CORS系统移动基准站的设计与实现

马建刚

和田地区自然资源规划院 新疆 和田 848000

摘要：针对CORS RTK服务死角问题(困难或不可用)，建议在CORS服务死角附近设立CORS移动基站。CORS系统中基站通过加密区的分布。减少基站之间的间距。提高CORS网络RTK在这方面的可用性。CORS移动基准站系统试验设计表明，移动基准站达到了与传统CORS基准站相同的效果，精度、平面x、y ≤ 5mm、高度h≤10cm；在可用性方面，CORS移动基准站具有独立供电、交通便利和网络组织灵活性等优点，RTK在区域网络中的可用性有了显着提高。

关键词：移动基准站；基站加密；可用性；应急救灾

前言

近年来，随着计算机网络的迅速发展及其与卫星定位技术的结合，测量技术发生了巨大变化。实时的区别，即RTK网络的概念，是一个RTK基站到多个基站的发展。这种基于VRS技术和网络环境的多基站全球定位系统大大扩展了基站的复盖范围，提高了利用率。在此基础上，基于网络RTK技术的多站CORS系统已成为GPS技术发展和应用的新趋势。在此基础上，本文主要分析CORS系统的构建和应用。

一、CORS系统的构建

CORS系统主要由四个部分组成，即用户应用程序、通信和数据处理中心以及基准站。该系统各部分之间的相互联系是通过数据通信实现的，从而在整个城市建立了一个局域网。基准台站部分是整个CORS系统的基础，主要用于监测、记录和传输所收集的卫星信号。数据处理是整个系统的核心。通信部分是CORS系统的重要组成部分，该系统将基准站收集的卫星信号传送到数据中心部分，并将数据处理中心获得的全球定位系统数据传送给用户。这四个要素密切相关，因此CORS系统在城市调查中发挥了重要作用。CORS系统是一个全球定位系统基准站系统，可在城市的几个地点全天候实时定位，实时收集信号，建立复盖整个城市并均匀分布的基准站系统。对每个基准站进行实时监测和观察，并将收集的数据实时传送到CORS数据处理中心。由其他基准站传送的实时数据信息由CORS数据处理中心预处理和分析，以便进行处理、分析和核实。

二、移动基准站设计

1.方案设计

移动基准站设计为配备集成设备，是操作的主体。移动基准站的主要设备(均已封装，便于运输。在CORS加密基站系统、应急测绘或救灾中，移动基站工作方案如下:在CORS加密基站、应急测绘或救灾点中，选择周边平坦地形，打开移动基站设备箱并进行故障排除启用确定移动基准站部署点的无线通信网络，并使其与CORS网络RTK服务系统网络通信进行网络通信和数据流通信；观察移动基站，迅速获得移动基站部署点的准确坐标；将部署点移动基准站添加到CORS网络RTK服务软件中，用于网络解析和广播服务；RTK移动站通过CORS加密基站应急服务接口、应急测绘或灾害应急服务进行应急测绘。

2.关键技术

（1）自适应低功耗自主供电

低能耗、低成本的全球导航卫星系统电路的设计对于移动基准站的实地应用是必要的。全球导航卫星系统基准站接收电路的当前主电路结构是LNA结构和LNM(低噪声混合器)结构，用于混合器叠加；本地振荡混合器(SOM)的结构，它产生本地振荡信号；LMV系列结构结合了LNA、混合器和压力控制振荡器等功能。提出了一种新的正交LMV电路，只要满足全球导航卫星系统接收器的性能指标，即可显着降低电路的能耗。CORS移动基准站设备由于周围环境的影响，长期在现场连续运行，实际能耗略有偏移，本设计基于新型正交LMV电路，充分考虑了自然界的恶劣环境，在自然界中没有电源保证，提出了低能耗自适应电源解决方案。CORS移动基站全球导航卫星系统接收器的内部电池，缺省电源接口为直流电源。同时设计了替代直流稳压器，设备通电时，交流电源模式为自适应，交流稳定设备转换为交流输出，为设备主机供电并存储电能。

