南方CORS单基参考站设计策划方案

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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上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太过于失衡，导致许多行业与单位只能对连续运行参考站

系统望而怯步。

针对这种情况，我们提岀了“服务现在、面向未来的可拓展的SOUTH-CORS GP独立连续运行参考站解决

方案”。

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

二、系统设计

1、系统概述

本方案设计是根据独立运行参考站的特点而专门设计的，方案设计遵循如下的原则。

先进性一一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GPS技术、通讯技术、软件设计和开发技术，以保证系统的性能在较长的时间内不落后，并随着技术的不断发展得到相应的更新。

可靠性一一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，不但不能起到应该起到的作用，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，独立的连续运行参考站只需要通过软件升级就能接入多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，尽量让客户享受做好的服务和高性能的系统。

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

2、方案目标与内容

连续运行单参考站系统为一个独立的连续运行的 GPS 参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网

（LAN

/ WAN 技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求的用户自动地提供经过检验的不同类型的 GPS 观测值（载

波相位，伪距），各种改正数、状态信息，以及其他有关

GPS 服务项目的系统。

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 GPS 基准站支持，为该系统提供一套完整

的GPS 工程技术标准，其具体项目为：

（1） 建设一个永久连续观测的

GPS 定位基准站观测墩。

（2） 建立若干个可提供基准站网络服务的网络系统。 （3） 建立基准站与系统管理中心的内部局域网的数据传输 （4） 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的各项性能指标:

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的结合在一起，为用户提供了全 新、透明、可视、实时、的测量服务。根据系统功能的要求，本系统的 站、电源系统、用户系统，如下图所示整个系统的原理图如下:

（2）系统作业流程与数据流程

4、系

统原理 和结构

（1） 系统原理 连续 运仃参考 站系统是 建立

在

GPS 硬件

的等技术 平台之 上。它将

GPS 硬件由如下几个单元组成： GPS 基

1）系统运作的流程如下：

基准站连续不间断的观测GPS的卫星信号获取该地区和该时间段的“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息送往服务器上GPS软件的指定位置。

用户单元接收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

GPS的OEM板进行差分解算。

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时间的静态数据进行基线联合解算

2）GPS硬件系统总体数据流程如下：

图二数据流程

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以下功能分析与设计：

1）建立一个永久性的基准站，设计为无人职守型，设备尽可能少，连接可靠。

2）基准站都为屋顶型基准站，采用SOUTH-BAS主机的方式。

3）基准站为分体式，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支持两个小时以上。

2、功能模块的选用

（1）永久连续观测基准站根据上述功能，永久连续观测基准站的设计出如下图所

示。图中各功能模块的选择和性能描述如下：

南方GPS 扼流圈测量型的双频天线，南方

GPS 双频高精度抗多径干拢扼流圈天线，主要用于大地测量，地震

预报和大气水汽含量研究等项目。它采用铝质等圆 4圈凹槽扼流圈和一个对称多点极化的天线加上一个

36dB

低噪声带通滤波放大器，可以在直流电压

3〜12V 中工作。该天线工作在并通过先进的电路减少低仰角信号的

干扰，具有抗电磁干扰和抗多路径效应的能力，密闭的天线罩可以适应不同天气和恶劣工作环境。

2）连续运行参考站主机 SOUTH-BASE

南方测绘的SOUTH-BASE 参考站主机是一款基于工控机硬件平台带有多种通讯接口的高性能参考站，可 持续长时间稳定工作；内部安装

Windows XP 操作系统，使用操作简单方便；内置 1G/2G CF 卡用于存储操作

系统、应用软件和 GPS 接收数据；操作者可通过串口、 USB 设备或网络工具及鼠标 /键盘对基准站进行管理和

设置。其有如下特性：

工控机CPU 主频667MHz/1GHz 可选；

内部安装 Windows XP ，操作界面友好，方便客户二次开发； 支持CF 卡，容量1G/2G 可选；

外壳设计为DIN 导轨安装或壁挂式安装，便于客户安装；

以太网 /1 COM （ RS232 /1 USB/VGA/Keyboard&Mouse/ 天线 接口

3）基准站控制软件-BASE TRANS 软件

基准站控制软件运行在 SOUTH-BASE 主机的工作环境下，对存在于同一网络中的所有参考站进行统一地 管理和配置，构建所有的主网和子网，分配和控制入网用户的权限，功能强大，操作简便。负责配置、监 控、管理单参考站的运行状况。在整个基准站系统中， 起到以下几个作用:

通过数据线把主机与网络相连，接收控制电路发送过来的

GPS 数据，并将数据进行分类，分组。

图三基

BASE TRANS 软件是一个相当重要的组成部分。主要

目前，国际上通用的民用 GPS 接收机均接收来自美国军方全球卫星定位系统的民用频段。基准站的采用