面向用户对象的CORS运维服务综合系统的优势.doc

1、面向用户对象的 CORS 运维服务综合系统的优势摘要：连续运行卫星定位系统(CORS)为 GPS 技术的阶段性发展成果，它具有操作简便、成本低、实时性强、精确度高、覆盖率广、定位迅速等诸多特点。目前包头市已经建成了区域性的卫星导航定位连续运行基准站网但服务中心尚不能在线准实时发布地方坐标成果及海拔高到流动站，对流动站用户的监管、计费管理等还未实现。针对以上问题在解决包头 CORS 运维现状的同时，满足信息化建设的需要，构建基于网络的面向用户对象的 CORS 运维服务综合系统。本文就该系统的优势进行说明。 关键词：CORS；包头；系统； 中图分类号：F719 文献标识码： A CORS main

2、tenance comprehensive service system for the user object advantage HaoXiaohong HuBaoqing Abstract：Continuous operation of satellite positioning system (CORS) stage development results for the GPS technology, it has the advantages of simple operation, low cost, strong real-time, high accuracy, wide c

3、overage, rapid positioning and many other characteristics. At present, Baotou city has built satellite navigation and positioning of continuously operating reference station network and service center is not on-line quasi real-time release in local coordinate results and high elevation to the mobile

4、 station, convection. User supervision, accounting management are not implemented. In view of the above problems in solving the Baotou CORS operation status at the same time, to meet the needs of information construction, building a comprehensive system of CORS operation and maintenance service for

5、user objects based on network. The systems advantages are described. Key words：CORS；Baotou；System 前言 目前包头市已经建成了区域性的卫星导航定位连续运行基准站网，覆盖了整个包头市，基准站站 GPS 数据接收设备为天宝接收机，服务器上安装了天宝公司的 GPSNet 系统，采用 VRS（Virtual Reference Station，虚拟参考站）技术，通过 GPS 能够快速获得满足实际建设所需地方坐标系下、高精度的平面坐标，但服务中心尚不能在线准实时发布地方坐标成果及海拔高到流动站，对流动站用户的

6、监管、计费管理等还未实现。综合来看，目前主要存在以下问题： 用户不能实时获取地方坐标和正常高。 不能对用户进行有效的管理。 （3）对用户监管不方便。 （4）无法对用户提供个性化的服务。 在解决包头 CORS 运维现状的同时，满足信息化建设的需要，构建基于网络的面向用户对象的 CORS 运维服务综合系统，使管理员能够便捷有效地管理测量用户账户、设定用户作业权限、对用户计费、发布系统信息，并对用户进行分区监管，能够实时查看用户当前、历史作业情况并限定用户的作业区域范围，保障测量工作正规有序地进行。 系统设计 2.1. 系统构架 系统平台采用三层 B/S 结构，基于 ASP.NET 技术开发系统应用

7、平台，整个系统分为表示层、逻辑层和数据层。各部分功能作用如下所述： （1）表示层：用户直接操作的是界面表示层，客户的应用程序是一个通用的浏览器软件，通过该层不同层次的用户输入请求操作的参数，系统将处理的结果显示在浏览器界面，同时发布系统的公告通知等。 （2）逻辑层：该层位于表示层和数据层之间，一是对各类数据请求进行相应的处理，包括负责向数据层发送数据请求或从数据层取得有关数据进行统计查询、显示，进行坐标参数转换；二是主动监控 CORS 系统各部分的工作状态，包括用户位置、轨迹、定位状态和基站状态等；三是生成系统的管理日志，并实时存储到数据库中去。 （3）数据层：用来定义、维护、访问和更新数据并

8、管理和满足应用服务对数据的请求，该层负责解析业务逻辑层所发出的数据请求，执行相关的操作。 采用三层结构模式，使系统各层协调工作，具备了很高的稳定性、延展性和执行效率，并且便于维护和升级扩展。 系统优势 3.1 实时地方坐标、正常高测量 目前的众多测绘用户根据工程需要，要求快速获取在地方坐标系或1954 北京坐标系、1980 西安坐标系下的平面坐标和正常高，倘若坐标转换参数和似大地水准面模型公开，用户在接收机上输入坐标转换参数并且加载似大地水准面模型后即可实时测得实际应用所需的地方坐标和正常高。但坐标转换参数和似大地水准面模型都是保密的、不能向用户公开的，现在很多用户只能利用 GPS 接收机连入

9、 CORS 测得 WGS-84 坐标后，再将坐标成果提交给相关的测绘管理部门，由测绘管理部门计算得到地方坐标和正常高后再反馈给用户，这限制了实时地方坐标、正常高的获取。也有用户使用点校正方法求取相应的转换参数，再将实时测量点的WGS-84 坐标转换为地方坐标，客观上由于近年来许多城市由于城镇化或大面积开发等因素导致原来控制点严重破坏，控制点实地寻找困难，不容易获取相关参数，另外，点校正的使用区域和精度也有限。研究一种既能保证坐标转换参数和似大地水准面模型安全，又能实现地方坐标、正常高基准下的网络 RTK 实时测量系统应用模式十分必要。该系统基于服务器端加密的实时地方坐标、正常高测量模型，即向用

10、户提供一套有别于真坐标转换七参数的发布七参数，用户在 GPS 接收机手薄中设置后即可实时测得相应目的坐标系的平面坐标和正常高，下面介绍其基本原理。 CORS 系统向 GPS 测量用户的流动站提供的虚拟基准站的原始坐标是WGS-84 坐标系下的空间直角坐标 I，通过七参数转化使其变换到空间直角坐标系 II，这里称之为过渡坐标系。在 WGS-84 坐标系中，对虚拟基准站的坐标只进行较小（50m）的平移，流动站解算得到的基准站到流动站的基线向量可以认为是不变的，这里过渡坐标系只是由 WGS-84 坐标系进行了较小的平移得到的。因此，当把由 CORS 系统播发出去的 VRS 信号中虚拟基准站的坐标转换

