陳 明，武軍酈

(1.國家基礎(chǔ)地理信息中心,北京 100830；2.武漢大學(xué) 測繪學(xué)院，湖北 武漢 400079；3.導(dǎo)航與位置服務(wù)國家測繪地理信息局重點實驗室，北京 100830)

0 引 言

衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站是國家空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是對衛(wèi)星導(dǎo)航信號進行長期連續(xù)觀測，獲取取觀測數(shù)據(jù)，并由通信設(shè)施將觀測數(shù)據(jù)實時或定時傳送至數(shù)據(jù)中心的地面固定觀測站?；鶞收緮?shù)據(jù)經(jīng)分析處理并形成差分修正信息，可以大幅提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度，為國土、測繪、交通、海洋、氣象、地震等行業(yè)提供高精度位置坐標(biāo)和相關(guān)服務(wù)。

為更加全面地掌握我國基準站建設(shè)應(yīng)用情況，更好地服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展，有必要對我國基準站進行調(diào)查并對其現(xiàn)狀和存在的問題進行分析評估?；鶞收驹u估分析有利于我國基準站建設(shè)、運維、服務(wù)等各環(huán)節(jié)規(guī)范化運行，消除現(xiàn)實存在的安全風(fēng)險，并促進基準站科學(xué)規(guī)劃、有序建設(shè)、保障安全、高效利用，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供更有力支撐。

1 調(diào)查范圍

全國基準站調(diào)查的范圍包括國務(wù)院各有關(guān)部門、各省（自治區(qū)、直轄市）、各企事業(yè)單位和社會組織在我國境內(nèi)建設(shè)的各種用途的基準站，調(diào)查統(tǒng)計時間為2015年10月。調(diào)查的內(nèi)容主要包括基準站的位置、權(quán)屬、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)惹闆r，以及基準站組網(wǎng)運行后的站網(wǎng)規(guī)模、服務(wù)區(qū)域、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用服務(wù)等。

2 調(diào)查結(jié)果分析

2.1 基準站（網(wǎng)）數(shù)量

基準站網(wǎng)是由若干個基準站、數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成，用于維持和更新國家和區(qū)域地心坐標(biāo)參考框架，提供數(shù)據(jù)、定位、授時及其他服務(wù)的系統(tǒng)。本文中將至少包含3個基準站并可獨立進行數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用服務(wù)的系統(tǒng)稱為基準站網(wǎng)，其他未組網(wǎng)運行的基準站為單基準站。據(jù)統(tǒng)計，截止到2015年10月,我國境內(nèi)共建設(shè)運行了4 579個基準站，其中3 578個基準站組成了222個基準站網(wǎng)運行，1 001個基準站為單基準站。

從我國基準站的總體建設(shè)規(guī)模上分析，我國基準站數(shù)量在世界上可排在前列。與英、美、德等發(fā)達國家相比，從站點數(shù)量、站點密度和平均站間距等方面看，我國均已達到較高水平。但是我國基準站網(wǎng)的資源整合利用率較低，應(yīng)用的廣度和深度與上述發(fā)達國家尚有一定差距。

2.2 行業(yè)分布

基準站建設(shè)應(yīng)用分布在各行各業(yè)，基本上所有國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相關(guān)的行業(yè)都有涉及，很多企業(yè)也自主建設(shè)了基準站網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計，在基準站建設(shè)的各行業(yè)中，測繪地理信息部門共建設(shè)和管理運維了51%的基準站，是建設(shè)基準站數(shù)量最多的部門。其他行業(yè)包括國土、氣象、地震、規(guī)劃等，具體各行業(yè)建站數(shù)據(jù)見表1。

表1 基準站建設(shè)行業(yè)分布Tab.1 The industry distribution for reference stations construction

