一，前言

隨著國家信息化程度的提高及計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字城市、數(shù)字省區(qū)和數(shù)字地球的工程化和現(xiàn)實化，需要采集多種實時地理空間數(shù)據(jù)，因此，中國發(fā)展CORS系統(tǒng)的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來，國內(nèi)不同行業(yè)已經(jīng)陸續(xù)建立了一些專業(yè)性的衛(wèi)星定位連續(xù)運行網(wǎng)絡(luò)，目前，為滿足國民經(jīng)濟建設(shè)信息化的需要，一大批城市、省區(qū)和行業(yè)正在籌劃建立類似的連續(xù)運行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一個新的建網(wǎng)高潮正在到來。

當前國內(nèi)不同行業(yè)建設(shè)的網(wǎng)站系統(tǒng)基本上還是獨立運行的，很多單位的數(shù)據(jù)只在本單位甚至是本部門內(nèi)共享和利用。目前國內(nèi)市場上的連續(xù)運行參考站的建站方案動則百萬甚至千萬的資金投入相對于這些小規(guī)模的應(yīng)用對連續(xù)運行參考站的需求而言就顯得投入與產(chǎn)出過于失衡，導致許多行業(yè)與單位只能對連續(xù)運行參考站系統(tǒng)望而卻步。

針對這種情況，我們提出了“可擴展GNSS連續(xù)運行但參考站CORS解決方案”。

本方案立足于當前的具體實際應(yīng)用，但參考站在滿足現(xiàn)實應(yīng)用的前提下可拓展為未來的多基站應(yīng)用。

二，系統(tǒng)設(shè)計

1，系統(tǒng)概述

本方案設(shè)計是根據(jù)區(qū)域性RTK生產(chǎn)要求結(jié)合獨立運行參考站的特點而專門設(shè)計的，方案設(shè)計遵循如下原則。

先進性——在保證系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的前提下，采用當前世界上先進的GNSS技術(shù)、通訊技術(shù)、軟件技術(shù)、開發(fā)技術(shù)，以保證系統(tǒng)的性能在較長的時間內(nèi)不落伍，并隨著技術(shù)的不斷發(fā)展得到相應(yīng)的更新。

可靠性——系統(tǒng)設(shè)計就是為了更有效的提高RTK在區(qū)域內(nèi)作業(yè)的效率，更合理的應(yīng)用和利用RTK。系統(tǒng)設(shè)計以可靠性為前提，否則，不但不能起到應(yīng)該的作用，有可能還帶來反面的影響。

可拓展性——系統(tǒng)在設(shè)計上考慮到產(chǎn)品的可擴展性，獨立的運行參考站只需要通過軟件升級既能夠接入基站的連續(xù)運行參考站系統(tǒng)，系統(tǒng)可以進行整體升級，因此系統(tǒng)在升級時對終端用戶來說是透明的。

高性價比——為了極大的降低客戶的運行成本，在同樣的價格下，盡量讓客戶享受最好的服務(wù)和高性能的系統(tǒng)。

易用性——在設(shè)計系統(tǒng)時，盡量使用用戶操作界面友好、簡單、易用，充分體現(xiàn)人性化。

2，方案目標和內(nèi)容

連續(xù)運行但參考站系統(tǒng)作為一個獨立的連續(xù)運行的GNSS參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實時地向不同類型、不同需求地用戶自動提供經(jīng)過檢驗地不同類型地GNSS觀測值，各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及其它有關(guān)GNSS服務(wù)項目地系統(tǒng)。

連續(xù)運行單參考站系統(tǒng)方案目標為：建立和維護測量區(qū)域內(nèi)的GNSS基準站支持，為該系統(tǒng)提供一套完整的GNSS工程技術(shù)標準，其具體項目為：

建立一個永久連續(xù)觀測的GNSS基準站觀測墩；

建立若干個可提供基準站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；

建立基準站與系統(tǒng)管理中心的內(nèi)部局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸；

為用戶提供靜態(tài)、RTK測量的數(shù)據(jù)信息。

3，系統(tǒng)性能指標

本系統(tǒng)工程完畢后，要求達到下表內(nèi)列舉得各項性能指標

4，系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)

1）系統(tǒng)原理

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)是建立在GNSS硬件技術(shù)平臺之上，將尖端科技領(lǐng)域的衛(wèi)星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和先進的軟件開發(fā)技術(shù)有機地結(jié)合在一起，為用戶提供了全新的、透明、可視、實時的測量服務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，本系統(tǒng)的GNSS硬件由如下幾個單元組成：GNSS基站接收機、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)。

2）系統(tǒng)作業(yè)流程與數(shù)據(jù)流程

系統(tǒng)運行的流程如下：

基準站連續(xù)不間斷的觀測GNSS微信信號獲取該地區(qū)和該時段的“局域精密星歷”及其他改正參數(shù)，按照用戶要求把靜態(tài)數(shù)據(jù)打包存儲并把基準站的衛(wèi)星信號送往服務(wù)器上CDC.NET軟件的指定位置。

