CN103698775A

CN103698775A - Gps数据自动采集和转储系统及方法

Info

Publication number: CN103698775A
Application number: CN201410008171.9A
Authority: CN
Inventors: 范志龙; 金俊
Original assignee: CHINESE NONFERROUS METAL SURVEY AND DESIGN Institute OF CHANGSHA Co Ltd
Current assignee: CHINESE NONFERROUS METAL SURVEY AND DESIGN Institute OF CHANGSHA Co Ltd
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种GPS数据自动采集和转储系统及方法，包括：多个GPS接收机；至少一个采集服务器，一个所述采集服务器配置为可同时与所述多个GPS接收机中的至少两个GPS接收机相通信。本发明能够有效解决当前GPS数据采集和转储的局限性和复杂繁琐性。

Description

GPS数据自动采集和转储系统及方法

技术领域

本发明涉及GPS数据自动采集和转储系统及方法，尤其涉及一种分布式的GPS数据自动采集和转储系统及方法。

背景技术

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是美国军方70年代在“子午仪卫星导航定位”技术基础上研制而成的导航系统。在定位方面，GPS具有全天候、全球性、高精度、高速度、实时三维定位、误差不随定位时间而积累等优点。他的应用引起了导航定位、公共安全、形变监测、精耕农业、气象服务等诸多领域革命性的变化。随着技术的成熟和应用的普及，如何迅速有效的采集各行各业实时产生的海量GPS数据，并自动转储为方便进行后续数据处理的格式，成了本领域技术人员亟待解决的热点课题。

现有技术中，GPS数据的获取主要采用串口通信方式，或者模拟串口通信方式进行采集，采集的过程都是采用GPS接收机提供商自带的软件从GPS接收机中下载，或者采用软件从GPS接收机中远程读取原始数据，再通过GPS接收机提供商提供的或者第三方提供的数据格式转换软件将原始的GPS数据转化为通用的RINEX格式数据，对GPS数据平差解算，得到监测站点位坐标。然而，现有技术中，同一个项目的GPS数据采集接收端主要是同一台设备或服务器，不能够多设备或多服务器分布式采集或获取GPS数据，以适应多种复杂网络环境下GPS的观测数据获取。另外，GPS数据格式多种多样，各个GPS接收机提供商提供的GPS接收机接收的GPS数据格式各不相同，为了方便数据解算与后处理及扩展和数据交换的需求，一般都需要把各种不同的GPS数据分别转换为统一的通用RINEX格式数据，这样必然增加使用者的工作负担，导致使用不便利性。此外，现有技术中，GPS数据采集和转储的时间及时段控制都是通过GPS接收机的打开与关闭实现的，不够人性化且会导致GPS数据的不连续性，不能够自由主动的控制采集和转储的周期。

因此，现有技术中的GPS数据自动采集和转储系统及方法，存在不能实现多监测站点、多服务器自动地同步采集GPS数据，并且数据格式转换存储操作较复杂繁琐的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GPS数据自动采集和转储系统及方法，以解决现有技术存在的GPS数据采集传输的局限性和数据格式转换存储的复杂繁琐性的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种GPS数据自动采集和转储系统，包括：多个GPS接收机；至少一个采集服务器，一个所述采集服务器配置为可同时与所述多个GPS接收机中的至少两个GPS接收机相通信。

本发明的系统，优选地，所述多个GPS接收机采集GPS原始数据并传输至所述采集服务器。

本发明的系统，优选地，所述采集服务器每隔一预定时间间隔对所述原始数据进行转储。

本发明的系统，优选地，所述采集服务器用于将所述原始数据统一转储为RINEX通用格式数据。

本发明的系统，优选地，所述多个GPS接收机与所述采集服务器通过TCP Socket方式建立连接。

本发明的系统，优选地，所述预定时间间隔为2～4小时。

本发明的系统，优选地，所述采集服务器配置有配置文件，所述配置文件预设有需要采集的GPS监测站的名称、所述采集服务器的IP地址和端口号。

一种GPS数据自动采集方法，可应用于GPS数据自动采集和转储系统，所述GPS数据自动采集和转储系统包括至少一个采集服务器和多个GPS接收机，其中一个所述采集服务器配置为可同时与所述多个GPS接收机中的至少两个GPS接收机相连接，所述方法包括：采集服务器接收来自多个GPS接收机的GPS原始数据；所述采集服务器于预定时间间隔后将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

