河南：基準服務(wù)讓空間定位更快更精準

口 王敏

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航離不開地面的基準服務(wù)。衛(wèi)星信號受設(shè)備、電離層等干擾時會產(chǎn)生誤差，難以滿足高精度位置服務(wù)需求，需要地面的基準服務(wù)系統(tǒng)與之“呼應(yīng)”——接收北斗等導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的初始信號，傳輸至數(shù)據(jù)綜合處理中心，處理后產(chǎn)生修正信號，通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶實時播發(fā)差分信息。

　　河南省衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準服務(wù)系統(tǒng)(以下簡稱“河南基準服務(wù)系統(tǒng)”)，是目前我國完全自主可控、整體水平達到國際先進水平的省級北斗地面基站增強系統(tǒng)。該系統(tǒng)自2018年底啟用以來，向全省用戶提供了實時、高效、精準的導(dǎo)航定位服務(wù)，滿足了專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和社會公眾不同的導(dǎo)航與位置服務(wù)需求。

　　改變傳統(tǒng)測繪作業(yè)模式

　　5月7日9時左右，在鄭州航空港區(qū)會展物流片區(qū)的一塊空曠地段，兩個小伙子架設(shè)好儀器，握著記錄本，在認真觀測數(shù)據(jù)。

　　這是方宇勘測有限公司的技術(shù)人員劉永坤、朱曉昌在為安博鄭州空港國際物流中心項目開展控制點測量。

　　選定待測點、埋石、打開 GPS-RTK、登錄河南基準服務(wù)系統(tǒng)、選用控制點測量模式，二三分鐘就獲取了控制點的高精度平面坐標和高程。如此反復(fù)測量3次，取平均值為該點測量結(jié)果，記錄好數(shù)據(jù)后趕往下一待測點。1個多小時后，兩人圓滿完成了這塊300畝倉儲用地的控制點測量工作。

　　“測量效率的提高，得益于我省基準服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用。”劉永坤說以往測量控制點，需尋找已知點架設(shè)基準站，設(shè)置流動站測量參數(shù)，由基準站向流動站發(fā)送差分修正信號，再到另一已知點進行測量校正，校正后方可進行控制點埋石、觀測、記錄等工作，最少要投入2臺設(shè)備、三四個人，耗費4小時才能完成這塊倉儲用地的控制點測量。

　　據(jù)了解，2018年底，河南省建成了由247個站點組成的衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準站網(wǎng)，建立了1個省級數(shù)據(jù)中心、28個市級分中心運行架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理分發(fā)服務(wù)體系，實現(xiàn)了基準站分級、分類、分層次管理，最終組成了河南省衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準服務(wù)系統(tǒng)，形成了全省新一代時空基準服務(wù)體系。

　　遍布全省的247個基準站，按照平均30公里的間距進行規(guī)劃選址，即每個縣都有1個~2個地面基準站，規(guī)避了建筑物形變的影響，確保了全省信號服務(wù)無死角，具備了實時、無縫、快速、高精度定位的能力，可面向不同用戶提供開放的實時動態(tài)亞米級、厘米級和靜態(tài)毫米級服務(wù)，實現(xiàn)位置信息處理和播發(fā)，以后還將支持百萬級用戶規(guī)模和高并發(fā)數(shù)據(jù)處理。

　　“河南基準服務(wù)系統(tǒng)完全自主可控、安全性高。無論是GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))接收裝備，還是系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算軟件、服務(wù)發(fā)布平臺，全都是國產(chǎn)的。打破了以往基準站以GPS信號為主、軟硬件設(shè)備依賴進口的局面。”河南省測繪工程院副院長張留民介紹。

　　多領(lǐng)域開展示范應(yīng)用

　　事實上，河南基準服務(wù)系統(tǒng)改變的不只是傳統(tǒng)繁重的測繪作業(yè)模式，還可以為防災(zāi)減災(zāi)、自然資源監(jiān)測、無人駕駛等領(lǐng)域注入全新的發(fā)展動能。

