劉仁釗，戴一兵，陳 軍

（1．湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430090；2．荊州市土地勘測(cè)規(guī)劃院，湖北 荊州 434000；3．松滋市土地勘測(cè)規(guī)劃院，湖北 松滋 434200）

江漢平原連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

劉仁釗1，戴一兵2，陳 軍3

（1．湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430090；2．荊州市土地勘測(cè)規(guī)劃院，湖北 荊州 434000；3．松滋市土地勘測(cè)規(guī)劃院，湖北 松滋 434200）

江漢平原連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(JH-CORS)是以荊州市國(guó)土資源管理局土地勘測(cè)規(guī)劃院GNSS站為系統(tǒng)控制中心，連接公安縣、石首市、監(jiān)利縣、松滋市、洪湖市、仙桃市、潛江市、宜都市和嘉魚縣土地勘測(cè)規(guī)劃院GNSS站的區(qū)域GNSS參考站系統(tǒng)。主要介紹了JH-CORS系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容、目標(biāo)及項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施情況，供相關(guān)技術(shù)人員參考。

GNSS；連續(xù)運(yùn)行參考站；JH-CORS；數(shù)字城市

GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)框架下，快速獲取cm級(jí)地球空間數(shù)據(jù)信息的主要技術(shù)手段和方法，不僅可以滿足國(guó)土行業(yè)日常管理工作對(duì)測(cè)繪地理信息成果的需要，而且也是推進(jìn)“數(shù)字城市”信息化管理建設(shè)的重要組成部分。江漢平原連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Jianghan continuously operating reference stations，簡(jiǎn)稱JH-CORS）是以荊州市國(guó)土資源管理局土地勘測(cè)規(guī)劃院GNSS站為系統(tǒng)控制中心，連接公安縣、石首市、監(jiān)利縣、松滋市、洪湖市、仙桃市、潛江市、宜都市和嘉魚縣土地勘測(cè)規(guī)劃院GNSS站的區(qū)域GNSS參考站系統(tǒng)。JH-CORS項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)江漢平原地區(qū)國(guó)土管理信息化、地籍管理信息化的基礎(chǔ)。

1 JH-CORS建設(shè)主要內(nèi)容和目標(biāo)

1.1 主要內(nèi)容

根據(jù)工程項(xiàng)目計(jì)劃，其主要內(nèi)容為：

1）在江漢平原范圍內(nèi)選擇合適的地點(diǎn)建成10個(gè)基準(zhǔn)站，既要滿足系統(tǒng)功能的要求，又要滿足安全、便利等維護(hù)要求；

2）建立一個(gè)系統(tǒng)管理中心，為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)服務(wù)、系統(tǒng)管理提供場(chǎng)地、穩(wěn)定可靠的供電、良好暢通的網(wǎng)絡(luò)通信條件；

3）建立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)），采用電信公司MPLS技術(shù)組建VPN光纖通信網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與服務(wù)發(fā)布提供穩(wěn)定的通信通道；

4）建立用戶應(yīng)用子系統(tǒng)，提供完整的用戶解決方案。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

JH-CORS建成后主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

1）在定位信號(hào)的有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，利用1臺(tái)GNSS測(cè)量型接收機(jī)可進(jìn)行各級(jí)控制點(diǎn)測(cè)量（非完全隱蔽區(qū)），精度達(dá)到cm級(jí)；

2）在定位信號(hào)的有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，滿足非隱蔽區(qū)國(guó)土測(cè)量、工程測(cè)量、地圖修測(cè)等工作和精密授時(shí)的要求；

3）可以與多種時(shí)相連接，也可以采用GPRS/CDMA通信方式向系統(tǒng)有效覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶進(jìn)行差分修正信息的實(shí)時(shí)廣播；

4）通過Internet 或其他手段，實(shí)現(xiàn)向江漢平原地區(qū)用戶提供事后精密定位服務(wù)；

5）系統(tǒng)安全性良好，能夠有效抵御天氣等外界因素對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，同時(shí)防止非授權(quán)用戶通過網(wǎng)絡(luò)等其他手段訪問系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)授權(quán)用戶服務(wù)的計(jì)時(shí)收費(fèi)功能；

