北斗地基增强系统建设方案.docx

1.1 构建地基增强系统地基增强系统是基于BD/GPS卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技，通过在一定区域布设若干个GNSS连续运行参考基站（CORS），对区域GNSS定位误差进行整体建模，通过无线数据通讯网络向用户播发定位增强信息，提高用户的定位精度，且定位精度分布均匀、实时性好、可靠性高。地基增强系统辅助空间卫星，可以显著或成倍提高定位和授时精度，可使终端的定位精度提高到米级以内。 地基增强系统由参考站、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用参考站网络，数据传输系统与定位导航数据播放系统共同完成通信传输。 北斗卫星地基增强系统是动态的、连续的空间数据参考框架，可快速、高精度的获取空间数据和地理特征，它也是区域规划、管理、决策的基础。1.1.1建设原则 北斗卫星地基增强系统建设将坚持“技术先进、高效可靠、经济实用和易于扩展”的基本原则。 1）总体规划、分步实施 系统建设中，应先行进行总体规划和设计，全盘考虑系统建设目标。根据总体规划指导和要求，进行项目的分期建设的设计和实施，避免不合理的建设投入。 2）先进性系统拟采用的BDS/GPS技术融合了网络RTK技术和PPP技术的各自优势，充分借鉴了网络RTK和PPP技术的工作模式，因而其技术本身可具备以下优势：(1)北斗为主，兼容GPS、GLONASS系统。具有BDS独立组网进行高精度定位增强的能力，同时提供CGR三系统、CG双系统、CR双系统、GR双系统等4种组合定位增强模式，实现 GEO/IGSO（高轨）卫星与MEO（GPS/GLONASS中圆轨道）卫星联合解算技术。(2)区域网络RTK与广域PPP技术融合统一，区域CORS网内和网外用户采用同一套数据处理软件，相同的数据处理模式，实现区域增强与广域增强服务自动无缝切换，具有近海高精度定位增强服务能力。(3)坐标同时兼容CGCS2000和WGS 84坐标系统。(4)现有的GPS B 级点可以结合IGS 站点，实现CJK-CORS监测系统中的基准点的坐标联测的起算点。3）可靠性(1)系统设计充分考虑系统运行的可靠性以及个BDS/GPS定位技术的可靠性。从系统设备部署、基准站布网分布、系统软件自适应性及可靠性、合理高效的备份机制等方面，保证系统全天候、稳定正常运行；(2)系统设计以北斗信号为主，兼容GPS、GLONASS信号，对于GPS定位技术而言存在更多的冗余性，有利于提高定位的精度与可靠性。对于北斗三星GPS CORS系统监测，其在扩展时间可用性的同时，能有效地缩短初始化时间。(3)全方位的完好性监测方法和预警技术。对导航星座、CORS基站、大气扰动、网络环境、硬件设备进行实时监测，面向系统决策层、系统管理员和终端用户各自不同的需求，建立相应的系统完好性参数化模型，实时发布完好性差分数据、监测数据和预警信息，提升系统服务的可靠性和完备性。3）资源集约利用(1)利用一带一路周边现有的基站站可利用的设施，在其基础上扩展CORS监测系统，尽量避免重复投资。(2)在确保系统性能指标和质量不受影响的情况下，采用合理、节省的方法设计系统，尽可能节约工程建设总费用。 4.易用可扩展(1)系统设计要保证系统建成后易用性，包括系统管理、系统维护、用户应用的易用性，用户端实现简单培训后即可操作作业，管理端进行短期培训实习后可以进行系统管理和维护，避免人员变动而导致的损失。(2)系统建设过程中，应充分考虑与如地震监测、测绘院等其他部门技术的融合，预留相关建设场地和数据处理接口，使系统建设完成后可按照用户需求后期扩展服务。1.1.2建设目标系统遵循“立足测绘，服务一带一路”的总体目标：以一带一路重点区域沿线范围为主、以北斗为主体、兼容其他GNSS卫星、统一的多系统、高精度GNSS地基增强系统网络。