北斗高精度基礎設施  


一、基準站

基準站是北斗地基增強系統的重要組成部分,由觀測墩和觀測室組成,主要設備安裝在觀測室內,具備長期連續跟蹤觀測和記錄衛星信號的能力,并通過數據通訊網絡定時或實時將觀測數據傳輸到數據中心。

 


1、觀測墩

觀測墩建設包含基準站的踏勘和選址、土建施工、防雷設施建設、質量檢查等工作。勘選現場采用儀器測試周邊環境及接收衛星數據的質量。勘選工作包括:位置可用性測試、調查建站必要條件(水源、電源、通訊、機房條件等)、協調場地和機房的使用、聯系現場看管人員等。


觀測墩柱體內部埋設PVC管道,用于天線電纜架設;外部進行保溫和防風處理,用透波材料的天線罩覆蓋,以避免自然環境對天線的損壞。


模塊化的基準站直接集成在觀測室機柜內,由GNSS接收機、UPS電源系統、安全系統、網絡設備及機柜等組成。




2、北斗/GNSS天線

全頻段扼流圈天線,擁有多衛星系統導航定位能力,能有效的抑制多路徑效應,實現衛星高精度定位。

1、衛星接收頻段包括北斗B1/B2/B3GPS L1/L2/L5GLONASS L1/L2Galileo E1/E2/E5/E6

2、相位中心穩定、精度達毫米級

3、采用扼流圈結構,有效實現多徑信號抑制

4、天線低仰角增益高,對低仰角衛星跟蹤能力強,保證接收衛星信號靈敏度




3、北斗/GNSS基站接收機

PD318型北斗/GNSS接收機是規模組網穩定運行,并通過中國人民解放軍總裝備部北斗辦、國家科技部和國家測繪地理信息局驗收的北斗三星八頻型接收機。



4、北斗/GNSS流動接收機

珞珈德毅科技提供各類型高精度北斗/GNSS流動接收機終端,內置高精度的北斗GNSS定位模塊,外形極致小巧,適用各類移動載體,提供高精度位置數據和定位導航等應用服務,充分滿足各種工作場景的需求。



5、網絡通訊

每個基準站依據所在地理位置選擇最佳的通訊接入方案。綜合傳輸質量、一次性投資、技術先進性、接入復雜性、運營成本等方面因素,在通信網絡能夠到達的地區,直接采用SDH光纖接入方式;在偏僻無地面通信環境的地區采用衛星無線通信數據傳輸方式。




6、供電系統

基準站用電設備主要包括觀測系統、通信系統、數據備份與監控系統和暖通系統。為保證基準站可靠、穩定、連續不間斷運行,在供電穩定或自行發電有保障的基準站采用交流供電系統;在偏遠地區可采用風光發電設備輔助供電,充供電可自動切換,以充分保障電池的長壽命,并具有極高的防雷擊性能。


同時,基準站采用2天以上延時的UPS供電,意外斷電情況下,基準站可依靠配備的UPS持續工作,實現基準站無人值守狀態下全天候可靠工作。


二、基準站管理系統

1、德毅智慧®DEUPNW®北斗地基增強系統管理和定位服務軟硬件

德毅智慧®DEUPNW®北斗地基增強系統管理和定位服務軟硬件,提供系統管理與定位服務、多基準站管理、實時數據處理以及北斗網絡RTK數據播發等功能。

(1)全球唯一同時支持北斗三頻、GPS雙頻和GLONASS雙頻的定位服務管理軟件

(2)系統網絡RTK內符合精度為平面0.005m、高程0.018m

(3)外符合精度為平面優于0.012m、高程優于0.045m

(4)車載導航中誤差達到0.67m(與RTK比較),95%小于1.4m

(5)與現有市場基準站和流動接收機完全兼容





2、站點管理系統


(1)巡檢維護管理:包括基準站網間距管理、巡檢維護日志記錄等,為基準站網故障排查、密度規劃提供依據。

(2)信息統計管理:包括基準站IP地址、編碼管理、GNSS及其它網絡設備記錄、站點地址、聯系人及電話等信息統計。

(3)數據自動存儲:每天定時、自動錯峰登錄基準站接收機和數據中心核心軟件,分別下載服務器和接收機上不同采樣率的原始觀測數據文件,并按統一的規則重命名和存儲。

(4)數據一鍵下載:直觀顯示所有基準站原始觀測數據的缺失情況,一鍵下載所需時間段的接收機靜態觀測數據,能夠大幅提升數據中心靜態數據解算服務的工作效率。

(5)固定資產管理:包括設備歸屬分類、設備型號記錄、設備安裝日志、設備更換日志等。




3、用戶管理系統  

(1)用戶狀態監控:直觀顯示所有用戶實時狀態信息,包括賬號、位置、分布、定位狀態、固定率、總用戶數等。

(2)用戶資料管理:電子化管理注冊用戶資料,包括單位資料、資費訂單、專卡資料、其他業務等記錄,后臺數據庫實時更新,多名工作人員可同時作業。

(3)用戶登錄故障診斷:測試單個用戶是否可正常登錄系統;實時顯示每個用戶登錄IP、時長、固定率、解類型等信息,用于數據分析和故障排查。





4、運行狀態檢測系統


 

三、高精度位置解算系統

1、德毅智慧®DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定軌處理軟件

德毅智慧®DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定軌處理軟件是國際一流的GNSS軟件平臺,實現多類觀測數據的后處理、實時處理分析、地面基準站網的動態精密定位等功能。2011年榮獲國家科技進步二等獎。


