南方连续运行参考站推荐方案(组成部分)

网络参考站卫星定位综合服务系统NRS

技术方案书

(系统组成部分)

二○一○年九月

目录

一、系统设计 (1)

二、参考站子网系统 (2)

2.1室外部分 (2)

2.1.1 GNSS接收天线 (2)

2.1.2 GNSS观测墩 (3)

2.2室内部分 (5)

2.2.1 数据解算单元 (5)

2.2.2 系统集成 (6)

三、控制中心子系统 (8)

3.1控制中心硬件组成 (8)

3.2控制系统软件-NRS (9)

四、数据通讯子系统 (10)

4.1参考站网络传输单元 (10)

4.2控制中心网络传输单元 (10)

一、系统设计

NRS（Network Reference Station，网络参考站）技术，在VRS技术的基础上，结合部分FKP和MAX技术的优点，优化了VRS，采用DEEP-NRS技术，大大提高了网络CORS 的可用性。

NRS 系统由参考站、系统控制中心、数据通信、用户应用四个子系统组成：

图1-1 NRS系统组成

（1）参考站子网系统：NRS网络的数据源，用于提供原始观测数据、星历等数据；

（2）控制中心子系统（系统管理数据发布中心）：需要可靠的服务器来运行数据处理软件，同时需要借助其它网络（Internet、电信网络等）来向用户发布各类不同的数据；

（3）数据通信子系统：包括参考站和控制中心之间，以及控制中心和用户之间的通讯两部分；（4）用户服务子系统：简单分为静态用户、动态用户。静态用户指需要GNSS原始数据进行后处理解算高精度解的用户；动态用户指需要实时得到点位解的用户。

二、参考站子网系统

2.1 室外部分

室外部分主要分为两部分，GNSSS天线和GNSS观测墩，如下图：

图2-1 GNSS观测墩实景图

2.1.1 GNSS接收天线

GNSS天线的外形如下：

图2-2 GPS天线及线缆实图

扼流圈天线及线缆的主要功能为接收GPS及GLONASS卫星数据，并通过线缆将GPS 原始信号传至室内接收机中，以供解算。其内部核心部件为扼流圈天线，如下图：

图2-3 大地型扼流圈天线内部实图

该扼流圈天线是一款涵盖GPS L1\L2和GLONASS L1\L2 的扼流圈测量天线，核心部分采用天宝器件，满足目前测量设备高精度、多系统兼容的需求。主要技术特点如下：

1、相位中心精度达到亚毫米级，且相位中心稳定性高，重复性好；

2、采用3D扼流圈设计，实现优异的多路径抑制效果；

3、天线低仰角增益高，对低仰角卫星跟踪能力强，保证系统可用卫星数目足够多；

4、低噪放增益高，所配线缆长度可达100 米以上；

5、独特的防水防尘设计，确保核心部件完全密封，可在户外长年正常工作。

2.1.2 GNSS观测墩

观测墩：用于支撑GPS观测天线。观测墩柱体内预埋PVC管道，用于铺设天线电缆。仪器墩外部进行保温和防风处理，顶部安装强制对中装置，并用透波材料的天线罩覆盖，以避免自然环境如强风、雨雪、日照、盐蚀等对天线的损坏。

图2-4 观测墩设计图

2.2 室内部分

图2-5 GNSS主机构成图及外接设备

室外部分接受GPS信号后，通过线缆将原始电子信号传输至室内设备，室内设备主要可分为两个单元：数据解算单元和网络传输单元。

2.2.1 数据解算单元

数据解算单元的核心部件为GPS解算主板，拟采用国际一线的Trimble BD970核心主板，该主板与省网解算主板均为国际一线的GPS厂家美国Trimble公司生产，产品代高于省网主板。Trimble BD970主板如下图：

图2-6 Trimble BD970主板

2.2.2 系统集成

由相关集成商完成系统集成。面板、接口、外壳、工艺设计采用南方测绘方案。效果图如下：

图2-7 参考站主机效果图

图2-8 GNSS主机面板

技术特点

1、采用嵌入式系统平台，选用32位ARM处理器AT91RM9200，主频可上到180MHz；采用Trimble BD970 GNSS接收主板，工业级低功耗设计，抗干扰能力强，高稳定性，满足CORS系统长时间无人值守稳定运行的要求。

2、主机配备3个RS232数据端口、1个多功能端口、1个外接频标端口，可连接高精度原子钟、气象仪、气压仪、倾斜仪等多种传感器设备，适用于不同行业对于多功能CORS系统的需求。

3、内置4GB的高性能工业级SD数据存储卡，支持1G到16G任意容量大小的工业级SD数据存储卡，可储存5秒采样率12个月以上的原始观测数据。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。同时用户可以通过本地主机或服务器远程设置是否启用SD卡存储静态数据。

4、用户可通过网络、串口、蓝牙以及液晶面板按钮等方式对系统参数进行配置。用户通过网络可以远程登录到NET S8主机，通过设置不同的安全访问级别，实现对主机的不同操作。用户可以查看主机的运行状态，下载观测数据，支持远程的重启、格式化SD卡、固件升级和注册等。方便用户远程对系统对进行维护操作，减少用户的维护成本。

5、基站主机具备自动复位功能，在主机掉电恢复后会自动按原设置继续工作，而无须人工干预；主机具备长期、稳定的连续工作能力，即长期、连续跟踪卫星信号并记录数据的能力。

三、控制中心子系统

整个体系是以系统控制中心为中心节点的星型网络。作为中心节点的系统控制中心是系统的管理与处理中心，它的结构与性能会直接影响整个系统的运行与可靠性。

系统控制中心的设备主要是计算机和网络部件等。目前，该网络主要的技术指标如下： 网络形式：1000M 分布式结构，网络协议为TCP/IP。

网络规模：分布式安装，两台站点数据服务器，一台做为主服务器，另外一台做为冗余备份服务器，可扩充。区县局基准站计算机和用户数据中心子系统计算机也接入本网络。

网络元件：1 台支持第2、3层协议的新型千兆博科光纤数据交换机，1台Cisco路由器，系统控制中心内，充当工作站的计算机都是采用了Intel结构的PC计算机。

3.1 控制中心硬件组成

图3-1 控制中心机柜设计图

1、UPS电源:为控制中心提供不间断电源

2、光端机及接线器：提供光纤转换