CN102510318A - 多端口区域网格化vrs差分定位信息播发装置及其工作方法 - Google Patents

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邢建平
沙俊臣
高亮
马振良
周长志
张海平
孟祥霑
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Abstract

一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法，属于测量方法领域。该装置包括网络RTK系统基准站、数据处理中心和数据调频广播单元；网络RTK系统基准站通过光纤与数据处理中心服务器连接，数据处理中心服务器与数据调频广播单元通过串口连接，数据调频广播单元将差分改正数据经过UDP协议封装后进行调频广播；该方法中数据处理中心接收网络RTK系统基准站信息，对网络RTK系统基准站覆盖区域划分网格，然后利用VRS算法解算所有网格虚拟基准站的差分改正信息，再对每一网格虚拟基准站指定唯一的UDP端口号并利用UDP协议打包封装差分改正信息，最终将所有网格虚拟基准站的UDP数据包、三维坐标及其UDP端口号通过数据调频广播单元进行调频广播。

Description

多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法，尤其涉及网络RTK实时差分定位和UDP数据传输技术，属于定位和测量方法技术领域。
背景技术
VRS网络RTK技术是目前世界上精度最高的卫星导航定位方式，人们越来越倾向于使用VRS网络RTK技术进行导航定位测量作业。
随着用户数量的不断增长，受数据双向传输和数据处理中心服务器计算量的限制，传统的VRS网络RTK技术无法众多用户同时工作的需求。VRS技术的发展使得虚拟基准站附近区域的RTK流动站具有较高的定位精度，这使同一区域内的所有RTK流动站使用同一虚拟基准站的信息进行高精度定位有效可行；利用网格划分区域建立虚拟基准站，可以在保证定位精度的同时保持较少的虚拟基准站数量，可以大幅减小数据处理中心服务器上传数据量；随着UDP技术的广泛应用，利用UDP传输协议可实现区域网格化VRS差分定位信息的播发，RTK流动站无需向数据处理中心服务器发送自身定位信息，可以解决RTK流动站数量受限的瓶颈问题，实现海量RTK流动站用户在网络RTK中的高精度定位。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法。
一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置，其特征在于，包括网络RTK单元、数据处理单元和调频广播单元；网络RTK单元通过光纤与数据处理单元连接，数据处理单元与调频广播单元通过串口连接。
所述的网络RTK单元由网络RTK基准站、UPS电源模块和光纤接口组成，数据处理单元由数据处理中心服务器、光纤接口和数据接口组成，调频广播单元由调频模块、广播发射天线和数据接口组成。
所述的网络RTK基准站为具有GNSS RTK定位功能的网络RTK基准站，UPS电源模块采用SUA3000ICH UPS不间断电源，数据处理中心服务器为具有VRS差分解算功能和UDP打包封装功能的计算机，调频模块采用HT-618调频广播发射机，广播天线采用FM-DV1调频广播发射天线。
一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的工作方法如下：
1)网络RTK系统基准站接收卫星载波相位信息及导航电文信息并通过光纤送至数据处理中心服务器，数据处理中心服务器将网络RTK系统基准站覆盖区域划分为若干个边长为10km的正方形网格；网格划分方法如下：设定网络RTK系统中经线方向上相距最远的两个基准站A和B的距离为L1，纬线方向上相距最远的两个基准站C和D的距离为L2，若L1或L2不等于10km的整数倍，则进位为10km的整数倍，并以L1和L2分别为长和宽构成矩形，使所有网络RTK系统基准站都位于该矩形内，然后以10km为网格边长，将该矩形内部划分为若干个边长为10km的正方形网格；
2)数据处理中心服务器把步骤1)中每个正方形网格的中心位置作为各网格区域内的唯一虚拟基准站位置，然后利用VRS算法对所有网格虚拟基准站求解差分改正数并编译为RTCM格式；
3)数据处理中心服务器按照步骤2)中网格虚拟基准站的三维坐标，对每个网格虚拟基准站赋予唯一的UDP端口号，然后将步骤2)中每个网格虚拟基准站的RTCM格式差分改正数据利用UDP协议分别进行打包封装，将这些UDP数据包、所有网格虚拟基准站的三维坐标及其对应UDP端口号通过串口送入调频广播单元的调频广播发射机；
4)调频广播发射机接收步骤3)中数据处理中心服务器发送的数据并对其进行调频，然后将调频后的数据送至调频广播单元的广播发射天线，广播发射天线将接收到的信息进行播发，完成区域网格化VRS差分定位信息的播发。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明利用网格划分和VRS虚拟基准站技术，使网络RTK系统覆盖区域内虚拟基准站以较小数量保持稳定，利用多端口UDP数据广播技术完成RTK实时差分定位信息的播发，提供了一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法。
2、本发明一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置及其工作方法克服了传统网络RTK VRS差分定位用户数量受数据双向传输和数据处理中心服务器计算量的限制，利用多端口UDP广播技术单向播发VRS差分定位信息，迎合市场需求，具有良好的市场前景。
附图说明
图1是本发明一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的结构框图；
图2是本发明一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置各个模块间的连接框图；
图3是本发明一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的网格划分示意图。
图4是本发明一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的工作方法流程图。
其中，101、网络RTK单元，102、数据处理单元，103、调频广播单元，201、网络RTK基准站，202、UPS电源模块，203、光纤接口，204、数据处理中心服务器，205、数据接口，206、调频模块，207、广播发射天线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步详述。
实施例：
一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置，如图1和图2所示，包括网络RTK单元(101)、数据处理单元(102)和调频广播单元(103)；网络RTK单元(101)通过光纤与数据处理单元(102)连接，数据处理单元(102)与调频广播单元(103)通过串口连接。
所述的网络RTK单元(101)由网络RTK基准站(201)、UPS电源模块(202)和光纤接口(203)组成，数据处理单元(102)由数据处理中心服务器(204)、光纤接口(203)和数据接口(205)组成，调频广播单元(103)由调频模块(206)、广播发射天线(207)和数据接口(205)组成。
所述的网络RTK基准站(101)为具有GNSS RTK定位功能的网络RTK基准站(201)，UPS电源模(202)块采用SUA3000ICH UPS不间断电源，数据处理中心服务器(204)为具有VRS差分解算功能和UDP打包封装功能的计算机，调频模块(206)采用HT-618调频广播发射机，广播天线(207)采用FM-DV1调频广播发射天线。
一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的工作方法，如图3和图4所示：
1)网络RTK系统基准站接收卫星载波相位信息及导航电文信息并通过光纤送至数据处理中心服务器，数据处理中心服务器将网络RTK系统基准站覆盖区域划分为若干个边长为10km的正方形网格；网格划分方法如下：设定网络RTK系统中经线方向上相距最远的两个基准站A和B的距离为L1，纬线方向上相距最远的两个基准站C和D的距离为L2，若L1或L2不等于10km的整数倍，则进位为10km的整数倍，并以L1和L2分别为长和宽构成矩形，使所有网络RTK系统基准站都位于该矩形内，然后以10km为网格边长，将该矩形内部划分为若干个边长为10km的正方形网格；
2)数据处理中心服务器把步骤1)中每个正方形网格的中心位置作为各网格区域内的唯一虚拟基准站位置，然后利用VRS算法对所有网格虚拟基准站求解差分改正数并编译为RTCM格式；
3)数据处理中心服务器按照步骤2)中网格虚拟基准站的三维坐标，对每个网格虚拟基准站赋予唯一的UDP端口号，然后将步骤2)中每个网格虚拟基准站的RTCM格式差分改正数据利用UDP协议分别进行打包封装，将这些UDP数据包、所有网格虚拟基准站的三维坐标及其对应UDP端口号通过串口送入调频广播单元的调频广播发射机；
4)调频广播发射机接收步骤3)中数据处理中心服务器发送的数据并对其进行调频，然后将调频后的数据送至调频广播单元的广播发射天线，广播发射天线将接收到的信息进行播发，完成区域网格化VRS差分定位信息的播发。