本发明的方法，优选地，所述采集服务器于2～4小时后将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

本发明的方法，优选地，所述预定格式为RINEX通用格式。

本发明的方法，优选地，于采集服务器接收GPS原始数据之前，所述方法还包括：GPS接收机与所述采集服务器通过TCP Socket方式建立连接。

本发明的方法，优选地，所述方法还包括：判断是否有人为停止所述采集服务器接收所述原始数据；若人为停止所述采集服务器接收所述原始数据，则所述采集服务器停止接收所述GPS接收机发送的GPS原始数据，所述采集服务器将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

本发明的方法，优选地，所述方法还包括：所述采集服务器进行初始化，开启一个守护进程，并根据预设的配置文件获取GPS监测站的名称、所述采集服务器的IP地址和端口号信息。

本发明的有益效果在于，本发明的GPS数据自动采集和转储系统及方法，通过多服务器同步接收来自不同GPS接收机的GPS数据；并自动地将从不同GPS接收机采集到的各种类型的GPS数据转换为统一的RINEX格式的GPS数据；此外，还将GPS数据格式转换的周期以参数的形式保存于配置文件中，无需对GPS接收机进行打开和关闭操作来实现各时段GPS数据的采集和转储，不会造成GPS数据的中断和不连续。因此，本发明的GPS数据自动采集和转储系统及方法可以实现无数据中断的、连续的、多服务器端多源GPS数据的自动分布式采集，且能进行统一数据转换与存储，无需人为干预，自动实现定时GPS数据采集与转储，能够有效解决当前GPS数据采集传输的局限性和数据格式转换存储的复杂繁琐性。

附图说明

图1为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储方法的流程图；

图3为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储方法的流程图；

图4为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储方法的流程图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统包括多个GPS接收机和至少一个采集服务器，且每个GPS接收机与一个采集服务器相连接，而每个采集服务器可以与多个GPS接收机相连接，采集服务器之间可以通过有线或无线的方式相互通信。

如图1所示，为本发明一实施例的GPS数据自动采集和转储系统，其包括多个GPS接收机和多个采集服务器，其中，GPS接收机20、21与采集服务器10相连，GPS接收机22、23、24与采集服务器11相连，而GPS接收机25、26与采集服务器12相连，并且采集服务器10、11、12之间可相互通信。

本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统的GPS接收机和采集服务器之间是基于TCP协议的网络通讯，GPS接收机通过TCP Socket通信方式作为客户端向相应的作为服务器端的采集服务器发送连接请求，需要注意的是，此时GPS接收机需要知道相应的采集服务器的IP地址以及相应的端口号，采集服务器监听到相应端口的连接请求，回复此连接请求，GPS接收机向采集服务器确认收到该回复消息，则GPS接收机和相应采集服务器之间的连接即建立完成，之后，采集服务器即可接收与之相连的GPS接收机的GPS原始数据。

根据本发明的一实施例，一个采集服务器可同时与多个不同的GPS接收机可通过TCP Socket通信方式相连接并通信，且各采集服务器之间可相互通信，以传输GPS数据。因此，与现有技术采用串口通信的方式进行GPS数据采集以及一个采集服务器只与一个GPS接收机相通信的方式相比，本发明实施例能同时分布式地获得多个GPS接收机的原始数据，具有采集效率高，能适应多种复杂网络环境下GPS接收机的观测数据获取。

此外，采集服务器还可自动地每隔一预定时间间隔对从GPS接收机所接收的原始数据进行格式转换后存储，该预定时间间隔例如为2～4小时，但本发明不以此为限。需要注意的是，本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统的采集服务器可不同时对多个GPS接收机的原始数据进行采集，不同时对多个GPS接收机的原始数据进行格式转换和存储，而每个采集线程在进行GPS原始数据采集预定时间间隔后即各自进行原始数据格式转换和存储，但本发明不以此为限，对于多个不同时开始进行采集的采集线程，采集服务器所配置的格式转换进程也可同时于预定时间间隔对多个GPS接收机的原始数据进行格式转换和存储。

