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文檔簡介

1、【最新資料,WORD瑞專可編輯修改】隨著國家信息化程度的提高及計算機網絡和通信技術的飛速發展,電子政務、電子商務、數字城市、數字省區和數字地球的工程化和現實化,需要采集多種實時地理空間數據,因此,中國發展CORS(統的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來,國內不同行業已經陸續建立了一些專業性的衛星定位連續運行網絡,目前,為滿足國民經濟建設信息化的需要,一大批城市、省區和行業正在籌劃建立類似的連續運行網絡系統,一個新的建網高潮正在到來。當前國內不同行業建設的網站系統基本上還是獨立運行的,很多單位的數據只在本單位甚至是本部門內共享和利用。目前國內市場上的連續運行參考站的建站方案動則百萬甚至上千萬的資金

2、投入相對于這些小規模的應用對連續運行參考站的需求而言就顯得投入與產出太過于失衡,導致許多行業與單位只能對連續運行參考站系統望而怯步。針對這種情況, 我們提出了 “服務現在、 面向未來的可拓展的 SOUTH-CORGSPS獨立連續運行參考站解決方案” 。本方案立足于當前的具體實際應用,單參考站在滿足現勢應用的前提下可拓展成為未來的多基站應用。二、系統設計1、系統概述本方案設計是根據獨立運行參考站的特點而專門設計的,方案設計遵循如下的原則。先進性 在保證系統可靠性和穩定性的前提下,采用當前世界上先進的GP限術、通訊技術、軟件設計和開發技術,以保證系統的性能在較長的時間內不落后,并隨著技術的不斷發展

3、得到相應的更新。可靠性一一系統設計就是為了更有效的提高RTK在區域內作業的效率,更合理的應用和利用 RTK系統設計以可靠性為前提,否則,不但不能起到應該 起到的作用,有可能還帶來反面的影響。可拓展性 一一系統在設計上考慮到產品的可擴展性, 獨立的連續運行參考站只需要通過軟件升級就能接入多基站的連續運行參考站系統。 系統可以進行整體升級,因此系統在升級時對終端用戶來說是透明的。高性價比 一一為了極大的降低客戶的運行成本,在同樣的價格下,盡量讓客戶享受做好的服務和高性能的系統。易用性 一一在設計系統時,盡量使用戶操作界面友好、簡單、易用,充分體現人性化。2、方案目標與內容連續運行單參考站系統為一個

4、獨立的連續運行的GPS參考站,利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN/WAN肢術組成的網絡,實時地向不同類型、不 同需求的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPSW測值(載波相位,偽距),各種改正數、狀態信息,以及其他有關GPS服務項目的系統。連續運行單參考站系統方案目標為:建立和維護測量區域內的GPS基準站支持,為該系統提供一套完整的GPST程技術標準,其具體項目為:(1)建設一個永久連續觀測的GP淀位基準站觀測墩。( 2)建立若干個可提供基準站網絡服務的網絡系統。( 3)建立基準站與系統管理中心的內部局域網的數據傳輸(4)為用戶提供靜態、RTK測量的數據信息。3、系統性能指標項目內容技術

5、指標系統 精度買她刃式水平精度高程精度RTK實時定位10KM以內10mm+1ppm20mm+1ppm20KM-40KM20mm+1ppm40mm+1ppm40KM-50KM50mm+1ppm80mm+1ppm50KM- 100KM亞米級亞米級靜態事后差分定位0 5mm 10mm變形觀測3 5mm6 10mm導航5M10服務 領域導航提供高精度導航定位的信息測量提供靜態、后差分、RTK的數據服 務兼容 性導航差分格式本系統工程完畢后,要求達到下表內列舉的各項性能指標:4、 系 統 原 理 和 結 構1) 系 統 原理連續運行參考站系統是建立在 GPS硬件的等技術平臺之上。它將尖端科技領域的衛星定

