gzcors全广州区域空间信息采集系统

gzcors全广州区域空间信息采集系统

作为广州的一个重点项目，广州不断实施的全球卫星跟踪服务系统（gzcois）是广州现代城市管理和数字城市建设所不可或缺的重要基础设施。该系统2005年由广州市城市规划局组织立项,由广州市城市规划勘测设计研究院具体实施。2006年2月,来自全国的6位院士通过了该项目方案评审,现已顺利完成了项目实施。1软件的主要功能传统的GPSRTK定位方式作用范围小、可靠性差,当前,利用多基站网络RTK技术建立的CORS系统已成为城市GPS应用的发展热点之一。多基站RTK技术彻底改变了传统的RTK测量作业方式,其主要优势体现在:1)改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围;2)采用连续基站,用户随时可以观测,使用方便,提高了工作效率;3)拥有完善的数据监控系统,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性;4)用户不需架设参考站,真正实现单机作业,减少了费用;5)使用固定可靠的数据链通讯方式,减少了噪声干扰;6)提供远程INTERNET服务,实现了数据的共享;7)扩大了GPS在动态领域的应用范围,更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航;8)为建设数字化城市提供了新的契机。CORS不仅是一个动态的、连续的定位框架基准,同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施,它能够很好地满足城市信息化建设的多种需求。城市CORS一般要求具备实时和事后精密定位服务两大功能。依靠网络RTK技术,CORS可在城市区域内向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实时的定位信息,并实现城市测绘数据的完整统一,这将对现代城市基础地理信息系统的采集与应用体系产生深远的影响。2gzcors系统可靠性研究GZCORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络,其结构见图1,其设计覆盖范围见图2。●基准站网:基准站网由8个在广州市域范围内均匀分布的基准站(从化站、吕田站、花都站、增城站、五山站、番禺站、永和站、万顷沙站)以及1个GPS监控站(规划院站)组成。基准站网负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心,GPS监控站同时提供系统完好性监测服务。●数据处理中心:系统的控制中心,用于接收各基准站数据,进行数据处理,形成多基准站差分定位用户数据,组成一定格式的数据文件,分发给用户。●数据传输系统:各基准站数据通过光纤SDH专线传输至监控分析中心,该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。SDH(SynchronousDigitalHierarchy)技术是一种全新的数字传输体制,具有路由自动选择能力,管理功能强,标准统一,便于传输更高速率的业务等优点。●数据播发系统:系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。●用户应用系统:包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。数据处理中心是GZCORS系统的核心单元,也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。该中心24h连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算,自动生成一个对应于流动站点位的虚拟参考站(包括基准站坐标和GPS观测值信息)并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网,向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息,以便实时解算出流动站的精确点位。相对于传统的单基站RTK测量,该系统极大地缩短了RTK初始化时间,提高了定位精度并拓展了测量的有效范围,可以满足广州市内甚至珠江三角洲地区各类不同行业用户对精密定位、快速和实时定位导航等的要求。在GZCORS系统中,按照应用的精度不同,用户服务子系统可以分为毫米级用户系统、厘米级用户系统、分米级用户系统、米级用户系统等;而按照用户的应用不同,可以分为测绘与工程用户(cm、dm级)、车辆导航与定位用户(m级)、高精度用户(事后处理)、气象用户等几类。各类用户分别使用不同数据信息,表1是对各用户群的基本分析。针对各类不同专业用户的不同需求,GZCORS系统通过GSM、GPRS、UHF电台、Internet网络和局域网等多种方式发布以下数据成果:1)ITRF地心框架测站坐标,相对精度优于3×10-7;2)RTCMV2.1/V2.3伪距差分修正信息(服务于m级定位导航的用户);3)RTCMV2.1/V2.3相位差分修正信息(服务于cm级、dm级定位的用户);4)网络RTK差分修正信息VRS/FKP(服务于网络RTK用户);5)各基站RINEX格式双频静态GPS数据(1s历元间隔,服务于事后处理mm级用户);6)ns级高精度授时服务(单机精度≤100ns,多机同步≤10ns)。3似指标—系统的特色该系统是由高精度高程框架支撑。众所周知,尽管GPS测量能够精确获取点位的三维坐标信息,但在缺乏似大地水准面框架支撑的情况下,GPS大地高并不能直接转换为真正所需要的正常高系统。也正因为如此,国内外目前已建立的一些CORS系统并不能真正做到三维实时动态定位,这已成为制约其普及应用的一个瓶颈。GZCORS的设计和建立中充分考虑了这一难题,并紧跟现代测绘体系的发展趋势,有针对性地开展了广州市似大地水准面精化(GZGEOID)。由GPS、水准、重力等综合技术精化的亚cm高精度、高分辨率广州市似大地水准面为GZCORS的最终建成打下了坚实的基础,并与其一起构筑起了连续的城市三维定位框架基准。该框架基准确立了WGS-84坐标与西安80、北京54和广州坐标系之间严密的平面转换关系以及GPS大地高与正常高之间精确的高程转换关系。在这一先进的三维框架的支撑下,GZCORS具备了全动态、全覆盖、三维高精度的实时定位能力,可以直接、快速地获取城市规划、建设、管理所真正需要的正常高,并确保了数据在全市域范围内的统一和完整,从而为广州市测绘成果的归算和统一管理奠定了基础。4亚奥斯塔纳的应用GZCORS系统覆盖全广州约8000km2的行政区域,不仅可以建立和维持城市测绘的基准框架,更可以全自动、全天候、实时提供覆盖全广州市域的高精度空间和时间信息。具体来看,其主要应用包括:1)精密测绘应用。包括各等级控制网的布设、多比例尺地形图的测绘、土木施工测量、精密安全测量等。2)车载导航应用。GZCORS可以实时提供亚m级的精度导航信息,与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,实现实时导航、车辆跟踪、出行路线规划、信息查询、紧急援助等服务。3)地震监测与预报。系统将能连续365d、每天24h以三维形式对基准站的位置和速度的瞬间变化进行实时监控,从而为地面沉降、地质灾害、地震灾害等提供监测预报服务。4)气象领域的应用。GZCORS可以为广州地区提供高精度、高时空分辨率、全天候、近实时的几乎连续的可降水汽量和电离层变化监测,并由此逐步形成一个新的地区灾害性天气监测预报系统。5)精确授时。GZCORS纳秒级的授时可广泛应用于通信系统和电力系统中的时间同步。6)亚运建设的应用。GPS的技术应用是广州市政府向亚奥理事会的一项郑重承诺。GZCORS将能在2010年亚运市政、交通、气象、安全各个领域发挥重要的作用,为亚运会的圆满开展提供可靠的技术保障。5基础信息安全基础服务GZCORS系统是广州市实现现代化城市管理和数字城市建设所不可或缺的重要基础设施,也是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技