雙系統(tǒng)聯(lián)合服務(wù)遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

潘志剛

（遼寧省地理空間成果應(yīng)用中心，遼寧沈陽 110034）

遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)（LNCORS）始建于2015年。投入使用以來，已為我省400多家單位提供服務(wù)，范圍涵蓋國(guó)土、測(cè)繪、市政、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通、地震、海洋、水利、農(nóng)業(yè)、能源開發(fā)等眾多領(lǐng)域。

2017年LNCORS完成了整網(wǎng)北斗兼容性升級(jí)，自此CORS服務(wù)系統(tǒng)由原來單一的PIVIOT系統(tǒng)變?yōu)镻IVIOT和NRS兩套服務(wù)系統(tǒng)并存。在全省范圍內(nèi)的基準(zhǔn)站內(nèi)，都配置雙套衛(wèi)星接收機(jī)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳回省數(shù)控中心機(jī)房，數(shù)據(jù)再被各自系統(tǒng)所使用，故兩套系統(tǒng)運(yùn)行是平行且各自獨(dú)立。在對(duì)外承擔(dān)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)時(shí)，慣性使用PIVIOT系統(tǒng)為全省3000余個(gè)賬戶提供服務(wù)；而NRS系統(tǒng)則起到科研、參考、備用等輔助作用，系統(tǒng)下有數(shù)個(gè)測(cè)試用戶。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，近幾年LNCORS用戶數(shù)量增長(zhǎng)迅速。受限于PIVIOT系統(tǒng)在并發(fā)用戶數(shù)量上的制約，服務(wù)高峰時(shí)往往不能響應(yīng)眾多用戶同時(shí)服務(wù)的需求。而NRS系統(tǒng)則沒有這方面的限制，從而考慮使用雙系統(tǒng)聯(lián)合服務(wù)。

一、LNCORS系統(tǒng)

CORS是利用GNSS、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信等技術(shù)組成網(wǎng)絡(luò)；是一種提供移動(dòng)定位、動(dòng)態(tài)連續(xù)的空間參考框架和地球動(dòng)力學(xué)參數(shù)等服務(wù)的信息系統(tǒng)；是動(dòng)態(tài)地、連續(xù)地、高精度地獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的現(xiàn)代信息基礎(chǔ)設(shè)施。[1]

LNCORS系統(tǒng)綜合利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，將均勻覆蓋遼寧省域的68座（包含周邊省市共享站）衛(wèi)星定位基準(zhǔn)站接收到的衛(wèi)星信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差建模，根據(jù)用戶的概率位置及需求生成不同精度類型的差分改正數(shù)據(jù)。為L(zhǎng)NCORS服務(wù)的兩套系統(tǒng)PIVOT和NRS，同為功能相近的商用CORS服務(wù)軟件。

1.PIVOT系統(tǒng)

PIVOT作為天寶公司研發(fā)的第三代CORS管理及數(shù)據(jù)處理軟件，于2012年推向市場(chǎng)，具有超大網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力、支持分布式、并行計(jì)算，可以支持多星多頻的數(shù)據(jù)處理。PIVOT采用了目前最先進(jìn)的“平臺(tái)+App”的軟件架構(gòu)，具有良好的可擴(kuò)展性。

2.NRS系統(tǒng)

NRS是廣州南方測(cè)繪科技股份有限公司自主研發(fā)的一套商用型連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)。NRS集北斗多星網(wǎng)絡(luò)參考站接收機(jī)技術(shù)，GNSS數(shù)據(jù)傳輸、質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)管理，網(wǎng)絡(luò)RTK參數(shù)建模，流動(dòng)端用戶管理等功能于一體，提供了一整套先進(jìn)完備的網(wǎng)絡(luò)RTK解決方案。

二、實(shí)施方案

1.應(yīng)用交付系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分流

應(yīng)用交付系統(tǒng)可以通過輪詢、加權(quán)輪詢、靜態(tài)就近性、動(dòng)態(tài)就近等算法，解決多鏈路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中流量分擔(dān)的問題。

（1）應(yīng)用交付系統(tǒng)

應(yīng)用交付系統(tǒng)起源于負(fù)載均衡，在強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，增加了智能和優(yōu)化方面的功能特性，以幫助用戶應(yīng)對(duì)來自于復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中部署并交付服務(wù)的挑戰(zhàn)。它能夠配合性能優(yōu)化、單邊加速以及多重智能管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)中心、鏈路以及服務(wù)器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則將用戶的訪問請(qǐng)求分配給相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心、鏈路以及服務(wù)器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的合理分配，使所有的數(shù)據(jù)中心、鏈路和服務(wù)器都得到充分的利用。

（2）應(yīng)用交付系統(tǒng)的作用

實(shí)際操作中就是將應(yīng)用交付系統(tǒng)部署在網(wǎng)路中，利用應(yīng)用交付系統(tǒng)的策略，配置相應(yīng)的權(quán)重級(jí)和優(yōu)先級(jí)。當(dāng)LNCORS并發(fā)用戶達(dá)到臨界值時(shí)，應(yīng)用交付系統(tǒng)將服務(wù)請(qǐng)求從PIVOT系統(tǒng)指向轉(zhuǎn)到NRS系統(tǒng)，即并發(fā)用戶數(shù)超過臨界值后的用戶由NRS系統(tǒng)為其服務(wù)；當(dāng)應(yīng)用交付系統(tǒng)檢測(cè)并發(fā)用戶低于臨界值時(shí)，應(yīng)用交付系統(tǒng)將服務(wù)請(qǐng)求從NRS系統(tǒng)指向轉(zhuǎn)回到PIVOT系統(tǒng)，即并發(fā)用戶低于臨界值后的用戶由PIVOT系統(tǒng)為其服務(wù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分流的目的（圖1）。

