NRS网络参考站系统软件

NRS网络参考站系统软件

NRS(Network Reference Station,网络参考站技术)是南方公司以虚拟参考站技术为基础,结合主辅站技术的部分优点自主开发的一套网络CORS技术。

VRS只利用流动站周围三个基准站的改正数,在流动站附近生成一个虚拟参考站,用与传统RTK相似的方式将虚拟参考站的观测值发送给流动站。虽然VRS可以兼容传统RTK,但并没有用到网中其它基准站的改正信息。而FKP和MAX技术则利用流动站周围一系列基准站的改正数生成改正模型,将模型参数和主站的观测值发送给流动站,但导致发送数据量巨大且无法兼容传统RTK。

NRS结合了VRS,FKP和MAX的优点,能提供更可靠,更高效的网络CORS服务。NRS采取了与VRS相似的改正数发送方法,即选取流动站附近的三个基准站,利用其改正数信息在流动站附近生成一个虚拟基站。但与VRS不同,NRS技术采用了增强的虚拟参考站技术,即利用网中其他一些或全部基准站来优化流动站附近的三个基准站改正数,以提高其精度,从而提供更可靠,精度更高的网络CORS服务。

此外,南方公司使用特有的DEEP-NRS技术,大大提高了CORS网在卫星分布差时的可用性。在一般CORS网构网方案的基础上,增加了冗余的基线,使同一地区的三角形覆盖数目(通常至少两个)多于普通的CORS网构网方案。即使某一地区因卫星分布不佳而导致CORS网对应该地区的某一三角形不可用,只要对应该地区的其它冗余三角形可用,那么NRS系统依然能为该地区提供差分定位服务。这样就大大提高了网络CORS的可用性。

南方NRS系统软件的基本核心理论,来源于VRS技术,它具备VRS技术的所有特点,同时吸收了部分FKP、主辅站技术的优点,并融入了南方测绘在网络CORS多年的技术沉淀,如利用Deep-NRS技术提高网络CORS的可用性、用户端作业模式自动选择等。同时根据国内用户需求研发的转换参数在线加密播发等特色应用技术,NRS技术是在VRS基础之上的一种改进与增强。NRS系统具备以下特点:
1、自主知识产权,支持系统二次开发
北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统完善系统服务的重要基础设施,各行各业以及公众都对其提出不同的应用需求,涉及多个应用领域、多种应用模式,多个性能层次。南方NRS系统拥有完全自主的知识产权,具备完成的系统源代码,可以为北斗卫星导航系统再各行各业的精准化应用提供二次开发服务。

2、提供稳定成熟三星实时动态厘米级定位服务,支持北斗B1、B2、B3全频段服务
NRS系统全兼容BDS、GPS、GLOANSS卫星导航系统,向授权用户提供成熟稳定的三星实时动态厘米级定位服务,同时支持单BDS,BDS+GPS,单GPS等卫星系统组合解算。NRS系统支持北斗 B1、B2、B3全频段服务,并预留伽利略通道。

3、强大稳定的解算引擎,提供大区域多站点北斗地基增强系统项目完善解决方案
大区域多站点网络CORS是检验系统软件可用性与稳定性的试金石,数十个网络CORS案例的验证,多个省级CORS的商用服务,为大区域多站点北斗地基增强系统项目提供完善解决方案。

4、独特参数加密播发技术,确保保密数据的安全性前提下最大程度方便用户使用
南方NRS系统对坐标转换模型和大地水准面精化模型的参数和数据具有可靠的、便于使用的、切实可靠的保密措施,在方便用户使用的同时也保障了建站单位参数的安全。
坐标转换模型上NRS推出一套安全的加密播发方案,确保用户得到精确的转换坐标的情况下,对基准站点的大地(框架)坐标进行严密加密,流动站端得不到基准站正确的大地坐标,确保了涉密资料的可靠性。

