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12卷第42015年3月March,201570国土资源导刊Land&ResourcesHeraldLand&ResourcesHerald201512112Dec.,201570文章编号:1672-5603(2015)04-070-6新常态下HNCORS发展战略构思与对策*宣勇*,尹昊华,敖敏思,唐超华,黎晨曦(湖南省测绘科技研究所,湖南长沙410007)摘要连续运行基准站迅速发展,卫星导航定位产业发展规划和意见陆续出台,给HNCORS带来机遇和挑战。当前HNCORS建设初步完成,形成立足测绘、面向公众的服务体系,在北斗兼容性、多系统备份、公益性以及面向应用形成特色,将步入完善服务与推广应用新常态。HNCORS后续发展可从平台完善、制度健全、互联网服务体系、高精度位置应用云平台构建,及产业资源整合5方面展开。实现可持续发展,发挥高精度定位领域的优势和地位,更好地服务于社会经济发展。关键词湖南省连续运行参考站;湖南省卫星导航定位公共服务平台;实时动态定位;位置服务;大数据中图分类号:P237文献标识码:ATheDevelopmentStrategicConceptionofHNCORSinNewNormalStatuesXuanYong,YinHaohua,AoMinsi,TangChaohua,LiChenxi(HunanInstituteofSurveyingandmapping,ChangshaHunan410007Abstract:Thecontinuousoperatingreferencestationshaveexperiencedarapiddevelopmentoveraperiodoftime.Meanwhile,anincreasingnumberofsatellitenavigationindustryparkshavebeenlaunched,andrelateddevelopmentplanningshavebeenreleasedbythegovernments,whichbringsnotonlyopportunitiesbutalsochallengesforHNCORS.Atpresent,thebasicconstructionsofHNCORShavebeenpreliminarilyfinished.Thepublicservicestructurewasalsoestablished,whichischaracterizedbyitscompatibilityofBeidouSystem,multi-systembackup,freeofchargeandapplication-oriented.TheprogressesindicatethattheHNCORSwouldbeinvolvedinthenewnormalstatuesofservicesandapplicationpromotions.Inthenextstage,theconsiderableworkswouldbefocusedon5aspectsassystemupgrading,improvementforthemanagementsystems,webservicesofGNSSobservations,cloudplatformandapplicationoflocationbasedservices,andintegrationoftheprecisesatellitenavigationindustryresources.TheHNCORSisexpectedtoplayitsstrategicroleinthefieldofhighprecisenavigationandpositioningfieldwhileachievingsustainabledevelopment,andtoservetheeconomicconstructionandsocialdevelopmentsofHunanprovincebetter.KeyWords:Hunancontinuousoperatingreferencestations;Hunansatellitenavigationandpositioningpublicserviceplatform;real-timekinematic;locationbasedservice;bigdata*项目资助:国家科技支撑计划(编号2012BAJ23B01)*第一作者简介宣勇,男,1978年生,地理信息系统专业,硕士,高级工程师。现任湖南省测绘科技研究所副所长、中国测绘科学研究院湖南分院副院长,主要从事国土测绘信息化研究与技术推广应用工作。E-mail:2901015503@qq.com收稿日期:2015-11-11;改回日期:2015-11-23。