具体地，由于采集服务器与GPS接收机之间是以TCP Socket的方式建立连接的，因此每个采集服务器开启一个守护进程，并通过多线程技术为与之相连的每个GPS接收机开启一个GPS原始数据采集线程，实现采集服务器互不干扰地同步采集多个GPS接收机发送的原始数据。守护进程循环地对相应的采集服务器的端口进行侦听，当侦听到GPS接收机上线并连接时，也即GPS接收机通过TCP Client模式向采集服务器发送连接请求时，采集服务器接收该连接请求并与GPS接收机建立连接后，守护进程启动采集线程自动开始采集GPS原始数据并创建GPS原始数据文件来写入该GPS原始数据。其中，TCP Socket通信技术为现有技术，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统的采集服务器可自动地进行GPS原始数据的采集，而无需人工干预；但是，若人为停止采集GPS原始数据，则采集服务器对采集到的原始数据进行格式转换并以指定的文件名存储到指定的文件夹，此时GPS原始数据采集终止。为了规范化GPS数据采集和转储，指定的文件名可为根据GPS接收机获取原始数据所在的GPS监测站和世界协调时（Universal Time Coordinated，UTC）进行命名，例如，该GPS原始数据文件的文件名命名方式为：

XXXXXXX XXXX XX XX XX XX.gps

GPS点名 UTC年 UTC月 UTC日 UTC时 UTC分

其中，UTC时间为GPS系统所采用的时间，所以文件名中的时间信息使用UTC时间命名。

当GPS原始数据采集的时间间隔达到预定时间间隔时，本发明实施例的采集服务器还可自动地对所接收到的各种来自不同GPS接收机的不同格式的原始数据统一转换为通用RINEX格式，而无需人工干预，跟现有技术的人工关闭GPS接收机来实现各时段GPS原始数据的格式转换和存储，并通过人工开启GPS接收机来实现下一轮的GPS原始数据的采集不同，本发明实施例可在对原始数据进行采集的同时通过调用GPS数据格式转换进程对该原始数据进行格式转换和存储，因此不会造成GPS数据的中断和不连续。

其中，对原始数据进行格式转换后还需对其进行存储，具体地，在将原始数据转换为通用RINEX格式数据之前，新建以当前时间为名称的文件夹，进行GPS数据格式转换，将转换格式后的GPS数据存储于该文件夹下，在此过程中，需要GPS原始数据格式、GPS周、GPS原始数据文件位置、RINEX格式文件输出位置等信息，以及将当前时间转化为GPS周的算法以便用户获取各时段的GPS采集数据。其中将当前时间转化为GPS周的算法为现有技术，在此不再赘述，而GPS原始数据格式、GPS周、GPS原始数据文件位置、RINEX格式文件输出位置等信息可通过数据库或配置文件获取。

图2为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储方法，可用于本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统，包括步骤S201～S205。

S201：设置配置文件。该配置文件包括GPS数据自动采集和转储服务的基础输入信息，包括GPS监测站名称、采集服务器IP地址和端口号、GPS原始数据文件保存的目录、进行格式转换后的GPS数据保存的目录以及数据格式转换的预定时间间隔等信息，但本发明并不以此为限，这些基础输入信息也可以保存在数据库中。

其中，通过GPS监测站名称，用户可获知所分析、使用的GPS数据的来源；通过采集服务器IP地址和端口号，GPS接收机可向相应的采集服务器的相应端口发送连接请求，以与采集服务器建立连接，从而进行GPS原始数据的传输；通过GPS原始数据文件保存的目录、进行格式转换后的GPS数据保存的目录，用户可方便的查找和使用GPS数据；通过预定时间间隔，采集服务器可自动地对所接收到的各种来自不同GPS接收机的不同格式的原始数据统一转换为通用RINEX格式，而无需人工关闭GPS接收机来实现各时段GPS原始数据的格式转换和存储，并通过人工开启GPS接收机来实现下一轮的GPS原始数据的采集。

S202：根据配置文件进行初始化。根据本发明一实施例，该初始化过程包括，开启一个守护进程，并根据预设的配置文件获取GPS监测站的名称、所述采集服务器的IP地址和端口号信息。守护进程循环监听采集服务器的IP地址和端口号信息，可获知是否有GPS接收机上线，以及若有GPS接收机上线并连接，则可开启采集线程接收GPS原始数据。

