趙 鵬，厲芳婷，魏以寬，唐曉霏，林曉靜

（1. 湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074）

隨著我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)已形成較完備的產(chǎn)業(yè)體系，服務(wù)性能不斷提升、應(yīng)用范圍不斷擴大、市場規(guī)?？焖僭鲩L。近年來高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)也在物聯(lián)網(wǎng)、地災(zāi)監(jiān)測、自動駕駛、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用和拓展[1-4]；隨著新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，其作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，將與大數(shù)據(jù)、人工智能等進一步融合深化[5-6]。作為國家重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)對國家安全具有重要影響，對促進北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場發(fā)展具有重要作用。我國屬地殼活動活躍區(qū)，受地殼板塊運動、地面沉降等因素影響，各基準(zhǔn)站實際點位發(fā)生著不同程度的變化，隨著時間的推移點位變化將越來越大[7-8]。我國從1992年開始建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站，已經(jīng)過30年的建設(shè)與發(fā)展；2006—2017年基準(zhǔn)站建設(shè)與應(yīng)用進入快速發(fā)展期，通過資源統(tǒng)籌、技術(shù)融合，構(gòu)建了一個基準(zhǔn)框架統(tǒng)一、功能完備、無縫銜接、服務(wù)高效的全國衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了2000國家大地坐標(biāo)系地心坐標(biāo)框架的維護與更新，構(gòu)建了基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）的國家基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)。2021年度現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)建設(shè)與維持項目數(shù)據(jù)處理報告顯示，全國有省級衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站含?。ㄊ校┗鶞?zhǔn)站2 545 個、國家GNSS 基準(zhǔn)站395個、陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站260余個，共計約3 200個，平均站間距為40~70 km。

1 研究區(qū)概況

湖北省一直走在全國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的前列，2010年原湖北省測繪地理信息局、湖北省地震局和湖北省氣象局共同建成湖北省連續(xù)運行衛(wèi)星參考站（HBCORS），在全省范圍建設(shè)了81個基準(zhǔn)站，集成了氣象專網(wǎng)、地震行業(yè)網(wǎng)和公眾ADSL 網(wǎng)絡(luò)，并建立了省級控制中心。2013年湖北省測繪工程院以HBCORS為基礎(chǔ)，在湖北省中東部地區(qū)建設(shè)了30 個BDS 基準(zhǔn)站，從技術(shù)層面驗證了BDS的可用性。2014—2016年國家現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一期工程在湖北省境內(nèi)共建設(shè)了5 個國家站，進一步完善和加密了HBCORS 網(wǎng)，項目驗收完成后納入HBCORS 網(wǎng)運行和管理。為進一步加強北斗地基增強系統(tǒng)在湖北省的覆蓋能力，2015—2017年湖北省測繪工程院全面開展北斗地基增強系統(tǒng)的建設(shè)工作，通過近3年的努力，已完成了覆蓋全?。?1個站點）的北斗地基增強系統(tǒng)建設(shè)工作，部分站點設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)得以更新和升級，軟硬件設(shè)施實現(xiàn)了國產(chǎn)化本地化，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，完善了系統(tǒng)核心處理軟件，北斗專業(yè)化和社會化服務(wù)能力得到不斷提升。2019年湖北省通過網(wǎng)絡(luò)專線與周邊省市（重慶市、湖南省、江西省、安徽省、陜西?。崿F(xiàn)共享實時數(shù)據(jù)，強化了省界邊緣地區(qū)的網(wǎng)形強度，提升了省界接邊地區(qū)的服務(wù)能力。湖北省北斗高精度位置服務(wù)平臺建設(shè)完成，并納入政府服務(wù)一網(wǎng)通辦，確定為公益化導(dǎo)航定位基準(zhǔn)信息公共服務(wù)。2020年完成了支持北斗三號系統(tǒng)的改造。湖北省已建成一個高精度、高時空分辨率、高效率、高覆蓋率的GNSS綜合信息服務(wù)網(wǎng)，是實現(xiàn)湖北省現(xiàn)代化、大眾化、集約化、高質(zhì)量地球空間信息服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施[9-10]。高精度位置服務(wù)平臺為湖北省內(nèi)的用戶提供了從厘米級到亞米級的實時差分定位服務(wù)，在自然資源、測繪、工程施工、氣象、地質(zhì)研究等方面為社會大眾提供了高效可靠的導(dǎo)航定位服務(wù)。湖北省GNSS 基準(zhǔn)站分布見圖1，平均基線長約為54 km。

