PAGEPAGE18CORS綜合服務系統實施方案主管單位：實施單位：廣州中海達衛星導航技術股份有限公司2011年9月目錄TOC\o"1-4"\h\z\u一、CORS綜合服務系統系統介紹 41.1CORS綜合服務系統發展歷程 41.2CORS綜合服務系統系統最新進展 41.3CORS綜合服務系統系統組成 41.5中海達CORS綜合服務系統系統硬件解決方案 51.6中海達CORS綜合服務系統系統軟件解決方案 71.6.1軟件的先進性、穩定性、可靠性、安全性 71.6.2系統功能 81.6.3軟件的易操作性和容錯能力 81.6.4軟件應用的廣泛性和可拓展性 91.7系統建設方案 91.8部分典型用戶名單 10二、CORS基準站網子系統 122.1基準站選址：原則、測試、分析 122.2基準站網子系統的建設 122.3觀測墩的建設與驗收 122.4基準站網絡連接設計 132.5基準站的防雷設計 14三、數據中心設計 153.1功能分析與設計 153.1.1數據處理 153.1.2系統監控 153.1.3信息服務 163.1.4網絡管理 163.1.5用戶管理 163.1.6其他功能 163.2數據中心技術設計 163.2.1數據中心結構設計 163.2.2數據中心網絡設計：雙機熱冗余方案 163.2.4流程設計 17四、用戶服務子系統 194.1GSM、GPRS/CDMA的數據解調設備的功能 194.2接收機設備的兼容性 194.3通訊形式和數據處理過程 204.3.1實時動態作業 204.3.2靜態后處理作業 20五、售后服務及人員培訓 215.1售后服務體系 215.1.1總則 215.1.2驗收 215.1.3培訓 215.1.4跟蹤服務 215.1.5服務保障體系措施 22附系統所需配套設備清單： 221、基準站設備部分 222、配套設備部分 233、基建部分 23一、CORS綜合服務系統系統介紹CORS綜合服務系統是中海達在二十余年GNSS技術應用積累基礎上充分利用現代計算機技術、數字通訊技術和互聯網技術研制而成的連續運行基準站系統，是集GNSS數據采集、數據處理、數據廣播、系統管理的高效解決方案。1.1CORS綜合服務系統發展歷程2004年業界率先研發出GPRS網絡數據鏈，推出HD6000網絡RTK，開始CORS應用研究。2005年在廣州建立CORS綜合服務系統系統全國數據服務中心，現有掛靠子系統1500多家，終端用戶3000多個，日均在線用戶500多臺。CORS綜合服務系統連續四年穩定運行，成為市場上最成熟的CORS系統。2007年在全國幾十個城市為用戶建立CORS綜合服務系統系統，成為各地建設CORS的主流選擇之一。2008年至今在全國三十多個省市建成了200多套CORS系統。1.2CORS綜合服務系統系統最新進展在CORS領先的基礎上，中海達積極開展自主研發與高校合作開發并重的道路。2008年年初開始，中海達開始開發VNet系列產品，作為專業的CORS基準站設備，現已推出VNet6,VNet7兩款型號。中海達公司從2004年開始與武漢大學GNSS工程中心合作開發服務中心軟件，目前在廣東國土廳運行，計劃逐步取代Trimble的GPS.Net軟件。中海達公司從2006年開始與東南大學3S中心合作開發服務中心軟件，并在江蘇建設了多基站的CORS系統，并進行了精度測試，目前運行狀態良好。中海達公司從2009年開始與西南交通大學合作推廣VENUS軟件，VENUS軟件已在地震系統成功運行。1.3CORS綜合服務系統系統組成CORS綜合服務系統系統由基準站網子系統、數據中心子系統、數據通訊子系統、用戶服務子系統組成?