宜昌CORS并網建設及應用

盧 立

（1.宜昌市測繪大隊，湖北 宜昌443000）

宜昌CORS并網建設及應用

盧 立1

（1.宜昌市測繪大隊，湖北 宜昌443000）

介紹了宜昌市連續運行參考站（宜昌CORS）系統建站、并網、新增參考站的流程，以及宜昌CORS并網方式、數據中心運行和提供服務情況，以期給其他運行中的CORS系統并網提供了一定的參考。

CORS；坐標框架；數據共享；應用

隨著信息技術的發展和國民經濟及社會發展信息化進程的進一步加快，城市規劃管理也向高度依靠信息和技術的智能型方式轉化。近年來，宜昌市的發展日趨加快，基礎設施建設規模逐年擴大。CORS技術綜合應用已成為基礎測繪和地理信息獲取的重要技術平臺，是反映當地信息化水平的重要標志[1]。為了滿足各部門、行業對CORS使用的需求，提高外業測繪工作效率，宜昌市測繪大隊于2008年建立并投入運行的宜昌市連續運行參考站（宜昌CORS）系統在宜昌市區域內布設了5個參考站，覆蓋面積約為1.7 萬 km2；并于2014年7月對5個參考站進行了設備升級，由接收GPS、GLONASS雙頻雙星信號升級為接收GPS、GLONASS、BDS三星信號。系統自建成以來一直免費對外提供網絡RTK服務，不僅大大提高了本單位的外業工作效率，也為宜昌市的廣大CORS用戶帶來了便利。

1 宜昌CORS合作及并網建設

1.1 宜昌CORS與HBCORS的合作

為了加強測繪基準的統一管理，充分發揮CORS的資源效益，廣泛地服務于社會，湖北省導航與位置服務中心與宜昌市測繪大隊于2014年4月簽訂了《湖北省北斗地基增強系統宜昌分中心共建協議》，在宜昌建設HBCORS分中心，更好地發揮導航與位置服務的效能。HBCORS宜昌分中心通過現代通信網絡向宜昌區域提供高精度、三維、動態、多功能的測繪基準服務以及多種精度、多種模式的導航和定位服務，為氣象、地震等部門提供專題數據服務，并為諸多行業提供導航與位置服務，將為宜昌市的CORS建設及CORS應用帶來積極意義[2]。

湖北省導航與位置服務中心和宜昌市測繪大隊之間通過SDH專線實現數據互通，并實現數據的實時共享，湖北省導航與位置服務中心將宜昌市范圍內及周邊的18個CORS參考站數據實時傳輸至宜昌分中心，宜昌分中心再將宜昌CORS參考站的數據實時傳輸給湖北省導航與位置服務中心。

1.2 宜昌CORS并網建設

由于開展業務的需要，宜昌市境內國土、航道、測繪等部門各自建設有自己的CORS網或單基站。為整合宜昌CORS資源，避免重復建設的浪費，宜昌CORS近年陸續與多個單位簽訂合作協議，完成了對興山、秭歸、長陽3個CORS單基站的并網，并開始提供服務[3]。宜昌CORS合并單基站采取兩種方式來完成：

1）在參考站端架設兩條SDH專線，將參考站數據分別實時傳輸至建設單位數據中心和宜昌CORS數據中心；宜昌CORS數據中心再根據建設單位的工作需要，將周邊參考站的數據通過專線傳輸至建設單位數據中心，實現數據共享。

2）將參考站數據分發至建設單位數據中心和宜昌CORS數據中心，建設單位可使用單基站模式獲取服務，或通過宜昌CORS服務平臺獲取相關CORS服務。

1.3 宜昌CORS新增參考站

根據宜昌CORS用戶反饋的使用情況，為了加強宜昌CORS的可用性，擴大覆蓋面積，宜昌市測繪大隊于2015年3月完成了對宜昌周邊未覆蓋區域新增5個參考站的設備驗收，截至目前宜昌CORS系統已擁有13個北斗三星參考站，覆蓋宜昌全境，可對網內及網外30 km內的所有用戶提供服務，覆蓋范圍達到3萬km2，提高了宜昌CORS的定位精度、可靠性和可用性[4]。宜昌CORS參考站分布如圖1所示，綠色為2008年建成的CORS參考站，黃色為合并的CORS參考站，紅色為新增CORS參考站，底圖為宜昌市地圖示意版。

圖1 宜昌CORS參考站分布圖

2 系統建設及功能

2.1 系統原理

宜昌CORS參考站采用南方測繪的NET S8+C接收機、CR4天線，數據中心管理軟件采用南方測繪研制的CORS管理軟件。該軟件提供了全新、透明、可視、實時的測量服務，能實時了解用戶的信息，并可根據工作地點選取不同網絡RTK服務模式，可選擇雙星虛擬參考站、三星虛擬參考站或單基站模式。系統由GNSS基站、網絡系統、用戶系統[5]等單元組成，系統原理如圖2所示。

圖2 系統原理圖

2.2 數據運作與流程

系統軟件采用精密星歷和精密鐘差，采集距離最近的3個參考站的同步觀測值進行差分處理，給每個三角形產生一組區域改正參數，通過三角網模擬該區域內綜合誤差改正模型。模型覆蓋范圍包括三角網內及網外30 km。利用多個基準站觀測數據對電離層、對流層、軌道誤差等綜合誤差模型進行優化，同時連續監控參考站數據的完整性。作業時，流動站需將自身的點位信息（GGA數據）通過GPRS、CDMA 等類型的雙向數據通信裝置發送給中央控制中心。系統根據流動站位置計算該點由GPS軌道誤差、電離層、對流層和大氣折射引起的誤差，再將該位置改正的綜合誤差發給流動站。相當于在流動站點位上生成一個“虛擬參考站”作短基線解算。流動站利用中央控制系統發回的綜合誤差改正數實現實時差分定位[6]。數據流程如圖3所示。

