盧 立

（1.宜昌市測繪大隊，湖北 宜昌443000）

宜昌CORS并網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用

盧 立1

（1.宜昌市測繪大隊，湖北 宜昌443000）

介紹了宜昌市連續(xù)運行參考站（宜昌CORS）系統(tǒng)建站、并網(wǎng)、新增參考站的流程，以及宜昌CORS并網(wǎng)方式、數(shù)據(jù)中心運行和提供服務(wù)情況，以期給其他運行中的CORS系統(tǒng)并網(wǎng)提供了一定的參考。

CORS；坐標框架；數(shù)據(jù)共享；應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和國民經(jīng)濟及社會發(fā)展信息化進程的進一步加快，城市規(guī)劃管理也向高度依靠信息和技術(shù)的智能型方式轉(zhuǎn)化。近年來，宜昌市的發(fā)展日趨加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模逐年擴大。CORS技術(shù)綜合應(yīng)用已成為基礎(chǔ)測繪和地理信息獲取的重要技術(shù)平臺，是反映當?shù)匦畔⒒降闹匾獦酥綶1]。為了滿足各部門、行業(yè)對CORS使用的需求，提高外業(yè)測繪工作效率，宜昌市測繪大隊于2008年建立并投入運行的宜昌市連續(xù)運行參考站（宜昌CORS）系統(tǒng)在宜昌市區(qū)域內(nèi)布設(shè)了5個參考站，覆蓋面積約為1.7 萬 km2；并于2014年7月對5個參考站進行了設(shè)備升級，由接收GPS、GLONASS雙頻雙星信號升級為接收GPS、GLONASS、BDS三星信號。系統(tǒng)自建成以來一直免費對外提供網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)，不僅大大提高了本單位的外業(yè)工作效率，也為宜昌市的廣大CORS用戶帶來了便利。

1 宜昌CORS合作及并網(wǎng)建設(shè)

1.1 宜昌CORS與HBCORS的合作

為了加強測繪基準的統(tǒng)一管理，充分發(fā)揮CORS的資源效益，廣泛地服務(wù)于社會，湖北省導航與位置服務(wù)中心與宜昌市測繪大隊于2014年4月簽訂了《湖北省北斗地基增強系統(tǒng)宜昌分中心共建協(xié)議》，在宜昌建設(shè)HBCORS分中心，更好地發(fā)揮導航與位置服務(wù)的效能。HBCORS宜昌分中心通過現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)向宜昌區(qū)域提供高精度、三維、動態(tài)、多功能的測繪基準服務(wù)以及多種精度、多種模式的導航和定位服務(wù)，為氣象、地震等部門提供專題數(shù)據(jù)服務(wù)，并為諸多行業(yè)提供導航與位置服務(wù)，將為宜昌市的CORS建設(shè)及CORS應(yīng)用帶來積極意義[2]。

湖北省導航與位置服務(wù)中心和宜昌市測繪大隊之間通過SDH專線實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享，湖北省導航與位置服務(wù)中心將宜昌市范圍內(nèi)及周邊的18個CORS參考站數(shù)據(jù)實時傳輸至宜昌分中心，宜昌分中心再將宜昌CORS參考站的數(shù)據(jù)實時傳輸給湖北省導航與位置服務(wù)中心。

1.2 宜昌CORS并網(wǎng)建設(shè)

由于開展業(yè)務(wù)的需要，宜昌市境內(nèi)國土、航道、測繪等部門各自建設(shè)有自己的CORS網(wǎng)或單基站。為整合宜昌CORS資源，避免重復(fù)建設(shè)的浪費，宜昌CORS近年陸續(xù)與多個單位簽訂合作協(xié)議，完成了對興山、秭歸、長陽3個CORS單基站的并網(wǎng)，并開始提供服務(wù)[3]。宜昌CORS合并單基站采取兩種方式來完成：

