易銘東，謝 琪，羅烈勛

（1.荊州市土地勘測規(guī)劃院，湖北 荊州 434000；2.廣東南方測繪有限公司 湖北分公司，湖北 武漢 420223；3.荊門市測繪管理局，湖北 荊門 448000）

CORS系統(tǒng)問題分析及解決方案

易銘東1，謝 琪2，羅烈勛3

（1.荊州市土地勘測規(guī)劃院，湖北 荊州 434000；2.廣東南方測繪有限公司 湖北分公司，湖北 武漢 420223；3.荊門市測繪管理局，湖北 荊門 448000）

CORS系統(tǒng)已經(jīng)充分運用于湖北省工程測量工作中。針對CORS網(wǎng)絡(luò)在運行和使用各個環(huán)節(jié)中會出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的解決方案，以提高現(xiàn)場工作人員解決技術(shù)故障的能力。

全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)；CORS系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通訊；故障處理

CORS系統(tǒng)是建立在GNSS硬件等技術(shù)平臺基礎(chǔ)上，將基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)5個部分有機結(jié)合在一起，為用戶提供全新、透明、實時的測量服務(wù)。本系統(tǒng)硬件由GNSS基站、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)，如圖1。

CORS是全天候24 h連續(xù)運行的GNSS系統(tǒng)，其運行情況受衛(wèi)星運行的狀態(tài)、參考站GNSS運行的狀態(tài)、通信網(wǎng)絡(luò)的情況、流動站和中心服務(wù)器硬件設(shè)備性能等多重因素的影響。運行環(huán)節(jié)較多，導(dǎo)致流動站經(jīng)常有故障不明的情況。本文從技術(shù)角度，分析可能產(chǎn)生問題的環(huán)節(jié)，提出了相應(yīng)的解決方法。

1 流動站引起故障的分析

1.1 SIM/UIM卡問題

以南方S系列流動站數(shù)據(jù)鏈連接過程為例，分析SIM/UIM卡故障的表現(xiàn)，如圖2。

圖1 CORS網(wǎng)絡(luò)運行原理圖

圖2 流動站數(shù)據(jù)鏈連接過程圖

1）初始化網(wǎng)絡(luò)故障。如果未插入SIM/UIM卡，或者是卡插槽故障，導(dǎo)致無法正常進(jìn)入移動網(wǎng)絡(luò)，則初始化網(wǎng)絡(luò)無法完成，信號條直接變?yōu)榧t色無信號狀態(tài)。解決辦法：檢查是否插好SIM/UIM卡，檢查卡插槽是否正常。

2）無法登錄數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在中國范圍內(nèi)，3大移動運營商均以撥號方式登錄數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如果出現(xiàn)欠費、超出流量限制或者未開通數(shù)據(jù)服務(wù)等，則數(shù)據(jù)撥號連接無法正常完成。解決辦法：補交費用，開通流量套餐或者臨時流量包等。

1.2 網(wǎng)絡(luò)通讀模塊故障

1）主機設(shè)置錯誤。此類故障較為常見，例如設(shè)置為電臺數(shù)據(jù)鏈模式等問題。檢查一下狀態(tài)指示燈，或者根據(jù)開機時的提示語音即可明白原因。解決辦法：更換正確設(shè)置方式。

2）指令集變化故障。此類問題比較少見，原因是在一些城市內(nèi)運營商升級為4G網(wǎng)絡(luò)后，登錄AT指令集代碼變更。有些硬件底層以AT指令集方式登錄的流動站，會無法登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)。如果是CDMA網(wǎng)絡(luò)模塊，則不會有此問題。解決辦法：刷新流動站，變更新的AT指令。

1.3 流動站本身故障

理論上來講，流動站主板只負(fù)責(zé)信號接收和解算，與網(wǎng)絡(luò)通訊并無直接關(guān)系，但在網(wǎng)絡(luò)CORS模式下，流動站主板也會引起一些故障。