6）與鄰近CORS系統(tǒng)（或基準(zhǔn)站）的聯(lián)網(wǎng)能力，包括兼容各品牌CORS基站，支持Ntrip（網(wǎng)絡(luò)差分協(xié)議），實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)聯(lián)網(wǎng)；支持服務(wù)注冊(cè)和服務(wù)漫游功能；可增加基準(zhǔn)站數(shù)量，滿足擴(kuò)充要求；可適應(yīng)基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心間通信方式的擴(kuò)充和改變，并盡量兼容未來的通信方式；

7）具備服務(wù)漫游功能，即在系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，流動(dòng)站用戶可以在系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的任何地點(diǎn)連接任意控制中心，并獲得數(shù)據(jù)服務(wù)；

8）具備監(jiān)測(cè)用戶定位信息的能力，并留有針對(duì)用戶位置進(jìn)行二次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)接口，即軟件可將用戶定位坐標(biāo)、定位狀態(tài)等信息轉(zhuǎn)發(fā)給第三方軟件；

9）具備日志和報(bào)告功能，即按一定間隔記錄基準(zhǔn)站運(yùn)行信息、數(shù)據(jù)處理信息、數(shù)據(jù)服務(wù)信息等內(nèi)容，形成日志文件；通過匯總某時(shí)期的信息，得到系統(tǒng)可用性分析、電離層活動(dòng)分析、對(duì)流層分析、系統(tǒng)使用記錄和系統(tǒng)故障記錄等多種報(bào)告。

2 JH-CORS系統(tǒng)建設(shè)

2.1 站點(diǎn)的分布

JH-CORS是一個(gè)分布式系統(tǒng)，由10個(gè)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的永久性參考站和1個(gè)系統(tǒng)管理中心組成，其中系統(tǒng)管理中心設(shè)在荊州市土地勘測(cè)規(guī)劃院機(jī)房，10個(gè)基準(zhǔn)站分布在荊州、公安、石首、監(jiān)利、松滋、洪湖、仙桃、潛江、宜都和嘉魚。站間距離最大約80 km，最短約40 km，平均60 km，控制面積17 000 km2,站點(diǎn)具體位置見圖1。

圖1 JH-CORS站點(diǎn)分布圖

2.2 系統(tǒng)組成

JH-CORS系統(tǒng)由基站子系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱RSS，基準(zhǔn)站簡(jiǎn)稱RS）、系統(tǒng)控制中心（簡(jiǎn)稱SMC）、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱DCS)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱UAS)組成，具體內(nèi)容見表1。

表1 TACORS系統(tǒng)組成定義與功能

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

JH-CORS是以系統(tǒng)管理中心為中心節(jié)點(diǎn)的星形網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.4 系統(tǒng)集成

JH-CORS的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)為分布式資源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，核心技術(shù)包括2個(gè)方面：一是選擇合理的網(wǎng)絡(luò)通信方式，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站與控制中心之間的互聯(lián)互通；二是對(duì)基準(zhǔn)站資源的集中管理，為用戶提供一個(gè)覆蓋本地區(qū)所有基準(zhǔn)站資源的管理方案，實(shí)現(xiàn)多個(gè)基準(zhǔn)站、控制中心不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的系統(tǒng)互訪和資源共享。在控制中心，通過對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一維護(hù)，最終實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站節(jié)點(diǎn)的無人值守管理方式。

網(wǎng)絡(luò)通信由荊州市電信公司設(shè)計(jì)實(shí)施。連續(xù)運(yùn)行的參考站網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，系統(tǒng)所有的硬件、軟件均依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作。JHCORS的控制中心主干網(wǎng)絡(luò)均采用百兆光纖通信，基準(zhǔn)站與控制中心之間的通信通過中國(guó)電信提供的MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）技術(shù)組建的光纖VLAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。10個(gè)站點(diǎn)均采用此通信方式，所有站點(diǎn)均采用固定IP地址與控制中心保持實(shí)時(shí)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信。

2.5 坐標(biāo)數(shù)據(jù)框架

數(shù)據(jù)框架由各站點(diǎn)所在地的土地勘測(cè)規(guī)劃院和南方測(cè)繪公司來完成參考站系統(tǒng)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)和數(shù)據(jù)整合。為了使參考站系統(tǒng)能夠提供高精度的導(dǎo)航和實(shí)時(shí)定位服務(wù)，維持測(cè)繪基準(zhǔn)，快速提供各種控制坐標(biāo)，在湖北省江漢平原范圍內(nèi)進(jìn)行了坐標(biāo)聯(lián)測(cè)。通過野外測(cè)試，內(nèi)業(yè)計(jì)算比較，參考站穩(wěn)定性及精度完全符合設(shè)計(jì)要求，測(cè)試數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，達(dá)到技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

