河南：基準服務讓空間定位更快更精準

口 王敏

　　北斗衛星導航離不開地面的基準服務。衛星信號受設備、電離層等干擾時會產生誤差，難以滿足高精度位置服務需求，需要地面的基準服務系統與之“呼應”——接收北斗等導航衛星發射的初始信號，傳輸至數據綜合處理中心，處理后產生修正信號，通過互聯網向用戶實時播發差分信息。

　　河南省衛星導航定位基準服務系統(以下簡稱“河南基準服務系統”)，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。該系統自2018年底啟用以來，向全省用戶提供了實時、高效、精準的導航定位服務，滿足了專業應用領域和社會公眾不同的導航與位置服務需求。

　　改變傳統測繪作業模式

　　5月7日9時左右，在鄭州航空港區會展物流片區的一塊空曠地段，兩個小伙子架設好儀器，握著記錄本，在認真觀測數據。

　　這是方宇勘測有限公司的技術人員劉永坤、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、登錄河南基準服務系統、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。如此反復測量3次，取平均值為該點測量結果，記錄好數據后趕往下一待測點。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系統的應用。”劉永坤說以往測量控制點，需尋找已知點架設基準站，設置流動站測量參數，由基準站向流動站發送差分修正信號，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。

　　據了解，2018年底，河南省建成了由247個站點組成的衛星導航定位基準站網，建立了1個省級數據中心、28個市級分中心運行架構和數據處理分發服務體系，實現了基準站分級、分類、分層次管理，最終組成了河南省衛星導航定位基準服務系統，形成了全省新一代時空基準服務體系。

　　遍布全省的247個基準站，按照平均30公里的間距進行規劃選址，即每個縣都有1個~2個地面基準站，規避了建筑物形變的影響，確保了全省信號服務無死角，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亞米級、厘米級和靜態毫米級服務，實現位置信息處理和播發，以后還將支持百萬級用戶規模和高并發數據處理。

　　“河南基準服務系統完全自主可控、安全性高。無論是GNSS(全球導航衛星系統)接收裝備，還是系統數據解算軟件、服務發布平臺，全都是國產的。打破了以往基準站以GPS信號為主、軟硬件設備依賴進口的局面。”河南省測繪工程院副院長張留民介紹。

　　多領域開展示范應用

　　事實上，河南基準服務系統改變的不只是傳統繁重的測繪作業模式，還可以為防災減災、自然資源監測、無人駕駛等領域注入全新的發展動能。

　　河南省林州市目前共有地質災害隱患點149個。2019年，河南省測繪地理信息局選取林州市衡水鎮吳家井村為項目示范點，建設了基于北斗的地質災害監測預警綜合管理平臺。吳家井村位于衡水鎮東北15公里處。村莊東側山體結構松散，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滑坡，是林州市新增地質災害隱患點之一。

　　一個太陽能電池板、一個小控制箱，吳家井村隱患點布設的監測設備看似簡單，卻是集GNSS位移監測設備、自動雨量監測系統等前端設備為一體的地災自動化監測系統，由河南測繪地理信息局聯合武漢大學研發而成。

　　“哪怕在無常規通信網絡條件下，監測點的任何細小變化，都能通過北斗數據傳輸終端以三維坐標數據實時傳輸到遠程數據中心。”據河南省測繪工程院CORS管理中心主任朱洪江介紹，綜合管理平臺會自動處理、分析與計算監測數據，給出實時的地質災害預警結果。

　　基于北斗的新縣礦山安全生產三維監管系統，是河南省測繪地理信息局利用北斗導航實時定位技術研發的另一典型示范應用。

　　“通過在礦車上安裝位置服務CORS車載硬件終端，實時接收北斗衛星導航信號，系統對監測到的礦車經緯度、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、報警信息等，并對車輛總數、在線車輛、離線車輛等車輛運行狀況進行分析，進而實現多車監控、車輛統一調度管理等功能。”朱洪江介紹。

　　此外，河南省測繪地理信息局還聯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航定位的示范應用;利用河南基準服務系統，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，結合遙感影像，及時發現垃圾、黑臭水體和污水口的位置;準確定位山水林田湖草需要監測的重點領域，通過對比分析，監測自然生態環境的變化……

　　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系統，查看站點故障及原因，列成表格發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”，他主要負責系統的用戶注冊、賬戶發放、技術服務等工作，每天隨時隨地為微信群、QQ群里的用戶答疑解惑。

　　“系統實行用戶注冊審核制度，用戶需向當地分中心申請，當地審核后上傳至省中心進行審批。整個流程下來，最快也得一兩天才能發放賬戶、開通服務。”朱洪江說，為減少審批環節，優化服務程序，技術人員專門對系統進行了完善升級，增加了網上審批模塊，實現了用戶申請、注冊、審核一站式服務。

　　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議，實現了與鄰省邊界區域的基準站數據共享，便于為河南及周邊區域用戶提供高精度、全天候的實時導航定位服務。

　　在基準站監管方面，河南省測繪地理信息局建設了運維管理機制，確定了各市分中心負責人和站點維護人員;為每一個基準站制作安裝了“身份標牌”，明確管理責任單位和維護主體;要求維護人員定期對站點設備、環境、電力和網絡進行巡查與維護，確保基準站向社會提供7×24小時不間斷數據服務。

　　2019年，河南省測繪地理信息局聯合武漢大學李建成院士團隊，利用國家基準工程最新的GNSS A、B級網和一、二等水準網復測成果，結合河南省地形數據、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數值模型，得出河南省2′×2′格網似大地水準面，精度達到±2.4厘米，并開發出具有實時向用戶分發厘米級似大地水準面精化成果產品的綜合服務平臺，構建了河南省衛星導航定位基準服務三維框架體系。

　　“以往用戶連接基準服務系統，獲取的是大地高，用戶必須進行參數轉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，無須再進行參數轉換。目前這一工作仍在測試階段，數據基本可滿足正常精度需求。”朱洪江說。

　　據介紹，自正式啟用至今，河南基準服務系統注冊用戶已達600家左右，發放賬號3000余個，為企業提高生產效率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系統應用的深度與廣度。

　　目前，基于河南基準服務系統的應用多集中在測繪領域。“今年，我們將主動對接各行各業需求，依托河南省時空地理信息院士工作站、北斗導航與位置服務河南省工程實驗室等科研機構，聯合推進基于北斗衛星導航體系的終端產品開發，促進北斗衛星導航與位置服務產業同相關行業的深度融合發展。”河南省測繪地理信息局副局長毛忠民說。

　　高精度的數據，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﹢自然資源戰略合作協議，將在北斗應用信息化領域加強合作。

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