6、位技術和地理信息技術、通信技術和先進的軟件開發技術有機的結合在一起,為用戶提供了全新、透明、可視、實時、的測量服務。根據系統功能的要求,本系統的 GPS件由如下幾個單元組成:GPS8站、電源系統、用戶系統,如下圖所示整個系統的原理圖如下:(2)系統作業流程與數據流程1)系統運作的流程如下:基準站連續不間斷的觀測 GPS勺衛星信號獲取該地區和該時間段的“局域精密星歷”及其他改正參數,按照用戶要求把靜態數據打包存儲并把基準 站的衛星信息送往服務器上 GPsa件的指定位置。用戶單元接收定位衛星傳來的信號,并解算出地理位置坐標。用戶單元的數據通訊模塊通過局域網從服務器的指定位置獲取基準站提供的差分信息

7、后車入用戶單元GPS勺OEMS進行差分解算。用戶單元在野外完成靜態測量后,可以從基準站軟件下載同步時間的靜態數據進行基線聯合解算2) GPSM件系統總體數據流程如下:圖二 數據流程三、基準站系統設計1、功能設計綜合系統的功能設計與要求,并結合有關項目的基準站資料,對本系統連續運行定位服務基準站提出以下功能分析與設計:1)建立一個永久性的基準站,設計為無人職守型,設備盡可能少,連接可靠。2)基準站都為屋頂型基準站,采用 SOUTH-BASE機的方式。3)基準站為分體式,主機天線置于屋頂,主機置于室內,采集數據直接顯示在服務器上。4)在斷電情況下,基準站能夠靠自身的UP豉持兩個小時以上。2、功能模

8、塊的選用( 1)永久連續觀測基準站根據上述功能,永久連續觀測基準站的設計出如下圖所示。圖中各功能模塊的選擇和性能描述如下:I室內諛$附穌量雷針芝投機ri南方扼潦天疑市話餞路Modem一觀腳曦電池陽|_由電三基準站設備示意圖1)南方GPS流圈接收天線目前,國際上通用的民用 GPS接收機均接收來自美國軍方全球衛星定位系統的民用頻段。基準站的采用南方GPS扼流圈測量型的雙頻天線,南方 GPS雙頻高精度抗多徑干攏扼流圈天線,主要用于大地測量,地震預報和大氣水汽含 量研究等項目。它采用鋁質等圓4圈凹槽扼流圈和一個對稱多點極化的天線加上一個36dB低噪聲帶通濾波放大器,可以在直流電壓312V中工作。該天線

9、工作在并通過先進的電路減少低仰角信號的干擾,具有抗電磁干擾和抗多路徑 效應的能力,密閉的天線罩可以適應不同天氣和惡劣工作環境。2)連續運行參考站主機 SOUTH-BASE南方測繪的SOUTH-BASE考站主機是一款基于工控機硬件平臺帶有多種通訊接口的高性能參考站,可持續長時間穩定工作;內部安裝Windows XP操作系統,使用操作簡單方便;內置1G/2G CF卡用于存儲操作系統、應用軟件和GPS接收數據;操作者可通過串口、USB設備或網絡工具及鼠標/鍵盤對基準站進行管理和設置。其有如下特性:工控機 CPlfe頻 667MHz/1GHz選;內部安裝Windows XP,操作界面友好,方便客戶二次

10、開發;支持CF卡,容量1G/2G可選;外殼設計為DIN導軌安裝或壁掛式安裝,便于客戶安裝;以太網 /1 COM( RS232) /1 USB/VGA/Keyboard&Mouse/ 天線 接口3)基準站控制軟件-BASE TRANS次件基準站控制軟件運行在 SOUTH-BASE機的工作環境下,對存在于同一網絡中的所有參考站進行統一地管理和配置,構建所有的主網和子網,分配和控制入網用戶的權限,功能強大,操作簡便。負責配置、監控、管理單參考站的運行狀況。在整個基準站系統中,BASE TRANS件是一個相當重要的組成部分。主要起到以下幾個作用:通過數據線把主機與網絡相連,接收控制電路發送過來的GP激