1）在參考站端架設(shè)兩條SDH專線，將參考站數(shù)據(jù)分別實時傳輸至建設(shè)單位數(shù)據(jù)中心和宜昌CORS數(shù)據(jù)中心；宜昌CORS數(shù)據(jù)中心再根據(jù)建設(shè)單位的工作需要，將周邊參考站的數(shù)據(jù)通過專線傳輸至建設(shè)單位數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2）將參考站數(shù)據(jù)分發(fā)至建設(shè)單位數(shù)據(jù)中心和宜昌CORS數(shù)據(jù)中心，建設(shè)單位可使用單基站模式獲取服務(wù)，或通過宜昌CORS服務(wù)平臺獲取相關(guān)CORS服務(wù)。

1.3 宜昌CORS新增參考站

根據(jù)宜昌CORS用戶反饋的使用情況，為了加強宜昌CORS的可用性，擴大覆蓋面積，宜昌市測繪大隊于2015年3月完成了對宜昌周邊未覆蓋區(qū)域新增5個參考站的設(shè)備驗收，截至目前宜昌CORS系統(tǒng)已擁有13個北斗三星參考站，覆蓋宜昌全境，可對網(wǎng)內(nèi)及網(wǎng)外30 km內(nèi)的所有用戶提供服務(wù)，覆蓋范圍達到3萬km2，提高了宜昌CORS的定位精度、可靠性和可用性[4]。宜昌CORS參考站分布如圖1所示，綠色為2008年建成的CORS參考站，黃色為合并的CORS參考站，紅色為新增CORS參考站，底圖為宜昌市地圖示意版。

圖1 宜昌CORS參考站分布圖

2 系統(tǒng)建設(shè)及功能

2.1 系統(tǒng)原理

宜昌CORS參考站采用南方測繪的NET S8+C接收機、CR4天線，數(shù)據(jù)中心管理軟件采用南方測繪研制的CORS管理軟件。該軟件提供了全新、透明、可視、實時的測量服務(wù)，能實時了解用戶的信息，并可根據(jù)工作地點選取不同網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)模式，可選擇雙星虛擬參考站、三星虛擬參考站或單基站模式。系統(tǒng)由GNSS基站、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)[5]等單元組成，系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)原理圖

2.2 數(shù)據(jù)運作與流程

系統(tǒng)軟件采用精密星歷和精密鐘差，采集距離最近的3個參考站的同步觀測值進行差分處理，給每個三角形產(chǎn)生一組區(qū)域改正參數(shù)，通過三角網(wǎng)模擬該區(qū)域內(nèi)綜合誤差改正模型。模型覆蓋范圍包括三角網(wǎng)內(nèi)及網(wǎng)外30 km。利用多個基準站觀測數(shù)據(jù)對電離層、對流層、軌道誤差等綜合誤差模型進行優(yōu)化，同時連續(xù)監(jiān)控參考站數(shù)據(jù)的完整性。作業(yè)時，流動站需將自身的點位信息（GGA數(shù)據(jù)）通過GPRS、CDMA 等類型的雙向數(shù)據(jù)通信裝置發(fā)送給中央控制中心。系統(tǒng)根據(jù)流動站位置計算該點由GPS軌道誤差、電離層、對流層和大氣折射引起的誤差，再將該位置改正的綜合誤差發(fā)給流動站。相當于在流動站點位上生成一個“虛擬參考站”作短基線解算。流動站利用中央控制系統(tǒng)發(fā)回的綜合誤差改正數(shù)實現(xiàn)實時差分定位[6]。數(shù)據(jù)流程如圖3所示。

圖3 宜昌CORS數(shù)據(jù)流程圖

3 宜昌CORS應(yīng)用情況

3.1 宜昌CORS的數(shù)據(jù)情況

宜昌CORS數(shù)據(jù)中心與參考站、HBCORS中心通過SDH專線進行點對點的數(shù)據(jù)傳輸，保證了數(shù)據(jù)的完整性和保密性。數(shù)據(jù)采用異地同時備份，除在接收機端進行原始觀測數(shù)據(jù)存儲外（可存儲12個月5 s采樣率數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)中心還通過CORS管理軟件對原始觀測數(shù)據(jù)進行存儲（5 s采樣率），以確保數(shù)據(jù)的安全。除了對參考站原始觀測數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)中心還對各參考站的實時星空圖和衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量進行實時監(jiān)控，做到及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題；并定期將所有參考站與HBCORS、IGS站點進行聯(lián)測，重新解算參考站坐標，對地殼運動造成的參考站位移進行改正。參考站星空圖、觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量如圖4所示。

