江汉平原连续运行参考站网络系统建设

刘仁钊，戴一兵，陈 军

（1．湖北国土资源职业学院，湖北 武汉 430090；2．荆州市土地勘测规划院，湖北 荆州 434000；3．松滋市土地勘测规划院，湖北 松滋 434200）

江汉平原连续运行参考站网络系统建设

刘仁钊1，戴一兵2，陈 军3

（1．湖北国土资源职业学院，湖北 武汉 430090；2．荆州市土地勘测规划院，湖北 荆州 434000；3．松滋市土地勘测规划院，湖北 松滋 434200）

江汉平原连续运行参考站网络系统(JH-CORS)是以荆州市国土资源管理局土地勘测规划院GNSS站为系统控制中心，连接公安县、石首市、监利县、松滋市、洪湖市、仙桃市、潜江市、宜都市和嘉鱼县土地勘测规划院GNSS站的区域GNSS参考站系统。主要介绍了JH-CORS系统建设的主要内容、目标及项目建设的实施情况，供相关技术人员参考。

GNSS；连续运行参考站；JH-CORS；数字城市

GNSS连续运行参考站网络系统是在一个统一的坐标框架下，快速获取cm级地球空间数据信息的主要技术手段和方法，不仅可以满足国土行业日常管理工作对测绘地理信息成果的需要，而且也是推进“数字城市”信息化管理建设的重要组成部分。江汉平原连续运行参考站网络系统（Jianghan continuously operating reference stations，简称JH-CORS）是以荆州市国土资源管理局土地勘测规划院GNSS站为系统控制中心，连接公安县、石首市、监利县、松滋市、洪湖市、仙桃市、潜江市、宜都市和嘉鱼县土地勘测规划院GNSS站的区域GNSS参考站系统。JH-CORS项目是实现江汉平原地区国土管理信息化、地籍管理信息化的基础。

1 JH-CORS建设主要内容和目标

1.1 主要内容

根据工程项目计划，其主要内容为：

1）在江汉平原范围内选择合适的地点建成10个基准站，既要满足系统功能的要求，又要满足安全、便利等维护要求；

2）建立一个系统管理中心，为系统的数据处理、数据服务、系统管理提供场地、稳定可靠的供电、良好畅通的网络通信条件；

3）建立数据通信网络系统（包括系统数据传输系统和用户数据发布系统），采用电信公司MPLS技术组建VPN光纤通信网络，为系统的数据采集与服务发布提供稳定的通信通道；

4）建立用户应用子系统，提供完整的用户解决方案。

1.2 建设目标

JH-CORS建成后主要实现以下目标：

1）在定位信号的有效覆盖区域内，利用1台GNSS测量型接收机可进行各级控制点测量（非完全隐蔽区），精度达到cm级；

2）在定位信号的有效覆盖区域内，满足非隐蔽区国土测量、工程测量、地图修测等工作和精密授时的要求；

3）可以与多种时相连接，也可以采用GPRS/CDMA通信方式向系统有效覆盖区域内的用户进行差分修正信息的实时广播；

4）通过Internet 或其他手段，实现向江汉平原地区用户提供事后精密定位服务；

5）系统安全性良好，能够有效抵御天气等外界因素对系统正常运转的影响，同时防止非授权用户通过网络等其他手段访问系统，实现对授权用户服务的计时收费功能；

6）与邻近CORS系统（或基准站）的联网能力，包括兼容各品牌CORS基站，支持Ntrip（网络差分协议），实现系统数据联网和服务联网；支持服务注册和服务漫游功能；可增加基准站数量，满足扩充要求；可适应基准站到数据中心间通信方式的扩充和改变，并尽量兼容未来的通信方式；

7）具备服务漫游功能，即在系统联网的基础上，流动站用户可以在系统覆盖区域的任何地点连接任意控制中心，并获得数据服务；

8）具备监测用户定位信息的能力，并留有针对用户位置进行二次开发的标准接口，即软件可将用户定位坐标、定位状态等信息转发给第三方软件；

9）具备日志和报告功能，即按一定间隔记录基准站运行信息、数据处理信息、数据服务信息等内容，形成日志文件；通过汇总某时期的信息，得到系统可用性分析、电离层活动分析、对流层分析、系统使用记录和系统故障记录等多种报告。

2 JH-CORS系统建设

2.1 站点的分布

JH-CORS是一个分布式系统，由10个长期连续运行的永久性参考站和1个系统管理中心组成，其中系统管理中心设在荆州市土地勘测规划院机房，10个基准站分布在荆州、公安、石首、监利、松滋、洪湖、仙桃、潜江、宜都和嘉鱼。站间距离最大约80 km，最短约40 km，平均60 km，控制面积17 000 km2,站点具体位置见图1。

图1 JH-CORS站点分布图

2.2 系统组成

JH-CORS系统由基站子系统（简称RSS，基准站简称RS）、系统控制中心（简称SMC）、数据通信子系统 (简称DCS)和用户应用子系统(简称UAS)组成，具体内容见表1。