　　河南省林州市目前共有地質(zhì)災(zāi)害隱患點149個。2019年，河南省測繪地理信息局選取林州市衡水鎮(zhèn)吳家井村為項目示范點，建設(shè)了基于北斗的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警綜合管理平臺。吳家井村位于衡水鎮(zhèn)東北15公里處。村莊東側(cè)山體結(jié)構(gòu)松散，成分為砂石與泥土的混合物，滑坡體已形成，受雨水沖刷極易誘發(fā)滑坡，是林州市新增地質(zhì)災(zāi)害隱患點之一。

　　一個太陽能電池板、一個小控制箱，吳家井村隱患點布設(shè)的監(jiān)測設(shè)備看似簡單，卻是集GNSS位移監(jiān)測設(shè)備、自動雨量監(jiān)測系統(tǒng)等前端設(shè)備為一體的地災(zāi)自動化監(jiān)測系統(tǒng)，由河南測繪地理信息局聯(lián)合武漢大學(xué)研發(fā)而成。

　　“哪怕在無常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)條件下，監(jiān)測點的任何細小變化，都能通過北斗數(shù)據(jù)傳輸終端以三維坐標數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)竭h程數(shù)據(jù)中心?！睋?jù)河南省測繪工程院CORS管理中心主任朱洪江介紹，綜合管理平臺會自動處理、分析與計算監(jiān)測數(shù)據(jù)，給出實時的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警結(jié)果。

　　基于北斗的新縣礦山安全生產(chǎn)三維監(jiān)管系統(tǒng)，是河南省測繪地理信息局利用北斗導(dǎo)航實時定位技術(shù)研發(fā)的另一典型示范應(yīng)用。

　　“通過在礦車上安裝位置服務(wù)CORS車載硬件終端，實時接收北斗衛(wèi)星導(dǎo)航信號，系統(tǒng)對監(jiān)測到的礦車經(jīng)緯度、時間、方向、速度等信息進行解算，獲取礦車的實時位置軌跡、行駛狀態(tài)、報警信息等，并對車輛總數(shù)、在線車輛、離線車輛等車輛運行狀況進行分析，進而實現(xiàn)多車監(jiān)控、車輛統(tǒng)一調(diào)度管理等功能?！敝旌榻榻B。

　　此外，河南省測繪地理信息局還聯(lián)合鄭州宇通集團有限公司，開展了汽車無人駕駛等基于北斗高精度導(dǎo)航定位的示范應(yīng)用;利用河南基準服務(wù)系統(tǒng)，精準定位每個扶貧村、貧困戶的位置，迅速掌握貧困戶情況;精準定位污染源，結(jié)合遙感影像，及時發(fā)現(xiàn)垃圾、黑臭水體和污水口的位置;準確定位山水林田湖草需要監(jiān)測的重點領(lǐng)域，通過對比分析，監(jiān)測自然生態(tài)環(huán)境的變化……

　　增強用戶獲得感

　　7×24小時保持電話暢通，一上班就打開基準服務(wù)系統(tǒng)，查看站點故障及原因，列成表格發(fā)給各地基準站維護人員，成為CORS管理中心運維人員周哲和張凱莉每天的“標配”。

　　“賬號如何登錄、坐標系怎么設(shè)置……”每次手機一響，運維人員祁禮剛的腦海里就條件反射地羅列出“常見問題解答”，他主要負責(zé)系統(tǒng)的用戶注冊、賬戶發(fā)放、技術(shù)服務(wù)等工作，每天隨時隨地為微信群、QQ群里的用戶答疑解惑。

　　“系統(tǒng)實行用戶注冊審核制度，用戶需向當?shù)胤种行纳暾?，當?shù)貙徍撕笊蟼髦潦≈行倪M行審批。整個流程下來，最快也得一兩天才能發(fā)放賬戶、開通服務(wù)?！敝旌榻f，為減少審批環(huán)節(jié)，優(yōu)化服務(wù)程序，技術(shù)人員專門對系統(tǒng)進行了完善升級，增加了網(wǎng)上審批模塊，實現(xiàn)了用戶申請、注冊、審核一站式服務(wù)。