11、據,并將數據進行分類,分組。把基站接收到的GPSB據通過Internet傳送給用戶部分的GPS收機。 把用戶部分的GPS傳送回來的定位數據(速度,方向),進行分組歸類, 經過處理后發給后臺的監控系統和數據庫,以便后期的管理和控制。由于GPS言號在GP殳線通過電纜傳送給OEMK的過程中會有衰減的問題, 所以接收天線與主機的距離不宜太遠,如果 GPS天線架設在樓頂的話,主 機(?OEMK)與服務器盡可能的要放到接近樓頂的位置。4) UPS/電源(UPS電源由用戶根據自己的需要自行選擇)隨著電子技術的不斷發展,對供電系統的質量要求也不斷提高,由于公共電網自身的原因,以及自然界雷擊,地電等影響,不能滿

12、足客戶對高精度,高可靠度電源質量的要求。在我國,隨著信息技術高速發展,計算機應用日益普及,計算機對我們的工作和日常生活影響也愈來愈大,人們越來越依賴著信息 技術,而信息的交換,傳輸和存儲的需要有一個良好的供電質量,否則會直接影響到通信設備的正常使用,甚至會縮短其使用壽命。為了保證基準站能正常供電,持續不斷的運行,在保持常規供電的情況下,我們還需使用UPS設備,當市電正常輸入時,UPS就將市電穩壓后供給負載使用,同時對機內電池充電,把能量儲存在電池中,當市電中斷(事故停電)或輸入故障時,UP應即將機內電池的能量轉換為 220V 交流電繼續供負載使用,使負載維持正常工作并保護負載軟,硬件不受損壞。

13、3、基建結構基準站的基建結構部份是根據在以往工程中的永久性基站建設的經驗進行設計,在此提供以供參考。基準站由儀器室和觀測墩兩部分組成:(1)觀測墩:用于支撐GPSW測天線。觀測墩建立于基巖上的稱為基巖站,建立于屋頂上的稱為屋頂站。觀測墩柱體內預埋PVCT道,用于敷設天線電纜。儀器墩外部進行保溫和防風處理,頂部安裝強制對中裝置,并用透波材料的天線罩覆蓋,以避免自然環境如強風、雨雪、日照、鹽蝕等對天線的損壞。天線墩結構圖見圖,實例見圖。圖 觀測墩結構圖 觀測墩實例( 2)儀器室:用于安置基準站設備。要求距離觀測墩距離不超過天線電纜的許可長度,并可提供可靠的電力供應和網絡接入,此外需根據條件安裝防盜

14、設施并注意通風散熱。 基準站設備以模塊化方式集成在儀器室的機柜內, 由 GPS接收機、工業計算機、網絡設備、UPS電源系統、防護系統、機柜等組成。機柜內設備安置見圖所示。圖儀器室實例3)室外觀測墩防雷、室外天線防雷的接地地網原則上使用觀測墩所在的大樓的防雷地網,所以大樓的防雷地網對地地阻必須小于5 Q ,對于不滿足要求的要進行地網改造直至滿足要求。、避雷針要采用提前放電式避雷針,避雷針的引線要采用雙接點與防雷帶或建筑物的主筋焊接,焊接點要做好防銹措施。、避雷針的引線若是在建筑物的外墻新布設的,要在靠近地面處做好安全保護。) 、避雷針的高度和安放位置要符合相關防雷規范的規定。基準站建設規程一.1

15、.1.1 點位選取點位選取在符合選點基本要求的基礎上, 選在建筑物的主承重支柱上; 對于無法確定或主承柱已有其它建筑物時,可選在主承重橫梁上。一.1.1.2 觀測墩土建(1)、鑿開點位所在的水泥板約為600X 600mm深約10cm,直至露出樓面鋼筋。鑿開的樓面上在承重柱上用水鉆至少鉆4個深6080cn間距約為16cm的矩形排列的鉆孔(孔徑為38mrm;并對鉆孔進行清洗、風干。 (圖)(2)、用植筋膠分別在四個鉆孔中植入直徑為20mm勺螺紋鋼筋(長度視觀測墩設計高度定),作為觀測墩支柱的主筋,并將植入的鋼筋與鑿出的樓面鋼筋焊接在一起;主筋上每隔 15cm 捆扎一個鋼筋直徑為8mm勺鋼筋圈形成鋼