1）GPGGA數(shù)據(jù)丟失。GPS固定數(shù)據(jù)輸出語句(GPGGA)是一幀GPS定位的主要數(shù)據(jù)，也是使用最廣的數(shù)據(jù)。GPGGA語句包括17個字段：語句標(biāo)識頭、世界時間、緯度、經(jīng)度、定位質(zhì)量指示、使用衛(wèi)星數(shù)量、水平精確度、海拔高度等。在單基準(zhǔn)站模式下，有無GPGGA數(shù)據(jù)并不是高精度定位的關(guān)鍵因素，但是在CORS網(wǎng)絡(luò)模式下，GPGGA直接影響到虛擬基站的計算和RTK數(shù)據(jù)解算。在主板出現(xiàn)故障無法解算出GPGGA數(shù)據(jù)時，流動站在CORS網(wǎng)絡(luò)里是無法正常工作的。圖2的最后一個步驟如果不能通過，則證明GPGGA數(shù)據(jù)上傳失敗。解決辦法：軟件故障可通過主機設(shè)置解決，硬件故障則返廠維修。

2）數(shù)據(jù)格式錯誤。一般是差分?jǐn)?shù)據(jù)格式或者是主機IP地址、端口這樣的設(shè)置錯誤。網(wǎng)絡(luò)RTK中也有由于數(shù)據(jù)接入點設(shè)置錯誤而不能正常工作的，另外，有些CORS網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格要求了賬號和密碼，如果輸入錯誤也同樣不能工作。此類錯誤最為常見。解決辦法：檢查各項設(shè)置，修改正確即可。

2 運營商基站引起故障的分析

1）基站分布不足。國內(nèi)3大運營商都分別做過數(shù)期移動基礎(chǔ)工程，使移動信號的覆蓋范圍和面積都有大幅度增加，但是在某些偏遠(yuǎn)地區(qū)，依然是無信號覆蓋的。比如山區(qū)、高原這樣的困難地區(qū)，此類問題無法解決，只能自己架設(shè)臨時的基準(zhǔn)站并且換用數(shù)據(jù)電臺通訊。

2）基站的頻繁切換。中國移動/中國聯(lián)通采用的GSM基站，每個基站的理論覆蓋范圍只有不超過5 km半徑，超過后，會用硬切換的方式先強制下線，再轉(zhuǎn)換到另一個基站來服務(wù)。雖然切換時間不長，但是在對數(shù)據(jù)實時性要求極高的CORS網(wǎng)絡(luò)中，這已經(jīng)足夠引起解算失敗。流動站工作區(qū)域如果剛好在2個基站的邊緣，會產(chǎn)生更多的頻繁切換。具體表現(xiàn)是：流動站上網(wǎng)絡(luò)信號較弱，通常在2～3格之間，但固定解非常少，大部分時間都只有浮點解或者偽距解。解決辦法：換CDMA網(wǎng)絡(luò)模塊通訊，或者略偏向某個基站。

3）漫游號處理故障。測量單位一般會固定一些運營商號碼來給流動站使用，到外地測量時，也不會更換這些數(shù)據(jù)服務(wù)號。在少數(shù)情況下，移動網(wǎng)絡(luò)的漫游功能會和某些主機模塊產(chǎn)生沖突。當(dāng)移動用戶漫游到新的服務(wù)區(qū)時，它必須向該地區(qū)的VLR（訪問控制器）申請登記。VLR要從該用戶的HLR查詢有關(guān)的參數(shù)，再給該用戶分配一個新的漫游號碼，并通知其HLR修改該用戶的位置信息，刪除原位置信息才可使用。有些流動站生產(chǎn)廠商在網(wǎng)絡(luò)模塊通訊連接時對此類情況考慮不夠，AT指令集開機后立即發(fā)出，導(dǎo)致連接移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)失敗。表現(xiàn)在流動站上，就是表示通訊連接的指示燈一直在閃，但是總是連不上CORS服務(wù)器。解決辦法：等一定的時間，待第二次重連網(wǎng)絡(luò)就可以登錄；或者直接換用本地SIM/UIM卡。

圖3 GSM基站扇區(qū)信號范圍圖

4）基站數(shù)據(jù)端口不足。一般每一個基站都有3個扇區(qū)，每一個扇區(qū)會向某一個方向發(fā)射，覆蓋范圍120°，這樣3個扇區(qū)就可以形成360°信號全覆蓋（圖3）。在農(nóng)村和離城市較遠(yuǎn)的地區(qū)，運營商為節(jié)約設(shè)備成本和出于用戶數(shù)量的考慮，每個扇區(qū)會配置3個數(shù)據(jù)端口，也就是同一時間內(nèi)只能有3個用戶在扇區(qū)內(nèi)傳送移動數(shù)據(jù)。一般情況下，運營商給定的數(shù)據(jù)端口是夠用的，但是在節(jié)假日、某些重大活動或者重大工程展開時，這一區(qū)域使用移動數(shù)據(jù)人員突然大量增加，會導(dǎo)致后面的用戶能登錄，但是不能傳送移動數(shù)據(jù)。筆者曾在春節(jié)期間測量某高速公路時遇到此類情況。解決辦法：一是不斷搶線，爭奪數(shù)據(jù)端口；二是聯(lián)系運營商的運行維護部門，重啟基站或者增加數(shù)據(jù)端口個數(shù)。