2.3 設(shè)備類型

2.3.1 設(shè)備國產(chǎn)率

GNSS接收機是基準站的主要組成部分和關(guān)鍵觀測設(shè)備，本文主要對GNSS接收機進行統(tǒng)計分析。據(jù)統(tǒng)計，目前我國基準站安裝的GNSS接收機品牌包括36種類型，其中進口品牌的GNSS接收機占總數(shù)量的63%，國產(chǎn)品牌為37%，兩者比例約為5:3。分析其原因在于：國產(chǎn)品牌的接收機起步較晚，其性能、穩(wěn)定性以及服務(wù)管理軟件的研發(fā)積累時間較短，造成目前國產(chǎn)相對進口品牌占有率較低。但是近幾年國產(chǎn)GNSS接收機廠商在北斗芯片研發(fā)、接收機定位精度、設(shè)備穩(wěn)定性以及軟件系統(tǒng)研發(fā)等方面不斷進步，市場份額逐步接近并超越進口設(shè)備。

2.3.2 北斗系統(tǒng)兼容性

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已逐步組網(wǎng)完成，我國也出臺了相關(guān)文件促進北斗系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。據(jù)統(tǒng)計，我國基準站所配備的GNSS接收機中支持北斗系統(tǒng)約占42%，不支持北斗系統(tǒng)的約占58%。分析原因在于：雖然我國主流國產(chǎn)GNSS接收機設(shè)備基本支持北斗系統(tǒng)（主要包括南方測繪、中海達、上海華測、和芯星通、上海司南等），但多數(shù)早期安裝的進口GNSS接收機設(shè)備不支持北斗系統(tǒng)，造成支持北斗系統(tǒng)的站點不到總數(shù)的一半。不過進口設(shè)備廠商紛紛加大了對北斗系統(tǒng)的研發(fā)力度，幾家進口設(shè)備廠商的最新型GNSS接收機如Trimble NETR9、Leica GR25和GR30等也均支持北斗系統(tǒng)。另外，各基準站網(wǎng)近年來也陸續(xù)啟動了基準站優(yōu)化升級或北斗地基增強系統(tǒng)改造建設(shè)等工程，兼容北斗系統(tǒng)的基準站比例會逐步加大。

2.4 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是基準站的重要組成部分，是實現(xiàn)基準站數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控管理等任務(wù)的重要保障?；鶞收揪W(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)布環(huán)節(jié)的安全防護十分重要，如果不加強對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)前后兩端的安全管理，可能對國家安全造成潛在的威脅。據(jù)統(tǒng)計，我國27%的基準站通過互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸觀測數(shù)據(jù)，59%的基準站網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)下載精密星歷、鐘差數(shù)據(jù)，93%的基準站網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)向外播發(fā)差分改正數(shù)據(jù)。

各省級和國家級基準站數(shù)據(jù)傳輸渠道基本采用了專網(wǎng)方式，即在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)專線上構(gòu)建IPSec VPN隧道，用商用密碼加密保護后傳輸至數(shù)據(jù)中心，專網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)安全性。部分市縣級基準站網(wǎng)、大多數(shù)單基準站則采用了互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)線直連等方式，這種方式使得基準站數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間無必要的安全措施及安全防護設(shè)備，任何一個能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備和終端，一旦獲取到了基準站的網(wǎng)絡(luò)地址、端口號以及密鑰等信息，均可獲取到基準站觀測數(shù)據(jù)和成果，存在一定的安全隱患。

2.5 數(shù)據(jù)中心軟件

數(shù)據(jù)中心是基準站觀測數(shù)據(jù)的集散地和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹袠?，也是運維監(jiān)控中心和應(yīng)用服務(wù)中心，數(shù)據(jù)中心的站點管理、運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)解算、應(yīng)用服務(wù)等各類功能是通過數(shù)據(jù)中心軟件實現(xiàn)的。據(jù)統(tǒng)計，我國基準站網(wǎng)數(shù)據(jù)中心軟件主要包括6種進口軟件和9種國產(chǎn)軟件，其中進口軟件包括GPSNET、PIVOT、Spider、TOPNET(+)等，管理了54%的基準站網(wǎng)和67%的基準站；國產(chǎn)軟件包括NRS、ZNetCaster、ZNETVR、CRNET、APIS NET、FOIFNET等，管理了46%的基準站網(wǎng)和33%的基準站。分析其原因在于：國產(chǎn)軟件多用于中小規(guī)模的基準站網(wǎng)和單基準站，而大多省級基準站網(wǎng)數(shù)據(jù)中心軟件采用了進口軟件，從側(cè)面表明國產(chǎn)軟件在系統(tǒng)穩(wěn)定性、電離層改正算法、管理功能完備性等方面與國外軟件尚有一定差距。