；鶞收揪W子系統（ReferenceStationSub-System）簡稱RSS，基準站簡稱RS；數據中心子系統（SystemMonitoringandAnalysisCenter）簡稱SMAC；用戶服務子系統(UserApplicationSub-System)簡稱UAS。子系統的定義與功能如下表所示：系統各單元定義與功能表系統名稱主要工作內容設備構成技術說明基準站網子系統（RSS）衛星定位數據跟蹤、采集、傳輸、系統可靠性（完備性）監測。GPS接收機、網絡設備UPS電源?；鶞收咀酉到y數據中心子系統（SMAC）接收并控制各基準站發回的數據。檢查各基準站工作狀況；對數據進行分析、處理、存貯、管理。形成一定格式的數據文件，發送給用戶。服務器、網絡設備、（數據傳輸發送設備、）UPS電源等設備。1個中心用戶服務子系統（UAS）按照用戶需求進行不同精度定位。GPS接收機、GIS手持機支持GSM數據業務或GPRS連接的手簿。適于DGPS、RTK、PPS的軟件系統系統組成簡圖見下圖：CORS綜合服務系統系統連接示意圖1.5中海達CORS綜合服務系統系統硬件解決方案A.GNSS接收機采用中海達于2009年年初推出的VNet6專業型GNSS基準站接收機。其外觀如下圖所示：VNet6專業型GNSS基準站接收機外觀中海達VNet6專業型基準站接收機是中海達新產品VNet系列測量系統的一部分，也是專門針對基準站應用而設計的專業型基準站接收機。它采用最新型NovatelOEMV高精度主板?？梢酝ㄟ^RS232接口或網線接口進行實時數據傳輸，同時借助于高性能的內置處理器，可以實現高達20Hz的數據采樣率。B.移動終端V30接收機技術指標：1．精度*靜態后處理精度：平面：±2.5mm＋1ppm高程：±5.0mm＋1ppm*RTK定位精度：平面：±1cm＋1ppm高程：±2cm＋1ppm2.技術性能：天寶BD970主板，具有220通道。超長距離RTK解算能力。具有智能語音操作提示、狀態報警等功能?；鶞收竞鸵苿诱究苫Q使用接入CORS系統。核心控制芯片須達到ARM9。內存須達到64MFlash內置存儲。1.6中海達CORS綜合服務系統系統軟件解決方案中海達采用ZNCASTER軟件作為CORS綜合服務系統系統軟件的解決方案。ZNCASTER軟件是中海達公司開發的網絡GPS衛星定位服務系統專用軟件軟件主界面見下圖所示：1.6.1軟件的先進性、穩定性、可靠性、安全性ZNCASTER軟件是中海達公司自主開發的網絡GPS衛星定位服務系統軟件ZNCASTER軟件將坐標參數進行加密轉換并實行嚴格的保密措施,可以保障數據的安全。ZNCASTER軟件運用先進的BCT技術，它包含但不限于虛擬基準站技術，具有超強的穩定性和可靠性。ZNCASTER試用版在宜昌規劃的CORS系統中成功試運行。1.6.2系統功能ZNCASTER軟件有以下主要功能:1）ZNCASTER軟件包含但不限于虛擬基準站技術。2）能處理雙星系統數據，且預留其它GNSS系統數據格式。3）主要品牌接收機的原始數據解碼，原始數據質量控制。4）RENIX（+CompactRENIX）數據存儲。5）天線相位中心改正。6）探測觀測值粗差，修復相位周跳。7）誤差建模并解算相位模糊度。8）估計對流層延遲、電離層延遲和多路徑效應等系統參數。9）根據用戶反饋的NMEA信息和以上估計的系統參數生成虛擬基準站VRS改正數，并進行RTCM編碼及播發。10）通過分析雙差載波相位觀測值不斷地計算電離層誤差、對流層誤差、星歷誤差和L1、L2上整周模糊度。1.6.3軟件的易操作性和容錯能力ZNCASTERGNSS網絡數據服務器軟件（以下簡稱ZNCASTER軟件）采用首創的BCT概念。它操作簡單且具有超強的容錯能力，適用于從單基準站、多基準站到中心基準站網絡的各種應用，具有最大的普適性。