2015122015年3月March,2015Dec.,2015国土资源导刊Land&ResourcesHeraldLand&ResourcesHerald12112卷第477111引言(HunanContinuousOperatingReferenceStation,HNCORS)是湖南省卫星导航定位公共服务平台的核心组成部分,是连续采集卫星信号的地面设施[1,2]。其对于提高导航定位服务能力,促进测绘地理信息转型升级具有重要意义。近年,连续运行参考站网络建设如火如荼[3]在国家层面,国家测绘基准、“927”工程建设不断推进。在行业应用层面,陆态网络、沿海GNSS业务化观测系统等已投入运行[4,5]。省级站发展更加迅速。相关法律法规、产业发展规划陆续出台。各级政府先后出台关于促进导航定位尤其是北斗产业发展意见。产业发展和高精度定位需求给HNCORS带来了机遇和挑战[6]探讨HNCORS如何保持可持续发展,体现其在高精度导航定位领域的重要地位,更好地服务于湖南省社会经济发展具有重要意义[7]。本文在总结HNCORS建设阶段成果的基础上,对未来HNCORS的发展战略提出了思考和讨论。2HNCORS的建设历程HNCORS经历一期工程建设、国家测绘基准体系建设和二期暨北斗地基增强建设3个重要阶段,其基本网形和结构相对稳定,形成以测绘为基础逐步推广应用的服务体系。2.1一期工程建设(20085月—201111月)一期工程建设完成了93个基准站的建设或融合。一期工程建设包括基准站、控制中心、网络以及辅助设施4方面建设。在基准站方面,完成72个气象基准站、12个国土基准站建设,9个长株潭CORS站融合。其中84个配置兼容GPSGLONASS系统的徕卡天线和接收机。气象站和国土站分别采用落地观测墩和楼顶墩的形式。其中52个气象站配置气象观测仪,实时采集温度、湿度、气压等数据。控制中心由内部网络、数据处理系统、服务器和不间断电源等组成。一期工程完成后,HNCORS进入试运行阶段,为测绘用户提供实时动态定位(RealTimeKinematic,RTK)和数据服务。2.2国家测绘基准体系建设(20121月—201512月)“国家测绘基准体系基础设施建设一期工程”在全国范围内新建150GNSS基准站,包括湖南省境内的12个站点。国家站由GNSS测墩、重力观测墩,观测室和工作室及室外5分组成。国家站均建于开阔位置,不受电磁干扰、多径效应影响。其配置兼容北斗系统的Trimble备。其首先与HNCORS控制中心相连通,进一步通过SDH专线与国家基础地理信息中心相连。截20158月,12个站已完成勘选、土建、高程属性测定及安装和调试工作。接入国家基准站数据后,HNCORS的站点密度进一步提升,网形结构和数据质量有效地增强。国家基准站和一期工程的气象基准站,一同构成HNCORS骨干网络。2.3二期暨北斗升级建设(20145月—201512月)试运行期间HNCORS在体现出巨大作用的同时也暴露出问题,如不兼容北斗系统、部分地区覆盖有限、受电离层扰动等。因此,HNCORS启动二期暨北斗地基增强建设工程。二期建设包括新增基站和北斗升级建设。二期工程在湘西州泸溪等县新建17个基准站。在北斗升级建设方面,引进62套兼容北斗系统的Trimble设备和网络解算软件。至此,结合国家基准站、长株潭CORS基准站以及其他2套北斗站,基本实现全省北斗信号覆盖。同时,122个基准站也使HNCORS成为基准站数量最多(共享基准站不计算在内)的省级CORS平台之一。HNCORS基准站分布如图1。2.4HNCORS服务体系与特色HNCORS在服务内容上形成了由实时动态定位、基础数据及在线坐标转换服务组成的服务体系。实时动态定位包括厘米级RTK和亚米RTD服务。截至20156月,HNCORS累计为国土测绘等8大行业近380家机构2000余用户提供了服务(图2)[8~11]。同时,HNCORS30s1s采样间隔的观测数据,被应用到地理国情普查、不动产测绘等重点工程中。此外,设计和开发了在线坐标转换系统,利用互联网
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Land&ResourcesHerald1217212卷第472国土资源导刊Land&ResourcesHerald201512Dec.,20151HNCORS基准站分布图Fig.1StationmapofHNCORS高效便捷的特点,实现了在线北京1954、西安1980、国家CGCS2000以及WGS84坐标系之间的转换,及大地高和正常高之间的换算。截至20156月,注册用户达到576个,系统累计为用户转点达3600万余个。HNCORS服务特色包括以下4方面:北斗兼容性、多系统备份、公益性及面向应用。北斗兼容方面,HNCORS完成85个基准站的北斗升级(信号覆盖如图3所示),为全国最大的北斗网络之一。HNCORS也是首家播发厘米级北斗差分改正信息的省级CORS网络。多系统备份指HNCORS是国内唯一同时部署徕卡和天宝2套网络解算系统的省级CORS平台。多系统并行备份实现了优势互补,显著提高了可用性、稳定性和可靠性。公益性是HNCORS另一特色。其一直采用免费形式为用户提供服务。用户可自主选择徕卡或天宝任一系统的任意源节点获取服务。在应用方面,HNCORS以测绘应用为2HNCORS用户行业分布概况(截至20156月)Fig.2StatisticsofHNCORSuserstructures(ByJune,2015基点,致力于向交通导航、防灾减灾等位置服务领域延伸和拓展。
