GNSS基准站网数据处理方法与应用：美国运行参考站网系统结果

目前，美国主要有3个大的CORS，分别是国家CORS、合作CORS和加利福尼亚CORS。美国国家大地测量局(NGS)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的国家海洋服务办公室分别管理国家CORS和合作CORS。NGS的网站向全美和全球用户提供国家CORS基准站坐标和GPS卫星观测站数据，其中30天内为原始采样间隔的数据，30天后为30秒采样间隔的数据。此外，NGS网站还提供网上数据处理服务。合作CORS的数据可以从美国国家地球物理数据中心下载，并且所有的数据向合作组织自由开放。CORS数据可以用于高精度的后处理静态定位和动态定位、地球动力学、地震监测、大气层中的水气含量和自由电子含量监测以及气象预报等多项任务。在三个大的CORS下，美国有很多个实时的网络实时动态(Real Time Kinematic，RTK)服务系统，如美国加利福尼亚州南部的奥伦奇市实时网络(Orange County Real Time Network)和圣地亚哥实时网络。测量人员、GIS用户、工程师、科研工作者和广大的使用GNSS数据的公众都可以使用CORS来提高其定位精度，经CORS增强的后处理坐标在美国国家空间参考系统(NSRS)下的水平和垂直方向上的精度都达到厘米级。

美国CORS的发展与NGS定义和维护美国国家空间参考系统的任务息息相关。1987年，NGS从田纳西州开始，联合许多州和联邦政府部门在全美建立了高精度的参考网HARN。HARN建立了许多新的参考点，这些点能够提供比原有点更少遮挡的视空，观测数据质量更好。1987年和1990年，这些州际的HARN点被嵌入到一个同样由GPS测量得到的更精确而稀疏的国家级网。

为了提高HARN的测量精度，NGS于1986年秋，引入了CORS网的先驱——国际合作GPS网CIGNET。CIGNET的台站全部配备了连续跟踪GPS卫星的高精度双频接收机，用以计算GPS卫星轨道的精密星历。1989年，CIGNET包含了美国国内的3个站(MOJA in Mojave，Calif.；RICH in Richmond，Fla.and WEST in Westford，Mass.)。1990年，CIGNET扩大到了南半球。1991年底，CIGNET拥有了全球范围内共21个站，所有跟踪站的数据都由若干机构收集，然后通过NGS免费提供给GPS研究者。NGS不断扩张CIGNET网，形成了第一个公用的全球GPS网的核心，并加入到了IGS中。

Strange(Strange，1994)首先提出建立一个覆盖全美国范围的CORS网，用以增强NSRS。随后，Strange和Weston(Strange，et al.，1995)公布了一个CORS系统的初步方案。与此同时，有些联邦机构也提出了建立用于各自用途的连续运行GPS参考站的设想。美国海岸警卫队(USCG)尝试增补差分GPS服务到其LORAN无线电导航服务中，用以提升美国海岸的安全导航。同时，美国陆军工程兵团(USACE)也正寻找一种低成本高效率的导航系统，用以支持其内河疏浚和水文调查等工作。他们与USCG合作拓展了覆盖内陆若干主要河流的DGPS服务。后来，联邦航空管理局(FAA)也考虑将CORS用于航空安全服务。FAA开发了广域增强系统(WAAS)。其他联邦机构，如NASA的JPL和美国地质调查局USGS，进行了大量的投入，用于使用CORS台站进行卫星定轨和研究地壳运动。由于这些项目的相似性，美国审计总署指示这些机构一起协调设备采购以减少开支，而NGS作为建议者，帮助确定了这些机构的所有任务的GPS设备的规格。

从20世纪80年代末开始，CIGNET和JPL的台站都用于进行全球GPS卫星轨道的计算。1994年，NGS官方开始建立CORS网，新建了一批新的CORS站点。同时，将原属于CIGNET的站点加入到了该CORS网中。随后，NGS与USCG、USACE和FAA合作，分别将它们所属的DGPS站、WASS站加入到CORS中。其他联邦、各州及地方机构的连续运行站也陆续加入到了CORS网中。截至1995年，NGS获得了超过50个高质量的CORS站，它们大多数由USCG和其他参与机构部署，无需NGS安装或维护。得克萨斯州交通部门率先将覆盖得克萨斯州的10个站点加入到CORS。1996年，CORS站的数量增加到了85个。通过联系有兴趣的机构及安排数据共享，截至1997年12月，NGS扩展CORS站到108个。2000年，超过了200个站，而截至2015年8月，该CORS网已包含超过2000个站，如图2-1所示，有200余个政府、高校及私人组织参与，并且在继续扩大之中。(www.xing528.com)

图2-1　美国CORS站点图

(图片来源：http：//www.ngs.noaa.gov/CORS/)

CORS的不断扩展使得CORS站的平均站间距缩短到约100km。依照这种增长速度，NGS最近更新了建立CORS站的指导方针NGS2006，改善了元数据的跟踪，升级了其GPS处理软件PAGES，完成了从1994年起的IGS加CORS数据的再分析。

如今，CORS已经成为美国大地测量界使用美国国家空间参考系统的主要途径。这些台站由每个组织独立拥有和运营，他们将数据上传到NGS，由NGS免费分析和分发这些数据。GPS操作者只需要使用一台GPS接收机，然后从网上下载所需CORS站的数据，进行相对定位即可。作为CORS服务的一部分，NGS正和全球的科学家们一起继续发展数字模型和技术，从而使得GPS用户能够更为经济地、及时地进行精确定位。