圖1 湖北省GNSS基準(zhǔn)站分布圖

2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本文采用的數(shù)據(jù)為已有歷史建站、站點搬遷、設(shè)備更新、年度基準(zhǔn)站巡檢調(diào)查等資料。

工作開展前先組織相關(guān)調(diào)查人員學(xué)習(xí)相關(guān)文檔，并準(zhǔn)備好筆記本電腦、網(wǎng)線、插線板、網(wǎng)線測試儀、交換機、功分器、天線饋線、備用接收機、備用天線等相關(guān)設(shè)備；再申請車輛攜帶上述相關(guān)設(shè)備前往基準(zhǔn)站站點開展工作。調(diào)查內(nèi)容包括站點遷建、設(shè)備更新、站點托管人變更、點之記環(huán)境變化、供電供網(wǎng)、防雷、室內(nèi)室外監(jiān)控情況等。

3 普查方法和關(guān)鍵問題處理

3.1 普查內(nèi)容

通過2022年的巡檢工作確認(rèn)站點室內(nèi)外環(huán)境變化、搬遷情況以及系統(tǒng)運行和維護情況，對基準(zhǔn)站硬件（GNSS 接收機、GNSS 天線、供電電源、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、防雷設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備等）進行檢查和維護，形成完整且時效性強的總體統(tǒng)計報告和單個站點的普查報告?？傮w統(tǒng)計報告內(nèi)容包括所有基準(zhǔn)站統(tǒng)計情況、更新全省站點分布圖、站點維護和托管情況、站點運行現(xiàn)狀、站點建設(shè)規(guī)劃等。單個站點普查報告內(nèi)容包括站點名稱、站點編號編碼、站點建設(shè)時間、站點設(shè)備登記明細(xì)表、站點托管人情況、站點各種設(shè)備現(xiàn)時照片等，若站點有遷建情況，則需補充站點遷建情況登記表。

3.2 主要技術(shù)流程

基準(zhǔn)站站點巡檢調(diào)查工作的主要內(nèi)容和步驟為：①設(shè)計基準(zhǔn)站普查實施方案；②收集整理已有資料，包括已有歷史建站、站點搬遷、設(shè)備更新、2020—2021年基準(zhǔn)站巡檢調(diào)查等；③2022年基準(zhǔn)站信息變更情況調(diào)查，包括站點遷建、設(shè)備更新、站點托管人變更、點之記環(huán)境變化、供電供網(wǎng)、防雷、室內(nèi)室外監(jiān)控情況等；④資料更新，對新建站點重新制作影像圖和交通略圖，填寫設(shè)備更換和托管人變更信息表，更新周邊環(huán)境變化區(qū)域照片，填寫網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、防雷改造設(shè)施信息，更新室內(nèi)室外監(jiān)控變化信息；⑤成果生成。

每個基準(zhǔn)站站點的工作完成后，需建立基準(zhǔn)站點普查文件目錄，目錄名由站點所在行政區(qū)號和數(shù)字組成；及時填寫基準(zhǔn)站普查登記表（doc 格式），分室內(nèi)、室外和站點搬遷改造登記表等，內(nèi)容包括站點編號編碼、站點位置、站點建設(shè)單位和時間、站點設(shè)備明細(xì)、站點托管人、站點各種設(shè)備照片以及站點搬遷改造等。根據(jù)普查報告表制作基準(zhǔn)站信息匯總表（xls格式）；制作2013—2022年站點變化后年度分布圖（jpg 格式），填寫站點點之記表（doc 格式）；完成統(tǒng)計報告（doc格式）。

