呂昆

摘要：本文介紹了博州CORS的基本情況，提出了利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)博州北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的方法。

關(guān)鍵詞：北斗；地基增強(qiáng)系統(tǒng)；博州CORS

1.引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有定位、通信功能，是繼美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后，第三個(gè)趨于成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它改變了我國長期缺少高精度、實(shí)時(shí)定位手段的局面，打破了美國和俄羅斯在這一領(lǐng)域的壟斷地位[1]。北斗是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國家的重大國策[2]。北斗將為我國提供統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)，在我國國家安全和國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，保障國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全，轉(zhuǎn)變國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)信息化建設(shè)的跨越式發(fā)展[3]。

“北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)” 是由國家統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)的以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主，兼容其他GNSS系統(tǒng)的地基增強(qiáng)系統(tǒng)，采用的地面基準(zhǔn)站間距為50-300km，通過地面通信系統(tǒng)播發(fā)導(dǎo)航信號(hào)修正量和輔助定位信號(hào)，向用戶提供厘米級(jí)至米級(jí)精密導(dǎo)航定位和大眾終端輔助增強(qiáng)服務(wù)。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)將通信、地理信息、對(duì)地觀測(cè)有效地結(jié)合，正逐步發(fā)展為國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，也是當(dāng)前最具有創(chuàng)新性和生命力的新興信息產(chǎn)業(yè)之一。

博州連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（博州CORS）于2011年建成投入使用，在博州國土測(cè)繪、城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)下，本文提出了利用原有博州CORS的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)博州北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的思路。

2.系統(tǒng)介紹

博州CORS由博州國土資源局建設(shè)，是2011年湖北省測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)援疆項(xiàng)目，完成了5個(gè)永久性連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站、1個(gè)控制中心的建設(shè)，建立了博州新一代坐標(biāo)參考框架，推動(dòng)了傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)方式的變革，能夠?yàn)檎疀Q策及社會(huì)公眾提供與地理空間位置相關(guān)的基礎(chǔ)性保障。

博州CORS的網(wǎng)絡(luò)體系是以控制中心為中心節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)，主要由參考站、控制中心、數(shù)據(jù)中心、用戶終端、通信網(wǎng)絡(luò)共5個(gè)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP，服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Win Server 2008 R2。系統(tǒng)組成簡圖見圖1?；鶞?zhǔn)站分布圖參見圖2。

控制中心放在博州國土資源局機(jī)房內(nèi)，由數(shù)據(jù)中心、計(jì)算機(jī)網(wǎng)路系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等組成，與各個(gè)參考站之間通過光纖連接?？刂浦行闹饕删W(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成，其中核心網(wǎng)絡(luò)RTK軟件采用美國天寶最新一代Trimble VRSNet軟件，具備數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理、用戶管理等功能。

3.博州北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)方案

博州CORS各基準(zhǔn)站結(jié)構(gòu)基本相同，都由室外設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備組成。室外設(shè)備主要包括GNSS觀測(cè)墩、天線、避雷針等；室內(nèi)設(shè)備置于機(jī)柜內(nèi)，包括GNSS接收機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS等。每個(gè)基準(zhǔn)站都依靠交換機(jī)建立本地局域網(wǎng)，通過防火墻/路由器等設(shè)備與通信終端連接，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)至控制中心。

博州CORS各個(gè)基準(zhǔn)站采用的是美國Trimble的接收機(jī)，能接收GPS和GLONASS衛(wèi)星信號(hào)；天線采用Trimble Zephyr Geodetic 2大地型，可接收BD、GPS和GLONASS衛(wèi)星信號(hào)。各個(gè)基準(zhǔn)站均可在原有基礎(chǔ)上升級(jí)改造，在原有GNSS天線和接收機(jī)之間加設(shè)信號(hào)分發(fā)器，加裝國產(chǎn)北斗接收機(jī)與原有系統(tǒng)并置運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)并置運(yùn)行的模式。參見下圖：

基于上述升級(jí)改造之后，控制中心能實(shí)時(shí)接收兩套衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)，在控制中心加裝能夠?qū)崟r(shí)處理BD、GPS和GLONASS數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)RTK核心軟件即可。

4.展望

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有獨(dú)特的服務(wù)，它是世界上首個(gè)集定位、授時(shí)和短報(bào)文通信為一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，已在多個(gè)領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。但是，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還須面臨激烈的國際競(jìng)爭，包括技術(shù)的競(jìng)爭、無線電頻率資源的競(jìng)爭、產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭等，單純的衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)空間已經(jīng)十分有限，必須加強(qiáng)北斗與其它運(yùn)控系統(tǒng)的集成應(yīng)用，同時(shí)加快北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用推廣力度[5]。

北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)目前主要集中在沿海城市和省市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，還未形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。若博州能夠率先在全疆開展北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)，可迅速為全疆北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)推廣提供了有效可行的模式和標(biāo)準(zhǔn)。此外，基于博州北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠提供具有我國完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度位置服務(wù)，搭建博州北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)平臺(tái)，是加快推動(dòng)全疆衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)北斗大眾化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化服務(wù)的重要嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃艷玉，張杏谷.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[J].船舶通信導(dǎo)航論文集，2009

[2]楊元喜.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2010，39（1）：1-6

[3]孫家棟.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展之路[J].衛(wèi)星應(yīng)用，2010，4

[4]楊建忠.中海達(dá)向北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)驗(yàn)收專家展示北斗產(chǎn)品[J].中國水利，2013，4

[5]楊元喜.中國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考.衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)[J]，2011，2