云南省卫星地基增强系统发展现状*

史 珂，潘俊华，白云平，赵世成，王利党，李 超

(1.云南省基础测绘技术中心，云南 昆明 650034；2.昆明人为峰科技有限公司，云南 昆明 650030；3.云南德成规划设计有限公司，云南 昆明 650030)

0 引言

地基增强系统基准站是对卫星导航信号进行长期连续观测，并由通信设施将观测数据实时或定时传送至数据中心的地面固定观测站。基准站网指一定范围内的若干个(大于3个)GNSS连续运行基准站通过网络互联互通，以提供位置服务为核心的网络系统。从基准站间的距离、分布范围及实现功能来讲，基准站网可以分为全球网、国家网、区域网、工程网4类网。目前，在云南省范围内，存在云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)、千寻位置服务网、中国移动HAP网、云南省地震测震台站网四大覆盖全省的区域基准站网。

1 各区域基准站网的发展现状

1.1 云南省北斗卫星导航定位服务系统YNCORS

云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)建设项目是云南省基础测绘“十二五”规划的主要任务和重大专题项目，项目预算总投资1.09亿。按照“统一规划、分级布网、分级处理”的原则，云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)历经7年陆续建成组网，2018年2月6日，原省测绘地理信息局召开新闻发布会，宣告云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)最终建成，面向社会正式服务。

云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)项目建设取得3项成果。一是建成了由238座连续运行基准站组成的网络，这些基准站以接收北斗导航卫星为主，同时能够接收GPS、GLONASS、GALILEO等卫星系统。二是建成了1个省级控制中心和16个州市级分控制中心，其中YNCORS省级控制中心负责全省系统正常运行和对外服务，提供2000国家大地坐标实时位置服务，并对系统进行定期巡查维护和检测检修，对相关设备设施进行定期更新；YNCORS州市级分控制中心负责本行政区内卫星导航定位基准站的日常运行维护，提供本地区的地方坐标定位服务。三是建成了YNCORS通讯系统，主要是基准站至各级数据中心、省级数据中心至州市级分数据中心的数据通讯专线，以及各级数据中心和用户终端之间的发布服务。在建设云南省北斗卫星导航定位服务系统的同时，进行了区域似大地水准面精化建设，达到了全省坝区5 cm、山区10 cm的高程精度。YNCORS基准站网分布如图1所示。

图1 云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)基准站分布Fig.1 Distribution of reference stations of YNCORS

1.2 千寻位置服务网

千寻位置由中国兵器工业集团和阿里巴巴集团于2015年8月共同发起成立，注册资本20亿元，公司致力“通过北斗地基一张网的整合与建设，构建位置服务云平台，以满足国家、行业、大众市场对精准位置服务的需求”，提供厘米级定位、毫米级感知、纳秒级授时实时服务，是数字时代时空智能基础设施。

目前，千寻位置已经在全球拥有2 500多座北斗地基增强站。在云南省境内，千寻位置有基准站180多个，基本覆盖云南省大部分区域。部分未覆盖区域有：金平县、绿春县、孟连县、宁蒗县、玉龙县、香格里拉市、德钦县、贡山县、盈江县等。

1.3 中国移动HAP高精度卫星定位基准站网

近年来，中国移动重点发力5G自动驾驶，并以5G蜂窝网络、高精度定位网、车路协同网三张网支撑，推动自动驾驶快速落地。“5G+高精定位”系统通过5G网络实时提供亚米级、厘米级、毫米级高精度定位服务，构建全天候、全天时、全地理的精准时空服务体系，用于车辆管理、车路协同、自动驾驶、自动泊车等交通领域，赋能数字社会发展。

目前，中国移动HAP已经在全国建设4 400多座高精度定位基准站。在云南省境内，中国移动HAP高精度定位基准站正在建设的有200多个，基本覆盖云南省大部分区域。

1.4 云南省地震测震台站网

地震台网是应对地震灾害的基础，是监视地震事件和测定发震时刻、震中位置、地震强度的直接手段，是地球科学研究的基础。按照观测手段分为测震台网、形变台网、电磁台网和地下流体台网，其中以卫星导航定位系统(GNSS)观测为主的高精度、高时空分辨率观测网络基本建成，覆盖全国。目前，云南省测震台站网由56个固定测震台站、1个省级测震台网中心和1个火山地震台网中心组成，测震台网示范工程有在建台站20个。云南省地震台站网GNSS基准站实时运行，主要用于监测大陆地壳运动形变、重力场形态及变化、研究地壳运动的时空变化规律、地震短临阶段的地壳形变时空变化特征以及现代大地测量基准系统的建立和维持等，目前不发布实时位置服务。