3.3 關(guān)鍵問題與處理原則

1）基準(zhǔn)站站點建成時間不一，個別早期建設(shè)的基準(zhǔn)站基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備由于外部環(huán)境變化（主要是網(wǎng)絡(luò)、電力、觀測室位置的變化）產(chǎn)生了一些新的問題，如氣象局內(nèi)部地溝存在局部坍塌、饋線長度不足、室內(nèi)防雷體系不健全等。根據(jù)收集整理的資料，對比現(xiàn)場環(huán)境，記錄站點遷建、周邊環(huán)境發(fā)生變化的站點，拍攝站點室內(nèi)外環(huán)境照片，記錄站點位置，更新點之記內(nèi)容。

2）系統(tǒng)中基準(zhǔn)站遍布全省，由于觀測條件惡劣、設(shè)備常年運行，系統(tǒng)設(shè)備老化問題日益嚴(yán)重，且因雷擊等意外原因?qū)е虏煌潭鹊膿p毀，基準(zhǔn)站接收機超期運行現(xiàn)象普遍。檢測GNSS 接收機及其天線主要設(shè)備的完好性、線纜磨損情況、天線安置情況，對損壞接收機進行更換并做相應(yīng)記錄。

3）記錄站點托管人變更、站點供電供網(wǎng)、防雷和室內(nèi)外監(jiān)控情況。

4）檢測與維護基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作狀態(tài)、傳輸速率、誤碼率、延遲時間、丟包率、網(wǎng)絡(luò)安全等；維護基準(zhǔn)站機柜及其周邊的環(huán)境衛(wèi)生，并對設(shè)備做好防火、防潮、防盜等保護工作，消除安全隱患。

3.4 質(zhì)量控制

為規(guī)范基準(zhǔn)站普查工作的開展，保證整體工作質(zhì)量，在項目開始實施前組織技術(shù)人員充分學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實施方案，掌握普查技術(shù)要求，熟悉各站點的方位和設(shè)備配置，并檢查準(zhǔn)備的專業(yè)工具是否齊全。由于外業(yè)工作分布在全省，范圍廣、跨度大，大多數(shù)站點在氣象局或地震局場站內(nèi)，出發(fā)前一定要規(guī)劃好線路，及時與共建方取得聯(lián)系，合理安排好站點工作時間；同時要充分考慮天氣因素，關(guān)注野外行車安全。工作中嚴(yán)格按照方案中要求的野外站工作內(nèi)容和步驟實施，細(xì)致完成好現(xiàn)場的每一項工作內(nèi)容，并及時做好記錄。外業(yè)工作結(jié)束后，撤離前需與中心系統(tǒng)控制組及時回復(fù)各項檢查維護情況，保證一切正常才能離開現(xiàn)場，并與托管人確認(rèn)工作內(nèi)容，現(xiàn)場無法解決的問題應(yīng)及時向項目負(fù)責(zé)人匯報，調(diào)整解決方案盡量及時解決，并記錄好解決的全過程。每個站點普查結(jié)束后，按要求及時完善站點普查報告。

項目質(zhì)量檢查組對匯編的普查報告進行100%的內(nèi)查，并提出整改完善意見，監(jiān)督作業(yè)員及時修改，院質(zhì)量管理科對項目過程成果進行抽檢。全省站點普查工作結(jié)束后，報院質(zhì)量管理科對該項目進行最終檢查和驗收。檢查內(nèi)容包括：①成果完整性，成果數(shù)量是否與設(shè)計方案一致，內(nèi)容是否缺失；②成果一致性，普查報告格式是否統(tǒng)一，其他成果是否與設(shè)計格式一致；③成果準(zhǔn)確性，內(nèi)容是否正確。

4 結(jié) 語

本次普查能詳細(xì)掌握湖北省GNSS 衛(wèi)星導(dǎo)航基準(zhǔn)站現(xiàn)狀，為今后湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)和地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐，為我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。今后需繼續(xù)完善湖北省高精度位置服務(wù)工作，向各專業(yè)領(lǐng)域提供穩(wěn)定可靠的高精度位置服務(wù)，滿足國土空間規(guī)劃、自然生態(tài)修復(fù)、地災(zāi)監(jiān)測預(yù)警等多方面需求；同時需不斷適應(yīng)新時期衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)社會化應(yīng)用的新需求、新市場，努力做好社會化應(yīng)用，逐步擴大用戶群體，助推湖北省北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展。