省域連續運行衛星定位綜合服務系統建設

牟應錄，周 星

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

省域連續運行衛星定位綜合服務系統建設

牟應錄1，周 星2

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

以甘肅省實際建設情況為例，闡述了省域連續運行衛星定位綜合服務系統(CORS)的總體架構，從建設原則、基站勘選、土建工程、防雷工程、坐標聯測、系統調試運行等方面進行了論述，對CORS系統的建設具有一定的指導意義。

省域；CORS；建設；思考

1 建設目的

隨著CORS技術的出現，傳統測繪地理信息服務發生翻天覆地的變化。建設CORS的目的主要在于，在境內建立與國家空間坐標參考框架相統一的、無縫的、三維的、動態的區域參考框架，逐步替代傳統的大地基準服務；結合似大地水準面模型等研究成果，建立高精度的導航定位服務平臺；在區域范圍內，通過現代通信手段提供多種精度、多種模式的導航和定位服務；具備事后精密定位服務功能；在通信條件具備的地區能夠向用戶提供實時動態定位服務；為氣象、地震等部門提供應用研究服務[1,2]。

2 建設原則

結合甘肅省建設原則，省域連續運行衛星定位綜合服務系統建設的原則如下。

1）整合資源，整合中國大陸構造環境監測網絡、國家現代測繪基準體系基礎設施、部分市（州）系統等現有資源；

2）共建共享，聯合國土、氣象、地震等多個部門，充分發揮各自優勢合作建設，實現數據資源共享；

3）全面布網，在省域范圍內根據規范統一布網，形成權威、統一的面向社會的空間定位信息綜合服務平臺；

4）技術先進，結合地域特征，選擇先進的技術和設備，解決河流、湖泊以及高山對高精度實時定位的影響；

5）科學管理，項目實施過程中必須做到科學管理。

3 建設流程

CORS接收設備應根據當地自然環境、基站密度、網絡資源、用戶數量以及需要接收衛星信號的種類選用，最好具備接收多星系統，能接收COMPASS B1、B2、B3頻段數據。同時，還可為COMPASS在中國的信號增強提供基礎設施。選擇適合本地特點的CORS管理軟件。選擇高性能的UPS，以保證斷電24 h內能正常運行。 數據中心需配備數據庫服務器、設備管理及數據存儲服務器、VRS服務器、播發服務器。

系統建設的主要流程如圖1。

圖1 建設主要流程圖

3.1 站址勘選

站址勘選要注意以下2個方面：

1）環境測試數據采集率為1 s，與系統實時數據流采集率一致，能直觀反映數據質量情況。

2）增加周跳的指標要求，結合IGS站運行情況對周跳細致要求，CSR=1 000/(o/slps)﹤5。

根據上述要求，并綜合考慮地勢、電力、通信、地質構造等因素，甘肅省勘選120個連續運行基準站點，平均間距59.3 km。酒泉市區域地勢平坦、觀測環境普遍較好，站點之間的平均間距81.9 km；隴南市區域山大溝深，受電離層影響較大，布網時加密了站點，平均間距50.7 km。

3.2 基準站土建（以甘肅省土層觀測墩為例）

1）整網盡可能采用地面站，一方面地面站（土層墩、基巖墩）具有高穩定性，能夠長期發揮其作用；另一方面，通過長期的監測、分析，研究各地區的形變特征，可作為建立板塊運動、地震監測的數字基礎。

2）觀測墩為鋼筋混凝土結構，高出地面3.2 m，結構包括地下基座、地下墩體和地面觀測墩。地下基座規格不低于1.5×1.5×0.5 m；地下墩體規格不低于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。地面觀測墩根據GNSS設備，直徑一般為0.38 m，高3 m左右。

3）觀測墩頂端安裝的強制對中裝置嚴格整平，墩內加裝（或預埋）適合線纜進出的管道（管內直徑不小于4 cm）。

3.3 防雷工程

獨立建立防雷設施，直擊雷地網電阻≤4 Ω，感應雷采用三級防護，一級為在電源引入總配電箱處安裝電源保護器；二級為配電箱輸出端即室外安裝電涌保護器；三級為UPS前端插座端安裝電源插座型電涌保護器；建設在氣象臺站的基準站，如氣象臺站的防雷設備能夠滿足建設的防雷要求，可直接利用。

3.4 通信工程

統一采用最新數據傳輸技術（如MSTP專網），采用專網+硬件防火墻技術等多層次安全保護措施。一個基準站單獨享用一條2 M帶寬光纖網絡，既保證了數據流傳輸，又確保了數據的安全。

甘肅省衛星定位連續運行基準站網利用中國電信MSTP專網，形成了“基站—市—省—國家” 的四級通信網絡數據傳輸系統。

3.5 設備安裝調試

設備安裝包括GNSS天線安裝、GNSS接收機安裝、GNSS站電源安裝、防雷設備安裝、數據中心搭建等。

運行調試主要測試GNSS接收機數據接收、存儲情況，網絡環境通暢性，管理軟件的各種性能指標，流動站數據接收和在線運行情況等。

3.6 坐標聯測

坐標聯測需分級進行，以便建立與國際GNSS服務組織、國家基準站一致的省域空間參考基準。

1）將所有建設的基準站與國際GNSS服務組織、國家基準站聯測，建立與其一致的空間參考框架，形成省域框架網。

2）以基準站為起算依據，與省域內的高等級大地控制點、似大地水準面精化成果等聯測，形成省域提供精密定位服務的三維基準網。

甘肅省衛星定位連續運行基準站網建立了由120個基準站點與11個國際GNSS服務組織、國家GNSS連續運行站構成的框架網，由120個基準站點、60個CGCS2000點、114個C級GPS網點構成。

4 結 語

CORS的建設，是集測繪工程、土建工程、地勘工程、防雷工程、網絡工程、設備選型于一身的綜合性建設項目。在建設過程中，必須遵循各自的建設規范，每個環節的差錯都會影響到整個系統的高效運行。CORS的建成在提供高精度、高效率、實時的地理空間信息數據服務的同時，可以帶動GNSS技術在測繪學、氣象學、地震學、地球物理等學科的應用研究。

[1] 陳俊勇，張鵬，武軍酈，等.關于在中國構建全球導航衛星國家級連續運行站系統的思考[J].測繪學報，2007,36(4): 366-369

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[3] 杜國慶，龔越新.JSCORS的基準站分布設計與試驗[J].城市勘測，2007(3):17-19

[4] 張小波，張俊，陳小虎.在CORS系統實現短消息自動報警的方法[J].測繪通報，2009(6):36-37

[5] 李健，呂志平，喬書波.連續運行參考站網的演化與發展趨勢[J].測繪科學，2008(3):44-46

[6] 黃丁發，丁建偉，夏捷.差分GPS連續運行參考站（網）建設研究[J].西南交通大學學報，2000(4):375-378

[7] 劉經南，劉暉，葉世榕，等. 連續運行多功能差分示范站的建設與試驗[J].測繪通報，1999(12):16-19

P228.42

B

1672-4623（2015）03-0034-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.012

牟應錄，高級工程師，主要從事測繪生產管理工作。

2015-03-03。