北斗高精度基础设施  


一、基准站

基准站是北斗地基增强系统的重要组成部分,由观测墩和观测室组成,主要设备安装在观测室内,具备长期连续跟踪观测和记录卫星信号的能力,并通过数据通讯网络定时或实时将观测数据传输到数据中心。

 


1、观测墩

观测墩建设包含基准站的踏勘和选址、土建施工、防雷设施建设、质量检查等工作。勘选现场采用仪器测试周边环境及接收卫星数据的质量。勘选工作包括:位置可用性测试、调查建站必要条件(水源、电源、通讯、机房条件等)、协调场地和机房的使用、联系现场看管人员等。


观测墩柱体内部埋设PVC管道,用于天线电缆架设;外部进行保温和防风处理,用透波材料的天线罩覆盖,以避免自然环境对天线的损坏。


模块化的基准站直接集成在观测室机柜内,由GNSS接收机、UPS电源系统、安全系统、网络设备及机柜等组成。




2、北斗/GNSS天线

全频段扼流圈天线,拥有多卫星系统导航定位能力,能有效的抑制多路径效应,实现卫星高精度定位。

1、卫星接收频段包括北斗B1/B2/B3GPS L1/L2/L5GLONASS L1/L2Galileo E1/E2/E5/E6

2、相位中心稳定、精度达毫米级

3、采用扼流圈结构,有效实现多径信号抑制

4、天线低仰角增益高,对低仰角卫星跟踪能力强,保证接收卫星信号灵敏度




3、北斗/GNSS基站接收机

PD318型北斗/GNSS接收机是目前唯一规模组网稳定运行超过四年,唯一通过中国人民解放军总装备部北斗办、国家科技部和国家测绘地理信息局验收的北斗三星八频型接收机。



4、北斗/GNSS流动接收机

珞珈德毅科技提供各类型高精度北斗/GNSS流动接收机终端,内置高精度的北斗GNSS定位模块,外形极致小巧,适用各类移动载体,提供高精度位置数据和定位导航等应用服务,充分满足各种工作场景的需求。



5、网络通讯

每个基准站依据所在地理位置选择最佳的通讯接入方案。综合传输质量、一次性投资、技术先进性、接入复杂性、运营成本等方面因素,在通信网络能够到达的地区,直接采用SDH光纤接入方式;在偏僻无地面通信环境的地区采用卫星无线通信数据传输方式。




6、供电系统

基准站用电设备主要包括观测系统、通信系统、数据备份与监控系统和暖通系统。为保证基准站可靠、稳定、连续不间断运行,在供电稳定或自行发电有保障的基准站采用交流供电系统;在偏远地区可采用风光发电设备辅助供电,充供电可自动切换,以充分保障电池的长寿命,并具有极高的防雷击性能。


同时,基准站采用2天以上延时的UPS供电,意外断电情况下,基准站可依靠配备的UPS持续工作,实现基准站无人值守状态下全天候可靠工作。


二、基准站管理系统

1、德毅智慧®DEUPNW®北斗地基增强系统管理和定位服务软硬件

德毅智慧®DEUPNW®北斗地基增强系统管理和定位服务软硬件,提供系统管理与定位服务、多基准站管理、实时数据处理以及北斗网络RTK数据播发等功能。

(1)全球唯一同时支持北斗三频、GPS双频和GLONASS双频的定位服务管理软件

(2)系统网络RTK内符合精度为平面0.005m、高程0.018m

(3)外符合精度为平面优于0.012m、高程优于0.045m

(4)车载导航中误差达到0.67m(与RTK比较),95%小于1.4m

(5)与现有市场基准站和流动接收机完全兼容





2、站点管理系统


(1)巡检维护管理:包括基准站网间距管理、巡检维护日志记录等,为基准站网故障排查、密度规划提供依据。

(2)信息统计管理:包括基准站IP地址、编码管理、GNSS及其它网络设备记录、站点地址、联系人及电话等信息统计。

(3)数据自动存储:每天定时、自动错峰登录基准站接收机和数据中心核心软件,分别下载服务器和接收机上不同采样率的原始观测数据文件,并按统一的规则重命名和存储。

(4)数据一键下载:直观显示所有基准站原始观测数据的缺失情况,一键下载所需时间段的接收机静态观侧数据,能够大幅提升数据中心静态数据解算服务的工作效率。

(5)固定资产管理:包括设备归属分类、设备型号记录、设备安装日志、设备更换日志等。




3、用户管理系统  

(1)用户状态监控:直观显示所有用户实时状态信息,包括账号、位置、分布、定位状态、固定率、总用户数等。

(2)用户资料管理:电子化管理注册用户资料,包括单位资料、资费订单、专卡资料、其他业务等记录,后台数据库实时更新,多名工作人员可同时作业。

(3)用户登录故障诊断:测试单个用户是否可正常登录系统;实时显示每个用户登录IP、时长、固定率、解类型等信息,用于数据分析和故障排查。





4、运行状态检测系统


 