（2）快速并网

CORS基准站围绕移动基准站加密区的系统坐标是准确的，移动基准站的系统坐标是CORS系统的相同精度。根据模糊确定原理，结合双频载波相位的双差，可以快速准确地确定密码区CORS系统基准站之间每周的双差模糊。同时，CORS系统各站之间的区域加密后间距进一步减小，双差综合误差随着各站之间间距减小而迅速收敛，使得CORS系统的互连和联网解决方案能够快速完成。CORS移动基站通过算法的优化和系统软件的改进，迅速融入现有的省市CORS网络进行本地加密，整个过程不到20米。

(3)统一基准

CORS系统移动基站的初始坐标可通过CORS系统区域网络RTK结果获得，并可提供与现有CORS系统兼容的基准数据。移动终端可以直接使用实时放置结果进行测量，而不管坐标系、基准高程等有何不同。在本文档中，统一参考数据基于CORS系统加密区参考数据，而不是CORS系统参考数据。

三、移动基准站软硬件系统测试

1.移动基准站功能性测试

移动基准站功能测试是移动基准站相对cORs系统基准站的替代测试。快速网络连接:测试后发现移动基准站的安装点已被选中，安装移动基准站、部署设备、启动、进入GDCORS系统和连接电网只需10分钟。大约20场雨可以在网络解决阶段提供良好的RTK服务。供电能力:在实际测试中，移动基站接收机可连续使用自己的电池20多个小时，基本满足设计要求，支持外部企业级UPS铅酸电池的直接供电，独立适应当前的设计，以及通信:移动基准站与GDCORS控制中心之间的无线通信网络由增强的无线路由模块实现，并配有支持4G网络的干净电池。在随后的测试中，移动基准站与GDCORS控制中心之间的通信是使用联通4G卡进行的。

2.加密CURS区域RTK可用性及精度测试结果

（1）固定时间和固定成功率统计

在网络RTK定位测试中，引导时间是从初始访问CURS系统到在网络RTK定位状态下获得固定解决方案之间的时间。在以下统计信息中，将平均测量不同的模式，以反映区域在该模式下的引导性能。固定成功率和非固定成功率分别计算在内，以计算该区域每个观测模型的固定成功率。结果表明，移动基准站加密区内的课程系统有了显着改进，固定费率显着提高，可用性显着提高，平均固定时间显着缩短，移动站网络RTK用户体验显着改善。

(2)网络RTK定位精度统计

网络RTK位置精度统计使用模式1和模式2同时观察同一点。比较x、y和h平面之间的差异，以反映放置的实际结果。精度比较表明，同一个点的模式1和模式2的结果低于该点的精确坐标(模式o):平面和高程以厘米为单位。模式1和模式2在x、y和h方向上的区别也是厘米级的，基本符合CORSRTK x、y≥5cm的标称精度平面和H≤10cm的高度。换句话说，c0rs RTK精度的移动基准站位于传统CORS系统中难以使用或不难以使用的区域附近。该网络RTK移动站的精度与常规CORS基站系统的精度相当，既快捷又实用，符合设计要求，可应用于区域临时加密或紧急救灾。

结束语

综上所述可知，CORS测量的基础是利用卫星导航技术在所要求的复盖范围内建立几个连续运行的全球定位系统基准站，并具有一定的分布密度。与此同时，基准站和数据处理中心通过现代网络和通信技术有机地连接起来。一旦数据处理中心对基线站上传的测量数据进行分类，全球导航卫星系统原始测量数据和实时动态控制系统测量校正数据将自动提供给所有类型的用户，以方便用户使用。用户可以使用全球导航卫星系统接收器定位卫星，同时获取CORS系统发布的差分信息，从而获得相对精确的定位效果。

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