牟應(yīng)錄，周 星

（1.甘肅省測(cè)繪地理信息局， 甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省測(cè)繪工程院， 甘肅 蘭州 730000）

省域連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

牟應(yīng)錄1，周 星2

（1.甘肅省測(cè)繪地理信息局， 甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省測(cè)繪工程院， 甘肅 蘭州 730000）

以甘肅省實(shí)際建設(shè)情況為例，闡述了省域連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)(CORS)的總體架構(gòu)，從建設(shè)原則、基站勘選、土建工程、防雷工程、坐標(biāo)聯(lián)測(cè)、系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行等方面進(jìn)行了論述，對(duì)CORS系統(tǒng)的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

省域；CORS；建設(shè)；思考

1 建設(shè)目的

隨著CORS技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)測(cè)繪地理信息服務(wù)發(fā)生翻天覆地的變化。建設(shè)CORS的目的主要在于，在境內(nèi)建立與國家空間坐標(biāo)參考框架相統(tǒng)一的、無縫的、三維的、動(dòng)態(tài)的區(qū)域參考框架，逐步替代傳統(tǒng)的大地基準(zhǔn)服務(wù)；結(jié)合似大地水準(zhǔn)面模型等研究成果，建立高精度的導(dǎo)航定位服務(wù)平臺(tái)；在區(qū)域范圍內(nèi)，通過現(xiàn)代通信手段提供多種精度、多種模式的導(dǎo)航和定位服務(wù)；具備事后精密定位服務(wù)功能；在通信條件具備的地區(qū)能夠向用戶提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位服務(wù)；為氣象、地震等部門提供應(yīng)用研究服務(wù)[1,2]。

2 建設(shè)原則

結(jié)合甘肅省建設(shè)原則，省域連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的原則如下。

1）整合資源，整合中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、國家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系基礎(chǔ)設(shè)施、部分市（州）系統(tǒng)等現(xiàn)有資源；

2）共建共享，聯(lián)合國土、氣象、地震等多個(gè)部門，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)合作建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享；

3）全面布網(wǎng)，在省域范圍內(nèi)根據(jù)規(guī)范統(tǒng)一布網(wǎng)，形成權(quán)威、統(tǒng)一的面向社會(huì)的空間定位信息綜合服務(wù)平臺(tái)；

4）技術(shù)先進(jìn)，結(jié)合地域特征，選擇先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，解決河流、湖泊以及高山對(duì)高精度實(shí)時(shí)定位的影響；

5）科學(xué)管理，項(xiàng)目實(shí)施過程中必須做到科學(xué)管理。

3 建設(shè)流程

CORS接收設(shè)備應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、基站密度、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶數(shù)量以及需要接收衛(wèi)星信號(hào)的種類選用，最好具備接收多星系統(tǒng)，能接收COMPASS B1、B2、B3頻段數(shù)據(jù)。同時(shí)，還可為COMPASS在中國的信號(hào)增強(qiáng)提供基礎(chǔ)設(shè)施。選擇適合本地特點(diǎn)的CORS管理軟件。選擇高性能的UPS，以保證斷電24 h內(nèi)能正常運(yùn)行。 數(shù)據(jù)中心需配備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、設(shè)備管理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、VRS服務(wù)器、播發(fā)服務(wù)器。

系統(tǒng)建設(shè)的主要流程如圖1。

圖1 建設(shè)主要流程圖

3.1 站址勘選

站址勘選要注意以下2個(gè)方面：

1）環(huán)境測(cè)試數(shù)據(jù)采集率為1 s，與系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流采集率一致，能直觀反映數(shù)據(jù)質(zhì)量情況。

2）增加周跳的指標(biāo)要求，結(jié)合IGS站運(yùn)行情況對(duì)周跳細(xì)致要求，CSR=1 000/(o/slps)﹤5。

根據(jù)上述要求，并綜合考慮地勢(shì)、電力、通信、地質(zhì)構(gòu)造等因素，甘肅省勘選120個(gè)連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站點(diǎn)，平均間距59.3 km。酒泉市區(qū)域地勢(shì)平坦、觀測(cè)環(huán)境普遍較好，站點(diǎn)之間的平均間距81.9 km；隴南市區(qū)域山大溝深，受電離層影響較大，布網(wǎng)時(shí)加密了站點(diǎn)，平均間距50.7 km。

3.2 基準(zhǔn)站土建（以甘肅省土層觀測(cè)墩為例）

1）整網(wǎng)盡可能采用地面站，一方面地面站（土層墩、基巖墩）具有高穩(wěn)定性，能夠長期發(fā)揮其作用；另一方面，通過長期的監(jiān)測(cè)、分析，研究各地區(qū)的形變特征，可作為建立板塊運(yùn)動(dòng)、地震監(jiān)測(cè)的數(shù)字基礎(chǔ)。

2）觀測(cè)墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高出地面3.2 m，結(jié)構(gòu)包括地下基座、地下墩體和地面觀測(cè)墩。地下基座規(guī)格不低于1.5×1.5×0.5 m；地下墩體規(guī)格不低于1.0×1.0×H，H為基坑開挖深度，一般為2～3 m，需開挖至原生土且在凍土層以下0.5～1 m。地面觀測(cè)墩根據(jù)GNSS設(shè)備，直徑一般為0.38 m，高3 m左右。