通过在一带一路重点区域沿线范围内布设北斗地基增强参考站，建设覆盖一带一路重点区域的高精度增强定位系统，为国家一带一路战略提供空间基础数据。可向系统覆盖区域内的用户提供各种不同精度的位置和时间信息服务，以满足一带一路建设规划、设计、施工、运营应用的定位、导航和时间服务的实际需求。1）建立和维持新一代高精度的B控制网基础框架。2）结合区域似大地水准面精化成果，向测绘及相关应用行业提供高精度、连续、动态、三维的空间坐标参考框架。3）为现代测绘基准体系的建立和完善提供平面和高程基准基础设施，为空间技术的应用及其产业化服务提供基准保障。4）基站为监测中心服务器提供原始数据，满足监测软件需求。1.1.3建设内容 1）改造/建设长一带一路连续运行基站接收设施；2）建立控制中心，基于现有资源，实现基准站到控制中心的实时传输并对各站点的数据进行质量检查、冗余的备份链接；对接入系统的基站数据进行同步并建立电离层、对流层模型；监控各基准站的运行，并实现服务与不同系统的实时数据共享；3）建设数据中心，存储不同采样间隔和不同时段的BDS/GPS 原始观测数据，存储包含的BDS/GPS 原始观测数据、存储网络模型文件、进行数据的质量检查和转换；4）建立一带一路服务中心，基于网页的用户管理系统；利用Internet向批准用户提供基准站原始观测数据下载服务；利用电台方式向一带一路地区用户提供实时RTK服务，同时为用户提供扩展的二次开发的接口；5）建立参考站和控制中心之间的通讯连接；6）监测基准站的站点位移情况；实时进行站点监测，定期（每季度）加入高等级控制点进行整网的解算，保障基准框架的稳定，建立数据平台；7）监测站点现场的温湿度；8）监测站点差分数据发射是否正常；9）监测站点BDS/GPS数据链的信号强度、站点BDS/GPS星空图；10）监测GPRS路由器的GPRS流量；11）建设常规RTK差分信息的发播系统。1.1.4系统性能指标项目内容技术指标覆盖网络网络RTK重点区域95%以上覆盖DGPSCORS网内及网外100kmPPP不受限制服务领域导航交通监控、地理信息采集、数据更新定位测绘、地籍、规划、工程建设、变形监测、地壳形变监测系统精度动态参考基准地心坐标的坐标分量绝对精度不低于0.05米基线向量的坐标分量的相对精度不低于310-7网络RTK 事后精密定位变形监测导航定时水平3cm，垂直5cm（平坝、丘陵），垂直8cm（山区）水平5mm，垂直10mm水平5mm，垂直10mm单机精度1.5m，垂直3m水平100ns，多机同步10m可用性定位95%（365天），95%（天）稳定性报警时间6秒误报率48 跟踪频段：BeiDou B1，B2；GPS L1-C/A，L1/L2-P（Y），L2-C，L1和L2载波相位 （2）技术特点 支持实时静、动态双频RTK解算，同时支持单BD-2解算模式； 高可靠的载波跟踪技术，大大提高了载波精度，为用户提供高质量的原始观测数据； 全面的兼容高精简报文，易于数据传输及配套软件的应用开； 差分格式支持：CMR，CMR+，RTCM2.1，RTCM2.2，RTCM2.3，RTCM3.0，RTCM3.1； 输出格式支持：NMEA0183、PJK平面坐标、二进制码； 网络模式支持：VRS,FKP,MAC，支持NTRIP协议 （3）精度指标 RTK水平精度：1cm+1ppm RTK垂直精度：2cm+1ppm 码差分定位精度：0.45m(CEP) 单机定位精度：1.5m(CEP) （4）数据通讯 UHF数据：集成度高，稳定提升电台作用距离 网络数据：GPRS（3G/CDMA可选配）网络通讯模块，国际通用，自动网络登录，兼容各种CORS系统的接入 其他通讯：WiFI，bluetooth等，可以自由切换，适应各种工作环境。RTK高精度终端：