国家测绘局GPS服务体系建设与应用（二）

二。国家测绘局GPS服务系统建设
国家测绘局是最早引进GPS定位技术的部门，非常重视将其付诸实践。在GPS应用的诸多领域和环节都有着丰富的技术储备和理论水平。在关注GPS应用的同时，也非常注重空之间定位基础设施的建设，紧跟国际发展方向。“八五”期间完成了国家高精度GPS空定位网(818点)的复测和国家精密水准网(13万公里)的复测。“九五”期间，完成了国家GPS跟踪站网和数据处理中心建设、中国地壳观测网建设、国家大地水准面精化、国家垂直形变分析、GPS广域差分工程试验和GPS卫星精度。这些都是空之间技术发展和空之间实现精确对地观测系统(GPS+RS)最基础的工作。因此，国家测绘局的GPS服务系统将逐步建设和完善。
1。GPS跟踪站网的建设
目前，在国家测绘局GPS服务系统空之间的定位基础设施中建立了8个GPS跟踪站，其中4个并入国际IGS观测站，5个跟踪站参与了中国基准网地壳运动观测网的观测。国家测绘局的GPS跟踪站分布在海口、北京、哈尔滨、乌鲁木齐、Xi、西宁、拉萨和武汉。下图是我国GPS连续运行站的分布情况。
通过借鉴美国和德国GPS跟踪站建设的经验，结合我国的实际情况，拟定了一套建设我国自己的GPS跟踪站的设想。同时，考虑到经济状况，本文提出了我国GPS跟踪站的基本框架:
GPS接收机和抗干扰天线
自动气象采集器
通信设备(调制解调器、VSAT卫星)
计算机控制设备
太阳能电池系统
跟踪站控制管理软件
。GPS数据处理与分析中心
在北京国家基础地理信息中心建立了GPS数据处理与分析中心，负责协调、管理和维护连续运行的GPS跟踪站，采集跟踪站的数据信息，按照标准对采集的数据信息进行处理，并将符合标准的结果在互联网上发布，以满足精确定位用户和不同用户的需求。同时通过数据处理检测GPS卫星和跟踪站组成的框架系统的基准变化，以保持数据框架的不断更新。并维护建立国家动态地心参考框架，开展GPS数据处理分析、快速跟踪预报、发布GPS数据产品、定期公告各站运行状态等工作。
GPS数据处理分析中心作为GPS服务系统的枢纽，具有较高的数据处理和分析能力。目前，数据中心采用瑞士的BERNESE和美国的GAMIT作为基本的GPS数据处理软件。这两类软件在世界范围内都比较知名，经过多年的发展和完善，已经形成了自己的软件包。另外，我国的测绘工作者对这两种软件进行了长期的培训和学习，对软件的掌握程度也非常高。所以选择这两种软件非常适合在国内应用。
1999年，国家测绘局颁布了《GPS跟踪站管理技术规定(试行)》。GPS跟踪站的管理已经标准化和自动化，在目前的数据通信链路中可以很好地支持数据的下载和上传，因此可以在统一的时间内获得各个跟踪站传输到数据中心的数据。数据中心通过自己的数据检查软件(主程序基于国际IGS组织提供的数据检查软件)检查原始GPS观测数据。检查内容包括:数据观测时间、数据可用性统计、电离层对数据采集的影响、多径效应的影响等。
数据中心在UNIX工作站上编制了自动数据处理程序，实现了数据预处理和方案计算功能。由于数据结果的时间要求，在数据处理中使用了IGS组织的预报精度星历，比IGS的最终星历稍差，但对结果没有明显影响。这样做的好处是可以及时计算出前一天的观测数据，为未来中国快速精确轨道的确定提供时间保障。基本参照国际数据处理思路，主要模块有数据预处理、电离层模型确定、对流层模型参数估计、精密定位定轨等。我们参考了欧洲定轨中心和瑞士伯尔尼大学天文学院GPS精密定位定轨的数据处理理念，以及国际流行的数据处理方法，建立了一套简单易用的数据自动处理程序。对于国家测绘局每天8个跟踪站的数据，需要的定位时间约为1-2小时，定轨时间为5-7小时(这与使用的计算机有关)。
3。数据通信链路
目前，在国家测绘局GPS服务系统建设中，现有的数据通信手段有:
Internet
利用国家基础地理信息中心的专用网络，各跟踪站将GPS数据和气象数据上传到北京GPS数据处理中心的服务器上。
电话
每个跟踪站配备电话，实现点对点的数据传输方式。GPS数据处理中心可以远程访问和监控跟踪站。
VSAT
目前，乌鲁木齐、拉萨、武汉、西宁、北京房山的跟踪站都安装了卫星通信设备(VSAT)，实现卫星通信数据的传输。