中海達ZNCASTER軟件采用模塊化設計，具有基準站參數設置與狀態監控、網絡RTK解算、數據文件分發、虛擬站RTK/DGPS數據播發、數據訪問管理、用戶帳號與收費管理、事件報警、坐標計算、數據回放等功能模塊。而且，它還可以和其它中海達軟件，如HDS2003,ZNetSens等實現無縫對接，滿足變形監測、數據融合、數據質量控制、自動化批處理、坐標分析以及構建互聯網GPS數據自動處理、平差和坐標計算服務平臺等各種高級應用需求。由于ZNCASTER軟件控制軟件對數據通訊方式具有高度靈活性，具有遠程遙控能力，中海達公司的技術人員可以容易地通過互聯網檢查臺站系統，以確保維持高質量的數據服務，提高系統維護的效率和便利性。1.6.4軟件應用的廣泛性和可拓展性ZNCASTER軟件支持NTRIP，TCP/IP，串口，電臺，GSM，CDMA/TDMA，ISDN和Modem等通訊手段，可用于基準站控制、數據管理、遙控各個臺站所有設備的設定和運行，而且用戶可通過軟件進行自動的定時數據下載、檢查、編制文件及發送到不同的FTP服務器。軟件也可自動檢查數據質量及系統硬件的工作情況而發出不同的報警，而且ZNCASTER軟件可以連接不同的TCP/IP地址，系統管理員或用戶可通過互聯網查看各臺站的運行情況，以確保系統連續運行的可靠性。基于“BCT概念”新一代基準站網計算軟件模塊與ZNCASTER軟件構成一個完整的基準站解決方案。軟件靈活，強大，模塊化設計和安全，可以為大型，小型，簡單和復雜的基準站網的需要進行軟件定制。它可以實現虛擬的技術，它相比現有其它技術具有諸多優點。它是基于最新多站、多系統、多頻（L1,L2,L5）和多信號非差處理算法，采用著名的LAMBDA算法和卡爾曼濾波方法進行嚴格實時平差的通用軟件包，提供真正的網解，可用于計算基準站標準格式RTCMV2.x，同時能自動保存為RINEX，支持單向和雙向通訊，支持多個CPU，支持因特網網絡RTK（NTRIP）技術。用戶可直接接收中海達基準站網的網絡RTK數據，兼容性強，杰出的可靠性和性能，而且具備可擴展性。1.7系統建設方案1.8部分用戶◆黑龍江雞西市規劃局◆黑龍江七臺河市規劃局◆黑龍江大慶廣維勘察測繪院◆黑龍江大慶龍鳳規劃分局◆黑龍江齊齊哈爾勘察測繪研究院◆內蒙古包頭市國土資源局◆內蒙古阿拉善盟土勘院◆內蒙古烏蘭察布市規劃測量隊◆河南鄧州市國土局◆中國地質科學院探礦工藝研究所◆吉林白城市國土局◆吉林長春市政勘測設計院◆吉林遼源勘測設計院◆海南?？谑型恋販y繪院◆吳中市國土局◆西北大學◆山西侯馬建設局◆山西大同南郊國土局◆山西臨汾測繪院◆山西運城規劃局◆北京市朝陽區綠化局◆遼寧營口市土地規劃院◆遼寧撫順電力設計院◆遼寧凌源電力公司◆四川省遂寧市勘測院◆四川省都江堰建設規劃局◆貴州省貴陽市小河區國土局◆貴州省遵義102地質隊◆湖北省荊州市江陵國土資源局◆山東禹城市國土局◆寧夏自治區靈武市國土資源局……二、CORS基準站網子系統2.1基準站選址：原則、測試、分析在選擇連續運行的GPS基準站墩位的位置時，原則如下：1)站點應選易于安置接收設備且視野開闊的位置。視場周圍高度在10度以上不應有障礙物，以免GPS信號被吸收或遮擋。2)站點附近不應有大面積水域或強烈干擾衛星信號接收的物體，以減弱多路徑效應的影響。3)站點應該遠離大功率無線電發射源（如電視臺、微波站等），其距離最好不小于200m；遠離高壓輸電線，其距離不得小于50m，以避免電磁場對GPS信號的干擾。測試：每個站點需要架設三角架（架設高度與計劃建設高度基本一致）采用電瓶供電的方式，使用雙頻RTK設備以1秒一次采樣間隔進行靜態記錄24小時（注意采集之前的數據清空）。