5、全面兼容各主流品牌CORS接收机及移动站接收机
南方NRS系统全兼容国内外主流厂商北斗三星参考站接收机(支持北斗B1\B2\B3),在一定条件可以整合既有资源,节省成本。除了兼容参考站接收机外,南方NRS系统同样兼容进口及国内主流厂商流动站设备,实现高精度定位。

6、基站节点及终端用户数不做限制,免费服务更多领域
随着北斗卫星导航系统建设和服务能力的发展,已经形成了基础产品,应用终端,系统应用和运营服务比较完整的应用产业体系。相关产品已经应用到交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、森林防火、抗震救灾等行业领域中,并肯定在将来得到飞速的发展。南方NRS系统基准站结点不作限制,可以为系统的拓展与联网提供接口,并且不限制用户终端数量,为采用NRS技术建设的北斗地基增强系统服务更多行业和领域提供了条件。

7、系统软件采用分布式结构,分布式管理更方便,数据更安全

NRS系统软件采用分布式结构,分为基站管理系统、数据处理中心、用户管理系统三个软件子系统。采用分布式的优势在于,在大区域多站点的CORS网中,把基站数据流和数据处理分开,一方面减轻服务器的运算压力同时保证数据处理中心的稳定及高效性。此外,从数据安全角度出发,基站管理软件可以把原始观测数据保存在内部网络内,用户管理系统是对外进行数据交换的模块,而只在server用户管理系统中播发差分数据服务,这样保障了原始观测数据的安全性。

8、NRS系统软件冗余备份设计,可用性更强、系统更稳定
南方NRS系统软件采用冗余备份设计,可以在同一台服务器或者多台服务器上以相同的配置安装多套NRS系统软件,当正在服务的那套NRS系统软件出现暂时中断或者故障时,另外一套NRS软件会自动提供服务,无需移动终端做任何设置,大大提高系统的稳定性及可用性。

9、Deep-NRS技术提高整网可用性
NRS软件采用了“Deep-NRS”技术来提高整网的可用性。虽然在CORS网建网阶段充分考虑了CORS基站的稳定性,但是CORS基站由于断电、断网或其他技术问题而变得暂时不可用是难以避免的。当某个基站变得不可用时,会降低该基站周围的CORS服务的可用性。因为CORS网一般是按Delaunay三角形来构网的。而每个三角形的三条边形成的基线是计算改正数的基本单元,如果某个基站变得不可用,那么与此基站相关联的基线也变的不可用,从而降低该站附近CORS网服务的可用性。
“Deep-NRS”技术是指,在构网阶段生成冗余的基线,与其他基线同时参与解算。冗余基线的生成也是按Delaunay规则来生成。首先,所有CORS基站通过Delaunay规则可以得到一组基线,然后排除某一个基站,用其余的基站也可以得到一组基线,去除与之前结果相同的基线,可以得到一组冗余基线。同理,逐个排除CORS网中的其他基站,也可以得到一系列的冗余基线。当某个CORS基站变的不可用时,与此基站相关的冗余基线就会参与改正数的建模,从而提高该基站附近CORS网的可用性。
VRS只利用了流动站周围三个基准站的改正数,在流动站附近利用这三个基准站的改正数生成一个虚拟参考站,再利用与传统RTK相似的方式将虚拟参考站的观测值发送给流动站。虽然VRS可以兼容传统RTK,但并没有用到网中其它基准站的改正信息。而FKP技术则利用了流动站周围一系列(甚至整个网中的)基准站的改正数,生成一个改正模型,将模型参数和主站的观测值发送给流动站。虽然FKP用到了更多的基准站的改正数信息,但发送数据量大且无法兼容传统RTK。
NRS软件结合了这两种技术的长处,使用“全网电离层改正”模型来计算流动站附近的电离层改正,使用附近几个站的对流层改正参数来计算流动站附近的对流层改正。通过这些改正数,在流动站附近生成一个虚拟参考站,然后将虚拟参考站的观测值通过与传统RTK相同的方法发生给流动站。这样即保证了流动站的兼容性,又提高了改正数的精度。
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