圖1 應(yīng)用交付系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2.用戶信息的統(tǒng)一和同步

用戶單位申請(qǐng)LNCORS服務(wù)，經(jīng)過審批，通過后得到LNCORS的使用賬戶和密碼，用戶可以在賬戶有效期內(nèi)使用服務(wù)。如果實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)同服務(wù)，就必須實(shí)現(xiàn)用戶信息在兩套系統(tǒng)中數(shù)據(jù)統(tǒng)一和更新同步。

（1）PIVOT系統(tǒng)用戶信息

PIVOT系統(tǒng)采用大型數(shù)據(jù)庫SQL Server記 錄 數(shù) 據(jù)，其 中，TPPDB Accounting數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)用戶等諸多方面的信息，數(shù)據(jù)信息量較為龐大。在Users, Organizations, Logins, Subscriptions等10張相關(guān)聯(lián)表單中，記載著OrganizationId, UserName, Login Name,SubscriptionId, Address, Phone Number,Language, Effective Date Utc,ExpirationDateUtc等重要用戶信息。

（2）NRS系統(tǒng)用戶信息

NRS系統(tǒng)支持兩種數(shù)據(jù)庫，這里以Microsoft Access數(shù)據(jù)庫的操作為例。Microsoft Access屬于小型數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中用戶信息等表項(xiàng)相對(duì)較少。數(shù)據(jù)庫文件中NRS_SER_ UserDB表下記錄著相關(guān)信息，有ID, UserName,Glname, UserPassword, PuserTime,UserTime, PuseData等。

（3）功能的實(shí)現(xiàn)

PIVOT系統(tǒng)記錄的用戶信息

項(xiàng)目全面、內(nèi)容豐富，而NRS系

統(tǒng)相關(guān)信息則較少，故可設(shè)定以PIVOT系統(tǒng)的用戶信息為主體，采用提取其中必要信息項(xiàng)，生成NRS系統(tǒng)用戶信息的方法實(shí)現(xiàn)（表1）。

表1 PIVOT和NRS數(shù)據(jù)庫相關(guān)用戶信息對(duì)照

日常工作中，CORS系統(tǒng)用戶信息每次更新，包括新增賬戶、刪除賬戶、賬戶有效期延長(zhǎng)、賬戶密碼更改等等操作，都需要實(shí)現(xiàn)在兩套系統(tǒng)上的同步。由此可以看出，如果采用手動(dòng)操作繁瑣且易出錯(cuò)，適用性不強(qiáng)。

利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)可以快速、高效、準(zhǔn)確實(shí)地完成用戶信息共享和更新同步。使用編程語言，利用ADO.NET技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的連接。ADO.NET包含各種數(shù)據(jù)提供程序，允許簡(jiǎn)單的預(yù)定義對(duì)象模型與各種業(yè)界數(shù)據(jù)庫通信，例如SQL Server，Oracle和Access等[2]。從而 實(shí)現(xiàn)信息從PIVIOT數(shù)據(jù)庫SQL Server讀取以及寫入NRS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫Access，完成系統(tǒng)用戶信息同步。

三、系統(tǒng)測(cè)試

測(cè)試保證在用戶正常使用CORS服務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，故測(cè)試項(xiàng)目和范圍受到限制，后續(xù)投入運(yùn)行將逐步開展。

1.應(yīng)用交付系統(tǒng)測(cè)試

在應(yīng)用交付系統(tǒng)的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，由于用戶接入客戶端程序設(shè)計(jì)順序是先獲取源列表、再進(jìn)行身份驗(yàn)證，故應(yīng)用交付系統(tǒng)的觸發(fā)動(dòng)作是連接（獲取資源列表），而不是成功的用戶登陸。當(dāng)用戶連接數(shù)量達(dá)到規(guī)定數(shù)值后可以達(dá)到分流作用。在用戶連接數(shù)量達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用交付系統(tǒng)會(huì)對(duì)正常連接產(chǎn)生阻斷和一定時(shí)長(zhǎng)的響應(yīng)，故在用戶端可能產(chǎn)生的體驗(yàn)是短時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)登錄失敗，需要重復(fù)1-2次后正常登錄。

2.定位精度測(cè)試

利用已知點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行外符合精度測(cè)試。設(shè)定時(shí)間采樣間隔為5秒，每次采集30個(gè)歷元，共采集三組。每次采集都需重新?lián)芴?hào)連接，該項(xiàng)測(cè)試共完成30組（表2）。從測(cè)試結(jié)果可以看出，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于LNCORS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，水平精度≤3cm、垂直精度≤5cm。

表2 PIVOT和NRS平面精度與大地高精度統(tǒng)計(jì)

四、結(jié)語

通過應(yīng)用交付系統(tǒng)的部署以及CORS系統(tǒng)用戶信息的統(tǒng)一和同步，實(shí)現(xiàn)了PIVOT和NRS的聯(lián)合服務(wù)。這樣既解決了用戶高峰期用戶無法得到服務(wù)的難題，又讓NRS系統(tǒng)逐漸承擔(dān)起衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)的重任，符合國(guó)產(chǎn)軟件逐步應(yīng)用在高端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的大趨勢(shì)。