分析：對原始數據進行匯總，并使用HDS2003軟件和TEQC軟件進行數據質量分析，出具每個站點的質量分析報告。2.2基準站網子系統的建設 本方案設計采用最新的專供GPS基準站應用的基準站接收機，具有預置接收未來L2C信號的功能。該接收機具有優異的性能：具有5個RS232串口（4個全雙工串口和1個設置串口），同時具備RJ45網絡接口，可以直接接入網絡。VNet6GPS接收機通過自身RJ45接口接入網絡直接和控制中心通訊。氣象儀數據和GPS數據融合在一起，通過VNet6GPS主機自帶RJ45端口直接發送至控制中心。2.3觀測墩的建設與驗收2.3.1觀測墩設計與施工要求：1)滿足城市控制網、地面沉降觀測及移動目標導航的要求；2)滿足大氣水汽含量監測的要求；3)滿足建筑形變觀測和地震檢測的要求；4)滿足GNSS臺站網建設的要求。2.3.2觀測墩的結構與施工：位于建筑物頂的觀測墩位于建筑物頂的觀測墩2.4基準站網絡連接設計基準站的網絡連接設計包括基準站設備的選型、站內設備連接方式、外部網絡連接形式等部分。各基準站的結構是網絡終端（NT）或子網。主要設備包括GPS接收機、不間斷電源UPS、通信鏈路等。站內設備間的連接,即與控制中心的通訊是基準站設計中的核心部分，其可靠性和穩定性往往決定了整個系統的性能與可靠性?；鶞收竞涂刂浦行耐ㄓ嵉姆桨笧椋褐袊苿油ㄓ嵕W絡GPRS數據鏈路，直接將數據傳回數據中心。通過實際流量的測算，我們認為3M帶寬的Internet光纖可以滿足本項目的網絡連接需求。網絡連接方式為：VNet6專業基準站接收機可采用有線方式或者無線方式GPRS接入網絡，通過網絡傳回控制中心，這種方式減少了連接的中間環節，保證了網絡通訊的穩定性。遠程控制的實現更加簡單：控制中心直接通過GPRS網絡，通過UDP或者TCP/IP協議，通過服務器軟件對接收機進行遠程的設置和監控。2.5基準站的防雷設計根據GPS接收機天線和基準站觀測室的位置，需安裝防直擊雷和防雷電感應裝置并做接地處理。a)直擊雷防護 在距基準站觀測墩附近安裝一根避雷針。避雷針接地采用Φ8圓鋼與原有的避雷帶或接地網焊接，要求接地電阻值≤10Ω，并將基準站觀測墩一外露主筋用Φ8圓鋼與建筑物原有防雷帶焊接。b)雷電感應防護在基準站觀測室的電源線路上設2－3級過電壓保護，第一級在配電箱處安裝一臺3相電源避雷器，通流量≥30KA；第二級在機房UPS電源前端安裝一級電源避雷器，通流量≥20KA。進入基準站觀測室的通信線路有網絡通訊光纖和GPS天線饋線，是引入雷電波的主要通道，因此其傳輸線路的防雷是整體防雷不可缺少的部分。擬在網線接入GPS接收機端和天線饋線接入端各安裝一個專線線避雷器，以保護接收機和電源裝置不遭雷擊。三、數據中心設計數據處理中心(SAMC)是整個HCORS系統的核心單元，通過3M的光纖連接Internet網絡。3.1功能分析與設計作為整個服務系統的核心，數據中心要求具備有以下功能：數據處理、系統運行監控、信息服務、網絡管理、用戶管理。本方案擬選用的軟件是中海達公司提供的ZNCASTER軟件。ZNCASTER基準站軟件包是為連接網絡中的多個GPS接收機基準站而設計的。它通過網絡中各個基準站之間的基線計算估計各項誤差，中心控制站根據各基準站的實時觀測數據，在區域內整體建模解算完成后，根據對應于流動站點位，再將經過BCT（Best-correct）改正后的差分信息傳輸給流動站，然后流動站結合自身的觀測值實時解算出流動站的精確點位。ZNCASTER基準站軟件包可以為所在的操作區域提供RTK改正數據或Rinex格式的后處理數據。它是進行數據管理與分發、接收機操作和完好性監測的工具。3.1.1數據處理負責對各基準站采集并傳輸過來的數據進行質量分析和評價，對某些數據（如導航）進行多站數據綜合、分流，形成統一格式的差分改正數據。