圖3 宜昌CORS數據流程圖

3 宜昌CORS應用情況

3.1 宜昌CORS的數據情況

宜昌CORS數據中心與參考站、HBCORS中心通過SDH專線進行點對點的數據傳輸，保證了數據的完整性和保密性。數據采用異地同時備份，除在接收機端進行原始觀測數據存儲外（可存儲12個月5 s采樣率數據），數據中心還通過CORS管理軟件對原始觀測數據進行存儲（5 s采樣率），以確保數據的安全。除了對參考站原始觀測數據進行存儲，數據中心還對各參考站的實時星空圖和衛星數據質量進行實時監控，做到及時發現問題和解決問題；并定期將所有參考站與HBCORS、IGS站點進行聯測，重新解算參考站坐標，對地殼運動造成的參考站位移進行改正。參考站星空圖、觀測數據質量如圖4所示。

圖4 參考站星空圖與觀測數據質量顯示圖

宜昌CORS從最初建立CORS，到設備升級、合并單基站，再到新增參考站，其最主要的目的是提高網絡RTK服務的精度，擴大宜昌CORS的覆蓋范圍，為宜昌CORS用戶提供更好的服務。目前宜昌CORS提供服務的主要性能指標見表1。

表1 宜昌CORS性能指標

3.2 宜昌CORS的使用情況

截至2015年8月，在宜昌CORS中心登記的用戶單位達到64家，儀器數量達到342臺，同時在線用戶最多達到70多個。目前，宜昌CORS主要提供實時網絡RTK和靜態后處理服務。宜昌CORS用戶服務界面如圖5所示。

圖5 宜昌CORS用戶服務界面

4 宜昌CORS存在的問題及發展趨勢

4.1 宜昌CORS存在的問題

1）坐標框架不統一。本著優勢互補、資源共享、互惠互利的原則，宜昌CORS不僅與HBCORS簽訂了共建協議，成立了HBCORS宜昌分中心，還在宜昌市內合并其他單位建設的單基站，打造了廣泛服務于社會各行業的導航與位置服務平臺。但宜昌CORS與HBCORS存在坐標框架不統一的問題，宜昌CORS目前亟待解決的問題是通過與HBCORS參考站及IGS參考站進行聯測，將宜昌CORS的坐標框架統一到與HBCORS一致的CGCS2000大地坐標框架下。

2）使用行業單一。目前宜昌CORS用戶數量雖然很多，但提供的服務仍局限于簡單的獲取坐標，滿足傳統的測繪需求，沒有發揮其多元化服務的效力和潛力。根據在宜昌CORS中心登記及使用的情況，用戶基本分布在測繪、國土、建設、交通等部門，在其他部門的應用缺乏實質性的突破。

4.2 宜昌CORS的發展趨勢

1）提供高精度實時三維坐標服務。宜昌市測繪局于2014年完成了城區2 400 km2范圍的優于1 cm似大地水準面精化項目，未來將通過宜昌CORS對外提供高精度的高程改正服務，這意味著宜昌CORS將由傳統的提供高精度二維平面坐標、高程通過擬合的服務方式，轉變為提供高精度三維實時差分改正服務方式。

2）統一坐標框架及提供坐標轉換服務。宜昌CORS發揮的作用不應局限于為用戶提供實時的網絡RTK服務，更重要的在于為宜昌市大地基準的維護與拓展提供基礎保障。目前宜昌市各部門使用的坐標系統包括1980西安坐標系、1954北京坐標系、獨立坐標系、CGCS2000坐標系等，為了提供更高效、便捷的服務，宜昌CORS中心目前正著手于統一宜昌CORS與HBCORS的坐標框架，建立宜昌市范圍內多套坐標系間的轉換關系，為用戶提供多種形式的差分廣播服務[7]。

3）拓展其他行業部門應用。開展多層次的服務內容，與GIS有機結合，提高動態信息管理能力，在政府的行政管理、社會公共服務、基礎設施和重大工程建設、發展智能交通推進交通物流樞紐建設、推進農業現代化和發展高新技術產業等方面發揮作用。

[1]張婷,栗靖,朱大為,等. CORS系統的應用現狀及建立的必要性[J].現代導航,2012(4):268-271

[2]陳俊勇,黨亞民. 全球導航衛星系統的進展及建設CORS的思考[J].地理空間信息,2009,7(3):1-3

[3]李征航,黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢:武漢大學出版社,2010:181-188

[4]國家測繪局. CH/T 2008-2005.全球導航衛星系統連續運行參考站網建設規范[S].北京:測繪出版社,2006

[5]黃育華,倪宏宇.CORS服務網的技術研究[J].地理空間信息,2008,6(1):34-36

[6]季宇虹,王讓會.全球導航定位系統GNSS的技術與應用[J].全球定位系統,2010(5):69-75

[7]劉經南,劉暉.連續運行衛星定位服務系統:城市空間數據的基礎設施[J].武漢大學學報(信息科學版),2003,28(3):259-264

P228.4

B

1672-4623（2017）07-0042-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.013

盧立，工程師，主要從事城市測繪工作。

2016-07-26。