刍议GNSS连续运行基准站建设问题

Abstract: This article describes China Continuously Operating Reference (Reference) the rapid development of the station network system construction, analysis of the (base) station network system status quo situation, China has built for less than the reference station construction, make a few suggestions.

Keywords: recommendations continuously operating reference (Reference) station network system; construction situation; problems;

中图分类号：TU195

前言

连续运行基准(参考)站网络系统(FU Chong GNSS Integrated Service System，简称FCGISS)，是在一定范围内建立若干个连续运行的永久性基准站，通过网络互联，构成网络化的GNSS综合服务系统，不仅可以向各级测绘部门提供高精度、连续的空间基准，并可向导航、时间、灾害防治等部门提供各种数据服务，同时可为社会各行业提供迅速、可靠、有效的信息服务，满足基础测绘、交通运输管理、环保监测、滑坡监测、建筑物沉降变形监测、移动目标的监控、地理信息更新和国土资源调查、地质灾害预报、气象预报等信息需求。

1、连续运行参考(基准)站网络系统迅速发展的原因

1.1 经济建设发展和市场迫切需求，推动了连续运行参考站网迅速发展。随着国家经济腾飞，特别是城市建设飞快发展，在城市及各种工程控制测量、市政工程(道路工程、管线工程)测量、规划定线、拨地、工程放样、地形图测绘、地籍及土地变更测量、地理信息采集、地面沉降监测、建筑物变形监测、机械控制和自动化管理、交通管理等部门都需要高精度、快速定位测量技术，即静态定位精度毫米级;快速(1-2分钟)定位精度厘米级、亚米级。这样大的市场推动了连续运行参考站网迅速发展。除了国家、政府投资建设外，许多企业正在自己筹资建设连续运行参考站网。

1.2 网络RTK技术的出现，促使连续运行参考(基准)站网建设。网络RTK技术为用户提供方便、简捷、便宜的快速高精度定位技术。网络RTK技术就是利用地面布设的多个基准站组成GNSS连续运行网络，综合利用各个基站的观测信息，建立精确的误差修正模型，通过实时发送RTK差分改正数，以提高用户的定位精度，在大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。网络RTK技术是集internet技术、无线通讯技术、计算机网络管理技术和卫星定位技术于一体的快速、高精度定位技术。目前国际上网络RTK技术主要分为虚拟参考站技术VRS和区域改正参数FKP两种方案。国内网络RTK大部分采用虚拟参考站技术。网络RTK技术是GPS实时定位技术的突破，它将引领测绘方式的一次革命，从过去以小组为单位转换为单人、单机作业的方式，从而提高了工作效率，减轻了劳动强度，随之是经济效益的显著提高。定位速度快、定位精度高、投资少，促使了连续运行参考站网建设。

1.3 卫星定位建设价格下降，促进连续运行参考站网建设。多单位联合共建，如与气象局共建，基准站站址建在气象局台站内，不需要另外购置建站用地，基准站设备安放在气象站机房内，不需要另外派专人看管，电源也能保证，基准站建设费用大为降低。

1.4 无线通信技术的飞速发展，带动了网络RTK建设。无线通信技术的飞速发展给网络RTK提供便利数传工具。常规RTK都采用VHF、UHF数传电台作为差分数据通信链，这种方式受高大建筑物阻挡影响数传，在高楼密布城市RTK作业距离仅为7-8公里。用户自己还需架设专用大功率电台。而采用GPRS及CDMA数字通信网不受高楼阻挡影响。只要在无线数字通信区内，用户都可快速接收到卫星差分信号。

2、目前我国已建的(基准)站网络系统现状分析

2.1 由于目前我国尚无明确的国家卫星连续运行参考站网建设规划，全国各处建网缺乏统筹规划、统一协调，因此出现部门间信息构通不够，又受行业壁垒影响，在同一城市不同部门相互间不了解情况，造成一个城市多个单位同时或先后各自独立建网，带来了建设的盲目性和跟从性，造成重复建站、重复投资，信息不能共享。投资回报低等多种问题;所以各城市在建网时，政府各有关部门应相互协调，统筹规划、统一标准，走联合建站、信息联网、各自管理、数据共享的道路。

