湖南省卫星导航定位公共服务平台(简称HNCORS)是由省国土资源厅、省科技厅和省气象局联合共建共享的公益性基础设施。2011年5月进入试运行阶段，分别于8月和11月通过技术验收和项目总体验收^[1]。

HNCORS(原湖南省卫星定位连续运行基准站系统)由94个基准站组成。其中省级基准站85个，并入长株潭已有CORS基准站9个。HNCORS建设充分发挥了共建共享的宗旨，省级基准站有72个位于当地气象局观测场内(其中51个配备了维萨拉PTU300气象仪进行同步观测)，12个位于当地国土所(或所在地乡镇政府内)，1个位于省测绘地理信息局院内(即监测站)。

HNCORS工程的建成大幅度提高了湖南省高精度导航定位的工作效率，减轻了外业人员的劳动强度，定位精度有了质的飞跃^[2]。为湖南省测绘信息化、网络化提供了基准平台，为“数字湖南”地理空间框架的建设提供了有力的支撑，也将为湖南省第一次地理国情普查、全省农村集体土地确权发证、不动产登记等项目提供统一的空间基准。

通过近两年半的试运行，虽然HNCORS取得了较好的使用效果，得到了大多数用户的认可，但是也发现了一些影响系统运行及用户可用性等亟待解决的问题，主要是部分偏远地区受无线信号局限使用效果不理想，较难获得HNCORS提供的服务；每天下午1：00~4：00使用效果比上午差，部分RTK设备不能得到固定解，尤其对部分老旧、性能较差的仪器支持较差，野外作业较困难^[3]。

1 北斗系统升级

北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。目前已经发射18颗卫星，实现了亚太地区信号覆盖，信号强度明显高于美国的GPS和俄罗斯的GLONASS。北斗卫星导航系统预计2020年前实现全球覆盖。

HNCORS作为湖南省唯一的省级卫星导航地基增强系统，已经投入运行，日趋成熟，取得了良好的实际使用效果，充分体现了“共建共享”的建设理念^[4]。同时，在建设过程中也积累了丰富的运行维护经验，为升级改造的实施打下了坚实的硬件基础。

升级改造主要采购天宝公司的核心解算软件Pivot，是全球公认的具备多星(GPS、GLONASS、北斗等)系统解算能力的软件。同时，天宝公司承诺赠送62套具备北斗接收功能的接收机(与国家测绘地理信息局采购的为同一型号)，使得HNCORS在已有的基础上，仅通过替换1台具有北斗信号接收功能的仪器(天线、网络、供电等辅助设备都可以和现有设备共用)，就可以将我省现有的卫星导航地基增强系统升级为北斗、GPS、GLONASS三星三频同时运行的新平台。

这将使得HNCORS率先成为全国省级CORS网中第一家全网具备北斗服务功能的地基增强系统。升级任务如下：

1) 根据需要，加密15个省级基准站，分布在宁乡县、攸县、平江县、湘阴县、衡南县、嘉禾县、桂阳县、冷水滩区、新宁县、新邵县、大通湖区、临澧县、慈利县、泸溪县、新晃县。提高全省的基准站密度，达到国内中等水平，确保HNCORS基准站的均匀覆盖和重点覆盖，进一步提高HNCORS使用范围。

2) 新增部署天宝Pivot核心解算软件，实现HNCORS控制中心具备两套相互独立的核心解算软件(现有的为徕卡Spider)，有效解决HNCORS整体的稳定性和可用性问题。

3) 购置62套带北斗功能的天宝R9全球卫星导航系统(global navigation satellite system，GNSS)接收机，替换现有设备，基本完成HNCORS的北斗升级改造。

2 工作内容和技术路线 2.1 工作内容 2.1.1 站址勘选

1) 对于新增站点的选择，主要遵循以下原则^[5]：①当地作业确实需要(当地国土部门主动申请的，优先考虑)；②符合基准站建站的观测条件、无重大遮挡及信号干扰；③交通便利(高速、国道能直达优先考虑)，网络、电力有保障；④当地国土部门重视，设备保管条件适宜，相关工作人员认真负责；⑤当地治安条件良好，能确保工作人员、设备安全；⑥网型合理。

