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大规模连续运行基准站网的技术体系
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李健,吕志平,乔书波,李昌贵
解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州(450052)
E-mail: cors@yahoo.cn
摘 要:针对目前各类区域型连续运行基准站网建设存在的问题,提出了大规模连续运行基
准站网的概念,并对大规模连续运行基准站网的功能、建设基础、研究内容与应用情况进行
了讨论。分析了解决大规模连续运行基准站网的相关研究的技术难点,给出了基于网格计算
技术的初步解决方法,提出了虚拟基准站网(VCORS)的概念,并为建立面向大规模连续
运行基准站网的理论、算法和软件系统作了必要的准备。
关键词:GNSS;CORS;VCORS;连续运行参考站;连续运行参考站网;大规模连续运行
参考站网
中图分类号:P228 文献标识码:A
卫星定位连续运行参考站网相关技术的应用与研究,目前是地球观测与导航领域研究的
热点之一,国内外各类参考站网正相继建立。我国国内经历多年的理论研究和具体实践,工
程水平相继成熟,也积累了一定的核心算法和服务模式。但是,面向大规模的基准站网,目
前尚无能够提供实时数据处理与服务的技术体系和软件系统,因此到了从整体上进一步研究
和集成优化的阶段
[1]
。本文将针对目前基准站网存在的问题,对大规模基准站网的功能、研
究内容与应用情况进行讨论,分析解决大规模基准站网的相关研究的技术难点,从而为建立
面向大规模基准站网的理论、模型、算法和应用软件系统做必要的准备。
1. 大规模连续运行基准站网的概念
基准站即连续运行参考站,主要用于对 GNSS 导航卫星实施连续跟踪从而获取导航定位
数据。由若干(通常 3 个以上)基准站构成的连续运行参考站网(Continuously Operating
Reference Stations ,CORS),是能够对连续运行基准站采集的数据进行综合处理并将处理
结果发送给定位用户的卫星导航增强系统,是城市、地区和国家重要的空间信息基础设施
[2]
。
目前,国内外已经建成了很多 CORS 系统
[3]
,国际上诸如 IGS(International GNSS Service)
站网、美国的 CORS
[4]
、欧洲的 EPN(EUREF Permanent Network)等。国内的 CORS 基础
设施建设有两个层次
[5]
,第一个层次是国家级的,如陆态工程、地壳运动观测网络工程、沿
海无线电指向标差分系统等;第二个层次是区域级的,如部分省级 CORS 和多个城市构建
的 CORS 系统。专业级 CORS 可能属于上述两个层次中的一种。
目前国内的基准站网通常由若干基准站、一个系统中心以及将它们连接起来的通信链路
构成,基准站采集的观测数据通过通信链路汇集到系统中心,由系统中心进行综合处理,向
用户提供服务。这是一种集中式的数据处理和服务模式,该模式有结构简单、易于实现的优
点。但是,由于要承担数据处理和服务的全部任务,系统中心容易成为系统服务能力增强与
服务类型扩展的瓶颈。对于一般规模的基准站网,在基准站数目较小、服务类型较为单一、
用户数量不多的时候,集中式的数据处理和服务模式是适用的。随着基准站网建设的不断发
展,规模化成为必然的趋势,即在已有的区域型 CORS 系统的基础上,将各地的 CORS 系
统进行网络互联,形成一个跨地区、跨机构的拥有相当数量基准站、更高层次的连续运行基
准站网,即大规模连续运行基准站网。规模化意味着基准站数目的增多、密度的增大,同时
也意味着系统服务能力的增强、对各类软硬件资源整合力度的加大和覆盖地域跨度的增大,
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本课题得到地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放基金资助项目(07-03)的资助。