圖4 參考站星空圖與觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量顯示圖

宜昌CORS從最初建立CORS，到設(shè)備升級、合并單基站，再到新增參考站，其最主要的目的是提高網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)的精度，擴大宜昌CORS的覆蓋范圍，為宜昌CORS用戶提供更好的服務(wù)。目前宜昌CORS提供服務(wù)的主要性能指標見表1。

表1 宜昌CORS性能指標

3.2 宜昌CORS的使用情況

截至2015年8月，在宜昌CORS中心登記的用戶單位達到64家，儀器數(shù)量達到342臺，同時在線用戶最多達到70多個。目前，宜昌CORS主要提供實時網(wǎng)絡(luò)RTK和靜態(tài)后處理服務(wù)。宜昌CORS用戶服務(wù)界面如圖5所示。

圖5 宜昌CORS用戶服務(wù)界面

4 宜昌CORS存在的問題及發(fā)展趨勢

4.1 宜昌CORS存在的問題

1）坐標框架不統(tǒng)一。本著優(yōu)勢互補、資源共享、互惠互利的原則，宜昌CORS不僅與HBCORS簽訂了共建協(xié)議，成立了HBCORS宜昌分中心，還在宜昌市內(nèi)合并其他單位建設(shè)的單基站，打造了廣泛服務(wù)于社會各行業(yè)的導航與位置服務(wù)平臺。但宜昌CORS與HBCORS存在坐標框架不統(tǒng)一的問題，宜昌CORS目前亟待解決的問題是通過與HBCORS參考站及IGS參考站進行聯(lián)測，將宜昌CORS的坐標框架統(tǒng)一到與HBCORS一致的CGCS2000大地坐標框架下。

2）使用行業(yè)單一。目前宜昌CORS用戶數(shù)量雖然很多，但提供的服務(wù)仍局限于簡單的獲取坐標，滿足傳統(tǒng)的測繪需求，沒有發(fā)揮其多元化服務(wù)的效力和潛力。根據(jù)在宜昌CORS中心登記及使用的情況，用戶基本分布在測繪、國土、建設(shè)、交通等部門，在其他部門的應(yīng)用缺乏實質(zhì)性的突破。

4.2 宜昌CORS的發(fā)展趨勢

1）提供高精度實時三維坐標服務(wù)。宜昌市測繪局于2014年完成了城區(qū)2 400 km2范圍的優(yōu)于1 cm似大地水準面精化項目，未來將通過宜昌CORS對外提供高精度的高程改正服務(wù)，這意味著宜昌CORS將由傳統(tǒng)的提供高精度二維平面坐標、高程通過擬合的服務(wù)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁└呔热S實時差分改正服務(wù)方式。

2）統(tǒng)一坐標框架及提供坐標轉(zhuǎn)換服務(wù)。宜昌CORS發(fā)揮的作用不應(yīng)局限于為用戶提供實時的網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)，更重要的在于為宜昌市大地基準的維護與拓展提供基礎(chǔ)保障。目前宜昌市各部門使用的坐標系統(tǒng)包括1980西安坐標系、1954北京坐標系、獨立坐標系、CGCS2000坐標系等，為了提供更高效、便捷的服務(wù)，宜昌CORS中心目前正著手于統(tǒng)一宜昌CORS與HBCORS的坐標框架，建立宜昌市范圍內(nèi)多套坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，為用戶提供多種形式的差分廣播服務(wù)[7]。

3）拓展其他行業(yè)部門應(yīng)用。開展多層次的服務(wù)內(nèi)容，與GIS有機結(jié)合，提高動態(tài)信息管理能力，在政府的行政管理、社會公共服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施和重大工程建設(shè)、發(fā)展智能交通推進交通物流樞紐建設(shè)、推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮作用。

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[3]李征航,黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學出版社,2010:181-188

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B

1672-4623（2017）07-0042-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.013

盧立，工程師，主要從事城市測繪工作。

2016-07-26。