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中国发展连续运行参考站(CORS)系统的思考

2013-07-06 16:06:44 来源: 中国www.w889vip.com.com报
聊聊
 不同国家对由多个长年连续卫星跟踪站网构成的系统有不同的称呼,如日本称为电子大地测量控制网,加拿大称为主动控制网,美国称为连续运行参考站系统(CORS)等等。现在越来越多的国家用连续运行参考站网或CORS来描述和定义这一系统。本文也沿用这一名称来阐明中国在这方面的发展动态和技术特点。
中国建设CORS的紧迫性
  随着国家信息化程度的提高及计算机网络和通信技术的飞速发展,电子政务、电子商务、数字城市、数字省区和数字地球的优德w88程化和现实化,需要采集多种实时地理空间数据,因此,中国发展CORS系统的紧迫性和必要性越来越突出。几年来,国内不同行业已经陆续建立了一些专业性的卫星定位连续运行网络,其中著名的有中国地震局牵头建设的中国地壳运动监测网络,交通部建设的沿海差分站网系统,信息产业部建立的电离层监测网络,国家www.w889vip.com.com局建立的连续运行参考框架网络,部队建设的连续跟踪站网络,上海地区以监测气象参数为主的观测网络和深圳市城市连续运行参考站网等等。目前,为满足国民经济建设信息化的需要,一大批城市、省区和行业正在筹划建立类似的连续运行网络系统,一个新的建网高潮即将来到。无疑,这些根据不同目的建设的连续运行网站系统都是十分必要的,将对我国经济建设和科学进步起到重要的作用。但是一系列新的问题摆在我们眼前。首先,网站建设的行业化、目标的单一化导致网站技术服务性能的单一化,极不利于系统的技术集成和潜力的发挥。其次,不同行业建设的网站系统独立运行,未建立统一的协调机制,数据资源不能共享,阻碍了系统功能的最大利用。许多网络中运行的数据仅仅是一些科学报告和论文,不能服务经济建设,发挥巨大效益。此外,建设CORS的技术标准化也是一个急需统一认识和尽快解决的问题。一方面我们的技术规范要顾及专业和区域发展的需要;另一方面要考虑长远的发展、信息的互联互通、服务的多功能、技术的可持续发展和不断更新。我们的技术标准应既是满足行业需求,又可以升级为满足区域和国家需求,且可以与国际标准接轨。     中国如何发展CORS   世界各国的卫星定位连续运行站网拟建有两种不同的模式,一类如美国、加拿大等国土面积大的国家,是先有行业的、区域的、功能目标较为单一的连续运行站网,再有国家意义上的连续跟踪站网。另一类如英、德、荷兰、芬兰和日本等国土面积小的国家,是由国家负责测量或国土地理管理的行政部门或行业协会负责建设统一的网络。
从中国目前的建网趋势分析,我们认为,中国国家级的连续运行参考站网的建设可以参照美国、加拿大的模式,在区域和部门的连续运行网基础上构建相应的网站系统,其建设技术标准应该分为三个层次,即:依据建设管理形式、任务要求和应用范围,连续运行站网可分为区域连续运行参考站网、专业应用连续运行站网和国家连续运行参考站网三个层次。
区域参考站网 是由省、区、市、地区政府组织协调建立的连续运行参考站网,主要用于构成高精度连续运行的区域坐标参考框架,提供不同等级精度的位置服务、卫星轨道服务、时间服务、气象服务、源数据服务和相关信息服务,以满足区域经济建设的需求。
专业应用连续运行网站 是由www.w889vip.com.com、地震、气象、交通、海洋、水利等部门和机构根据专业需求建立的连续运行站网,主要用于专业信息和参数的服务,以满足行业和部门优德w88程建设和科学研究的需要,因此,上述区域网提供的五种服务应全都是可选的,而不是必备的。专业应用连续运行网络的服务有实时的,如交通差分服务、时间同步服务、气象服务等;也有事后的,如坐标框架服务、地壳运动参数服务等,建设技术标准可以灵活一些。
国家连续运行参考站网用于维持和更新国家地心坐标参考框架的参考站网,它是国家经济建设、国防建设的基础设施,用于开展全国范围内的高精度定位、导航优德w88程建设和科学研究服务。它应完全包括地面位置、卫星轨道、时间传递与同步、气象参数、源数据五种服务。原则上,上述五种服务多可分为实时、快速和事后三种服务类型,其中厘米级精度的实时服务基于目前的技术还有困难,只能作为待定项。随着高速宽带网建设和实时大容量通信技术的成熟、网络RTK技术中基准站之间可容许距离的增加、PPP技术的进一步完善和精密卫星钟差和预报精密星历精度的进一步提高,在国家范围内实现实时厘米级精度定位服务也是可能的。
国家连续运行参考网与区域参考网和专业应用网之间的关系
首先,国家网是区域参考网和专业应用网的坐标参考框架和基准。只有这样,全国的数据在坐标系统上才是一致的、协调的和可以共享的。
其次,国家连续运行参考框架网的服务是最为综合的、多功能的、大范围的、高精度的;而区域网的服务是局部的、高精度的,服务类型是根据地区发展需求可选的,可升级的;专业应用网的服务可以是综合的,也可以是单一的。

重要的是在专业应用网和区域参考站网建设的基础上,国家参考站网完全可以在制定出国家参考站网技术标准、服务类型、产品类型的基础上由不同的专业应用网和区域参考站网升级改造而成,即这些站网既是区域的连续运行站或专业的连续运行站,又是国家的连续运行参考站。某一个专业的或区域的数据分析中心通过授权与认证可作为国家连续运行参考站网的数据中心,而这一数据中心负责发布、维持国家的坐标参考框架及其相关的数据,代表国家负责与国际IGS和IERS等机构协调各种国际和区域合作事务。
    因此,国家连续运行参考站网是一个合作性质的,代表国家参考框架的网络,现在的关键是如何构建这样一个合作机构和可以认证国家参考站网的组织。依照www.w889vip.com.com法,应该是国务院www.w889vip.com.com行政主管部门负责牵头,会同国务院其它部门、军队www.w889vip.com.com主管部门构筑这一合作组织,就如美国的合作组织是美国大地测量局牵头,加拿大是由资源部大地测量署牵头、德国是由德国联邦测量协会牵头一样,合作组织成员是所有准备申请和组成国家连续运行参考站网的单位组成协会,在协会中再组成常务理事会或董事会,董事会授权认证机构。认证机构根据已经和准备通过的国家相关标准予以认证,相关的国家标准同样由牵头单位会同有关部门和军队进行协商确认,并报国家负责技术监督的主管部门批准实行。由于国家连续运行参考站网并没有利用国家专项经费建设,所以合作机构的日常运转经费可由牵头单位负责承担。合作机构和其常设董事会的负责人可由各成员中有一定学术地位和项目组织能力的知名专家轮流担任。合作机构和其董事会的职责主要是:确定国家连续运行参考站网的规划;确定不同时期的服务内容、产品类型及其发布方式;负责与国际IGS和其它国家同类网之间的合作;拟定和组织为改进和更新国家连续运行参考站网的攻关项目。显然,通过合作机构形式由国务院www.w889vip.com.com行政主管部门牵头是符合我国国情,也是符合国际潮流的,关键是要靠部门和专家来推动。