2.2 连续运行参考站网这些年虽然发展很快，但是发展很不平衡，东部、东南沿海地区建设快;西部、东北部地区建设慢。东部地区已从各城市网向省级网方向发展，西部地区还主要采用单基站模式及流动参考站模式。主要是因为东、西部经济实力差距、经济建设速度差距的因素，另外也有对连续运行参考站网技术掌握和认识不够的原因，还有组织管理上也有差距。

2.3 连续运行参考站网建设缺乏统一标准。国家测绘局2006年制定“连续运行参考站规范”，主要针对地震、地壳形变监测、国家基础框架建立时应遵守的规范。对于气象观测、测绘部门所需的卫星连续参考站网，该规范技术指标太高不适用。而国家又没有相应规范，由于没有统一标准，所以全国在建参考站网时，在基准站站址选择、天线墩建设要求、数据采集方式、数据存储格式、信号编码和传输格式、参考站网建成后验收方法等都不一样。造成不同网之间信息不能交流、不能互通、互用、互享。因此需要针对网络RTK应用、气象监测应用的参考站网建设制定相应标准。

2.4 资源与数据共享平台尚未建立，各地方和行业系统之间不能实现数据共享，造成资源浪费，不能发挥这些资源和数据在源头性研究和社会服务方面的功能;

2.5 连续运行参考站网的管理和对外服务没有统一要求。连续运行参考站网特别是具有网络RTK功能的网一旦建立，它对社会服务就要有诚信。因此对系统的完好性、可靠性要求很高。但是由于我国目前参考站网管理比较乱，有的单位网建成后缺乏专人管理和维护，没有严格管理制度，造成系统运行不正常，不能保证用户需求，系统收费也没有统一标准。

2.6 网络RTK应用缺少测量规范。由于网络RTK是一种新的测量技术和测绘方法，在一些等级控制测量可以参考站为控制点，进行控制测量。在一些低等级地形测图和工程测量时可以用RTK直接建立图根控制，进行地形测图。作业时只需单人、单机操作，成果处理也与常规测量不一样，这样的测量方法由于缺乏规范指导，影响这一技术的应用推广。

2.7 连续运行参考站网应用推广不够。目前全国纷纷建设连续运行参考站网很多，但是应用推广不够。应用范围主要局限在城市规划、城市建设、测绘、地震等有限行业，尚未发挥出其在导航中的应用功效，尚未充分发挥其在国家重大工程建设、国家经济发展和国家安全等方面的基础性和战略性的作用，其巨大产业化潜力也有待进一步发掘。

3、建设连续运行参考(基准)站的建议

3.1 国家应明确“中国卫星连续运行参考站”建设和管理的国家主管部门鉴于当前我国卫星连续运行参考站网的建设状况和发展趋势，需要有政府主管部门进行管理。负责全国卫星参考站网规划、建设标准制定和管理。

3.2 应尽快制定“中国卫星连续运行参考站网”建设规划，尽快整合各省市GPS连续运行站数据资源。尽快开展数据共享网络以及共享机制的研究。为了使我国卫星连续运行参考站网建设健康发展，避免建设的盲目性，需要对全国卫星连续运行参考站网建设进行统筹规划、统一标准、数据共享。为实现将各城市网向省级网、区域网的建设，进而向全国网的发展，实现真正的信息共享，除了制定标准外，还需要建立数据共享网络以及共享机制。

3.3 建议组织制定“卫星连续运行参考站建站标准”、“卫星连续运行参考站管理规定”、“网络RTK测量规范”。

3.4 建议组织研发自主连续运行参考站VRS数据处理软件。目前连续运行参考站VRS数据处理软件都是采用国外软件，这些软件不但价格贵、而且由于不提供原始文件，在使用过程中，若要根据本地化改进也比较困难。

4、结语

总之，近年来我国一些部门、地区纷纷建设参考站网，尤其是我国的城市化进程正处于一个高速增长时期，城市规模的不断扩大，要求城市的功能也更加完备，这不仅需要有良好的硬件设施，更需要科学的管理手段，连续运行基准站网络系统的建设则是实现这一目标的手段。