　　在資源共享方面，河南省測繪地理信息局與陜西、山東、安徽等相鄰六省份達成站點共享協(xié)議，實現(xiàn)了與鄰省邊界區(qū)域的基準站數(shù)據(jù)共享，便于為河南及周邊區(qū)域用戶提供高精度、全天候的實時導(dǎo)航定位服務(wù)。

　　在基準站監(jiān)管方面，河南省測繪地理信息局建設(shè)了運維管理機制，確定了各市分中心負責(zé)人和站點維護人員;為每一個基準站制作安裝了“身份標牌”，明確管理責(zé)任單位和維護主體;要求維護人員定期對站點設(shè)備、環(huán)境、電力和網(wǎng)絡(luò)進行巡查與維護，確?；鶞收鞠蛏鐣峁?×24小時不間斷數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　2019年，河南省測繪地理信息局聯(lián)合武漢大學(xué)李建成院士團隊，利用國家基準工程最新的GNSS A、B級網(wǎng)和一、二等水準網(wǎng)復(fù)測成果，結(jié)合河南省地形數(shù)據(jù)、重力資料，完成了全省厘米級似大地水準面精化工作，確定了全省域、高分辨率、高精度似大地水準面的格網(wǎng)數(shù)值模型，得出河南省2′×2′格網(wǎng)似大地水準面，精度達到±2.4厘米，并開發(fā)出具有實時向用戶分發(fā)厘米級似大地水準面精化成果產(chǎn)品的綜合服務(wù)平臺，構(gòu)建了河南省衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準服務(wù)三維框架體系。

　　“以往用戶連接基準服務(wù)系統(tǒng)，獲取的是大地高，用戶必須進行參數(shù)轉(zhuǎn)換才可獲取實際需求的正常高。似大地水準面精化工作的完成，讓用戶直接獲取正常高，無須再進行參數(shù)轉(zhuǎn)換。目前這一工作仍在測試階段，數(shù)據(jù)基本可滿足正常精度需求。”朱洪江說。

　　據(jù)介紹，自正式啟用至今，河南基準服務(wù)系統(tǒng)注冊用戶已達600家左右，發(fā)放賬號3000余個，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率50%以上，每日即時用戶最多可達300余個，固定率保持在70%左右。

　　探索永不止步

　　新冠肺炎疫情期間，各類基于北斗的智能終端產(chǎn)品進入大眾視野，也讓測繪工作者開始思考如何拓展基準服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用的深度與廣度。

　　目前，基于河南基準服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用多集中在測繪領(lǐng)域?！敖衲?，我們將主動對接各行各業(yè)需求，依托河南省時空地理信息院士工作站、北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)河南省工程實驗室等科研機構(gòu)，聯(lián)合推進基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航體系的終端產(chǎn)品開發(fā)，促進北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)同相關(guān)行業(yè)的深度融合發(fā)展?！焙幽鲜y繪地理信息局副局長毛忠民說。

　　高精度的數(shù)據(jù)，需要與之相匹配的傳輸速度。近日，河南省自然資源廳與中國移動河南公司簽署了5G﹢自然資源戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在北斗應(yīng)用信息化領(lǐng)域加強合作。

　　按照河南省自然資源廳相關(guān)要求，河南省測繪地理信息局也將積極探索“5G﹢北斗”新技術(shù)與測繪成果融合應(yīng)用的“5G﹢智慧交通”“5G﹢智慧旅游”等位置服務(wù)項目，提升民生領(lǐng)域服務(wù)水平，依托“精準定位”，利用移動大數(shù)據(jù)為城市管理、規(guī)劃、商業(yè)應(yīng)用提供更精確的決策支撐。（本文內(nèi)容摘自《中國自然資源報》2020年07月28日第7版）