用户对象CORS运维服务综合体系研究成果

面向用户对象的CORS运维服务综合体系研究

面向用户对象的CORS运维服务综合体系研究^[1]

高奋生　王芙蓉　周　亮　郭际明

摘　要：随着国家、省、市各级CORS的不断建设，如何便捷高效维护CORS基础平台，充分发挥CORS的服务效能已成为当前需要解决的一个重要问题，本文在大量调研分析的基础上，结合NJCORS运维经验，提出了面向用户对象的CORS运维服务综合体系，并基于该体系理念，构建完成了基于B／S架构的“南京市连续运行基准站网运维与位置服务系统”。

关键词：CORS运维服务综合体系；角色划分；系统预警；计费管理；服务框架

User oriented CORS service and management system

1 CORS建设情况概述

随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）、计算机、数据通信和互联网技术的不断发展，卫星定位连续运行基准站（Continuously Operating Reference Station，简称CORS）应运而生，该系统是由卫星定位系统接收机、计算机、气象设备、通讯设备及电源设备、观测墩等构成的观测系统，它长期连续跟踪卫星信号，通过数据通信网络定时、实时或按数据中心的要求将观测数据传输至数据中心，它可独立或组网提供实时、快速或事后的数据服务。

为了不断满足社会各界对基础地理信息资源的迫切需求，大大提升地理信息资源获取的便捷性和高效性，各省、市都已完成或着手CORS系统建设工作。目前已建成广东、江苏、江西、河南、河北、浙江、山西等省级CORS；已建成深圳、东莞、北京、上海、天津、成都、重庆、武汉、昆明、南宁、合肥、福州、广州、哈尔滨、郑州、济南、青岛、苏州、南京、淄博、宜昌、杭州、嘉兴、鄂尔多斯等市级CORS。

2　NJCORS运维现状及分析

南京市连续运行基准站网综合服务系统（简称“NJCORS”）是依据全国基础测绘中长期规划纲要、《江苏省“十一五”省级基础测绘专项规划》和《南京市“十一五”基础测绘规划》的要求，由南京市规划局（南京市测绘管理办公室）启动建设完成，该系统采用Trimble VRS技术，由覆盖南京市域范围的9个永久性的连续运行基准站网和数据中心构成。

本文结合NJCORS运维实际及经验，将日常运维工作分为用户管理、坐标转换、系统监控、查询统计、日志管理等内容，在运维初期主要的工作内容和方法如下：

（1）用户管理：直接操作TNC的Access数据库文件，实现用户的管理。

（2）坐标转换：基于坐标转换程序，实施WGS84坐标至NJ92地方坐标系的事后坐标转换工作。

（3）系统监控：每日定时对服务器、控制中心软件（TNC、GPSNET）、基站状况进行检查，对基站断线等异常情况进行处理。

（4）查询统计：基于TNC的Access数据库，统计查询各用户的使用时间等。

（5）日志管理：采用Word文档记录运维过程中重大事件，诸如基站何时断开、是何原因、何时修复，用户账号异常情况等内容。

基于上述的运维现状，主要存在问题分析概括如下：

（1）工作效率较低：基于数据库的用户管理，需直接对后台数据库进行频繁手工操作，存在安全隐患的同时，操作效率低。

（2）服务不够及时：基于事后的坐标转换服务，用户无法实时获得地方坐标系坐标，影响用户项目工期进度。

（3）服务内容单一：数据服务与用户监管缺乏方便快捷的手段，无法为不同用户提供个性化服务。

（4）用户缺乏参与：基于C／S的管理模式，用户缺乏主动参与，无法获取CORS可提供的更多服务内容。

（5）故障处理滞后：系统监控缺乏高效手段，运维人员不能及时知悉系统故障，系统故障处理相对滞后。

3　国内应用研究情况概述

随着CORS应用的不断普及和深入，保障CORS服务的稳定和高效显得尤为重要，各省、市基本上都配备了专业维护人员，同时也不同程度地开展了提升运维效能和服务水平的研究与尝试工作，比如广西基础地理信息中心开发完成的“广西大地测量基准成果管理与服务系统”，该系统包括CORS用户实时监控、坐标转换、高程转换、数据查询、CORS用户管理等；河南省地理空间信息数据中心研制完成的“HNGICS管理信息系统”，该系统包括信息发布、基准站信息管理、网络情况管理、坐标转换、CORS账号管理、登录情况查询等功能；成都市勘察测绘研究院开发完成的“成都CORS服务系统”，包括实时用户监控、用户单位查询、统计、历史信息查询等；上海市测绘院研发完成的VRS系统查询和网上测绘服务；苏州工业园区格网信息科技有限公司研发完成的CORS信息管理系统和基于地图数据的用户图形管理系统等；嘉兴市测绘管理局完成的“JXCORS用户管理系统”，包括用户信息、在线情况、缴费情况、坐标转换等功能。

