中海达北斗地基增强系统概述及其应用

李成钢,张晋升

(1. 中山大学地理科学与规划学院，广东 广州 510275； 2. 广州中海达卫星导航技术股份有限公司，广东 广州 511400； 3. 广州市中海达测绘仪器有限公司，广东 广州 511400)

中海达北斗地基增强系统概述及其应用

李成钢1,2,3,张晋升2,3

(1. 中山大学地理科学与规划学院，广东 广州 510275； 2. 广州中海达卫星导航技术股份有限公司，广东 广州 511400； 3. 广州市中海达测绘仪器有限公司，广东 广州 511400)

中海达北斗地基增强系统以高精度的3D扼流圈天线和北斗基准站接收机作为传感器，实时获取高精度GNSS观测数据，配套中海达公司成熟软件产品，可快速获取高精度空间数据和地理特征。

1 北斗地基增强系统概述

1.1 北斗地基增强系统硬件产品

1.1.1 中海达VNet 系列基准站接收机

中海达VNet 系列基准站接收机是一款定位于北斗地基增强系统应用而设计的高精度、高性能、高稳定性的基准站接收机，如图1所示。其特点如下：①采用国内顶配主板，实现四星系统接入(BDS、GPS、GLONASS、Galileo)；②配备64 GB高速内存，支持500 d原始数据存储；③内置12 500 mAh超大容量电池，可应急供电24 h；④外观结构稳固，通信接口丰富，支持远程固件升级。

图1 中海达基准站接收机VNet8

1.1.2 中海达四星座全频段3D扼流圈天线

中海达3D扼流圈天线是一款相位中心稳定性达亚毫米级的全频段GNSS测量天线，支持BDS、GPS、GLONASS和Galileo系统卫星信号接收，广泛应用于基准站、形变监测、地震研究和对环境有特殊要求的高端应用领域，如图2所示。

图2 3D扼流圈天线实景图

1.2 北斗地基增强系统软件平台

中海达CORS软件采用分布式部署，可稳定接入300座基准站实时数据流，为10 000个外业用户提供RTK和RTD服务。采用参数估计模型，可解算超过150 km的中长基线；运用部分模糊度固定技术使得整网固定率超过98%，单基线解算时间小于1 ms；经过全网或区域大气内插模型和对流层自主高程修正技术改正后的大气残差小于2 cm，支持电离层活跃地区和基站落差大的山区地带。系统包括: 分流软件(ZNetStream)、质检软件(ZNetCenter)、解算软件(ZNetVRS) 、综合服务运营平台(WEBCORS)及差分服务发布软件(ZNetServer)，架构如图3所示。

2 解决方案

北斗地基增强系统由基准站网子系统、网络通信子系统、数据处理与播发子系统组成，系统组成如图4所示。具体描述如下：

(1) 基准站网子系统。基准站网子系统实现卫星定位数据跟踪、采集、传输、系统可靠性(完备性)监测的功能，主要由基准站接收机、扼流圈天线、网络配置及网络设备、防雷器及电源配电设备构成。

(2) 网络通信子系统。网络通信子系统由3部分构成：一是数据中心分布式千兆网络；二是基准站到数据中心组建的基准站网络；三是数据中心向流动站用户播发数据的通信网络，实现基准站子系统、数据处理中心、用户之间的数据通信。

(3) 数据处理与播发子系统。数据处理与播发子系统是整个CORS系统的核心单元，包括服务器、网络设备、软件系统。作为整个服务系统的核心，数据中心要求具备以下功能：数据处理、系统运行监控、差分服务、网络管理、用户管理。

3 示范应用

中海达自2014年以来承建了云南省普洱、德宏、保山、昆明、文山、红河共6个地州的北斗地基增强系统，是云南省北斗地基增强系统(YNCORS)的重要组成部分，系统正常运行后将纳入云南全省整网运行。云南地区电离层活跃，对流层也较为复杂，海拔高差悬殊。中海达的北斗地基增强系统利用区域电离层建模和对流层高程自主改正技术，解决了固定困难和精度问题，能够适应低纬度高原山区复杂地形情况。

图3 中海达CORS软件系统架构

图4 北斗地基增强系统解决方案结构

同时在云南省CORS中心部署了中海达在线坐标转换服务系统，为云南省提供实时、准确的坐标转换服务。通过用户所在位置自动匹配地方坐标转换参数，提高了用户作业效率。系统拓展了YNCORS系统与似大地水准面模型联合服务的应用新领域，实现了向大规模用户实时发布地方坐标及高程。如图5—图6所示。

4 结 语

中海达北斗地基增强系统解决方案采用高精度的3D扼流圈天线、军工级基准站接收机和成熟的CORS软件产品，为用户提供实时、可靠、连续、稳定的差分服务和在线坐标转换服务，大大提高了用户的可用性、定位精度及作业效率，能够为北斗地基增强系统建设的推进保驾护航。

图5 文山州北斗地基增强系统运行网

图6 云南省在线坐标转换服务系统