16、籠;根據觀測墩基座設計的樣式再捆扎相應的基座鋼籠,并也與鑿出的樓面鋼筋焊接。 (圖、 )圖圖圖圖(3)、將直徑為300mmB勺無縫不銹鋼管套在主支柱鋼籠外(安裝時盡量保持鋼管的豎直度),其低部與基座鋼籠頂部焊接在一起;根據GPS言號線設計的走線路線在基座的側面或后面預埋PVC線管(管內直徑為5cmi拐彎處用兩彎角為135度的接合頭拼接成直角彎或用鈍角接合頭,并在線管內預留裝信號線用的牽拉線);在基座的側、后三面預留通風、排水管(直徑約2cm的PVC管)。(圖、)圖圖(4) 、 用鍍鋅鐵板條焊接在支柱的主筋上作為防雷的引線通出基座外。 在不同的位置焊接兩個上述的引線。 (圖)(5)、用洗干凈的河

17、沙和石塊與水泥兌成C30標號的混凝土進行澆筑,主支柱的頂部要預留一直徑約為 6cm 深 15cm 的強制對中器安裝位置,并水平地安裝上砝蘭盤。 (圖)、待混凝土基本定位后,用玻璃棉對支柱外面和外裝飾鋼筒的內側進行隔熱處理。 (圖、 ) 。、 安裝觀測墩外裝飾和砝蘭盤。 外裝飾是分別采用兩個半圓柱形和兩個半圓臺形不銹鋼片焊接成一筒形和一圓臺形構件組成(圓臺形構件的上底直徑固定為60cm,高30cm,其他尺寸以設計為準) ,各構件的焊接處要用玻璃膠密封;外裝飾套在支柱外(圖) ,圓柱形和圓臺形接合處用電焊焊接(點焊) ;法蘭盤裝置在圓臺頂部,用滿焊焊接,并用螺旋固定。 (圖)圖、用圓水準管嚴格整平

18、安裝強制對中器,并保證強制對中器不與觀測墩的任何金屬部件連接。(圖)、對觀測墩基座進行防水處理并修復原建筑物的防水層;根據設計對基座進行外裝飾。(10)、布設觀測墩到機房的GPS言號線保護管,保護管的大小要合適(參考直徑為63mmi勺飲水管)。(11) 、安裝天線保護罩。在天線保護罩上鉆4 到 6個孔,用自攻螺絲固定保護罩;另鉆2 到 3 個通氣孔。一.1.1.3 機房的建設(1)、機房的位置選取要考慮 GPS言號線保護管的布設方便,并要滿足機房到觀測墩的信號線保護管的折線總長度不能超過 60 米。(2)、用鋼化玻璃或其他材料隔成長寬不小于2米X 2米的機房間,拉一路從樓層市電總閘連接出來的強

19、電并安裝一 16A的插座;間內要做好照明、通風、散熱等才昔施。、若機房位置選在樓層比較少人看管的地方,如樓梯間等,要做好安全措施。、若樓層內已有其他機房,在其滿足以上條件的基礎上也可將基準站機房設備安放在此機房內,不另外建設基準站機房。防雷設備安裝防雷安裝必須由有國家乙級以上防雷設計施工資質的單位進行。1、室外觀測墩防雷、 室外天線防雷的接地地網原則上使用觀測墩所在的大樓的防雷地網, 所以大樓的防雷地網對地地阻必須小于5Q,對于不滿足要求的要進行地網改造直至滿足要求。、 避雷針要采用提前放電式避雷針, 避雷針的引線要采用雙接點與防雷帶或建筑物的主筋焊接,焊接點要做好防銹措施。、避雷針的引線若是在建筑物的外墻新布設的,要在靠近地面處做好安全保護。、避雷針的高度和安放位置要符合相關防雷規范的規定。2、機房防雷(1)、機房的市電要做好防浪涌保護措施,防浪涌設備性能不能低于美國MCGT浪涌設備的性

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