2 问题与机遇

2.1 云南省北斗卫星导航定位服务系统

由于受当时技术的制约和其他历史条件的限制，云南省北斗卫星导航定位服务系统(YNCORS)存在如下问题：

1)由于分区分期建设，造成YNCORS建设周期偏长，采用的设备品牌多样，设备的维修更新及更新时点周期较为复杂；

2)YNCORS基准站多为楼顶站点，地面站点较少，在维持框架基准和监测地壳板块运动等方面稍显不足；

3)YNCORS建设采取分级布网、分级处理的原则，基层运维机构和运维人员缺失，管理不到位，一系列的制度规范需要进一步完善和健全，省级中心和州市分中心管理范围和职责功能需要进一步理顺；

4)在应用推广方面，目前YNCORS主要是相关测绘资质单位在使用，应用层面较窄，需要进一步开发开放，探索亚米级服务系统建设，向社会大众开放服务。

YNCORS的机遇在于：该系统是维持云南省统一的现代大地坐标系统与空间框架的重要基础设施，是全省唯一、权威、标准、三维的定位基准服务网。截至2019年年底，YNCORS直接为经济总值约十亿元的工程项目提供了高精度定位服务，间接产生社会服务总值上千亿元。YNCORS的建设实现了全省测绘基准框架的建立和维持，改变了传统测绘“工作量大、任务繁重、数据采集和更新周期长”的痛点，为地理国情监测、不动产登记、农经权确权、第三次全国国土调查、中缅石油管道建设、滇中引水、易地扶贫搬迁、生态红线划定、智慧城市建设等重大项目提供了重要保障，在自然资源管理、国土空间规划、城市建设、交通物流、环境监测、防灾减灾、应急保障等相关行业或领域得到了广泛应用。除了上述应用外，结合YNCORS平台、天地图.云南、北斗自动化监测等申请了“基于北斗YNCORS+地理信息服务平台应用研究项目”科技专项，完成了基于北斗YNCORS+地理信息服务平台搭建，融合YNCORS系统与天地图.云南平台为用户提供位置服务和地理信息服务。搭建基于北斗天线阵列技术地理国情监测试验平台，实现了自动化监测，推动了北斗在边疆地区防灾减灾和生态环境保护中的应用，为人民生命财产安全提供保障，促进民族团结合作。

2.2 千寻位置网

千寻位置网存在问题在于：运维服务响应及时性问题；高程服务发布问题；处理好基础设施、服务和产品的关联关系。

千寻位置网的机遇在于：全国一张网，一次申请全国通用，比各省级CORS网具有优势；在社会化服务领域，如智能驾驶、精准作业、公共服务、位移监测等解决方案的开拓和应用上较为灵活。

2.3 中国移动建设HAP

中国移动建设HAP高精度定位网主要用于实现自动驾驶，目前还未全面建成投入使用，它存在的问题在于：高精度定位网功能定位不清晰，室内定位及复杂场景等定位技术没有得到彻底解决，大规模车道级高精细电子地图没有上市，单靠HAP高精度定位网难以发挥在自动驾驶中的作用。

中国移动HAP的机遇在于中国移动强大的生态系统和用户群落，主要表现在下面几个方面：

1)自身拥有高密度的5G蜂窝网，能够支持时延低、带宽大、可靠性高的通信，满足自动驾驶过程中的车路协同感知、信息交互和车辆高精度定位等需求。

2)依托遍布各地的通信基站，融合四千多个高精度定位导航基准站，实现动态厘米级、静态毫米级的定位。

3)高精度定位基准站都已纳入现基站网管理，提供7*24 h的运维，保障导航定位的高可靠和高可用性。

2.4 云南省地震测震台站网

云南省地震测震台站网是专业级的连续运行基准站网，主要用作事后处理和研究，不发布实时定位导航服务，此处不作讨论。

3 共建共享

受制于行业政策和投资渠道，云南省北斗卫星导航定位服务系统基准站网、千寻位置网、中国移动高精度定位网、云南省地震测震台站网基本都是独立成网，这种建网方式简单、统一，涉及单位少，无须共享机制，但建设和维护成本比较高，不同部门不同行业间存在大量重复投入和重复建设。笔者通过巡查云南省北斗卫星导航定位服务系统基准站发现，在云南省境内上述4大基准站网，许多基准站相距很近，甚至就在同一栋楼，如某栋大楼楼顶同时存在3个专业基准站。因此，亟待政府牵头整合资源，不同行业不同部门之间进行跨区域、跨部门的联网和资源共享协调，制定共建共享协议，解决基础设施和数据共享策略、服务质量保障等问题，适当冗余，有效地避免重复投资和重复建设问题。这不但会提升卫星导航定位相关技术的应用水平，还会衍生一系列具有增值潜力的应用领域。

4 结束语

本文简要分析了云南省内各大卫星导航定位基准站的发展现状和问题及机遇，提出资源整合、共建共享的思路。卫星导航定位基准站系统作为一种空间定位基础设施，目前主要集中于常规测绘、精准农业、物流监测、应急救援等，专业位置服务是其应用的主要方面，接下来会被用于航空航天、地质灾害监测与预警、大气环境监测、智能交通、自动驾驶等其他行业和领域。基准站网已经跨过测绘学科，与通信、气象、地震、交通等学科融合，进而促进经济和社会的发展。