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1cors系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀

CORS系統(tǒng)是定位技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)(Internet)以及現(xiàn)代大地測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)交叉發(fā)展繼而融合的產(chǎn)物，是一種可以提供動(dòng)態(tài)連續(xù)的空間坐標(biāo)參考框架、實(shí)時(shí)移動(dòng)定位以及地球動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵參數(shù)等信息的綜合信息系統(tǒng)。它是在常規(guī)GPS實(shí)時(shí)差分技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的。

1．1常規(guī)GPS實(shí)時(shí)差分原理

其基本原理:基準(zhǔn)站通過(guò)通訊數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)將它對(duì)太空中GPS衛(wèi)星的載波觀測(cè)量以及基準(zhǔn)站的坐標(biāo)信息一起傳送給用戶站。用戶站實(shí)時(shí)接收GPS衛(wèi)星和基準(zhǔn)站一同發(fā)送來(lái)的載波相位，把這些同時(shí)觀測(cè)所得的載波相位觀測(cè)值組成相位差分觀測(cè)值，并用相應(yīng)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，能達(dá)到厘米精度。

1．2建立CORS系統(tǒng)的必要性和意義

1)CORS系統(tǒng)的建立，一方面可以對(duì)災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)快速預(yù)報(bào)，另一方面可以對(duì)在建或運(yùn)營(yíng)工程進(jìn)行長(zhǎng)期有效的變形監(jiān)測(cè);2)CORS系統(tǒng)的建立可以在保證測(cè)繪精度的情況下降低測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而降低測(cè)繪成本;3)CORS系統(tǒng)將是數(shù)字城市不可或缺的重要組成部分，利用它可以建立起城市中各種各類基礎(chǔ)設(shè)施的坐標(biāo)參考框架，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市真正的數(shù)字化。

1．3CORS系統(tǒng)的基本原理

CORS系統(tǒng)基本的工作原理:全球定位系統(tǒng)(GPS)定位技術(shù)，在一定的地域范圍(1個(gè)城市、1個(gè)地區(qū)或1個(gè)國(guó)家)，根據(jù)實(shí)際需求并按一定的距離建設(shè)的、常年不間斷運(yùn)行的1個(gè)或多個(gè)固定GPS參考站，通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸通信和Internet技術(shù)組成的融合網(wǎng)絡(luò)，先由數(shù)據(jù)中心從參考站實(shí)時(shí)不間斷地采集數(shù)據(jù)，利用參考站上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行處理，然后實(shí)時(shí)地向不同需求用戶提供經(jīng)過(guò)驗(yàn)算檢驗(yàn)的不同類型的GPS數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的GPSRTK作業(yè)相比，CORS系統(tǒng)具有作用范圍更加廣泛、精度更高和可野外單機(jī)作業(yè)等諸多優(yōu)點(diǎn)。CORS系統(tǒng)的組成原理圖，如圖2所示。

2農(nóng)機(jī)定位系統(tǒng)的組成和工作原理

農(nóng)機(jī)定位系統(tǒng)由CORS基站系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)和GPS車載終端組成其工作原理與實(shí)施步驟如下:

1)設(shè)定農(nóng)機(jī)行走路線。在農(nóng)機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)上設(shè)定農(nóng)機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航行行走路線，行走路線為直線或曲線。

2)發(fā)送實(shí)時(shí)的精確定位信息。農(nóng)機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)通過(guò)接收從CORS基站傳輸來(lái)的差分?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度;同時(shí)，向控制器實(shí)時(shí)地發(fā)送此定位信息。

3)方向傳感器與車輪的聯(lián)動(dòng)。車輪的運(yùn)動(dòng)方向由方向控制器控制，并由方向傳感器實(shí)時(shí)提供。導(dǎo)航控制器根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和衛(wèi)星定位的坐標(biāo)，實(shí)時(shí)向控制閥發(fā)送指令參數(shù)，通過(guò)控制農(nóng)機(jī)具液壓系統(tǒng)油量的流量大小和流動(dòng)方向，進(jìn)而控制機(jī)車的行駛速度和方向，確保農(nóng)機(jī)能按照預(yù)期的路線行駛，從而保證耕作過(guò)程中的準(zhǔn)確性。

3農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)定位精度測(cè)試

農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)定位精度的高低是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)能否順利實(shí)施的核心要素之一，因此有必要對(duì)該系統(tǒng)的定位精度的可靠性進(jìn)行測(cè)試。

3．1試驗(yàn)區(qū)域及測(cè)點(diǎn)的選擇

在某農(nóng)田區(qū)內(nèi)按照農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境因素設(shè)置10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，試驗(yàn)點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)過(guò)其它測(cè)量手段預(yù)先測(cè)量成為已知。

3．2外符合精度

檢驗(yàn)內(nèi)符合精度在滿足相關(guān)的規(guī)范情況下，可進(jìn)行實(shí)時(shí)定位外符合精度的檢驗(yàn)。X，Y，H方向的外符合精度采用CORS系統(tǒng)測(cè)量的試驗(yàn)點(diǎn)X，Y，H平均值與試驗(yàn)點(diǎn)已知值的差值來(lái)表示。本文的內(nèi)、外符合精度結(jié)果如表1和表2所示。從表1和表2中的數(shù)據(jù)分析可知，X，Y方向的內(nèi)符合精度≤±2cm，H方向的內(nèi)符合精度較X，Y方向低，在±4cm以內(nèi);外符合精度的分布規(guī)律與內(nèi)符合精度基本相似，在X，Y方向上≤±4cm，H方向精度比較差，但也能達(dá)到≤±10cm的精度，究其原因是CORS系統(tǒng)測(cè)量的系統(tǒng)誤差所致。

4結(jié)論與展望

4．1結(jié)論

采用CORS系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行多次實(shí)時(shí)定位測(cè)量，測(cè)量結(jié)果表明:X，Y，H方向的內(nèi)符合精度相對(duì)外符合精度而言要高些，一般在2～40mm之間，X，Y的外符合精度≤±4cm，H方向精度較差，但也能達(dá)到≤±10cm的精度。由此可見(jiàn)，采用CORS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位方案能滿足農(nóng)機(jī)定位的要求，定能為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

4．2展望

我國(guó)的農(nóng)業(yè)正由傳統(tǒng)的粗放型向精準(zhǔn)化發(fā)展。如何結(jié)合我國(guó)農(nóng)田實(shí)際特性，充分利用CORS技術(shù)，開(kāi)發(fā)出基于CORS系統(tǒng)與GIS相結(jié)合的田間農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，有效地進(jìn)行高效率耕作，是我國(guó)實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中迫切需要解決的問(wèn)題。GPS技術(shù)可以精確定位，GIS技術(shù)可以對(duì)農(nóng)田實(shí)施管理，RS技術(shù)通過(guò)多波段的反射光譜分析可得到農(nóng)田內(nèi)作物的確切信息，因此將3S技術(shù)和其他技術(shù)體系積極融合，才能使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)更好更快地發(fā)展。在充分了解精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施原則和有關(guān)技術(shù)原理，特別是3S技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，了解國(guó)際上精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，研究出適合我國(guó)國(guó)情的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，將會(huì)改變我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展落后的局面。

作者：潘國(guó)兵馮曉徐兮單位：重慶交通大學(xué)