3 存在的問題

3.1 數(shù)據(jù)傳輸和服務(wù)存在安全隱患

目前部分基準站網(wǎng)和大多單基準站，其基準站數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)服務(wù)分發(fā)采用互聯(lián)網(wǎng)或基于互聯(lián)網(wǎng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)方式，存在數(shù)據(jù)被非法獲取的安全隱患。部分基準站網(wǎng)和單基準站的數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)之間沒有采取相應(yīng)的安全措施及安裝防護設(shè)備，可以直接與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通，存在成果外泄的安全隱患。另外，個別基準站網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)嵌入了區(qū)域似大地水準面精化模型和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，不滿足安全要求。

3.2 安全管理制度不健全

基準站網(wǎng)安全管理制度涉及管理人員、機房場所、設(shè)備管理維護、用戶登記、數(shù)據(jù)保密等制度。部分基準站網(wǎng)和大多單基準站，沒有建立相應(yīng)的安全管理制度，基準站網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全、用戶管理等工作不規(guī)范。

部分基準站網(wǎng)及大部分單基準站在涉密測繪成果管理制度不健全，部分單基準站無相應(yīng)的機房及管理設(shè)施。部分單基準站電腦未安裝病毒安全防護軟件，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和涉密計算機沒有登記備案并粘貼涉密標(biāo)識。

3.3 用戶管理不規(guī)范

部分基準站網(wǎng)的用戶審批、注冊、管理不到位，存在較多漏洞，多數(shù)單基準站沒有建立用戶注冊登記使用臺賬，用戶管理不到位，登記記錄缺失。在提供基準站數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)時，未與用戶辦理注冊、審核、備案等相關(guān)管理手續(xù)；多數(shù)單位在提供服務(wù)時，沒有對設(shè)備和用戶賬號進行關(guān)聯(lián)性管理，存在注冊用戶賬號數(shù)多于設(shè)備數(shù)量的情況。

3.4 數(shù)據(jù)安全意識不足

部分單位對基準站及數(shù)據(jù)中心安全不重視，數(shù)據(jù)保密意識有待加強。部分單位，尤其是丙級以下測繪資質(zhì)或縣級管理單位，由于對技術(shù)、設(shè)備的不熟悉，管理者和用戶的安全意識均較為淡薄。

3.5 基準站運維管理無序

部分基準站網(wǎng)和單基準站運維單位對基準站安全認識不足，將基準站網(wǎng)運維管理交于基準站設(shè)備供應(yīng)商，或經(jīng)常授權(quán)設(shè)備供應(yīng)商的技術(shù)員實施遠程操控進行基準站服務(wù)器計算機里的用戶管理和系統(tǒng)維護，甚至部分單基準站直接通過互聯(lián)網(wǎng)將站點數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)備廠商云平臺進行托管服務(wù)，導(dǎo)致自身無法對基準站數(shù)據(jù)進行管控并存在數(shù)據(jù)泄密和對外任意播發(fā)的安全風(fēng)險。

3.6 基準站網(wǎng)運維服務(wù)專業(yè)人員缺乏

部分基準站網(wǎng)和大多單基準站缺乏專業(yè)的管理技術(shù)人員?；鶞收竟芾砣藛T在基準站網(wǎng)維護與服務(wù)管理等方面缺乏相關(guān)的基本專業(yè)知識。部分基準站的管理部門是國土資源局測繪科室負責(zé)，實際管理、使用和維護由下屬單位承擔(dān)；也有些單位委托設(shè)備供應(yīng)商負責(zé)設(shè)備維護管理。專業(yè)人員缺失造成了權(quán)責(zé)不清，也存在安全隱患。

