单基站CORS系统的动静态定位精度研究

韩瑞峰

【摘要】    近些年GPS技術因其应用效果显著，被我国迅速推广应用与发展。利用多基站网络RTK技术，设立连续运行参考站点，称之为CORS技术。本篇文章通过某城市路段道路扩展测量工作中应用单基站CORS技术绘制1：500比例数字条带地形图，分析其测量结果及精度。结果显示，单个CORS-RTK基站的工作效率提升明显，且测量精度更好。

【关键词】    单基站    CORS系统    动静态定位精度

引言：随着我国的经济发展，国内外区域之间的联系交流加强，机场客流量日增，客运增加。机场的管理越来越具有挑战性。且航空环境正变得复杂，面对航空日益增长的需求，民用航空对相关导航设备，系统和技术的要求正在不断提高。如果在这种新的工作情况下无法进行高精度导航，航天安全出行保障工作将受到较大程度影响，事故风险率增大。

一、分析全球卫星导航系统GNSS的定位误差

（一）星历误差。通常卫星星历误差，指卫星空间位置与卫星星历计算的实际位置之间的误差。太空中的卫星按照已有轨道运行时会受其他星体力的影响，因此其实际运行轨迹与计算轨道之间存在误差。通常卫星星历本身也有些许偏差，星历计算的卫星轨道位置被用作参与导航和定位求解过程的已知动态参数，导致定位误差的产生。而星历错误是由于卫星轨道的干扰复杂性，运行不稳定造成的。卫星星历包括预测星历，广播星历和准确的星历表。其中预测星历精度最低，仅限于跟踪和确定卫星的大致位置。

（二）大气电离层导致的延时。电离层指的是距离地面50-1000公里的大气区域，该部分大气富含离子和自由电子，对电磁波的传导具有较大的干扰作用。电离层对现代人类的影响更加明显，在本文探讨的领域，电离层容易导致GNSS系统信号传输产生延迟，进而导致计算结果的误差。通常指的电离层延迟误差，即由于电离层的作用而导致GNSS电磁波在传播过程中，发生滞后现象，同时影响了定位精度与定位方向的有限性。通常，电离延时的等效距离都是数几米，而当太阳黑子活跃时，电离层中的自由电子会更加，电子密度增大，对电磁波传播干扰更强，波的相位传播速度更快，波能量传递效率更慢，电离延时效应更强，延时误差无疑更大，相位误差甚至可达数10米或更高。

二、分析探讨单基站CORS系统静态定位测试方法及工作精度

1、单基站CORS系统的测试方法。根据不同的测量方法，单基站CORS系统的实时定位精度测试可分为两种类型，即静态定位精度检测，以及动态实时定位精度检测。定位测试方法可以通过各种处理方法具体地划分为已知的点测量，后续处理，实际数据比较方法，动态几何轨道的测量方法，反基线测量等。其中，已知点检测方法常用的基于静态点的实时位置精度测量，操作简单，效果直观。采用已知点检测法，分析测量精度，以准确反映系统的准确性。而静态已知点检测，通过在CAFUC-CORS单基站系统中选取有效区域，挑选一些清晰且有代表性的点，设置GNSS接收器，同步收集数据，再使用收集的数据执行准确度分析操作。通常有两种方法可以表达CORS系统的精度，即满足内部的精度和外部精度。其中，符合内部的精度代表是实际测量值与测试数据的平均水平的偏差，或称为观察误差或标准偏差。两种系统精度的表示方法使用时视情况而定。

2、测试单基站CORS系统的测量精度。完成系统架设及调试工作后，施工建设者需要测试移动服务站点的测量精度，其一，针对几个外部已知点，执行移动站点的测量精度监测。对其中的特定已知点，需要使用单基站CORS系统展开对测试区域内25个D级GPS已知点的检测。最终检测点垂直方向上误差ΔH= 0.016m，检测点点位误差分别为ΔX= 0.011m和ΔY= 0.009m。其二，对于固定的移动台的测量精度测试。使用单基站CORS系统测量检测范围内的20个固定点。最终结果如下，检测点垂直方向上的误差ΔH= 0.022米; 采集点点位误差分别为ΔX= 0.015 m，ΔY= 0.014 m。分析精度测试可知，单基站的CORS系统对中小范围内定位精度的一般要求能够较好的满足，具有实用价值。

3、定位基站与数据处理中心的通讯。通常CORS定位系统的基站以两种方式与数据处理中心通信，即有线通讯和无线通信。其中无线连接意味着在定位基站设置无线通信设备，并使用无线网络连接到数据处理中心。无线通信不受基站和数据中心距离的限制，但需要较高的通讯设备和网络资费的投入，建成后的日常维护工作也比较繁重。因此采用有线通讯，即使用电缆将基站和与数据处理中心相接。该方法仅适用于具有固定基站位置的CORS系统。对于企业来说，它节省了网络成本，更方便维护，因此对单基站CORS定位系统更加适用。

结束语：本文综合介绍了CORS系统和RTK组网技术，并参考了单基站建设中涉及的一些相关文献。分析了定位技术普遍存在的影响因素。简介了单基站CORS系统的配置，测试方法，以及测量结果的检测，分析了基站与数据中心的通讯方式，希望给予相关人员一定的帮助。

参  考  文  献

[1] 李珊珊.单基站CORS系统的动静态定位精度研究[D].中国民用航空飞行学院，2019.

[2] 董学刚，岳成鲲，李玲，毕博，马骁.单基站CORS系统的建设与应用实践[J].水利技术监督，2017，25（06）：47-48.

[3] 李燕军，龚真春，李相全，石小涛，李春林.单基站CORS-RTK在道路工程测量中的应用[J].全球定位系统，2017，42（02）：67-69+78.