11、成过渡坐标系下的坐标值再播发出去，待流动站在得到 RTK 解算结果后，只要按照坐标转换的逆变换就能得到流动站在 WGS-84 下的坐标。将所涉及的不同空间直角坐标系之间转换的七参数列出如下表： 表 3.21 七参数种类 七参数 转换坐标系 真七参数 WGS-84 空间直角坐标系地方空间直角坐标系 过渡七参数 WGS-84 空间直角坐标系过渡空间直角坐标系（较小平移） 发布七参数 过渡空间直角坐标系地方空间直角坐标系 为了让用户实时获得地方坐标的同时也获得正常高，还需对虚拟基准站坐标加入相应的高程补偿。由于区域似大地水准面精化模型是连续、均匀的曲面，在一定距离以内，不同点位的高程异常变化基本相同

12、，这里假设当流动站和虚拟基准站的距离在一定范围之内时，它们的高程异常之差是不变的。本管理服务系统在更改虚拟基准站坐标时，采用以下的步骤： （1）将由 GPSNet 发给用户的 VRS 信号截获，解码获取其虚拟基准站坐标； （2）利用区域似大地水准面格网模型和 Bilinear 方法计算出虚拟基准站位置上的高程异常并计算出正常高，同时采用真七参数计算出目的坐标系下的大地高； （3）根据正常高和目的坐标系下的大地高之间的差值h1 计算出高程补偿h2，要求在对虚拟基准站 WGS-84 坐标系下的大地高加入高程补偿h2 后能够使得通过真七参数转换到目的坐标系下的大地高等于正常高； （4）将加入高程补偿

13、h2 后的虚拟基准站 WGS-84 坐标再转换至过渡坐标系，再按照原格式重新编码后发送给用户； （5）流动站利用原有程序进行解算，通过“发布七参数”进行基准转换，并进行投影换带计算，即可实时得到目的坐标系坐标和正常高。 3.2 服务器端保密安全措施 本管理服务系统的服务器可能是面向公网用户的，保证机密信息不外泄是一项必要的工作。除了加装硬件、软件防火墙，杀毒软件等，必须对机密信息采取加密措施，且属于国家高度保密信息的真坐标转换参数、似大地水准面格网文件应不存放于本管理服务系统。存放于本管理服务系统的伪坐标转换参数和伪似大地水准面模型与真实存在着一定的偏差且经过加密，该偏差会随着时间的变化而变化

14、。 对于字符串的加密采用高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES） ，AES 是美国国家标准技术研究所旨在取代 DES（Data Encryption Standard）的新一代的加密标准。本系统对于在数据库存放的保密数据均采用 AES 加密算法进行加密，并且对每一个不同的数据都采用不同的密钥加密，密钥存放于与本管理服务系统处于同一局域网内的另一台服务器，这台服务器称为密钥服务器，密钥自身也经过 AES 加密。在密钥服务器上运行的密钥服务程序负责向管理服务系统发送已加密数据的密钥和为需加密数据生成新的密钥，同时密钥服务程序还为坐标转换参数和伪似大地水准面模

15、型定期生成随机偏差发送给后台管理服务程序供其定期变更伪坐标转换参数和伪似大地水准面模型。运行有本管理服务系统的服务器和密钥服务器之间的关系可以用图 3.1 表示。另外，本管理系统服务器会定期在本机和密钥服务器备份数据库。 图 3.1 综合管理服务器与密钥服务器关系示意图 系统功能 4.1 坐标参数管理 登陆系统后在菜单栏中的“系统管理”选项卡下，点击“坐标参数管理” ，界面如图所示： 图 4.1 坐标参数管理 倘若需要更新七参数，在列表中选中需要更新的七参数， “详细信息”栏中会有相关信息的显示，再点击“需要修改”按钮，修改之后点击“保存”按钮即可完成保存。 4.2 RTK 用户管理 本功能实

16、现对 GPS 用户的管理。登陆系统后在菜单栏中的“用户管理”选项卡下，点击“RTK 用户管理” ，界面如图所示： 图 4.2 RTK 用户管理 4.3 RTK 作业轨迹 本功能能方便管理员查询 RTK 用户的作业轨迹。登陆系统后在菜单栏中的“系统日志”选项卡下，点击“RTK 作业轨迹” ，界面如图 4.5 所示。 图 4.3 RTK 作业轨迹 选择所属单位下的某用户，并设定查询时间日期，即可查询相关用户的在某时间段内的作业轨迹情况，如下图所示。 图 4.4 某 RTK 用户的作业轨迹图 5.总结 构建了基于网络面向用户对象的 CORS 运维服务综合系统，使得管理员能够便捷有效地管理用户账户、设

17、定用户作业权限、对用户计费、发布系统信息，并对用户进行分区监管，能够实时查看用户当前所在位置、历史作业情况并限定用户的作业区域范围，保障测量工作正规有序地进行。系统还为用户提供了个性化的服务，用户能够在线使用申请账户、管理个人信息、申请作业权限、事后坐标转换等功能，通过配备智能短信服务、智能邮件服务使得通知、信息能够及时有效地传递给用户、管理员。通过本系统的数据服务模块，采用“伪七参数”作业模式，即提供给用户一套有别于真七参数且定期自动变更的“伪七参数” ，使得用户在作业现场能够实时测得高精度的地方坐标和正常高，且中间服务器上不存放属于国家保密信息的真坐标转换参数和似大地水准面成果。系统有效地监管用户并提供个性化的服务，使得包头市现代测绘基准服务能够推向更广阔的市场。