用戶單元接受定位衛(wèi)星傳來的信號，并解算出地理位置坐標。

用戶單元的數(shù)據(jù)通訊模塊通過局域網(wǎng)從服務(wù)器的指定位置獲取基準站提供的差分信息后輸入用戶單元GNSS接收機進行差分解算。

用戶單元在野外完成靜態(tài)測量后，可以從基準站軟件下載同步的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行基線聯(lián)合解算；

三，基準站系統(tǒng)設(shè)計

1、功能設(shè)計

綜合系統(tǒng)的功能設(shè)計與要求，并結(jié)合有關(guān)項目的基準站資料，對本系統(tǒng)連續(xù)運行定位服務(wù)基準站提出一下功能分析與設(shè)計：

1）建立一個半永久性的基準站，設(shè)計為無人值守型，設(shè)備盡可能少，連接可靠，配置兩個基準站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2）基準站都為屋頂型基準站，采用M300PRO主機的方式；

3）基準站為分體機，主機天線置于屋頂，主機置于室內(nèi)，采集數(shù)據(jù)直接顯示在服務(wù)器上；

4）在斷電情況下，基準站能夠靠自身的UPS支持十個小時以上；

5）配置的網(wǎng)絡(luò)RTK的基準站為可移動式，根據(jù)作業(yè)的需求，天線和主機硬件可以隨時拆用。

2，功能模塊的選用

根據(jù)上述功能，半永久連續(xù)觀測基準站各功能模塊的選擇和性能描述如下：

1）AT600扼流圈接收天線

AT600是一款高精度全頻段北斗、GNSS基準站天線，采用3D扼流圈設(shè)計，支持BDS、GPS、GLONASS和GALILEO系統(tǒng)全信號頻段的接收，滿足目前高精度、多系統(tǒng)兼容測量終端設(shè)別應(yīng)用的需求。

2）連續(xù)運行參考站主機M300PRO

M300 PRO接收機是一款專門適用于北斗地基增強系統(tǒng)的高性能GNSS接收機，依靠國產(chǎn)自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)，擁有自主核心技術(shù)，主機采用Linux為內(nèi)置操作系統(tǒng)，選用32位ARM處理器，主頻可達536MHz，內(nèi)置以太網(wǎng)接口采用10M100M自適應(yīng)網(wǎng)卡接口芯片，傳輸速率、質(zhì)量有保障，工業(yè)級設(shè)計，抗干擾能力強，穩(wěn)定性高，充分滿足系統(tǒng)長時間無人值守穩(wěn)定運行的需求。

產(chǎn)品特點主要如下：

M300 PRO基準站接收機采用嵌入式系統(tǒng)平臺，選用32位ARM處理器，主頻高達536MHz.

內(nèi)置32G容量的數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)以文件方式存儲，可供本機復(fù)制下載或遠程下載，并有循環(huán)存儲功能，用戶可以通過服務(wù)器遠程設(shè)置是否啟用內(nèi)置存儲器存儲靜態(tài)數(shù)據(jù)。

以網(wǎng)接口采用10M100M自適應(yīng)網(wǎng)卡接口芯片，滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸需要，用戶可通過本地網(wǎng)絡(luò)、液晶面板按鈕、遠程網(wǎng)絡(luò)配置系統(tǒng)參數(shù)，同時支持遠程重啟、內(nèi)存格式化和固件升級等系統(tǒng)維護功能。

工業(yè)級設(shè)計，堅固鋁合金外殼，防震性能高，防水、防塵達到IP67。

3）基準站控制軟件CDC.NET軟件

CDC.NET是位滿足省市級以及全國性大區(qū)域CORS系統(tǒng)的解算和對外服務(wù)需要而研發(fā)的GNSS網(wǎng)絡(luò)增強服務(wù)系統(tǒng)，通過引入高級消息隊列協(xié)議總線技術(shù)，考慮了面向規(guī)模化基準站網(wǎng)接入負荷下的各核心業(yè)務(wù)層的分布式處理框架，通過調(diào)整優(yōu)化GNSS數(shù)據(jù)邏輯處理流程，提升高負載條件下的計算機運算效率，實現(xiàn)規(guī)模化系統(tǒng)應(yīng)用。同時，軟件的分布式架構(gòu)可滿足客戶對于規(guī)?；瘧?yīng)用的擴充需要，已經(jīng)相應(yīng)行業(yè)、領(lǐng)域定制化的服務(wù)需求。

4）UPS電源

此方案UPS供電主要使用M300PRO內(nèi)置電池，內(nèi)置17600mAh高容量電池，續(xù)航時間30h，主供電采用機房220V市電。