3 CORS網(wǎng)絡(luò)中心引起故障的分析

1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。此類故障在中心機房管理中最為常見，也較好解決。路由器、交換機、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，不管是硬件還是軟件原因，都可能會造成臨時故障。機房中心維護人員如果有相應(yīng)的檢查手段和提醒軟件，可在短時間內(nèi)處理好。

2）網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊。由于各個基準(zhǔn)站都是連續(xù)運行站，一般等級較高的CORS網(wǎng)都會在每個基準(zhǔn)站和CORS中心機房分別使用不同的固定IP地址。而固定IP很容易被黑客軟件掃描到所有開放端口，從而進(jìn)一步獲得服務(wù)器控制權(quán)或者造成網(wǎng)絡(luò)擁擠。如果是某個基準(zhǔn)站被DDOS攻擊，則會出現(xiàn)一個區(qū)域內(nèi)的流動站只能浮點解、偽距解，而不能固定解。解決辦法：安裝防火墻或者查看系統(tǒng)日志，做好網(wǎng)絡(luò)防護。

3）數(shù)據(jù)中心端口不足。由于組建CORS網(wǎng)絡(luò)的軟件不同，各個廠商在數(shù)據(jù)端口的開放性上有很大區(qū)別。例如南方、中海達(dá)、華測這樣的國產(chǎn)軟件，一般不會對用戶登錄數(shù)量作限制，也就是說全面開放式的數(shù)據(jù)端口。而美國天寶、日本拓普康等進(jìn)口儀器公司的CORS組網(wǎng)軟件，一般都限制了可同時在線用戶數(shù)，而且根據(jù)數(shù)據(jù)格式不同，還有更進(jìn)一步的限制，如RTCM3.0格式只允許2個用戶使用等。解決辦法：購買新的用戶授權(quán)，增加數(shù)據(jù)端口數(shù)量，或者避開擁擠時段，錯峰工作。

4）賬號和密碼被占用。在CORS網(wǎng)絡(luò)中，對用戶賬號和密碼的管理比單基站方式更為嚴(yán)格，常用CORS軟件都不允許賬號密碼多用戶同時使用。在中心機房上，每個登錄賬號都有記錄，如果第二個相同賬號登錄會被CORS軟件拒絕服務(wù)，系統(tǒng)也會有明確提示。但是這類故障在流動站上是無法檢查的，所以只能由CORS管理人員配合檢查。解決辦法：換賬號密碼或者原用戶下線。

5）基準(zhǔn)站間數(shù)據(jù)延時過大。一般是光纖網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)置速率造成此問題。這種情況會導(dǎo)致2個基準(zhǔn)站之間的虛擬基線解算誤差很大，而且穩(wěn)定性也會大幅度下降。流動站上的表現(xiàn)就是長時間的浮點解、偽距解，只能偶爾達(dá)到固定解。解決辦法：檢查基準(zhǔn)站延時原因，降低時延誤差影響。

4 結(jié) 語

本文分析了CORS網(wǎng)絡(luò)下RTK工作模式中可能產(chǎn)生問題的環(huán)節(jié)和相應(yīng)解決辦法。衛(wèi)星信號質(zhì)量或者電離層干擾等問題屬于全球性普遍問題，不具備CORS網(wǎng)絡(luò)特征與代表性，不在此文中作分析。以上解決辦法對各省大范圍使用CORS網(wǎng)絡(luò)的用戶有一定的指導(dǎo)意義。

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P228.42

B

1672-4623（2015）01-0053-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.01.018

易銘東，碩士，高級工程師，主要研究方向為GIS系統(tǒng)和CORS基站網(wǎng)融合及北斗聯(lián)合應(yīng)用。

2014-08-08。

項目來源：湖北省科技支撐計劃資助項目（2013BDF047）。