省域连续运行卫星定位综合服务系统建设

牟应录，周 星

（1.甘肃省测绘地理信息局， 甘肃 兰州 730000；2.甘肃省测绘工程院， 甘肃 兰州 730000）

省域连续运行卫星定位综合服务系统建设

牟应录1，周 星2

（1.甘肃省测绘地理信息局， 甘肃 兰州 730000；2.甘肃省测绘工程院， 甘肃 兰州 730000）

以甘肃省实际建设情况为例，阐述了省域连续运行卫星定位综合服务系统(CORS)的总体架构，从建设原则、基站勘选、土建工程、防雷工程、坐标联测、系统调试运行等方面进行了论述，对CORS系统的建设具有一定的指导意义。

省域；CORS；建设；思考

1 建设目的

随着CORS技术的出现，传统测绘地理信息服务发生翻天覆地的变化。建设CORS的目的主要在于，在境内建立与国家空间坐标参考框架相统一的、无缝的、三维的、动态的区域参考框架，逐步替代传统的大地基准服务；结合似大地水准面模型等研究成果，建立高精度的导航定位服务平台；在区域范围内，通过现代通信手段提供多种精度、多种模式的导航和定位服务；具备事后精密定位服务功能；在通信条件具备的地区能够向用户提供实时动态定位服务；为气象、地震等部门提供应用研究服务[1,2]。

2 建设原则

结合甘肃省建设原则，省域连续运行卫星定位综合服务系统建设的原则如下。

1）整合资源，整合中国大陆构造环境监测网络、国家现代测绘基准体系基础设施、部分市（州）系统等现有资源；

2）共建共享，联合国土、气象、地震等多个部门，充分发挥各自优势合作建设，实现数据资源共享；

3）全面布网，在省域范围内根据规范统一布网，形成权威、统一的面向社会的空间定位信息综合服务平台；

4）技术先进，结合地域特征，选择先进的技术和设备，解决河流、湖泊以及高山对高精度实时定位的影响；

5）科学管理，项目实施过程中必须做到科学管理。

3 建设流程

CORS接收设备应根据当地自然环境、基站密度、网络资源、用户数量以及需要接收卫星信号的种类选用，最好具备接收多星系统，能接收COMPASS B1、B2、B3频段数据。同时，还可为COMPASS在中国的信号增强提供基础设施。选择适合本地特点的CORS管理软件。选择高性能的UPS，以保证断电24 h内能正常运行。 数据中心需配备数据库服务器、设备管理及数据存储服务器、VRS服务器、播发服务器。

系统建设的主要流程如图1。

图1 建设主要流程图

3.1 站址勘选

站址勘选要注意以下2个方面：

1）环境测试数据采集率为1 s，与系统实时数据流采集率一致，能直观反映数据质量情况。

2）增加周跳的指标要求，结合IGS站运行情况对周跳细致要求，CSR=1 000/(o/slps)﹤5。

根据上述要求，并综合考虑地势、电力、通信、地质构造等因素，甘肃省勘选120个连续运行基准站点，平均间距59.3 km。酒泉市区域地势平坦、观测环境普遍较好，站点之间的平均间距81.9 km；陇南市区域山大沟深，受电离层影响较大，布网时加密了站点，平均间距50.7 km。

3.2 基准站土建（以甘肃省土层观测墩为例）

1）整网尽可能采用地面站，一方面地面站（土层墩、基岩墩）具有高稳定性，能够长期发挥其作用；另一方面，通过长期的监测、分析，研究各地区的形变特征，可作为建立板块运动、地震监测的数字基础。

2）观测墩为钢筋混凝土结构，高出地面3.2 m，结构包括地下基座、地下墩体和地面观测墩。地下基座规格不低于1.5×1.5×0.5 m；地下墩体规格不低于1.0×1.0×H，H为基坑开挖深度，一般为2～3 m，需开挖至原生土且在冻土层以下0.5～1 m。地面观测墩根据GNSS设备，直径一般为0.38 m，高3 m左右。

3）观测墩顶端安装的强制对中装置严格整平，墩内加装（或预埋）适合线缆进出的管道（管内直径不小于4 cm）。

3.3 防雷工程

独立建立防雷设施，直击雷地网电阻≤4 Ω，感应雷采用三级防护，一级为在电源引入总配电箱处安装电源保护器；二级为配电箱输出端即室外安装电涌保护器；三级为UPS前端插座端安装电源插座型电涌保护器；建设在气象台站的基准站，如气象台站的防雷设备能够满足建设的防雷要求，可直接利用。

3.4 通信工程

统一采用最新数据传输技术（如MSTP专网），采用专网+硬件防火墙技术等多层次安全保护措施。一个基准站单独享用一条2 M带宽光纤网络，既保证了数据流传输，又确保了数据的安全。

甘肃省卫星定位连续运行基准站网利用中国电信MSTP专网，形成了“基站—市—省—国家” 的四级通信网络数据传输系统。

3.5 设备安装调试

设备安装包括GNSS天线安装、GNSS接收机安装、GNSS站电源安装、防雷设备安装、数据中心搭建等。

运行调试主要测试GNSS接收机数据接收、存储情况，网络环境通畅性，管理软件的各种性能指标，流动站数据接收和在线运行情况等。

3.6 坐标联测

坐标联测需分级进行，以便建立与国际GNSS服务组织、国家基准站一致的省域空间参考基准。

1）将所有建设的基准站与国际GNSS服务组织、国家基准站联测，建立与其一致的空间参考框架，形成省域框架网。

2）以基准站为起算依据，与省域内的高等级大地控制点、似大地水准面精化成果等联测，形成省域提供精密定位服务的三维基准网。

甘肃省卫星定位连续运行基准站网建立了由120个基准站点与11个国际GNSS服务组织、国家GNSS连续运行站构成的框架网，由120个基准站点、60个CGCS2000点、114个C级GPS网点构成。

4 结 语

CORS的建设，是集测绘工程、土建工程、地勘工程、防雷工程、网络工程、设备选型于一身的综合性建设项目。在建设过程中，必须遵循各自的建设规范，每个环节的差错都会影响到整个系统的高效运行。CORS的建成在提供高精度、高效率、实时的地理空间信息数据服务的同时，可以带动GNSS技术在测绘学、气象学、地震学、地球物理等学科的应用研究。

[1] 陈俊勇，张鹏，武军郦，等.关于在中国构建全球导航卫星国家级连续运行站系统的思考[J].测绘学报，2007,36(4): 366-369

[2] 李健.卫星定位连续运行参考站网的系统架构及软件体系设计[D].郑州：信息工程大学，2007

[3] 杜国庆，龚越新.JSCORS的基准站分布设计与试验[J].城市勘测，2007(3):17-19

[4] 张小波，张俊，陈小虎.在CORS系统实现短消息自动报警的方法[J].测绘通报，2009(6):36-37

[5] 李健，吕志平，乔书波.连续运行参考站网的演化与发展趋势[J].测绘科学，2008(3):44-46

[6] 黄丁发，丁建伟，夏捷.差分GPS连续运行参考站（网）建设研究[J].西南交通大学学报，2000(4):375-378

[7] 刘经南，刘晖，叶世榕，等. 连续运行多功能差分示范站的建设与试验[J].测绘通报，1999(12):16-19

P228.42

B

1672-4623（2015）03-0034-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.012

牟应录，高级工程师，主要从事测绘生产管理工作。

2015-03-03。