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Land&ResourcesHerald12173201512Dec.,2015国土资源导刊Land&ResourcesHerald12卷第4733HNCORS北斗基准站覆盖示意图Fig.3TheoreticallyBeidousignalcoveragemapofHNCORS3中,每一个圆形区域对应一座北斗基准站的理论覆盖范围。由图3可知,HNCORS现了全省绝大部分区域的信号覆盖,仅在湘西北雪峰山以及边界附近的山区有待加强。3HNCORS的发展战略构思广下,HNCORS如何可持续发展和维持自身特色,可从以下5方面展开工作。3.1平台的升级建设与完善(1)网络升级建设网络既是基准站与控制中心数据传输的载体,又是控制中心与用户沟通的媒介。HNCORS使用的气象网存在整点发报占用带宽的问题,可改造为更加稳定的电信网络。同时,针对有线网络成本高、维护困难等问题,可升级改造4G无线网络。(2)站点分布结构优化HNCORS站点分布向经济发展缓慢的西部地区倾斜,而实际使用中用户主要集中于中东部和北部地区。因此,站点分布方面需做一定调整。其次,因市、州及县区级气象业务快速发展,气象观测场因观测环境恶化须搬迁。所以基准站也需相应调整。(3)软、硬件设备的国产化升级建设综合考虑低纬度地区电离层影响及北斗系统的兼容性,HNCORS引进了使用最广泛的进口设备。随着核心技术研究取得突破,尤其是北B3频段,国产设备可逐步取得替代进口设备的优势。有计划地推动国产化升级,既符合政策要求,又能提升北斗兼容性。软件方面,有序引进开发网络解算软件并开展测试,以其为基础,面向特定行业、特定项目、特定应用提供个性化服务。(4)推动临近省级CORS数据共享与交换HNCORS在省份交界处信号质量具有提升空间。目前,湖北、江西等省均正在进行或已完成省级CORS建设。积极推动数据共享可显著提高省界周边区域的信号覆盖和质量,促进双方技术交流,提升HNCORS品牌形象。3.2管理制度的健全和发展(1)落实和完善现有管理制度根据加强基准站建设、运行和管理的思路,HNCORS将标准化、规范化相关工作。针对基准站,首先是提高运行、维护质量,确保基准站的正常和稳定运行;其次,加强建设管理,对已建站升级并网处理。针对控制中心,首先落实HNCORS月报制度。其次,加强控制中心与主管部门、与市县级保管人之间的沟通机制。第三,落实后勤保障制度,将运行维护相关经费纳入经常性预算支出。针对基层保管单位和人员,明确和落实相关责任、义务,建立绩效评估机制。针对HNCORS用户,加强用户审批、注册以及后续使用过程中的管理,确保数据及成果的安全性。(2)积极开展HNCORS建设、维护与管理标准化研究HNCORS积累了大量经验与教训,有必要及时地对其进行总结和推广。标准化研究可从基础定义、基准站建设、运行维护、产品服务、质量标准、检验与测试和管理制度6个方面展开。基础定义包括与基准站相关的定义、描述。建设标准是规范建站过程中的技术要求和参数。运维标准是运行维护过程中的内容、过程、方
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Land&ResourcesHerald1217412卷第474国土资源导刊Land&ResourcesHerald201512Dec.,2015法等。产品服务标准是为保障产品满足用户需求,以产品和服务应达到的技术要求为对象制定的标准。质量标准为保障产品和服务满足用户需求,以产品和服务的质量评价内容、方法及其技术要求为对象标准。管理标准则是保障基准站建设、运维、服务等全过程的有效实施,以基准站设施、数据、用户等为对象制定的管理、3.4高精度位置服务云平台及典型应用的构建高精度位置服务以HNCORS为基础。建设高精度位置服务云平台,将HNCORS软件体系统一部署到云平台上,对服务与应用分类部署,实现统一管理。高精度位置服务云平台构建的意义包括以下4方面。首先,有利于统一优化和配置资源。高精度安全等方面的标准。3.3基于互联网的测绘数据服务体系建设“互联网+测绘地理信息”的理念落实和结合到HNCORS,可以具体化为“互联网+测绘数据处理”上。HNCORS将构建在线数据处理服务体系,如图4所示。4HNCORS“互联网+测绘数据服务”体系Fig.4“Internet+Serveyingandmappingdata”servicesstructureofHNCORS线换、换、GNSS数据差分解算、在线精密单点定位及数据产品申请等服务。坐标转换实现不同坐标系之间的转换。高程转换是在省级似大地水准面再精化的基础上,实现大地高与正常高之间的转换。在线GNSS数据解算包括差分解算和单点定2种模式。