一城一北斗|廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)（自然資源）

申報(bào)單位：廣東省國土資源測繪院

聯(lián)合申報(bào)單位：武漢大學(xué)、武漢攀達(dá)時(shí)空科技有限公司

主要完成人：葉遠(yuǎn)斌、唐衛(wèi)明、侯雪、鄒璇、徐亮、張文峰

一、案例簡介

本案例圍繞北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從實(shí)際業(yè)務(wù)出發(fā)，開展廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。建立“一網(wǎng)接入、融合服務(wù)”的高效社會(huì)化服務(wù)保障體系，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)服務(wù)向統(tǒng)一化、精細(xì)化、社會(huì)化的“三個(gè)轉(zhuǎn)變”和便捷性、可靠性、高精度、安全性的“四個(gè)提升”，為廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)化和社會(huì)化服務(wù)提供基礎(chǔ)支撐。案例針對存在的技術(shù)難點(diǎn)，如網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)通過專網(wǎng)播發(fā)，服務(wù)僅面向行業(yè)用戶，不利于在非測繪行業(yè)及大眾應(yīng)用領(lǐng)域推廣；缺少自主可控且全面支持北斗三號(hào)的國產(chǎn)化服務(wù)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)RTK和數(shù)據(jù)后處理業(yè)務(wù)主要采用手工辦理的方式，無法滿足“互聯(lián)網(wǎng)＋”環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求，針對性研制了自主可控，且全面支持北斗三號(hào)的國產(chǎn)定位基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)，滿足了廣東省內(nèi)大規(guī)?；鶞?zhǔn)站網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，以及海量用戶的高精度位置服務(wù)等應(yīng)用需求，在多個(gè)領(lǐng)域開展了示范應(yīng)用。

二、技術(shù)方案

本案例主要技術(shù)路線包括開展關(guān)鍵技術(shù)研究、建設(shè)基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)、開展示范應(yīng)用和支撐拓展服務(wù)應(yīng)用。

1）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)國產(chǎn)化平臺(tái)研制：研究了基準(zhǔn)站處多路徑誤差半天球格網(wǎng)點(diǎn)建模方法，提升了北斗／GNSS 信號(hào)觀測質(zhì)量；研究了網(wǎng)絡(luò)RTK 主站可信誤差改正數(shù)整體平差生成方法，改善了基準(zhǔn)站網(wǎng)基線處理的解算效果；研究了基于區(qū)域誤差參數(shù)（FKP）內(nèi)插精度的格網(wǎng)改正數(shù)生成與質(zhì)量控制方法，保障了格網(wǎng)改正數(shù)的精度和可靠性；研究了基于云平臺(tái)的RTK技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本接收機(jī)的實(shí)時(shí)高精度定位；研究了基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)綜合處理軟件（PANDA）的自動(dòng)化數(shù)據(jù)后處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了GDCORS 框架基準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與維持；深度融入5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)站高效、快捷組網(wǎng)，并大幅降低了網(wǎng)絡(luò)通信成本，提高了GDCORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性。

2）基于虛擬基準(zhǔn)站重構(gòu)組網(wǎng)的社會(huì)化基準(zhǔn)服務(wù)技術(shù)：研究了北斗／GNSS虛擬基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò) RTK 服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)，利用虛擬基準(zhǔn)站代替物理基準(zhǔn)站提供觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合中國測繪科學(xué)研究院基準(zhǔn)站網(wǎng)安全保密方案，搭建超融合服務(wù)平臺(tái)，并采用單向光閘的方式，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)播發(fā)。

3）廣東省陸海統(tǒng)一的基準(zhǔn)服務(wù)播發(fā)技術(shù)：研究并實(shí)現(xiàn)了廣東省陸海統(tǒng)一的基準(zhǔn)服務(wù)播發(fā)方法，提出了三維格網(wǎng)實(shí)時(shí)改正技術(shù)，采用商業(yè)加密手段對模型文件進(jìn)行加密存儲(chǔ)解決了服務(wù)軟件的安全使用問題，采用加密播發(fā)服務(wù)方案避免了用戶套取模型數(shù)據(jù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，最終實(shí)現(xiàn)了高程基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)的統(tǒng)一融合，并通過與北斗三號(hào)網(wǎng)絡(luò)RTK、基于PANDA的自動(dòng)化數(shù)據(jù)后處理等精密定位技術(shù)相結(jié)合，形成了廣東省陸海統(tǒng)一的空間定位基準(zhǔn)服務(wù)。