4 幾點思考

4.1 加強基準站網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)管評估

我國各行業(yè)在基準站建設(shè)初期都會對軟硬件系統(tǒng)進行性能評估，但由于目前國內(nèi)沒有統(tǒng)一的安全評估要求和監(jiān)督管理機構(gòu)，缺乏有效的監(jiān)管，造成大多基準站沒有進行信息安全評估。無論進口還是國產(chǎn)的軟硬件系統(tǒng)，通常都有不完善的地方或存在安全漏洞，有些甚至?xí)藶樵O(shè)置“后門”或后臺進程。針對這種對軟硬件缺乏有效監(jiān)管和評估的情況，應(yīng)加強對基準站網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)管評估，消除基準站網(wǎng)數(shù)據(jù)成果應(yīng)用的安全隱患。

4.2 加強基準站網(wǎng)數(shù)據(jù)成果資源整合

由于沒有整體規(guī)劃，各行業(yè)部門、各地區(qū)建設(shè)前沒有進行有效溝通，信息無法有效共享，造成我國各基準站系統(tǒng)彼此獨立，在技術(shù)和服務(wù)層面也難以形成很好的銜接。針對上述問題，應(yīng)搭建全國基準站備案管理系統(tǒng)和全國基準站數(shù)據(jù)交換和共享平臺，實現(xiàn)全國基準站信息和數(shù)據(jù)交換共享，各類數(shù)據(jù)匯集、整網(wǎng)處理、數(shù)據(jù)共享和成果發(fā)布，實現(xiàn)全國站網(wǎng)數(shù)據(jù)資源的高度融合。切實解決基準站建設(shè)和服務(wù)混亂無序等問題，加大資源整合力度，推動基準站建設(shè)和應(yīng)用更好地服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全需要。對于在已有基準站旁再行新建，以及部分城市和地區(qū)建站密度已飽和的情況，應(yīng)通過改造、利用等方式實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用，而不再新建基準站以免資源浪費。

4.3 加快自主軟硬件研發(fā)

由于國產(chǎn)品牌的接收機相對進口品牌起步較晚，在設(shè)備穩(wěn)定性、服務(wù)管理軟件研發(fā)等方面仍存在一定差距。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，以北斗為主體、兼容其他GNSS衛(wèi)星的多系統(tǒng)集成成為當(dāng)前基準站建設(shè)的重要任務(wù)。我國在建和已建成的關(guān)系國計民生的重要領(lǐng)域和重大工程應(yīng)使用兼容多系統(tǒng)的國產(chǎn)品牌設(shè)備，并逐步推進我國所有基準站實現(xiàn)多系統(tǒng)兼容。此外，應(yīng)推動我國自主品牌廠商對衛(wèi)星導(dǎo)航核心基礎(chǔ)產(chǎn)品升級，促進高性價比的導(dǎo)航、授時、精密測量、測姿定向等通用產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)。支持國產(chǎn)軟硬件廠商加快突破核心芯片、軟件和高端產(chǎn)品的發(fā)展瓶頸，著力提升芯片設(shè)計水平和制造工藝，提高芯片集成度，降低能耗。推動骨干企業(yè)和科研院所加大北斗基準站網(wǎng)軟件的研發(fā)力度，打破國外廠商在基準站網(wǎng)軟硬件技術(shù)領(lǐng)域的壟斷現(xiàn)狀，整體推動我國測繪裝備國產(chǎn)化和測繪產(chǎn)品國際化進程，為推動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進展奠定基礎(chǔ)。

4.4 推動基準站網(wǎng)標(biāo)準體系建設(shè)

當(dāng)前基準站網(wǎng)存在的突出問題是如何加強對新建和已有基準站的統(tǒng)一監(jiān)督管理以及保障數(shù)據(jù)安全，統(tǒng)一標(biāo)準、統(tǒng)一監(jiān)管有利于維護基準站的安全性、可靠性和廣泛的適用性，是促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必要前提，更是維護國家安全的有力保障。為此，應(yīng)統(tǒng)籌考慮基準站系統(tǒng)建設(shè)、運行、服務(wù)、管理、質(zhì)量等各方面對標(biāo)準的需求，構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)、開放兼容、完整協(xié)調(diào)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站標(biāo)準體系，提出急需制修訂的標(biāo)準，為統(tǒng)一的標(biāo)準制修訂計劃提供依據(jù)，以協(xié)調(diào)基準站建設(shè)、規(guī)范監(jiān)督管理、保證服務(wù)質(zhì)量、保障數(shù)據(jù)安全。標(biāo)準體系框架如圖1所示。