特點優勢:

(1)全球唯一同時支持北斗、GPSGLONASS三星座數據處理的軟件

(2)全亞洲唯一參與IGS(國際GPS地球動力學服務組織)數據解算的軟件

(3)參考站網位置解算精度在全球近20個IGS解算中心里穩定排名前兩名

(4)實現了大規模地面基準站網的精密解算,同步處理的基準站數量最高可達數千個

(5)北斗單系統基準站坐標平均精度達到平面0.006m、高程0.015m,坐標精度優于0.02m


創新點:

(1)低軌衛星的精密定軌,事后精度為2-3cm,實時定軌精度為10cm

(2)利用星載GNSS數據實現低軌衛星編隊的精密相對定軌,事后相對定軌精度為2-3mm,實時相對定軌精度優于1cm

(3)實現GNSS衛星、低軌衛星軌道及地面站坐標等參數的聯合解算,GNSS衛星及低軌衛星定軌精度均達到2-3cm

(4)能處理GNSS/SLR/DORIS 等多類觀測數據,并應用于多種低軌衛星精密定軌,徑向定軌精度為1-2cm

(5)能對現有大地測量觀測資料(GNSS/SLR/DORIS/VLBI等)進行嚴密組合,形成在時間和空間上保持嚴密一致性和連續性的空間參考基準系統

(6)北斗雙頻和三頻數據處理




2、北斗廣域差分位置服務

北斗廣域差分是利用分布在服務區內的基準站/網監測全部可見的北斗衛星,將監測數據通過通訊鏈傳送至主站,主站用衛星數據計算出差分改正數和完好性數據,經格式編排后用通訊鏈路發播給服務區內的用戶,用戶通過接收到的廣域差分數據改進北斗導航定位的精度。廣域差分技術的實質是把偽距誤差分離為衛星星歷誤差、衛星鐘差和電離層誤差并產生相應的改正數,用戶利用廣域差分改正數改正北斗偽距誤差,以提高導航定位精度。



3、北斗廣域差分亞米級位置服務云軟件和用戶管理軟件

珞珈德毅科技北斗全國高精度廣域差分亞米級位置服務云于2016年12月建成,可在全國范圍內提供亞米級的北斗高精度位置服務,可廣泛用于交通、船舶、導航等需要大范圍北斗高精度位置的應用。與北斗地基增強網(區域差分技術)相比,該服務網絡具備定位精度高、覆蓋范圍廣、對時間基線要求低、設備兼容性強的特點。


 

四、北斗高精度位置服務云平臺

北斗授時和位置高精度服務是北斗產業發展的一個重要應用,對服務政府和行業用戶有著重要的社會與經濟效益。目前,我國尚無基于北斗覆蓋全境統一的、穩定可靠的從亞米級到毫米級的高精度時間、位置服務基礎設施(以下簡稱“基礎設施”)。因此,在北斗衛星導航定位星座即將組網完成的關鍵時期,建設一套完善的基礎設施,對于推動北斗產業可持續發展至關重要。


珞珈德毅科技與武漢大學衛星導航定位技術研究中心強強聯合,提供大規模(指支持2000座以上地面增強基站)高精度位置解算技術、大規模基站網絡(指支持2000座以上地面增強基站)管理運營機制、面向海量用戶(百萬級用戶高并發)的高精度時間位置服務發布技術、面向高精度時間位置服務發布的云技術以及相應的信息安全技術,致力于建設“基于北斗高精度的統一可信時間位置服務云”。


統一可信的北斗高精度時間位置服務云既能服務于有剛性需求的傳統高精度測量用戶,而且隨著以智慧為關鍵詞的信息化發展,也能拓展新的政府與行業應用領域。它能幫助用戶提高工作效率、提高工作決策的可靠性、降低工作強度甚至改善工作環境(例如:變電站巡檢工作)以及優化用戶的資源配置(人、車、物等生產要素和核心業務工作內容的匹配度)。


統一可信的北斗高精度時間位置服務云還能利用高精度位置解算需要去除的噪音信息,為全國范圍的氣象和地震地質部門提供前所未有的預測預警數據,同時,在電力行業、精準智慧農業、石油石化行業、乳制品運輸行業以及公共安全等領域得到了驗證。國家電網未來三年在下一期1500個增強網的基礎設施服務中,將使用基于北斗高精度的統一可信時間位置服務云關鍵技術,還將在警保聯動車聯網智慧系統項目上進行深度應用,服務千萬級用戶,為智慧城市、智能交通建設提供高精度管理新模式,既服務了傳統對測繪有需求的行業用戶,也拓展了衛星導航定位授時服務新的應用領域。


五、可信加密傳輸系統

通過加密的安全通道進行數據加密,與現有的北斗定位技術相互結合,具有集成性高的優點,有利于對北斗高精度的導航和定位設備實現設備和服務器之間的數據保密。



六、數據中心

數據中心是北斗地基增強系統建設的核心,是北斗地基增強系統地面基站的控制中心以及數據的處理與發布中心。數據中心不僅涉及到各種專用服務器、網絡等硬件設備,還包括北斗地基增強系統最核心的DEUPanda®北斗/GNSS高精度定位定軌處理軟件、DEUPNW®北斗地基增強系統管理和定位服務軟件。


 

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