中海达在线坐标转换服务系统

2017-06-19李成钢张晋升史小雨

测绘通报 2017年5期

李成钢，张晋升，史小雨

(1. 中山大学地理科学与规划学院，广东广州 510275； 2. 广州中海达卫星导航技术股份有限公司，广东广州 511400； 3. 广州市中海达测绘仪器有限公司，广东广州 511400)

中海达在线坐标转换服务系统

李成钢1,2,3，张晋升2,3，史小雨2,3

随着北斗卫星定位系统的完善，国内许多省市都建设或升级了北斗CORS系统。通常，使用北斗CORS系统得到的流动站坐标是WGS-84坐标，而我国所使用的是平面和高程基准相分离的坐标体系(平面采用国家坐标系统或城市独立坐标系统，高程则采用的是正常高系统)，因此会出现CORS 系统的平面坐标与高程系统的转换问题。同时，根据国家相关保密要求，参考站坐标数据、国家坐标系与城市坐标系之间的转换参数、似大地水准面数据都属于涉密数据，不能直接应用于CORS系统，需要对其进行保密处理。

为推广CORS系统的应用，实现向大规模用户实时发布地方坐标及高程坐标的同时，解决在使用CORS过程中的保密问题，中海达推出了在现有增强服务的基础上通过独立的网络交互实现参考站数据加密和实时坐标转换的在线坐标转换服务系统。

中海达在线坐标转换服务系统是按照实时、简洁、保密3个设计原则实现的一种新的三维坐标转换服务系统，具有实时、参数保密、自动转换、支持多套参数的特点。

1 系统设计方案

中海达在线坐标转换服务系统由参考站数据加密子系统和在线坐标转换子系统两部分组成。

1.1 参考站数据加密子系统

本系统核心原理类似于虚拟参考站技术，通过对参考站真实坐标进行随机抖动，抖动范围可超过100 m，同时改变实时数据流中的原始观测值信息，并利用标准的RTCM 3.2通用协议将加密后的数据流回传至服务器解算软件，达到参考站坐标及原始数据双重加密的目的。该系统独立于现有的CORS增强服务，服务器解算软件无需获取真实的参考站位置信息及原始观测值信息即可达到解算和服务的目的，既不影响正常的系统运行，也符合国家相关保密法的要求。

1.2 在线坐标转换子系统

在线坐标转换子系统主要解决用户成果坐标框架的问题，使移动台用户在接入CORS服务时可直接获取到应用坐标系成果。以WGS-84坐标框架至1980西安坐标框架转换为例介绍如下。

1.2.1 通用在线坐标转换方案

(1) 计算临时转换参数，通过在CORS网覆盖区域均匀选取3～5个控制点，根据该控制点的WGS-84坐标系成果和1980西安坐标系成果计算转换参数，即临时转换参数。

(2) 建立临时坐标框架，通过临时转换参数把所有控制点的WGS-84坐标转换为临时1980西安坐标。

(3) 建立坐标改正数格网，计算格网点的临时1980西安与真实1980西安之间的坐标偏差。

(4) 进行坐标转换参数分解，将步骤(1)的临时转换参数拆分成两组，分别由控制中心和用户掌握。作业时，通过格网改正( 在控制中心进行) 和坐标转换( 流动站端进行) 的两步计算流程，流动站即可实时得到应用坐标系成果。

1.2.2 中海达在线坐标转换方案

通过用户回传的GGA信息，获取用户所在位置，并从数据库中提取出用户所在位置的应用坐标系成果转换参数，即WGS-84与1980西安的坐标转换参数。根据该转换参数对用户获取的三维坐标进行坐标转换，即可得到1980西安坐标框架下的坐标，并把1980西安坐标成果直接发给用户。

中海达在线坐标转换方案在整个转换过程中参数保留在服务器端，不在网络中传输，从而达到参数保密的效果，且该系统通用性强，不影响CORS定位服务的正常运行。

中海达在线坐标转换系统整体流程如图1所示。

2 示范应用

云南省综合卫星定位服务系统(YNCORS)地方坐标发布系统采用了中海达在线坐标转换服务系统。系统部署后，云南省测绘系统有关单位对系统进行了测试，测试内容包括系统功能、系统性能、可靠性、正确性、系统兼容性等，主要目的在于评定系统各项指标能否满足设计需求。以玉溪市红塔区、澄江县、江川县、新平县、元江县、化念镇及嘎洒镇为测试区域，投入两个测试组进行了两期测试。测试点位分布如图2所示，测试结果统计见表1。

图1 中海达在线坐标转换系统工作流程

图2 中海达在线坐标转换系统上线测试点位分布

经过测试，中海达在线坐标转换系统在云南省测绘系统有关单位部署上线，为云南省提供实时、准确的坐标转换服务。通过用户所在位置自动匹配地方坐标转换参数，大大提高了用户作业效率。系统拓展了YNCORS系统与似大地水准面模型联合服务的应用新领域，实现了向大规模用户实时发布地方坐标及高程。系统使用情况如图3所示。