3）觀測(cè)墩頂端安裝的強(qiáng)制對(duì)中裝置嚴(yán)格整平，墩內(nèi)加裝（或預(yù)埋）適合線纜進(jìn)出的管道（管內(nèi)直徑不小于4 cm）。

3.3 防雷工程

獨(dú)立建立防雷設(shè)施，直擊雷地網(wǎng)電阻≤4 Ω，感應(yīng)雷采用三級(jí)防護(hù)，一級(jí)為在電源引入總配電箱處安裝電源保護(hù)器；二級(jí)為配電箱輸出端即室外安裝電涌保護(hù)器；三級(jí)為UPS前端插座端安裝電源插座型電涌保護(hù)器；建設(shè)在氣象臺(tái)站的基準(zhǔn)站，如氣象臺(tái)站的防雷設(shè)備能夠滿足建設(shè)的防雷要求，可直接利用。

3.4 通信工程

統(tǒng)一采用最新數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（如MSTP專網(wǎng)），采用專網(wǎng)+硬件防火墻技術(shù)等多層次安全保護(hù)措施。一個(gè)基準(zhǔn)站單獨(dú)享用一條2 M帶寬光纖網(wǎng)絡(luò)，既保證了數(shù)據(jù)流傳輸，又確保了數(shù)據(jù)的安全。

甘肅省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)利用中國電信MSTP專網(wǎng)，形成了“基站—市—省—國家” 的四級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

3.5 設(shè)備安裝調(diào)試

設(shè)備安裝包括GNSS天線安裝、GNSS接收機(jī)安裝、GNSS站電源安裝、防雷設(shè)備安裝、數(shù)據(jù)中心搭建等。

運(yùn)行調(diào)試主要測(cè)試GNSS接收機(jī)數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)情況，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通暢性，管理軟件的各種性能指標(biāo)，流動(dòng)站數(shù)據(jù)接收和在線運(yùn)行情況等。

3.6 坐標(biāo)聯(lián)測(cè)

坐標(biāo)聯(lián)測(cè)需分級(jí)進(jìn)行，以便建立與國際GNSS服務(wù)組織、國家基準(zhǔn)站一致的省域空間參考基準(zhǔn)。

1）將所有建設(shè)的基準(zhǔn)站與國際GNSS服務(wù)組織、國家基準(zhǔn)站聯(lián)測(cè)，建立與其一致的空間參考框架，形成省域框架網(wǎng)。

2）以基準(zhǔn)站為起算依據(jù)，與省域內(nèi)的高等級(jí)大地控制點(diǎn)、似大地水準(zhǔn)面精化成果等聯(lián)測(cè)，形成省域提供精密定位服務(wù)的三維基準(zhǔn)網(wǎng)。

甘肅省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)建立了由120個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)與11個(gè)國際GNSS服務(wù)組織、國家GNSS連續(xù)運(yùn)行站構(gòu)成的框架網(wǎng)，由120個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)、60個(gè)CGCS2000點(diǎn)、114個(gè)C級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)構(gòu)成。

4 結(jié) 語

CORS的建設(shè)，是集測(cè)繪工程、土建工程、地勘工程、防雷工程、網(wǎng)絡(luò)工程、設(shè)備選型于一身的綜合性建設(shè)項(xiàng)目。在建設(shè)過程中，必須遵循各自的建設(shè)規(guī)范，每個(gè)環(huán)節(jié)的差錯(cuò)都會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。CORS的建成在提供高精度、高效率、實(shí)時(shí)的地理空間信息數(shù)據(jù)服務(wù)的同時(shí)，可以帶動(dòng)GNSS技術(shù)在測(cè)繪學(xué)、氣象學(xué)、地震學(xué)、地球物理等學(xué)科的應(yīng)用研究。

[1] 陳俊勇，張鵬，武軍酈，等.關(guān)于在中國構(gòu)建全球?qū)Ш叫l(wèi)星國家級(jí)連續(xù)運(yùn)行站系統(tǒng)的思考[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2007,36(4): 366-369

[2] 李健.衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)及軟件體系設(shè)計(jì)[D].鄭州：信息工程大學(xué)，2007

[3] 杜國慶，龔越新.JSCORS的基準(zhǔn)站分布設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].城市勘測(cè)，2007(3):17-19

[4] 張小波，張俊，陳小虎.在CORS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)短消息自動(dòng)報(bào)警的方法[J].測(cè)繪通報(bào)，2009(6):36-37

[5] 李健，呂志平，喬書波.連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)的演化與發(fā)展趨勢(shì)[J].測(cè)繪科學(xué)，2008(3):44-46

[6] 黃丁發(fā)，丁建偉，夏捷.差分GPS連續(xù)運(yùn)行參考站（網(wǎng)）建設(shè)研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2000(4):375-378

[7] 劉經(jīng)南，劉暉，葉世榕，等. 連續(xù)運(yùn)行多功能差分示范站的建設(shè)與試驗(yàn)[J].測(cè)繪通報(bào)，1999(12):16-19

P228.42

B

1672-4623（2015）03-0034-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.012

牟應(yīng)錄，高級(jí)工程師，主要從事測(cè)繪生產(chǎn)管理工作。

2015-03-03。