另外，根据GPS监测站名称、GPS原始数据文件保存的目录、进行格式转换后的GPS数据保存的目录以及数据格式转换的预定时间间隔等信息，可对采集线程和数据格式转换进程等进行初始化。

S203：GPS接收机通过TCP Socket方式与采集服务器建立连接。本发明实施例的GPS接收机并不是通过串行通信的方式传输GPS原始数据至采集服务器，而是基于TCP协议的Socket通信方式，由于TCP Socket通信为现有技术，在此不再赘述。具体地，如图3所示，采集线程监听采集服务器的端口信息（S301），以侦听是否有来自GPS接收机的连接请求（S302），若无连接请求消息，则采集服务器继续监听等待GPS的连接请求，若有连接请求消息，则采集服务器与GPS接收机进行交互，建立连接（S303）。

S204：采集服务器与GPS接收机之间建立连接后，即可接收来自GPS接收机的GPS原始数据（S204）。

S205：于预定时间间隔对采集的GPS原始数据进行格式转换并存储。其中，该预定时间间隔例如为2～4小时，但本发明不以此为限。对采集的GPS原始数据进行格式转换并存储的方法已说明于上，在此不再赘述。

如图4所示，为本发明实施例的GPS数据自动采集和转储方法在人为停止采集GPS原始数据的情况下的流程图。

S401：人为停止对GPS原始数据进行采集。在人为停止GPS原始数据采集的情况下，采集线程终止，采集服务器不再对相应的GPS接收机进行原始数据的循环采集，除非再次人为开启该采集线程。

S402：采集服务器对GPS原始数据进行格式转换并存储。采集服务器对采集到的原始数据进行格式转换并以指定的文件名存储到指定的文件夹，具体方法已说明于上，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例的GPS数据自动采集和转储系统及方法，能同时分布式地获得多个GPS接收机的原始数据，具有采集效率高，能适应多种复杂网络环境下GPS接收机的观测数据获取。并且当GPS原始数据采集的时间间隔达到预定时间间隔时，本发明还可自动地对所接收到的各种来着不同GPS接收机的不同格式的原始数据统一转换为通用RINEX格式，而无需人工干预，跟现有技术的人工关闭GPS接收机来实现各时段GPS原始数据的格式转换和存储，并通过人工开启GPS接收机来实现下一轮的GPS原始数据的采集不同。此外，本发明实施例可在对原始数据进行采集的同时通过调用GPS数据格式转换进程对该原始数据进行格式转换和存储，因此不会造成GPS数据的中断和不连续。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种GPS数据自动采集和转储系统，其特征在于，包括：

多个GPS接收机；

至少一个采集服务器，一个所述采集服务器配置为可同时与所述多个GPS接收机中的至少两个GPS接收机相通信。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个GPS接收机采集GPS原始数据并传输至所述采集服务器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采集服务器每隔一预定时间间隔对所述原始数据进行转储。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采集服务器用于将所述原始数据统一转储为RINEX通用格式数据。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个GPS接收机与所述采集服务器通过TCP Socket方式建立连接。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预定时间间隔为2～4小时。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集服务器配置有配置文件，所述配置文件预设有需要采集的GPS监测站的名称、所述采集服务器的IP地址和端口号。

8.一种GPS数据自动采集方法，可应用于GPS数据自动采集和转储系统，所述GPS数据自动采集和转储系统包括至少一个采集服务器和多个GPS接收机，其中一个所述采集服务器配置为可同时与所述多个GPS接收机中的至少两个GPS接收机相连接，其特征在于，所述方法包括：

采集服务器接收来自多个GPS接收机的GPS原始数据；

所述采集服务器于预定时间间隔后将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述采集服务器于2～4小时后将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定格式为RINEX通用格式。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，于采集服务器接收GPS原始数据之前，所述方法还包括：

GPS接收机与所述采集服务器通过TCP Socket方式建立连接。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断是否有人为停止所述采集服务器接收所述原始数据；

若人为停止所述采集服务器接收所述原始数据，则所述采集服务器停止接收所述GPS接收机发送的GPS原始数据，所述采集服务器将所述原始数据转换为预定格式并进行存储。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述采集服务器进行初始化，开启一个守护进程，并根据预设的配置文件获取GPS监测站的名称、所述采集服务器的IP地址和端口号信息。