4）移動(dòng)操作系統(tǒng)的通用型設(shè)備高精度定位技術(shù)：研究了適用于國產(chǎn)主流智能手機(jī)、平板設(shè)備的通用型高精度定位解決方案，對智能手機(jī)、平板采集到的北斗觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量評定，基于GDCORS 針對性開發(fā)北斗高精度移動(dòng)端差分定位算法，并根據(jù)分米級和厘米級的定位精度需求，研發(fā)了配套的國產(chǎn)北斗定位模塊，在滿足便攜性要求的同時(shí)提供更高精度的定位服務(wù)。

5）示范應(yīng)用建設(shè)：基于本項(xiàng)目研究成果建設(shè)公務(wù)車輛精細(xì)化管理與應(yīng)用平臺(tái)、無人機(jī)N S + G N S S數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、智慧碼頭位置管理平臺(tái)三大應(yīng)用示范系統(tǒng)。

三、創(chuàng)新亮點(diǎn)

1）針對廣東省衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)長期依賴于GPS及國外相關(guān)軟硬件設(shè)備的問題，建立了北斗三號(hào)系統(tǒng)為主的廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)和服務(wù)平臺(tái)，并深度融入了5G網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)等新基建技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)了自主可控、全國產(chǎn)化軟硬件技術(shù)的廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)。

2）針對廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)在社會(huì)化、大眾化服務(wù)時(shí)存在的數(shù)據(jù)安全以及海量并發(fā)用戶問題，提出了基于虛擬基準(zhǔn)站重構(gòu)組網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)播發(fā)技術(shù)以及基于DEM的自適應(yīng)格網(wǎng)生成方法。結(jié)合中國測繪科學(xué)研究院基準(zhǔn)站網(wǎng)安全保密方案，搭建超融合服務(wù)平臺(tái)，并通過采用單向光閘的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方式以及基于DEM的自適應(yīng)網(wǎng)格生成方法，解決了移動(dòng)專網(wǎng)存在網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)、物理基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)保密管理、海量并發(fā)用戶等痛點(diǎn)問題，用戶可安全可靠高效的在互聯(lián)網(wǎng)端獲取虛擬基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)流，為基準(zhǔn)服務(wù)的社會(huì)化推廣奠定了基礎(chǔ)。

3）針對廣東省陸地和海洋空間定位基準(zhǔn)服務(wù)統(tǒng)一問題，基于廣東省似大地水準(zhǔn)面模型和海洋深度基準(zhǔn)模型，研究并實(shí)現(xiàn)了廣東省陸海統(tǒng)一的基準(zhǔn)服務(wù)播發(fā)方法，采用商業(yè)加密手段對模型文件進(jìn)行加密存儲(chǔ)，解決了服務(wù)軟件的安全使用問題，最終實(shí)現(xiàn)了高程基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)的統(tǒng)一融合，并通過與北斗三號(hào)網(wǎng)絡(luò)RTK、基于PANDA的自動(dòng)化數(shù)據(jù)后處理等精密定位技術(shù)相結(jié)合，形成了廣東省陸海統(tǒng)一的空間定位基準(zhǔn)服務(wù)。

4）針對傳統(tǒng)RTK專業(yè)設(shè)備無法滿足人們對于低成本、輕量化、便攜性的要求，而手機(jī)和平板設(shè)備雖便于攜帶，但定位精度較低的問題，研究了適用于國產(chǎn)自主移動(dòng)操作系統(tǒng)、單頻和多頻國產(chǎn)北斗定位模塊的通用型設(shè)備高精度定位技術(shù)，研制了多源北斗觀測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)差分定位APP，以廣東省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)為基礎(chǔ)，有效拓展了國產(chǎn)移動(dòng)通用型設(shè)備在實(shí)時(shí)米級、分米級、厘米級定位精度需求中的應(yīng)用場景。