圖 1 衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站標(biāo)準體系框架Fig.1 The standard system framework for reference stations by using GNSS

目前已發(fā)布了《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行基準站網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》1項國家標(biāo)準和《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行基準站網(wǎng)運行維護技術(shù)規(guī)范》等2項測繪行業(yè)標(biāo)準，在研的有《衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站網(wǎng)與安全管理要求》《衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站網(wǎng)服務(wù)規(guī)范》等10項國家標(biāo)準和《衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站接收機產(chǎn)品規(guī)范》等2項測繪行業(yè)標(biāo)準。在基準站標(biāo)準編制過程中，應(yīng)注重各項標(biāo)準之間的內(nèi)容協(xié)調(diào)性和技術(shù)指標(biāo)一致性，搭建衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站標(biāo)準示范平臺，用于測試驗證各項標(biāo)準的適用性。另外，應(yīng)推動基準站軍民標(biāo)準通用化和資源共享，制定安全領(lǐng)域的強制應(yīng)用標(biāo)準。按照“科學(xué)規(guī)劃、資源共享、促進發(fā)展”的原則，統(tǒng)籌考慮并滿足各行業(yè)、各領(lǐng)域?qū)鶞收镜慕ㄔO(shè)和應(yīng)用需求。

4.5 拓展社會化應(yīng)用服務(wù)創(chuàng)新

雖然我國衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站建設(shè)數(shù)量已達到國際先進水平，但是基準站的利用率仍然與發(fā)達國家有所差距。據(jù)統(tǒng)計，目前我國基準站網(wǎng)應(yīng)用范圍仍主要在坐標(biāo)框架維護更新、高精度導(dǎo)航定位等領(lǐng)域，相對而言社會大眾應(yīng)用和衍生應(yīng)用開發(fā)不足。因此，我國應(yīng)結(jié)合新一代信息技術(shù)發(fā)展，創(chuàng)新衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用服務(wù)模式，加強衛(wèi)星導(dǎo)航與國民經(jīng)濟社會發(fā)展重要行業(yè)的深度融合，大力推進衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品和服務(wù)在各行業(yè)及領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，推進衛(wèi)星導(dǎo)航與物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、三網(wǎng)融合等廣泛融合與聯(lián)動，積極鼓勵開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。推動形成行業(yè)綜合應(yīng)用解決方案，提升行業(yè)運行效率，促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。以位置服務(wù)為主線，創(chuàng)新商業(yè)和服務(wù)模式，構(gòu)建位置信息綜合服務(wù)體系。重點推動衛(wèi)星導(dǎo)航功能成為車載導(dǎo)航和智能手機終端的標(biāo)準配置，促進其在社會服務(wù)、旅游出行、弱勢群體關(guān)愛、智慧城市等方面的多元化應(yīng)用，推動大眾應(yīng)用規(guī)?；l(fā)展。

5 結(jié)束語

近年來，我國基準站的建設(shè)和服務(wù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用范圍越來越廣，為滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對高精度空間地理信息需求提供了有力支撐，對推動我國的經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展起到了積極作用。但由于缺少頂層規(guī)劃和設(shè)計、管理監(jiān)管力度不足，我國基準站網(wǎng)目前存在著統(tǒng)籌規(guī)劃不夠、法規(guī)標(biāo)準不完善、有效監(jiān)管缺乏、數(shù)據(jù)安全存在隱患等問題。因此，我國當(dāng)前應(yīng)加強基準站建設(shè)應(yīng)用管理，制定和完善基準站標(biāo)準體系，建立健全基準站管理和服務(wù)動態(tài)監(jiān)管常態(tài)化機制，推動基準站網(wǎng)相關(guān)軟硬件和服務(wù)創(chuàng)新，促進基準站科學(xué)規(guī)劃、有序建設(shè)、保障安全、高效利用，更好地服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展。