Claims (3)

1.一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置，其特征在于，包括网络RTK单元、数据处理单元和调频广播单元；网络RTK单元通过光纤与数据处理单元连接，数据处理单元与调频广播单元通过串口连接；网络RTK单元由网络RTK基准站、UPS电源模块和光纤接口组成，数据处理单元由数据处理中心服务器、光纤接口和数据接口组成，调频广播单元由调频模块、广播发射天线和数据接口组成。
2.根据权利要求1所述的多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置，其特征在于，所述的网络RTK基准站为具有GNSS RTK定位功能的网络RTK基准站，UPS电源模块采用SUA3000ICH UPS不间断电源，数据处理中心服务器为具有VRS差分解算功能和UDP打包封装功能的计算机，调频模块采用HT-618调频广播发射机，广播天线采用FM-DV1调频广播发射天线。
3.一种多端口区域网格化VRS差分定位信息播发装置的工作方法，其特征在于，工作方法如下：
1)网络RTK系统基准站接收卫星载波相位信息及导航电文信息并通过光纤送至数据处理中心服务器，数据处理中心服务器将网络RTK系统基准站覆盖区域划分为若干个边长为10km的正方形网格；网格划分方法如下：设定网络RTK系统中经线方向上相距最远的两个基准站A和B的距离为L1，纬线方向上相距最远的两个基准站C和D的距离为L2，若L1或L2不等于10km的整数倍，则进位为10km的整数倍，并以L1和L2分别为长和宽构成矩形，使所有网络RTK系统基准站都位于该矩形内，然后以10km为网格边长，将该矩形内部划分为若干个边长为10km的正方形网格；
2)数据处理中心服务器把步骤1)中每个正方形网格的中心位置作为各网格区域内的唯一虚拟基准站位置，然后利用VRS算法对所有网格虚拟基准站求解差分改正数并编译为RTCM格式；
3)数据处理中心服务器按照步骤2)中网格虚拟基准站的三维坐标，对每个网格虚拟基准站赋予唯一的UDP端口号，然后将步骤2)中每个网格虚拟基准站的RTCM格式差分改正数据利用UDP协议分别进行打包封装，将这些UDP数据包、所有网格虚拟基准站的三维坐标及其对应UDP端口号通过串口送入调频广播单元的调频广播发射机；
4)调频广播发射机接收步骤3)中数据处理中心服务器发送的数据并对其进行调频，然后将调频后的数据送至调频广播单元的广播发射天线，广播发射天线将接收到的信息进行播发，完成区域网格化VRS差分定位信息的播发。
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