2) 野外踏勘主要依据基准站选址的原则进行。具体工作内容如下： ①实地在每个预设站点上进行观察(观测的开阔性)，内容包括^[6]：基准站观测墩周围环境概况，有无遮挡，包括树木、建筑、通信塔等，绘制周视图；了解野外避雷情况，包括避雷针高度、防护范围、地网情况等；预设点位附近拍摄全景照片、细节照片若干，留待备查；观测墩到设备房间的距离最好小于50 m；考察大楼楼体沉降是否稳定，以及承重能力。②了解观测墩所在地的作业概况(设备安全性及通信连续性)，内容包括：传输数据的数据量大小，即每秒传输多少字节的数据；每日传输数据的频率，即确认数据是否全天24 h不间断地传输；网络的传输带宽，是否大于128 kbps，如有可能，了解链路中是否有路由、网关等；该地点是否有人职守，若无，则调查设备安全的保护措施；该地点的电力供应情况，设备房内是否有大功率的UPS，即带有电池柜的UPS；设备房内情况，检查是否有空间安置基准站设备，要求至少2 m²。 ③了解当地的水力、电力供应，以及人员保障(方便今后施工)。

2.1.2 数据质量测试

测试结果是最为重要的选址依据，测试地点必须符合GNSS测量的要求。具体的点位由施测单位和当地国土部门共同协商确定，以便后续观测墩的施工。数据测试的具体要求如下^[7]：

1) 确保观测点周围有足够的场地用于建设观测墩、避雷设备、室内设备存放等(约3 m²)；

2) 观测点至室内设备存放点的走线全长不应超过30 m；

3) 设置卫星截止高度角为0°；

4) 采样间隔设定为30 s；

5) 采集原始GNSS观测数据，关闭接收机平滑伪距功能；

6) 连续观测时间应不少于6 h；

7) 在现场下载原始观测数据并转换为标准RINEX格式文件；

8) 在现场进行观测手簿的填写和整理；

9) 在现场进行TEQC检验，高度角10°以上的观测量中的有效观测值比例应不低于90% ；测距观测质量MP1应小于0.35，MP2应小于0.45；

10) 测试使用的仪器设备必须为双频双星的接收机。

2.1.3 新增基准站建设

1) 新增基准站优先按楼顶站建设，参考已有楼顶站建设样式；

2) 基准站应为无人值守型,首选国土局/所；

3) 基准站周围应有10°以上的地平高度角卫星通视条件，远离周边的高大建筑、树林、水体、信号发射塔及易积水地带，距电磁干扰区的距离不小于200 m；

4) 在断电情况下，基准站能够靠自身的UPS 支持24 h以上，并及时向控制中心和有关单位报警^[8]；

5) 楼顶观测墩柱的高度应大于1.5 m，并高于围墙至少10 cm；

6) 观测墩基座的内部钢筋应与房屋主承重结构钢筋焊接，结合部分应不少于0.2 m；

7) 观测墩柱安装强制对中装置，并严格整平，墩柱预埋适合线缆进出的硬制管道(PVC管)，起保护线路作用；

8) 安装电力线、通信线等管线；

9) 安装设备。

2.1.4 新增站数据联测

新增站建成后，必须与现有的基准站进行联测，连续观测时间不低于72 h。并使用高精度GNSS数据处理软件(GAMIT或者Bernese)计算站点坐标才能纳入网内运行^[9]。

2.1.5 北斗系统升级

将新增的62套带北斗信号接收功能的主机替换原有的主机(天线不更换)。

2.1.6 核心解算软件部署

HNCORS的灵魂就是其核心解算软件。该软件主要解决以下关键技术：

1) 实时获取各基准站的数据流；

2) 管理并监控各基准站主机的运行状态；

3) 实时获取超快速精密星历(用于卫星定轨)、全球电离层延迟表；

4) 将获取的各类数据统一进行精细化、区域化处理；

5) 管理用户连接请求，根据需要及时播发差分数据给用户；按照软件的拓扑要求，以及分布式部署的原则，利用1台服务器(内网运行)部署数据接入、处理模块，利用1台服务器(外网运行)部署数据分发模块；配置北斗信号播发模块，待北斗信号播发格式正式通过国际无线电联合会的审查，即可加载到RTCM通用传输格式给用户提供服务^[10]。

3 结束语

HNCORS通过升级改造，可以进一步提高HNCORS的稳定性、可用性。有效解决下午受电离层影响而造成的作业困难的局面，进一步消除首期建设由于经费等因素而造成的信号盲区，并对已有的信号覆盖区域进行加强，增强HNCORS抵御客观自然因素引起的不利影响的能力，同时增加了北斗卫星导航定位服务功能，降低HNCORS对客户端设备的性能要求。目前，湖南省正在开展地理国情普查、农村土地承包经营权登记发证、不动产测绘等工作，外业调绘使用的大多是手持机(单星)、电子平板等性能低于传统RTK的采集设备，如果能稳定、高效地获取CORS提供的改正数据，将大大提高外业测绘的精度，降低作业人员的劳动强度，缩短外业测绘的时间^[11]。