作者 | 自然資源部測繪發展研究中心 熊偉
衛星導航定位基準站(CORS)是國家空間信息基礎設施的重要組成部分。它集成了GNSS(全球導航衛星系統)、通信、數據采集等技術,是實現高精度導航與位置服務的支撐平臺,也是建立坐標框架、監測地殼運動等科學和工程應用的重要基礎設施,幾乎可以用于與空間位置應用有關的所有領域。
世界上許多國家、地區、行業和組織紛紛建立了不同規模、精度的CORS網,包括國際GNSS服務全球基準站網,國家、區域或省級CORS網等。隨著衛星導航定位和高精度位置服務需求的日益增加,以及北斗系統的快速發展,我國諸多行業和企業紛紛開展了CORS建設與應用,并取得良好的經濟效益和社會效益。自然資源部整合全系統衛星導航定位基準站資源,構建了法定權威、基準統一、功能完備、精準可靠、安全可控的全國北斗高精度導航定位“一張網”,于2024年8月建成并投入使用。“一張網”整合了全國3300余座基準站,并初步構建了“一張網”服務平臺,實現全國基準站資源統一站點管理、匯集存儲、質量分析、共享交換,可以提供全國用戶統一注冊、無縫漫游與協同高精度定位服務。“一張網”將有力保障公益性測繪基準服務,推動北斗規模化應用,同時將滿足經濟社會發展、各行業部門應用需求,助力國家安全和經濟社會高質量發展。
目前,國際大地測量協會(IAG)建立的IGS連續運行基準站網是全球分布最廣泛、空間規模最大的衛星導航定位基準站網。20世紀90年代初,IAG開始在全球建立衛星導航定位基準站網。其最初的目標是為全球范圍大地測量和地球物理研究提供產品支撐,主要任務包括:建立精確的全球參考框架、確定精密地球自轉參數與GNSS軌道、為區域地球動力學研究提供支持等。起初在全球建立了60至70個核心站,于1994年1月正式運行。過去30年來,IGS的研究與應用取得了很大進展,逐步建立了能夠跟蹤和接收所有可用GNSS衛星信號(包括GPS、格洛納斯、伽利略、北斗、QZSS、IRNSS等衛星導航系統)的基準站網,用于分析多系統特性,促進多系統精密融合數據處理技術發展。經過多年建設,目前已形成一個由大約400個基準站、4個數據中心和11個分析處理中心構成、隸屬于不同國家100多個科研機構、覆蓋全球、多系統衛星導航定位基準站網。
美國是全球較早建立衛星導航定位基準站網的國家,早在1995年就已經擁有50個左右高質量的連續運行GPS基準站。美國CORS基準站網是由美國國家海洋和大氣管理局下屬的美國大地測量局負責組織協調的一個合作運行網絡,該系統擁有200多個不同組織管理的4000多個GPS連續運行基準站,在美國國家空間參考系統下,主要為全美領域內的用戶提供事后厘米級甚至毫米級精度的定位服務。除本土以外,美國還在一些海外國家和地區,如加拿大、墨西哥、薩爾瓦多、洪都拉斯、牙買加、巴西、伊拉克、阿富汗建立了CORS站。
英國早在2000年前后就建立了由30個站點組成的連續運行GPS基準站網。目前,英國軍械測量局在全英范圍內建立了可以提供免費服務與商業服務的CORS網絡OSNET,該系統擁有140個GPS連續運行基準站,每個站點之間的距離為50千米到80千米之間,提供類似于美國CORS的功能服務。同時,結合英國本土情況,增加了監測英倫三島周圍海平面相對和絕對變化的服務。
德國衛星導航定位服務系統(SAPOS),是德國國家測量主管部門聯合德國測量、運輸、建筑和國防等多個部門建立的一個長期連續運行的差分GNSS定位和導航服務系統。由270多個永久性GNSS基準站組成,平均站間距約為40千米。SAPOS是德國國家動態大地測量框架的基礎,作為德國國家空間數據基礎設施的重要組成部分,采用歐洲大地參考系1989(ETRS 1989),為用戶提供多種誤差改正數據,實現厘米級水平的導航和定位。
日本國家地理院牽頭建立了衛星導航定位基準站網GEONET。日本地質災害多發,建立衛星導航定位基準站網對開展地質災害監測和分析工作十分重要。截至目前,GEONET已經建成約1400個遍布全日本的GNSS永久跟蹤基準站,平均密度約20千米,是世界上密度最高的衛星導航定位基準站系統。GEONET主要用于地震監測預報、大地測量、工程建設、測圖和地理信息系統更新、車輛監控、氣象監測和天氣預報等。
此外,澳大利亞至少建立了800多個CORS站,大多分布在東南部、西部的主要礦區。韓國、俄羅斯、烏克蘭、土耳其、印度尼西亞、瑞典、泰國、沙特阿拉伯、伊朗、加拿大、保加利亞、巴西、南非等國家和地區都建立了相應的CORS系統。
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本文轉載自“《中國測繪》”,原標題《世界主要國家和地區衛星導航定位基準站建設與應用》。
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