三、高精度位置解算系统

1、德毅智慧®DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定轨处理软件

德毅智慧®DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定轨处理软件是国际一流的GNSS软件平台,实现多类观测数据的后处理、实时处理分析、地面基准站网的动态精密定位等功能。2011年荣获国家科技进步二等奖。


特点优势:

(1)全球唯一同时支持北斗、GPSGLONASS三星座数据处理的软件

(2)全亚洲唯一参与IGS(国际GPS地球动力学服务组织)数据解算的软件

(3)参考站网位置解算精度在全球近20个IGS解算中心里稳定排名前两名

(4)实现了大规模地面基准站网的精密解算,同步处理的基准站数量最高可达数千个

(5)北斗单系统基准站坐标平均精度达到平面0.006m、高程0.015m,坐标精度优于0.02m


创新点:

(1)低轨卫星的精密定轨,事后精度为2-3cm,实时定轨精度为10cm

(2)利用星载GNSS数据实现低轨卫星编队的精密相对定轨,事后相对定轨精度为2-3mm,实时相对定轨精度优于1cm

(3)实现GNSS卫星、低轨卫星轨道及地面站坐标等参数的联合解算,GNSS卫星及低轨卫星定轨精度均达到2-3cm

(4)能处理GNSS/SLR/DORIS 等多类观测数据,并应用于多种低轨卫星精密定轨,径向定轨精度为1-2cm

(5)能对现有大地测量观测资料(GNSS/SLR/DORIS/VLBI等)进行严密组合,形成在时间和空间上保持严密一致性和连续性的空间参考基准系统

(6)北斗双频和三频数据处理




2、北斗广域差分位置服务

北斗广域差分是利用分布在服务区内的基准站/网监测全部可见的北斗卫星,将监测数据通过通讯链传送至主站,主站用卫星数据计算出差分改正数和完好性数据,经格式编排后用通讯链路发播给服务区内的用户,用户通过接收到的广域差分数据改进北斗导航定位的精度。广域差分技术的实质是把伪距误差分离为卫星星历误差、卫星钟差和电离层误差并产生相应的改正数,用户利用广域差分改正数改正北斗伪距误差,以提高导航定位精度。



3、北斗广域差分亚米级位置服务云软件和用户管理软件

珞珈德毅科技北斗全国高精度广域差分亚米级位置服务云于201612月建成,可在全国范围内提供亚米级的北斗高精度位置服务,可广泛用于交通、船舶、导航等需要大范围北斗高精度位置的应用。与北斗地基增强网(区域差分技术)相比,该服务网络具备定位精度高、覆盖范围广、对时间基线要求低、设备兼容性强的特点。


 

四、北斗高精度位置服务云平台

北斗授时和位置高精度服务是北斗产业发展的一个重要应用,对服务政府和行业用户有着重要的社会与经济效益。目前,我国尚无基于北斗覆盖全境统一的、稳定可靠的从亚米级到毫米级的高精度时间、位置服务基础设施(以下简称“基础设施”)。因此,在北斗卫星导航定位星座即将组网完成的关键时期,建设一套完善的基础设施,对于推动北斗产业可持续发展至关重要。


珞珈德毅科技与武汉大学卫星导航定位技术研究中心强强联合,提供大规模(指支持2000座以上地面增强基站)高精度位置解算技术、大规模基站网络(指支持2000座以上地面增强基站)管理运营机制、面向海量用户(百万级用户高并发)的高精度时间位置服务发布技术、面向高精度时间位置服务发布的云技术以及相应的信息安全技术,致力于建设基于北斗高精度的统一可信时间位置服务云”。


统一可信的北斗高精度时间位置服务云既能服务于有刚性需求的传统高精度测量用户,而且随着以智慧为关键词的信息化发展,也能拓展新的政府与行业应用领域。它能帮助用户提高工作效率、提高工作决策的可靠性、降低工作强度甚至改善工作环境(例如:变电站巡检工作)以及优化用户的资源配置(人、车、物等生产要素和核心业务工作内容的匹配度)。


统一可信的北斗高精度时间位置服务云还能利用高精度位置解算需要去除的噪音信息,为全国范围的气象和地震地质部门提供前所未有的预测预警数据,同时,在电力行业、精准智慧农业、石油石化行业、乳制品运输行业以及公共安全等领域得到了验证。国家电网未来三年在下一期1500个增强网的基础设施服务中,将使用基于北斗高精度的统一可信时间位置服务云关键技术,还将在警保联动车联网智慧系统项目上进行深度应用,服务千万级用户,为智慧城市、智能交通建设提供高精度管理新模式,既服务了传统对测绘有需求的行业用户,也拓展了卫星导航定位授时服务新的应用领域。


五、可信加密传输系统

通过加密的安全通道进行数据加密,与现有的北斗定位技术相互结合,具有集成性高的优点,有利于对北斗高精度的导航和定位设备实现设备和服务器之间的数据保密。



六、数据中心

数据中心是北斗地基增强系统建设的核心,是北斗地基增强系统地面基站的控制中心以及数据的处理与发布中心。数据中心不仅涉及到各种专用服务器、网络等硬件设备,还包括北斗地基增强系统最核心的DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定轨处理软件、DEUPNW®北斗地基增强系统管理和定位服务软件。