按照測繪及定位導航的要求，管理中心應輸出的數據結果有：RTCMV2.1/V2.3偽距差分修正信息：服務于米級定位導航的用戶。RTCMV2.1/V2.3相位差分修正信息：服務于厘米級，分米級定位的用戶。網絡RTK差分修正信息VRS/FKP：服務于網絡RTK用戶。RINEXv2.1原始觀測數據：服務于事后毫米級定位的用戶。3.1.2系統監控對各基準站運行中的設備安全、正常性進行監控管理，可遠程監控基準站GPS定位設備的工作參數、檢測工作狀態、發出必要的指令、改變各基準站運行狀態。數據中心要求能夠對德陽市整個定位服務網絡的GPS基準站網子系統進行實時、動態的管理。對基準站的設備進行遠程管理。對基準站進行設備完好性監測。網絡安全管理，禁止各種未授權的訪問?；鶞收镜姆纸M及差分模式的選擇。3.1.3信息服務對各類用戶提供導航定位數據服務，地理信息中有關坐標系、高程系（似大地水準面精化工作完成后）的轉換服務。數據中心向德陽市進行數據播發，可適應以下的通信模式：GSM方式:采用基于GSM的數據業務向用戶發布數據信息。GPRS/CDMA方式：采用基于移動無線上網方式向用戶發布數據信息。事后數據發布：采用基于Internet或廣域網的方式向用戶提供事后精密定位服務。3.1.4網絡管理整個數據中心系統由局域網（LAN）、廣域網（WAN）和因特網（INTERNET）連接形成，作為網絡中心。主要性能有：WWW服務器：網絡多媒體數據信息服務器。主頁是德陽市連續運行GPS基準站系統，向全市用戶發播各種信息。網絡管理專用計算機：對網絡監視、運行及管理（包括計費）。3.1.5用戶管理數據中心對所服務的各類用戶進行管理，包括：用戶計費管理。系統管理員將根據用戶使用的時間、時段、次數和通訊方式生成表格，以方便管理部門按照一定的制度進行計時計費。用戶登記、注冊、撤消、查詢、權限管理。系統管理員可方便的增減用戶，根據用戶的不同精度需求提供相應的精度權限，查詢統計某用戶的使用情況。3.1.6其他功能具備一定的自動控制能力，減少系統管理員的工作量。對系統的完備性進行監測，并提供最佳的計算方案。有足夠的擴充能力，可適應基準站數量的增加。3.2數據中心技術設計數據中心的技術設計可分為結構設計、網絡設計、防護設計和流程設計幾方面。3.2.1數據中心結構設計數據中心結構包括機房安裝地點和機房的平面布置設計。3.2.2數據中心網絡設計：雙機熱冗余方案系統數據中心網絡拓撲模型圖本方案的特點是：兩臺服務器都安裝了ZNCASTER軟件，同時運行。如果任一臺工控機工作臨時中斷，另一臺可及時承擔全部工作，實現了兩臺工控機的熱冗余備份。并具有WEB訪問、用戶管理、數據存儲、文件管理等功能。使用GSM數據通訊方式的用戶可通過PRI中繼接入設備獲取系統提供的數據服務，而使用GPRS、CDMA通訊方式的用戶可通過公眾網訪問IP地址或域名的方式獲取系統提供的數據服務。對于事后處理所要求的數據，采用Internet的方式提供，如：通過Web訪問，HTTP文件傳輸功能實現。3.2.4流程設計按照以上的網絡模式，并根據系統性能指標的要求，在數據中心網絡中設計以下六類數據流：實時計算數據流：方向為RS→數據分流→計算模塊（含完備性檢驗、網絡RTK、RTCM合成）→發播。備份數據流：用于對各基準站數據的實時備份。RS→DBMS。中斷數據流：此數據流對應于基準站設計中的中斷數據流，是由于通信鏈路中斷后產生的，其方向為：計算模塊檢測出（或操作者）→RS→RSDBMS檢索→DBMS加入?？刂茢祿鳎喊l自系統管理中心的控制命令，可分為人工控制和自動控制兩類，具體描述為，人工控制：操作者→鍵盤→RS；報警控制：RS→數據分流→計算模塊（含完備性檢驗、網絡RTK、RTCM合成）→屏幕。