SYCORS参考站选址建设的分析研究

所属栏目:计算机网络论文 发布日期:2012-12-19 09:55 热度:

  摘要:介绍了沈阳市连续运行参考站网络是辽宁省首个大型GPS连续运行参考站系统(SYCORS),该系统由1个控制中心和7个参考站构成,覆盖沈阳全市域。同时就沈阳市GPS连续运行参考站系统(SYCORS)参考站选址的分布设计、选址原则、参考站的建设等进行了详细的说明。在选址过程中,利用场强仪监测和实测数据分析的方法,充分保障了参考站的数据质量,严密了参考站站址选择方法。SYCORS是将现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度集成的结晶,它作为“数字城市”地理空间基础框架的子项目,也是沈阳市“空间数据基础设施”的最为重要的组成部分。对于其他城市建立CORS提供了宝贵的经验。该系统的建成将实现沈阳市现代化、高精度、高动态、统一的测绘基准和测绘系统,从而满足沈阳市国民经济和社会持续稳定的发展有着深远的意义。

  关键词:SYCORS,基线,观测墩,观测室

  连续运行参考站网络(Continuously Operating Reference Stations, CORS)是利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术,在某个城市、某地区建立永久性的连续运行参考站、系统控制和数据处理中心(简称控制中心或中心),利用计算机、数据通信和互联网技术将各参考站与系统控制和数据处理中心组成网络,共享参考站数据,利用参考站网软件进行处理,然后向各种用户自动地发布不同类型的GNSS原始数据、各种类型RTK差分改正数据等。其主要功能是向系统覆盖区域内的用户提供各种不同精度的时间和位置服务信息。其用户涵盖各个行业,主要用于城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、灾害监测、交通控制、资源勘探、气象、地震等行业和部门,它是多功能、多用途的综合服务定位网,是数字城市的基础工程。

  沈阳GPS连续运行参考站系统(SYCORS)是在沈阳区域范围内建立7个连续运行的永久性基准参考站,通过网络连接,构成网络化的GNSS综合服务系统,可以为各级大地测量和测绘部门提供高精度、连续性的参考基准。SYCORS系统由参考站网络、控制中心、数据中心、用户应用系统、数字通信系统组成。下面简单的介绍一下沈阳市GPS连续运行参考站系统(SYCORS)参考站选址的分布设计、选址原则、参考站的建设等。

  1、SYCORS参考站选址的分布设计

  SYCORS参考站分布设计是CORS整体技术设计的一项重要内容,设计原则如下:

  参考站点位在满足选址条件的前提下,合作单位在用地、电力、防护、通讯等方面提供支持。

  SYCORS系统在沈阳市勘察测绘研究院内设立控制中心和服务中心,负责整个系统的管理和维护、原始数据处理、差分信号发布、用户管理、数据分发等工作。参考站地点尽量位于市勘察测绘院合作单位所原则辖区域内。站间距满足实时定位要求,相邻参考站间距<90km。

  根据以上原则,在图上进行 SYCORS的选点工作,得到SYCORS参考站分布见表1.1,参考站基线统计见表1.2,基线长度统计见表1.3。

  根据此方案,SYCORS由7个参考站组成,平均站间距约47.7 km,全部建成后覆盖沈阳全市域,控制面积达到3000多平方公里,实现了SYCORS的设计目标。沈阳市GPS连续运行参考站系统由1个控制中心和7个参考站构成,控制中心位于沈阳市勘察测绘研究院,7个参考站分别位于新民、辽中、康平、秀水河子(法库)、新城子(沈北新区)、胡台(新民开发区)、紫薇山庄(东陵浑南新区)。

  2、SYCORS参考站选址的原则

  SYCORS参考站的点位根据《全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范》【1】要求,应远离周边的高大建筑、树、水体、海滩和易积水地带,其距离不小于200m;应有10℃以上的地平高度角卫星通视条件;远离电磁干扰区(微波站、无线电发射台、高压线穿越地带等)和雷击区,其距离不小于200m;避开铁路、公路等易产生振动的地点。参考站应避开地质构造不稳定区域:断层破碎带,易于发生滑坡、沉陷等局部变形的地点(如采矿区、油气开采区、地下水漏斗沉降区等),易受水淹或地下水位变化较大的地点;便于接入公共通信网络和政府信息网络。具有稳定、安全可靠的交流电电源;交通便利,便于人员往来和车辆运输。