综上所述，各运维单位在CORS平台的基础上都不同程度地开展了辅助运维的应用研究工作，尤其以B／S架构系统建设为主，通过相应系统的研制和使用，都一定程度地提高CORS运维的效率和质量，但关于CORS运维服务体系的系统化研究相对较少。本文结合NJCORS的实际需求，对CORS运维服务体系的内涵和功能模块进行了研究。

4　CORS运维服务综合体系

4．1　体系概述

“面向用户对象的CORS运维服务综合体系”是指以用户为核心，构建科学合理的角色划分体系、高效灵敏的系统预警机制、功能完善的综合服务框架以及方便灵活的计费管理方案，将用户、控制中心、基站三者有机整合，提供不同精度、个性化的位置服务，实现三位一体（用户、控制中心、基站）的管理模式，从而构建一个多角色、多精度、一体化的CORS运维服务综合体系。

图1　面向用户对象的CORS运维服务体系

4．2　角色划分体系

用户作为CORS运维服务综合体系的核心，其角色的合理划分直接关乎CORS运维服务综合体系是否完整、系统架构是否合理、功能模块是否全面等，本文在综合分析现有CORS用户的基础上进行了细化和扩展，并结合NJCORS的运维实际，提出了CORS运维服务的用户角色划分体系。

图2　角色划分体系

该角色体系将用户划分为3大类7小类共13个角色，3大类是指根据用户状态分为“采集状态”“管理状态”和“维护状态”，其中“采集状态”根据内外业状态分为“数据采集”和“数据处理”两个小类，“数据采集”类用户由实时测量、实时巡查、静态测量和其他采集4个外业状态角色组成，“数据处理”类用户由实时测量、实时巡查、静态测量和其他采集4个内业状态角色组成；“管理状态”根据管理级别分为“部门调度”“单位管理”“行业监管”三个小类，包括部门管理员、单位管理员、行业管理员3个角色，部门管理员是单位内部的管理最小单元，单位管理员是负责单位内部所有用户、账户等的管理，行业管理员是多个单位的综合管理；“维护状态”分为“日常维护”和“系统维护”两个小类，包括日常维护员、系统管理员2个角色，日常维护员主要工作涉及用户注册维护、坐标转换、费用管理以及技术答疑等，系统管理员主要工作涉及网络软硬件维护、故障排查、系统升级等。

4．3　系统预警机制

CORS作为重要的地理空间框架基础设施，需要构建高效灵敏的系统预警机制，确保CORS服务的稳定性和准确性，通过将CORS系统各组成部分（用户、控制中心、基站）的实时信息进行收集、整理和分析，及时获悉各项提醒、警报和故障等信息，针对不同类别快速通知相应用户及时处理或应对，进而提升系统稳健性，形成一套良性循环的系统预警机制。

图3　系统预警机制

该系统预警机制由3个信息源（网络软硬件情况、单位账户实时状态、数据采集作业环境）、1个功能模块（信息的收集、分析、整理和触发）、3类用户群（系统管理员、单位管理员、数据采集用户）构成，涉及3个信息流，一是通过实时获取网络软硬件的故障信息，包括卫星、基站、服务器、软件、交换机、防火墙、网络通讯等，及时通知系统管理员处理；二是通过实时获取单位账户余额、单位用户使用情况，及时提醒单位管理员费用充值等以及对账户闲置情况予以提醒，提高CORS运维服务的主动性和交互性；三是通过检测VRS信息的正确性、卫星观测条件好坏、用户作业区域是否超限等，及时通知数据采集用户调整作业方法或计划，提高测量成果的精度和可靠性等。