2.6 系統(tǒng)測(cè)試

第一階段測(cè)試于2012年5月開始進(jìn)行，前后經(jīng)過20多d。測(cè)試內(nèi)容包括：流動(dòng)站兼容性測(cè)試、集中區(qū)域測(cè)試、整網(wǎng)測(cè)試、網(wǎng)外測(cè)試、系統(tǒng)完備性測(cè)試、空間可用性測(cè)試等。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，精度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

3 JH-CORS系統(tǒng)的特點(diǎn)

JH-CORS是由江漢平原10縣市土地勘測(cè)部門聯(lián)合建立的一個(gè)獨(dú)立區(qū)域系統(tǒng)，2011年10月立項(xiàng)，2012年5月完成建站。試運(yùn)行以來取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，江漢平原國(guó)土部門測(cè)繪成果共享已成為現(xiàn)實(shí)。JH-CORS系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）建網(wǎng)采用了目前國(guó)際上先進(jìn)的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)，系統(tǒng)采用了南方最新一代GNSS參考站網(wǎng)軟件NRS、DEEP-NRS技術(shù)，使得網(wǎng)型分布更加穩(wěn)定。

2）建立起基于網(wǎng)絡(luò)GNSS的數(shù)字測(cè)量及信息化測(cè)量控制網(wǎng)，為江漢平原提供了2000國(guó)家大地坐標(biāo)統(tǒng)一基準(zhǔn)。為了較好地利用已有的北京1954坐標(biāo)系統(tǒng)成果和1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)成果，各縣市分別建立了與WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換模型。

3）構(gòu)建起江漢平原地區(qū)基礎(chǔ)地理空間信息數(shù)據(jù)公共平臺(tái)，為土地信息調(diào)查和管理系統(tǒng)的建設(shè)提供基礎(chǔ)條件，使統(tǒng)一的江漢平原測(cè)繪資料管理成為可能。

4）實(shí)現(xiàn)了CORS系統(tǒng)內(nèi)不同類型GNSS接收機(jī)的接入及網(wǎng)絡(luò)RTK定位測(cè)量，為各行業(yè)提供了高精度的定位基準(zhǔn)和cm級(jí)實(shí)時(shí)定位服務(wù)。

4 結(jié) 語

JH-CORS覆蓋整個(gè)江漢平原，全區(qū)范圍內(nèi)建立了10個(gè)永久性連續(xù)運(yùn)行參考站，不僅可以向各級(jí)測(cè)量用戶提供高精度、連續(xù)時(shí)間和空間基準(zhǔn)，也可以為導(dǎo)航、授時(shí)、災(zāi)害預(yù)報(bào)等部門提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)，是獲取和采集各類空間信息位置、時(shí)間及與此相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化的一種基礎(chǔ)設(shè)施。通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，構(gòu)成江漢平原新一代網(wǎng)絡(luò)化的大地基準(zhǔn)和空間數(shù)據(jù)采集服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)能實(shí)時(shí)完成高精度定位，實(shí)測(cè)各種比例尺地籍圖、地形圖， 實(shí)時(shí)進(jìn)行工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)等，滿足不同行業(yè)、用戶對(duì)精密定位、快速和實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航等的要求，及時(shí)滿足國(guó)土管理、城市規(guī)劃、國(guó)土測(cè)繪、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、車輛導(dǎo)航、交通監(jiān)控、物流管理等多種現(xiàn)代化信息化管理的社會(huì)需求。

[1] CJJ/T73-2010.衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范 [S]

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Construction of Jianghan Continuously Operating Reference Stations

byLIU Renzhao

Jianghan Continuously Operating Reference Stations(JHCORS), which is an area CORS service system based on network of GNSS, is set up in the central and southern area of Hubei. It is made up of ten stations(located respectively in Jinzhou, Shishou, Jianli,Songzi, Honghu, Xiantao, Qianjiang, Yidu and Jiayu) and starts with services in June of this year. This paper mainly introduced the goal,route and construction of JH-CORS.

GNSS, Continuously Operating Reference Stations, JHCORS, Digital City

P228.41

B

1672-4623（2013）02-0029-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.009

2012-11-22。

劉仁釗，副教授，主要從事高精度大地測(cè)量和GNSS定位技術(shù)數(shù)據(jù)處理研究與教學(xué)工作。