前者直接与HNCORS基准站进行联测解算厘米级坐标。后者引入IGS事后精密星历、钟差等进行数据解算,最高获得厘米级位置信息。数据产品服务是在线申请系统。定位服务对计算能力与资源配置要求更高,尤其是公众服务,对服务器负载要求成指数增长,利用云平台动态地配置和规划计算资源可以解决该问题。其次,有利于实现统一管理,减少安全和隐私泄露风险。高精度位置服务中国家安全与隐私必须考虑。以云平台为基础实现统一管理具有可行性。第三,有利于服务与应用规范化、标准化。最后,有利于实现位置大数据分析,为服务的建设、管理提供科学、合理的决策依据[12]。通过对位置大数据进行时空分析,挖掘出有价值的信息。以测绘应用为例,可为省内测绘地理信息产业发展趋势提供参考依据;以导航应用为例,结合位置数据可对道路的养护工作提供参考。3.5高精度卫星导航定位产业与资源的整合与优化湖南省卫星导航定位产业的发展已经具备基础。部分代表性企业、高校和科研院分别在装备制造、软件研发、地图服务及应用等领域形成特色。同时,地理信息产业园的成立、军民融合战略启动以及产业扶持资金的投入,将为产业发展注入活力。作为最重要的基础设施平台,HNCORS可积极推动高精度导航定位产业和资源的整合和优化。首先,积极展开现状和需求调研。面向设备制造和研发、数据处理、地图服务及市场需求和运作等产业链的不同环节,调研其优势、不足和需求。其次,联合高校、科研院所及公司,打造高精度导航定位产业联盟。通过建立定期举行交流合作机制,加强产业链之间的联系,促进良性竞争和发展。在整合资源的基础上,逐渐推出行业性的高精度位置服务应用。在满足湖南省省内需求的基础上,向整个中部地区推广发展。
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Land&ResourcesHerald12175201512Dec.,2015国土资源导刊Land&ResourcesHerald12卷第4754结论历经一期工程、国家基准测绘体系及二期工3阶段建设,HNCORS形成了由实时动态定位、基础数据以及在线坐标转换服务组成的服务体系,在北斗兼容性、多系统备份、公益性以及面向应用形成了自身特色。在系统完善和推广应用的新常态下,下阶段的工作可从平台升级建设与完善、管理制度的的健全和发展、基于互联网的测绘数据服务体系建设、高精度位置服务云平台与典型应用构建以及高精度卫星导航定位产业资源整合5方面展开,在保持自身可持续发展的的同时,发挥其在高精度卫星导航定位领域的优势和地位,更好地服务于社会经济建设。[3]陈明,武军郦.我国GNSS连续运行基准站网现状及分析[J].电信网技术.2015,(3:25-27.[4]陈俊勇,张鹏.在中国构建全球导航卫星连续运行站网及其服务系统[J].测绘科学.2009,34(3:25-27.[5]刘经南,刘晖,邹蓉.建立全国CORS更新国家地心动态参考框架的几点思考[J].武汉大学学报(信息科学.2014,34(11:1261-1284.[6]刘许生.地理信息产业新起点—湖南地理信息产业“小荷初露”[J].国土资源导刊.2014,(8:20-24.[7]胡立新,汤仲安.湖南CORS建设的战略构思与对策思考[J].测绘工程.2019,18(3:61-64.[8]陈琳.HNCORS在怀化市城区控制测量中的应用[J].城市勘测.2015,(2:99-101.[9]唐健林.机载定位定姿辅助空中三角测量成图精度分[J].测绘科学.2014,39(10:61-63.[10]王烽.HNCORS在三一重工工业园区地下管线测绘参考文献/References[1]陈建军,唐超华陈春花.解密HNCORS-HNCORS年建设路[J].国土资源导刊.2010,(10:14-17.[2]刘许生.HNCORS的世界[J].国土资源导刊.2010,(11:18-19.中的应用[J].国土资源导刊.2014,(5:111-112.[11]姜卫平,袁鹏,田挚等.区域CORS组网中的坐标基准统一方法[J].武汉大学学报(信息科学版.2014,39(5:566-569.[12]刘经南.位置大数据的分析处理研究进展[J].武汉大学学报(信息科学版.2014,39(4:379-385.上接第62(3)制定不同地区遥感监测信息提取标准湖南省地形地貌复杂多样,需要遥感监测信息提取统一标准,国家可根据各地不同的地形地貌制定不同的信息提取标准,在偏远村庄,2类图斑的提取面积标准可适当放宽;对村民建房的图斑提取面积不宜过大,最小面积提取标准可适当放宽,减少地方调查和举证的工作量。查工作,确保了土地利用数据的年度更新。本文根据湖南省的土地变更调查工作实践,对土地利用动态遥感监测工作提出了相关建议,对于完善全国的土地变更调查工作有着一定的参考和借鉴作用。4结束语2010年起,全国各地基于国家土地利用遥感监测工作,依法依规扎实推进土地变更调参考文献/References[1]孙丹峰.多源信息分类在遥感土地利用/覆盖动态监测中应用研究.北京:中国农业大学,1998.

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