GNSS连续运行单参考站CORS解决方案

一，前言

随着国家信息化程度的提高及计算机网络和通信技术的飞速发展，电子政务、电子商务、数字城市、数字省区和数字地球的工程化和现实化，需要采集多种实时地理空间数据，因此，中国发展CORS系统的紧迫性和必要性越来越突出。几年来，国内不同行业已经陆续建立了一些专业性的卫星定位连续运行网络，目前，为满足国民经济建设信息化的需要，一大批城市、省区和行业正在筹划建立类似的连续运行网络系统，一个新的建网高潮正在到来。

当前国内不同行业建设的网站系统基本上还是独立运行的，很多单位的数据只在本单位甚至是本部门内共享和利用。目前国内市场上的连续运行参考站的建站方案动则百万甚至千万的资金投入相对于这些小规模的应用对连续运行参考站的需求而言就显得投入与产出过于失衡，导致许多行业与单位只能对连续运行参考站系统望而却步。

针对这种情况，我们提出了“可扩展GNSS连续运行但参考站CORS解决方案”。

本方案立足于当前的具体实际应用，但参考站在满足现实应用的前提下可拓展为未来的多基站应用。

二，系统设计

1，系统概述

本方案设计是根据区域性RTK生产要求结合独立运行参考站的特点而专门设计的，方案设计遵循如下原则。

先进性——在保证系统可靠性和稳定性的前提下，采用当前世界上先进的GNSS技术、通讯技术、软件技术、开发技术，以保证系统的性能在较长的时间内不落伍，并随着技术的不断发展得到相应的更新。

可靠性——系统设计就是为了更有效的提高RTK在区域内作业的效率，更合理的应用和利用RTK。系统设计以可靠性为前提，否则，不但不能起到应该的作用，有可能还带来反面的影响。

可拓展性——系统在设计上考虑到产品的可扩展性，独立的运行参考站只需要通过软件升级既能够接入基站的连续运行参考站系统，系统可以进行整体升级，因此系统在升级时对终端用户来说是透明的。

高性价比——为了极大的降低客户的运行成本，在同样的价格下，尽量让客户享受最好的服务和高性能的系统。

易用性——在设计系统时，尽量使用用户操作界面友好、简单、易用，充分体现人性化。

2，方案目标和内容

连续运行但参考站系统作为一个独立的连续运行的GNSS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求地用户自动提供经过检验地不同类型地GNSS观测值，各种改正数、状态信息，以及其它有关GNSS服务项目地系统。

连续运行单参考站系统方案目标为：建立和维护测量区域内的GNSS基准站支持，为该系统提供一套完整的GNSS工程技术标准，其具体项目为：

建立一个永久连续观测的GNSS基准站观测墩；

建立若干个可提供基准站网络服务的网络系统；

建立基准站与系统管理中心的内部局域网的数据传输；

为用户提供静态、RTK测量的数据信息。

3，系统性能指标

本系统工程完毕后，要求达到下表内列举得各项性能指标

4，系统原理和结构

1）系统原理

连续运行参考站系统是建立在GNSS硬件技术平台之上，将尖端科技领域的卫星定位技术和地理信息技术、通信技术和先进的软件开发技术有机地结合在一起，为用户提供了全新的、透明、可视、实时的测量服务。根据系统功能的要求，本系统的GNSS硬件由如下几个单元组成：GNSS基站接收机、电源系统、用户系统。

2）系统作业流程与数据流程

系统运行的流程如下：

基准站连续不间断的观测GNSS微信信号获取该地区和该时段的“局域精密星历”及其他改正参数，按照用户要求把静态数据打包存储并把基准站的卫星信号送往服务器上CDC.NET软件的指定位置。

用户单元接受定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标。

用户单元的数据通讯模块通过局域网从服务器的指定位置获取基准站提供的差分信息后输入用户单元GNSS接收机进行差分解算。

用户单元在野外完成静态测量后，可以从基准站软件下载同步的静态数据进行基线联合解算；

三，基准站系统设计

1、功能设计

综合系统的功能设计与要求，并结合有关项目的基准站资料，对本系统连续运行定位服务基准站提出一下功能分析与设计：

1）建立一个半永久性的基准站，设计为无人值守型，设备尽可能少，连接可靠，配置两个基准站的网络设备。

2）基准站都为屋顶型基准站，采用M300PRO主机的方式；

3）基准站为分体机，主机天线置于屋顶，主机置于室内，采集数据直接显示在服务器上；

4）在断电情况下，基准站能够靠自身的UPS支持十个小时以上；

5）配置的网络RTK的基准站为可移动式，根据作业的需求，天线和主机硬件可以随时拆用。

2，功能模块的选用

根据上述功能，半永久连续观测基准站各功能模块的选择和性能描述如下：

1）AT600扼流圈接收天线

AT600是一款高精度全频段北斗、GNSS基准站天线，采用3D扼流圈设计，支持BDS、GPS、GLONASS和GALILEO系统全信号频段的接收，满足目前高精度、多系统兼容测量终端设别应用的需求。

2）连续运行参考站主机M300PRO

M300 PRO接收机是一款专门适用于北斗地基增强系统的高性能GNSS接收机，依靠国产自主卫星导航系统，拥有自主核心技术，主机采用Linux为内置操作系统，选用32位ARM处理器，主频可达536MHz，内置以太网接口采用10M100M自适应网卡接口芯片，传输速率、质量有保障，工业级设计，抗干扰能力强，稳定性高，充分满足系统长时间无人值守稳定运行的需求。

产品特点主要如下：

M300 PRO基准站接收机采用嵌入式系统平台，选用32位ARM处理器，主频高达536MHz.

内置32G容量的数据存储，数据以文件方式存储，可供本机复制下载或远程下载，并有循环存储功能，用户可以通过服务器远程设置是否启用内置存储器存储静态数据。

以网接口采用10M100M自适应网卡接口芯片，满足大多数数据传输需要，用户可通过本地网络、液晶面板按钮、远程网络配置系统参数，同时支持远程重启、内存格式化和固件升级等系统维护功能。

工业级设计，坚固铝合金外壳，防震性能高，防水、防尘达到IP67。

3）基准站控制软件CDC.NET软件

CDC.NET是位满足省市级以及全国性大区域CORS系统的解算和对外服务需要而研发的GNSS网络增强服务系统，通过引入高级消息队列协议总线技术，考虑了面向规模化基准站网接入负荷下的各核心业务层的分布式处理框架，通过调整优化GNSS数据逻辑处理流程，提升高负载条件下的计算机运算效率，实现规模化系统应用。同时，软件的分布式架构可满足客户对于规模化应用的扩充需要，已经相应行业、领域定制化的服务需求。

4）UPS电源

此方案UPS供电主要使用M300PRO内置电池，内置17600mAh高容量电池，续航时间30h，主供电采用机房220V市电。