4．4　综合服务框架

综合服务框架是CORS运维服务的功能模块的集合，由数据服务、用户管理、系统管理、配置管理、逆向RTD五部分组成，通过该五部分的有机结合和高效衔接，构成了CORS服务的基础服务框架。

图4　综合服务框架

（1）数据服务

数据服务是服务框架的核心，主要包括网络RTK／RTD数据服务、单基站RTD数据服务、实时平面／高程坐标转换服务、事后平面／高程坐标转换服务、基站数据下载服务、星历数据下载服务、基站数据质量分析服务、静态数据事后处理服务等内容。

（2）用户管理(www.xing528.com)

用户管理是服务框架的条件，主要包括网络RTK＼RTD用户管理、WEB信息平台用户管理、单位＼账户信息管理、用户位置＼轨迹监控、用户信息查询等。

（3）系统管理

系统管理是服务框架的基础，主要包括系统完好性监控、系统数据安全备份、系统运维日志管理、系统运维查询统计、短信预警提醒等内容。

（4）配置管理

配置管理是服务框架的支撑，主要包括WEB信息平台配置、CORS基础平台配置、资源信息配置等内容。

（5）逆向RTD

逆向RTD是服务框架的拓展，主要是基本不同GPS芯片实现低端设备的逆向伪距差分，拓展CORS应用服务领域。

4．5　计费管理方案

CORS运维服务的有效实施依赖于计费管理方案的内容全面和灵活定制，本文将CORS运维服务涉及的收费类别和计费方法进行了梳理分析，通过将不同计费类别、计费方法及计费单价的灵活组合构成不同的计费方案，按照有关规定和要求，不同用户类别采用不同计费方案，实现计费的灵活化和个性化，能够较好推动CORS的更深层次和更广领域的应用。

图5　计费方案配置图

收费类别分为4大类9小类，4大类包括基本费、使用费、基站数据费和坐标转换费，其中基本费又分为RTK基本费和RTD基本费两小类；使用费分为按计时间、计流量、包时长三小类；基站数据费分为包时长、计文件两小类；坐标转换费分为平面坐标转换和高程坐标转换两小类。

5　应用实例

为了更好实施NJCORS运维服务，南京市规划局于2010年正式立项启动实施了“南京市连续运行基准站网运维与位置服务系统”建设工作，项目紧紧围绕“CORS运维服务综合体系”理念，进行了系统的设计、研发等工作，该系统由用户基本信息、用户审核管理、用户轨迹监控、数据下载服务、坐标转换服务、基站数据分析、查询统计分析、系统日志管理、资源信息管理、系统配置管理共10个前端功能模块，以及实时三维地方坐标测量、完好性监测、逆向RTD共3个后台服务模块构成，全面涵盖了CORS运维服务中的各方面。

图6　系统界面

5．1　前端功能模块

前端功能模块是基于B／S框架构建的面向不同用户角色可直观操作使用的功能模块，通过各个功能模块综合使用大大提高不同用户的工作效率。

（1）对于数据处理用户，提供了数据下载服务、坐标转换服务、基站数据分析3个模块，其中数据下载服务包括基站及星历数据的便捷下载；坐标转换服务包括WGS84到常用平面和高程系转换以及其他常用转换工具等；基站数据分析包括基站基本信息及基站数据质量的统计分析等。

（2）对于部门调度、单位管理及行业监督等管理用户，提供了用户轨迹监控、查询统计分析2个模块，其中用户轨迹监控包括基于两种不同地图服务的在线用户监控及历史轨迹查看；查询统计分析包括账单查询、坐标转换记录查询、数据下载记录查询、测量记录查询、交款记录查询等；

（3）对于系统维护用户，提供了用户审核管理、查询统计分析、系统日志管理、资源信息管理、系统配置管理5个模块，其中用户审核管理包括WEB用户、单位信息、单位账户的审核管理；查询统计分析除包括之前提及的查询外，还包括系统所有用户分布情况、用户数量、用户使用情况、访问量等的统计分析等；系统日志管理包括短信日志、登录日志的查询，运维日志的管理查询，短消息发送、长时间未上线用户的提醒等；资源信息管理包括计费方案、行业类别、权限组、合法区域、基站信息等管理；系统配置管理包括功能可用性配置、系统参数配置、CORS平台配置、短信模块配置、系统数据库维护等；