實時監控數據流：對各基準站工作狀態的監控，RS→數據分流→屏幕。發播數據流：正常工作條件下，系統管理中心的輸出數據流。RS→數據分流→計算模塊（含完備性檢驗、網絡RTK、RTCM合成）→發播模塊→DBMS→發播模塊→DCS。以上的數據流不一定同時發生，在正常工作下，計算流、備份流、控制流、監控流和發播流同時發生。在通信中斷恢復后，自動產生中斷數據流。四、用戶服務子系統用戶服務子系統主要指用戶終端接收設備，是保證用戶完成差分導航及定位的必要設備。根據系統設計方案，最初的用戶主要集中在測繪方面。測繪用戶主要使用帶通訊設備的測量型GPS接收機，其用戶終端接收通訊設備包括兩類：GPRS/CDMA收發終端和GSM收發終端,其基本工作原理相同，如下圖4.1所示，但協議不同、工作的平臺也不同。4.1GSM、GPRS/CDMA的數據解調設備的功能硬件構成：GSM、GPRS/CDMA天線、GSM、GPRS/CDMA信號收發單元、信息調制解調單元、信息處理單元、RS232口；GSM、GPRS/CDMA信號的收發；用戶ID及用戶位置信息編碼與調制；RTCM-104標準格式信息解調及解密；GPS接收機及手簿中內置的RTK實時定位軟件；RS232數據接口，速率600～38400bps。子系統組成及工作框圖如下：圖4.1子系統工作圖4.2接收機設備的兼容性1、系統核心軟件ZNCASTER可播發各種格式的改正數據以供各種類型的接收機使用。下圖是ZNCASTER軟件可播發數據格式：其中最常用的是：RTCM2.1、RTCM2.3、RTCM3.0、CMR、CMR+流動站接收機只需具備RTK功能并支持GSM數據鏈或GPRS數據鏈就可以使用系統播發的改正數。目前市場上大部分的接收機設備，如Trimble,Ashtech、Topcon、Leica,等等都能夠處理GSM或GPRS接收的差分數據。4.3通訊形式和數據處理過程系統數據中心與系統用戶的數據通訊形式和數據處理過程包括以下兩種方式：4.3.1實時動態作業如果流動站需要實時得到定位結果，必須采取此方式。如果流動站僅需要米級精度的結果，流動站可使用導航型的接收機。如果流動站需要分米級或亞米級的精度結果，流動站必須使用RTD類型的接收機。如果流動站需要厘米級精度的結果，流動站必須使用雙頻RTK類型的接收機。此類流動站接收機均需配置手機通訊模塊，用戶通過手簿設置基于GPRS、CDMA通訊方式的數據中心的IP地址。數據中心收到流動站的請求后，會根據其授權狀況作出響應。此時流動站會向數據中心發送一個概略坐標，數據中心再根據這個坐標生成適合于流動站的改正信息，并將改正信息流不斷的發送給流動站。這個改正信息是RTCM格式（2.0/2.3/3.0）。流動站解算整周模糊度固定后，即可開始測量。4.3.2靜態后處理作業流動站可使用單頻或雙頻接收機。具體工作時，流動站不與數據中心進行任何實時的通訊。只需象傳統的靜態作業一樣，將外業控制點的觀測數據帶回來，通過數據中心下載已建成的基準站的觀測數據聯合解算平差，達到聯測控制點的目的。五、售后服務及人員培訓5.1售后服務體系5.1.1總則廣州中海達衛星導航技術股份有限公司（以下簡稱公司）作為中國最具實力的GPS專業上市公司向中海達用戶承諾：公司依靠一支過硬的技術專家隊伍給用戶需求一個滿意的解決方案。5.1.2驗收驗收資料包括以下幾個方面：設備：設備測試報告基準站：基準站觀測墩施工驗收報告、基準站設備安裝調試報告數據中心：數據中心設備軟件安裝調試報告軟件：用戶使用說明書測試：系統實地測試報告培訓：用戶培訓報告5.1.3培訓1）用戶培訓由中海達公司統一負責，培訓地點一般在用戶單位或根據用戶指定的地點。2）培訓