遼寧省北斗精密定位綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王春艷

（沈陽市勘察測繪研究院有限公司，遼寧 沈陽 110004）

我國自主建設(shè)、獨立運行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS），是與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗地基增強系統(tǒng)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的必然產(chǎn)物，是信息化社會必須的基礎(chǔ)設(shè)施。它綜合利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位、數(shù)據(jù)通訊、計算機與互聯(lián)網(wǎng)等高新科技，建設(shè)間距為50~300km的地面基準站網(wǎng)，通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)播發(fā)差分定位信號，向各類用戶提供厘米級至亞米級導(dǎo)航定位服務(wù)。

2018年，原遼寧省測繪地理信息局通過升級LNCORS基準站和軟件，使用北斗接收設(shè)備和解算軟件，支持BDS，GPS，GLONASS等多模衛(wèi)星信號的接收、存儲和處理，提供BDS，GPS，GLONASS多 模 網(wǎng) 絡(luò)RTK定位服務(wù)系統(tǒng)，建立了覆蓋全省域的遼寧省北斗地基增強系統(tǒng)。同期，開展了遼寧省北斗精密定位綜合管理系統(tǒng)建設(shè)，形成了運維四位一體（即“基準站、數(shù)控中心、用戶、數(shù)據(jù)服務(wù)”）的管理模式，實現(xiàn)了基準站管理的統(tǒng)一性，故障信息的可追溯性，資料管理的規(guī)范性，數(shù)據(jù)服務(wù)的便捷性。

一、需求分析

遼寧省北斗精密定位綜合管理系統(tǒng)需要將基礎(chǔ)地理信息、基準站信息、流動站信息、用戶管理臺帳和運維信息、實時監(jiān)測信息等數(shù)據(jù)有機結(jié)合，實現(xiàn)北斗地基增強系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的綜合管理。

（1）實現(xiàn)遼寧省北斗基準站基本信息、基準站運維信息、基準站故障統(tǒng)計分析和用戶注冊信息管理及申請審批/批準歷史信息記錄的信息化管理，減少人力物力和時間，節(jié)省北斗地基增強系統(tǒng)維護成本。

（2）實現(xiàn)遼寧省北斗基準站基本信息和當前狀態(tài)實時展示，包括對基準站編號/類型、基準站接收機類型、基準站地址和維護委托人信息的實時展示，同時對基準站的實時數(shù)據(jù)進行DOP值、衛(wèi)星星下點分布軌跡、各系統(tǒng)各衛(wèi)星信噪比實時圖像化顯示。

（3）根據(jù)遼寧省北斗基準站的準確位置和用戶的概略坐標，對用戶作業(yè)范圍進行超限判斷，實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制中心對用戶服務(wù)作業(yè)范圍的限定，同時根據(jù)用戶名和用戶期限查詢，實現(xiàn)用戶使用周期的限定，解決用戶作業(yè)范圍限定和用戶使用周期限定的問題。

（4）實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)申請、審核、批準無紙化管理，同時實現(xiàn)控制點輔助計算、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和高程異常計算，能夠根據(jù)用戶需求進行坐標解算和坐標系及高程基準的轉(zhuǎn)換。

二、系統(tǒng)功能設(shè)計

遼寧省北斗精密定位綜合管理系統(tǒng)采用CS結(jié)構(gòu)，同時利用TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)建客戶端與服務(wù)端的連接，劃分為表示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層三個層次，以C#為開發(fā)語言，基于ArcGIS Engine組件庫開發(fā)。系統(tǒng)功能總體結(jié)構(gòu)和主界面見圖1和圖2。

三、系統(tǒng)模塊

1.信息管理模塊

信息管理模塊主要分為基準站基本信息管理、基準站運維信息管理、基準站故障統(tǒng)計分析、用戶注冊信息管理和用戶申請審批及批準歷史記錄管理等子模塊，實現(xiàn)了各類相關(guān)信息的查詢功能（圖3）。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)主界面

2.基準站信息展示模塊

基準站信息展示模塊主要分為基準站基本信息展示、流動站軌跡回放、基準站狀態(tài)、用戶定位信息查詢展示、基準站故障信息展示和故障統(tǒng)計分析等子模塊，實現(xiàn)了基準站在遼寧省的概略分布展示、基準站基本信息的展示（包括衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星天空分布圖、PDOP值、當前基準站狀態(tài)等信息展示）、用戶流動端軌跡回放、用戶當前位置展示、當前基準站故障列表展示以及統(tǒng)計分析功能（圖4）。

系統(tǒng)左視圖中點擊要查看的站名，可實現(xiàn)基準站圖標信息的展示（圖5）。

3.流動站管理模塊

流動站管理模塊主要分為用戶作業(yè)范圍限定子模塊和用戶使用周期限定子模塊兩部分，實現(xiàn)了流動端用戶作業(yè)范圍限定和用戶使用周期限定功能。其中，用戶作業(yè)范圍限定子模塊技術(shù)流程如圖6。

4.業(yè)務(wù)管理模塊

業(yè)務(wù)管理模塊主要分為用戶申請管理、控制點輔助解算、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和高程異常計算等子模塊，實現(xiàn)了用戶業(yè)務(wù)申請、審核、批準功能、通過用戶概略位置輔助計算用戶控制點坐標功能、用戶坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能和用戶高程異常計算功能。其中，坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和高程異常計算子模塊技術(shù)流程如圖7。

控制點坐標輔助解算中，基準站數(shù)據(jù)傳輸界面圖8。

四、結(jié)語

北斗地基增強系統(tǒng)需要解決信息的快速獲取、及時更新、大容量的數(shù)據(jù)管理和信息的高速互通與交流，遼寧省北斗精密定位綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，解決了遼寧省北斗地基增強系統(tǒng)基準站網(wǎng)的信息化管理和智能查詢，提高了遼寧省北斗地基增強系統(tǒng)的管理效率，顯著降低了遼寧省北斗地基增強系統(tǒng)的作業(yè)成本和管理成本，成功應(yīng)用于測繪、國土、水利、海洋、氣象等領(lǐng)域，為各類用戶提供了高效、優(yōu)質(zhì)、便捷的業(yè)務(wù)服務(wù)。

圖3 基準站基本信息表對話框

圖4 基準站基本信息展示子模塊技術(shù)流程

圖6 用戶作業(yè)范圍限定子模塊技術(shù)流程

圖7 坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和高程異常計算子模塊技術(shù)流程

圖8 數(shù)據(jù)傳輸功能主界面