星钟差和精密星轨改正，并发播差分改正数据，由于系统的高覆盖率和数据的高精度在全国范围内使用GNSS接收机都能力获得cm级到m级的结果。

CACS系统主要提供国家参考基准，并在其基础上实现网络RTK，其网络RTK业务覆盖加拿大全国。

国际 GNSS 服务系统是一个包括卫星跟踪站、数据处理与分析中心的全球性系统，旨在共享各跟踪站观测数据和国际 GNSS 服务系统的各种衍生产品，为全球用户提供可靠的数据资源，为科学研究服务。目前用户可以从国际 GNSS 服务系统官网下载国际 GNSS 服务系统跟踪站的坐标天顶方向的对流层延迟；全球总电子含量VTEC图；地球自转参数；卫星星历等数据产品。

国际 GNSS 服务系统目前有不同国家、部门及机构等联合组建的200多个永久性连续运行参考站，分布在我国的主要站点有武汉站、韶关站、拉萨站、乌鲁木齐站、北京房山站等等。

国际 GNSS 服务系统是现代关于地球科学研究的重要基础设施。

德国 CORS（SAPOS）是能够覆盖德国全境连续运行卫星导航定位服务系统，构成了德国动态大地测量参考基准框架网。该系统各基准站平均间距为40km，基准站也有较高的密度，能提供HEPS、EPS、GHPS和GPPS四种不同级别和精度的定位服务。德国CORS基准站差分定位技术为区域改正数（FKP）技术，为用户提供高精度实时定位服务。

日本的CORS系统由日本国家地理院（GSI）组建，是日本重要的基础性设施。

由超过1200个的永久参考站组成GPS永久跟踪站，其密度极高，平均站间间距为30km，且在东京、京都等地区只有10-15km，可以覆盖日本全国，为用户提供24小时全天候定位服务。日本CORS起初主要用于高精度监测地壳运动，组成了日本全国范围内的大地控制网点。测量用户可以通过获取系统各基准站的观测数据进行高精度的事后定位。该系统同时还提供网络RTK服务及差分GPS服务，其中VRS-RTK服务已完全实现了商业化。日本CORS目前已广泛用于地震监测、工程测量、变形监测、天气预报和气象监测等众多领域。

陆态网是由国家地震局、国家气象局、国家测绘局和教育部等部门联合组建的，是我国目前最大的CORS系统网络，由基准站网络系统、区域网络系统和数据系统三部分构成，基准站网络系统是其主干框架，由260个连续运行卫星观测参考站组成，区域网是主要由陆态网起初原本有的地面站及非连续运行卫星参考站组成，国家数据共享系统和控制中心联合组成了陆态网的数据系统。陆态网主要以全球定位卫星导航系统观测为主，结合VLBI及SLR等空间技术和精密水准及重力等多种测量技术手段，构建了覆盖我国大陆的高精度的观测网络，目前主要用于监测我国大陆的地壳运动及时空变化、电离层离子浓度和对流层水汽含量变化等等。

湖北省北斗地基增强系统是由湖北省测绘局牵头，联合湖北省气象局和武汉大学共同构建的，是我国建立的第一个省级北斗地基增强系统网络，是基于北斗的连续运行卫星导航定位服务系统。北斗地基增强系统现已有30个北斗卫星系统连续运行基准站，该系统网络由基准框架网网络系统和区域网网络系统构成，基准框架网均匀分布在湖北省全省境内，向全省用户提供米级导航服务，区域网主要分布在湖北省中部，向用户提供高精度厘米级实时定位服务和导航服务。

深圳CORS是我国建立的第一个城市定位和导航综合服务的CORS系统，是深圳市获取空间数据的最为重要基础设施。深圳区域的SZCORS已有基准站共5个，分别是大鹏站、石岩站、建艺站、龙岗站、南山站，均基于政府专网、利用硬件防火墙VPN技术构建了SZCORS控制中心的稳定的通讯网络。

SZCORS是接受GPS和GLONASS卫星信号的双系统模式，采用的网络RTK计算软件为美国天宝公司的GPSNET软件，目前仍然在运行，SZCORS可综合应用于大地及工程测量、气象、地震及地面沉降监测、高精度导航等领域。

2015年1月，马斯克宣布了SpaceX的卫星互联网服务计划。SpaceX计划将约1.2万颗通信卫星发射到轨道，这一项目被命名为“星链”。我们为什么想不到发展这个呢？