关于博州北斗地基增强系统建设的思考

吕昆

摘要：本文介绍了博州CORS的基本情况，提出了利用现有基础设施建设博州北斗地基增强系统的方法。

关键词：北斗；地基增强系统；博州CORS

1.引言

北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有定位、通信功能，是继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后，第三个趋于成熟的卫星导航系统，它改变了我国长期缺少高精度、实时定位手段的局面，打破了美国和俄罗斯在这一领域的垄断地位[1]。北斗是国家重要的基础设施，发展独立自主的卫星导航系统是国家的重大国策[2]。北斗将为我国提供统一的时空基准服务，在我国国家安全和国民经济社会各领域得到广泛应用，保障国家经济社会安全，转变国民经济发展方式，成为战略性新兴产业，促进信息化建设的跨越式发展[3]。

“北斗地基增强系统” 是由国家统一规划建设的以北斗卫星导航系统为主，兼容其他GNSS系统的地基增强系统，采用的地面基准站间距为50-300km，通过地面通信系统播发导航信号修正量和辅助定位信号，向用户提供厘米级至米级精密导航定位和大众终端辅助增强服务。卫星导航技术将通信、地理信息、对地观测有效地结合，正逐步发展为国家的战略性产业，也是当前最具有创新性和生命力的新兴信息产业之一。

博州连续运行卫星定位服务系统（博州CORS）于2011年建成投入使用，在博州国土测绘、城市规划、灾害监测等方面发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。在北斗卫星导航这一战略性新兴产业的发展态势下，本文提出了利用原有博州CORS的基础设施建设博州北斗地基增强系统的思路。

2.系统介绍

博州CORS由博州国土资源局建设，是2011年湖北省测绘地理信息局重点援疆项目，完成了5个永久性连续运行基准站、1个控制中心的建设，建立了博州新一代坐标参考框架，推动了传统测绘作业方式的变革，能够为政府决策及社会公众提供与地理空间位置相关的基础性保障。

博州CORS的网络体系是以控制中心为中心節点的星型网络，主要由参考站、控制中心、数据中心、用户终端、通信网络共5个子系统组成。系统的网络协议采用TCP/IP，服务器操作系统采用Win Server 2008 R2。系统组成简图见图1。基准站分布图参见图2。

控制中心放在博州国土资源局机房内，由数据中心、计算机网路系统、软件系统等组成，与各个参考站之间通过光纤连接。控制中心主要由网络设备、服务器、系统软件和应用软件组成，其中核心网络RTK软件采用美国天宝最新一代Trimble VRSNet软件，具备数据处理，系统运行监控、信息服务、网络管理、用户管理等功能。

3.博州北斗地基增强系统建设方案

博州CORS各基准站结构基本相同，都由室外设备和室内设备组成。室外设备主要包括GNSS观测墩、天线、避雷针等；室内设备置于机柜内，包括GNSS接收机、网络设备、UPS等。每个基准站都依靠交换机建立本地局域网，通过防火墙/路由器等设备与通信终端连接，并通过通讯网络发送数据至控制中心。

博州CORS各个基准站采用的是美国Trimble的接收机，能接收GPS和GLONASS卫星信号；天线采用Trimble Zephyr Geodetic 2大地型，可接收BD、GPS和GLONASS卫星信号。各个基准站均可在原有基础上升级改造，在原有GNSS天线和接收机之间加设信号分发器，加装国产北斗接收机与原有系统并置运行，实现两套系统并置运行的模式。参见下图：

基于上述升级改造之后，控制中心能实时接收两套卫星信号数据，在控制中心加装能够实时处理BD、GPS和GLONASS数据的网络RTK核心软件即可。

4.展望

北斗导航系统具有独特的服务，它是世界上首个集定位、授时和短报文通信为一体的卫星导航系统，已在多个领域得到成功应用。但是，北斗卫星导航产业的发展还须面临激烈的国际竞争，包括技术的竞争、无线电频率资源的竞争、产品市场的竞争等，单纯的卫星导航市场空间已经十分有限，必须加强北斗与其它运控系统的集成应用，同时加快北斗卫星导航系统应用推广力度[5]。

北斗地基增强系统的建设目前主要集中在沿海城市和省市经济发达地区，还未形成统一的技术规范和标准。若博州能够率先在全疆开展北斗地基增强系统的建设，可迅速为全疆北斗地基增强系统的建设推广提供了有效可行的模式和标准。此外，基于博州北斗地基增强系统，能够提供具有我国完全自主知识产权的高精度位置服务，搭建博州北斗导航与位置服务平台，是加快推动全疆卫星导航应用技术创新、促进北斗大众化应用和产业化服务的重要尝试。

参考文献：

[1]黄艳玉，张杏谷.“北斗”卫星导航系统的研究[J].船舶通信导航论文集，2009

[2]杨元喜.北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J].测绘学报，2010，39（1）：1-6

[3]孙家栋.北斗卫星导航系统发展之路[J].卫星应用，2010，4

[4]杨建忠.中海达向北斗地基增强系统验收专家展示北斗产品[J].中国水利，2013，4

[5]杨元喜.中国卫星导航应用产业发展思考.卫星与网络[J]，2011，2