表1 TACORS系统组成定义与功能

2.3 系统架构

JH-CORS是以系统管理中心为中心节点的星形网络，系统架构见图2。

图2 系统架构图

2.4 系统集成

JH-CORS的网络系统建设为分布式资源网络系统，核心技术包括2个方面：一是选择合理的网络通信方式，实现基准站与控制中心之间的互联互通；二是对基准站资源的集中管理，为用户提供一个覆盖本地区所有基准站资源的管理方案，实现多个基准站、控制中心不同网络节点之间的系统互访和资源共享。在控制中心，通过对系统节点的统一维护，最终实现基准站节点的无人值守管理方式。

网络通信由荆州市电信公司设计实施。连续运行的参考站网络是一个高速、稳定的网络平台，系统所有的硬件、软件均依赖计算机网络协同工作。JHCORS的控制中心主干网络均采用百兆光纤通信，基准站与控制中心之间的通信通过中国电信提供的MPLS（多协议标签交换）技术组建的光纤VLAN网络进行。10个站点均采用此通信方式，所有站点均采用固定IP地址与控制中心保持实时稳定的数据通信。

2.5 坐标数据框架

数据框架由各站点所在地的土地勘测规划院和南方测绘公司来完成参考站系统坐标联测和数据整合。为了使参考站系统能够提供高精度的导航和实时定位服务，维持测绘基准，快速提供各种控制坐标，在湖北省江汉平原范围内进行了坐标联测。通过野外测试，内业计算比较，参考站稳定性及精度完全符合设计要求，测试数据质量良好，达到技术设计指标，满足系统运行的要求。

2.6 系统测试

第一阶段测试于2012年5月开始进行，前后经过20多d。测试内容包括：流动站兼容性测试、集中区域测试、整网测试、网外测试、系统完备性测试、空间可用性测试等。测试结果表明，系统运行正常，精度达到设计指标。

3 JH-CORS系统的特点

JH-CORS是由江汉平原10县市土地勘测部门联合建立的一个独立区域系统，2011年10月立项，2012年5月完成建站。试运行以来取得了较好的社会和经济效益，江汉平原国土部门测绘成果共享已成为现实。JH-CORS系统具有以下特点：

1）建网采用了目前国际上先进的连续运行卫星定位服务系统建设技术，系统采用了南方最新一代GNSS参考站网软件NRS、DEEP-NRS技术，使得网型分布更加稳定。

2）建立起基于网络GNSS的数字测量及信息化测量控制网，为江汉平原提供了2000国家大地坐标统一基准。为了较好地利用已有的北京1954坐标系统成果和1980西安坐标系统成果，各县市分别建立了与WGS84坐标系统的转换模型。

3）构建起江汉平原地区基础地理空间信息数据公共平台，为土地信息调查和管理系统的建设提供基础条件，使统一的江汉平原测绘资料管理成为可能。

4）实现了CORS系统内不同类型GNSS接收机的接入及网络RTK定位测量，为各行业提供了高精度的定位基准和cm级实时定位服务。

4 结 语

JH-CORS覆盖整个江汉平原，全区范围内建立了10个永久性连续运行参考站，不仅可以向各级测量用户提供高精度、连续时间和空间基准，也可以为导航、授时、灾害预报等部门提供基础数据服务，是获取和采集各类空间信息位置、时间及与此相关的动态变化的一种基础设施。通过网络互联，构成江汉平原新一代网络化的大地基准和空间数据采集服务系统。系统能实时完成高精度定位，实测各种比例尺地籍图、地形图， 实时进行工程测量、变形监测等，满足不同行业、用户对精密定位、快速和实时定位、导航等的要求，及时满足国土管理、城市规划、国土测绘、城乡建设、环境监测、防灾减灾、车辆导航、交通监控、物流管理等多种现代化信息化管理的社会需求。

[1] CJJ/T73-2010.卫星定位城市测量技术规范 [S]

[2] CH/T2008-2005.全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范 [S]

[3] CH/T 2009-2010.全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范 [S]

[4] 徐绍铨，张华海，杨志强. GPS测量原理及应用[M]. 武汉：武汉大学出版社，2008

[5] 周建郑. GPS定位原理与技术 [M]. 郑州：黄河水利出版社，2005

[6] 周忠谟，易军杰. GPS卫星测量原理与应用 [M]. 北京：测绘出版社，2004

[7] 刘经南，刘晖.连续运行参考站网络——城市空间数据的基础设施[J]. 武汉大学学报：信息科学版，2003，28 (6)：259-264

Construction of Jianghan Continuously Operating Reference Stations

byLIU Renzhao

Jianghan Continuously Operating Reference Stations(JHCORS), which is an area CORS service system based on network of GNSS, is set up in the central and southern area of Hubei. It is made up of ten stations(located respectively in Jinzhou, Shishou, Jianli,Songzi, Honghu, Xiantao, Qianjiang, Yidu and Jiayu) and starts with services in June of this year. This paper mainly introduced the goal,route and construction of JH-CORS.

GNSS, Continuously Operating Reference Stations, JHCORS, Digital City

P228.41

B

1672-4623（2013）02-0029-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.009

2012-11-22。

刘仁钊，副教授，主要从事高精度大地测量和GNSS定位技术数据处理研究与教学工作。