  SYCORS参考站建站人员根据技术设计进行踏勘,在实地按要求选定点位;并绘制点之记和概略地形图,为参考站设计使用;在预计站点位置进行踏勘,确认基岩、土壤类型及其承重能力等;用场强仪在点位上进行电磁环境测试,时间段为10-14点。采用GNSS接收机在预设点位上,以近似墩位高度以15s采样间隔记录不少于连续24h的卫星信号观测数据,当载波相位数据利用率低于80%时,该站需要变更站址。观测数据作为选点依据归档备查。采用TEQC软件分析该测试数据。另外从观测数据完好性、多路径效应、信噪比、伪距定位结果等方面对参考站环境进行全面的分析和综合评估。【2】

  3、SYCORS参考站的建设

  SYCORS参考站的观测墩的施工。观测墩用于支撑GPS观测天线,观测墩建立于基岩上的称为基岩站,建立于屋顶上的称为屋顶站。观测墩柱体内预埋PVC管道,用于铺设天线电缆。【3】SYCORS参考站采用钢筋混凝土结构,为普通观测墩。一般都位于屋顶上,高度应大于1.5m;新民、辽中、康平、秀水河子、新城子、胡台、紫薇山庄都位于屋顶上。对于屋顶观测墩,内部钢筋应与房屋主承重结构钢筋焊接,结合部分应不少于0.2m;观测墩安装强制对中装置,并严格整平,墩外壁应加装(或预埋)适合线缆进出的硬制管道(钢制或塑料),起保护线路作用;观测室和周围房屋的主要结构密切结合,以免影响观测墩的稳定性;屋顶观测墩与屋顶面接合处应做防雨处理。

  SYCORS参考站的观测室的施工,观测室应在观测墩周围建设或选择现有房间,面积不少于15m2;也可在观测墩中底部预制容纳仪器的空间,以减少占地面积,但需要考虑设备通风;观测室地基应牢固,并敷设防水层,周围考虑排水设计;顶部应采取混凝土结构,并考虑防水、排水、防风、防雷设计;结构中应预埋进出两种管线通道(电力和信号通道),并进行动物防护处理;观测室内应安装空调设备或通风换气设备,使室内气温和相对湿度满足仪器设备正常工作的要求;有条件的地方可在观测室附近建立工作室。

  4、结语

  SYCORS参考站选址严密了参考站站址选择方法。在选址过程中,利用场强仪监测和实测数据分析的方法,充分保障了参考站的数据质量。

  在参考站选址上,在参考站数量、站间距的设计上充分考虑了与周边系统接合。SYCORS在设计和施工中,充分考虑了今后与气象局、地震局等合作单位的数据共享,为系统今后的推广使用,打下了基础。中心可以扩充气象台站作为补充参考站,从而开展GPS气象学方面的数据服务和研究。利用SYCORS数据,可以为地震预报、减灾、防灾等提供重要的精确的、实时的定位服务。

  SYCORS是将现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度集成的结晶,它作为“数字城市”地理空间基础框架的子项目,也是沈阳市“空间数据基础设施”的最为重要的组成部分。作为沈阳市测绘的基础设施,它是沈阳市的动态大地定位基准,是各种测绘工作的基础。该系统是一个城市级的符合现代经济社会发展需要的现代化、智能化的动态大地控制系统。该系统的建成将实现沈阳市现代化、高精度、高动态、统一的测绘基准和测绘系统,与全市静态大地测量网、二等水准网、似大地水准面成果等构成沈阳市现代城市测绘基准,从而满足沈阳市国民经济和社会持续稳定发展的需要。SYCORS主要目的是维持沈阳市测绘基准和实现全市范围内C、D、E级控制点的快速建立和更新,同时在有条件的地区通过现代通讯网络向用户提供标准的数据,以满足不同行业用户的要求,满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交通监控等多种现代信息化管理的社会需求。

  参考文献:

  【1】 国家测绘局.全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范[S](CH/T2008-2005).测绘出版社,2006.

  【2】 聂关荣,孙伟,李江卫,黄涛.武汉城市圈连续运行卫星定位服务系统潜江基准站建设.城市勘测,2010(4):82~83

  【3】 黄毓,董龙桥.韶关市测绘院单基站CORS系统的建立与应用.城市勘测,2010(3):62~63

文章标题:SYCORS参考站选址建设的分析研究

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