5．2　后台服务模块

后台服务模块是基于进程服务构建的连续不间断的服务模块，保障运维服务连续性、及时性和高效性。

（1）对于数据采集用户，提供了实时三维地方坐标测量模块，通过对VRS信息的改化，实现不同平面坐标系和高程基准的实时测量，很好的保障了参数的保密。

（2）对于系统维护用户，提供了由虚拟监测站技术及软硬件监控技术构成的系统预警机制，依托短信平台，实现实时、灵敏、全面的系统监控。

（3）对于其他数据采集用户，提供了逆向RTD模块，实现在中低端设备上的差分定位，提高定位精度的同时实时完成坐标转换、数据信息交互等事项，为更广领域的CORS推广应用提供技术可能。

6　结语

本文提出的由角色划分体系、系统预警机制、综合服务框架和计费管理方案四部分构成的“CORS运维服务综合体系”及研制的“南京市连续运行基准站网运维与位置服务系统”，通过与同类理论及系统的比较分析，除了理论体系完整、功能架构全面的特点外，具有的显著创新点概括如下：

（1）提出了以用户为核心的角色划分体系，把用户划分为3大类7小类共13个角色，包括系统管理员、行业管理员、单位管理员、数据处理用户、数据采集用户等，实现了不同用户角色的权限分配、统一管理和综合服务；

（2）提出并实现了虚拟监测站技术，集成了GPSNet和网络软硬件运行监控信息，搭建了短信触发平台，采用系统自动触发和管理员触发两种方式，实现了VRS信号性能监测、网络软硬件异常预警、用户状态提醒、服务信息发布等功能，实现了高效灵敏、内容全面的系统预警机制。

（3）提出并实现了基于CORS中间服务器的三维实时地方坐标测量技术，解决了坐标转换参数保密的技术难题，无需改变用户设备和作业流程、兼容现有的各品牌用户设备，具有较好的普适性，提高了CORS位置服务的便捷性和高效性。

（4）提出并实现了逆向RTD技术（IPRTD），增强了系统对RTD信息的处理和管理，同时提高了中低端设备的定位精度，扩展了中低端设备的应用范围，为基于CORS的更广领域的位置服务提供了条件，具有较高的推广应用价值。

综上所述，本系统在充分考虑各用户需求的前提下，实现了用户、控制中心、基站三位一体的管理模式，构建了多角色、多精度、一体化的NJCORS运行维护和位置服务综合管理平台，有效解决了提升CORS运维服务效能的难题，该研究成果具有显著的创新性和广泛的应用价值，尤其是逆向RTD技术亟须结合实际进行进一步深化和应用，从而不断拓展CORS的服务领域和应用范围。

参考文献

［1］徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用［M］．武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998．

［2］李健，吕志平，梁率．CORS在线定位用户服务系统［J］．测绘科学技术学报，2008（4）：127－130．

［3］张小波，张俊，陈小虎．在CORS系统实现短消息自动报警的方法［J］．测绘通报，2009（6）：36－37，47．

［4］黄俊华，陈文森．连续运行基准定位综合服务系统建设与应用［M］．科学出版社，2009．

［5］中国人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB／T　18314—2009全球定位系统（GPS）测量规范［S］．中国标准出版社，2009．

［6］宋玉兵，丁玉平，沈飞．JSCORS的建设与最新发展［J］．测绘通报，2009（2）：73－74．

［7］严津，朱丽强，陈中新．基于网络异构的CORS系统安全性探索研究［J］．城市勘测，2010（1）：65－66，69．

Gao Fensheng Wang Furong Zhou Liang Guo Jiming

Abstract：Nowadays，with the settlement and development of national，provincial and urban CORS，it becomes more and more important for us to solve the problem that how to maintain the high efficiency of the foundation while making full use of the service of CORS．This paper comes up with a user oriented CORS service and management system based on a lot of investigations and the experience of the settlement of NJCORS．The maintenance and location based servicing system of NJCORS in B／S mode is set up according to this systematic conception．

Key words：CORS service and management system；role partition；system alarming；counting management；service frame

（本文原载于《测绘科学》2012年第4期，收录于《海峡两岸城市地理信息系统论坛2011论文集》）

【注释】

[1]南京市规划局．NJCORS运维系统项目（2010－XXH－ZX02）资助