CN104202723B - 位置增强数据播发服务系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种卫星定位导航技术领域的位置增强数据播发服务系统及方法，该系统包括：终端用户模块和与之无线连接的位置服务平台，其中：终端用户模块向位置服务平台输出其所在的概略位置信息，并接收来自位置服务平台所播发的位置增强数据。本发明针对伪距差分数据内容与用户的请求无关的特点，设计了伪距差分数据缓存模块，每秒只需要计算一次数据，并将伪距差分计算结果放入伪距差分数据缓存中，并且本发明能够根据终端业务的实际需要来发送位置增强数据，通过缓存降低服务器的CPU消耗，通过增加按需发布和短连接发布降低了服务器和终端的带宽消耗，从而极大地减少数据流量，使得位置增强数据大规模民用成为了可能。

Description

位置增强数据播发服务系统及方法

技术领域

本发明涉及的是一种卫星定位导航技术领域的系统及方法，具体是一种DGNSS(Differential Global Navigation Satellite System，差分全球卫星导航系统)的伪距差分播发服务系统及方法。

背景技术

差分定位技术的基本原理是：根据基准站已知精准坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。终端在进行卫星观测的同时，也接收到基准站发出的位置增强数据，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。位置增强数据包括载波相位差分数据和伪距差分数据，分别用于终端进行载波相位差分定位以及伪距差分定位，其中载波相位差分定位，精度高，但对设备要求高，成本也高，可用性低，主要用在测绘领域；伪距差分定位，对设备要求低，成本低，可用性高，精度适中，可以用在民用导航领域。

要实现载波相位差分定位或伪距差分定位，定位终端都依赖于由基准站和数据中心所组成地面增强系统(也称之位置服务平台)来提供位置增强数据。国际海运事业无线电技术委员会(RTCM：Radio Technical Commission for Maritime Services)定义了位置增强数据的格式，并推荐了定位终端和位置服务平台之间的服务协议NTRIP(NetworkedTransport of RTCM via Internet Protocol)。目前的使用载波相位定位的终端和伪距差分定位终端，都遵循NTRIP协议和RTCM数据格式。差分终端一般都通过无线公网与位置服务平台连接，会产生大量的数据流量；特别是面向民用的伪距差分终端，其大部分时间需要在线，其流量问题给用户带来巨大的成本压力，制约了产业的发展。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103293541A公开(公告)日2013.09.11，公开了一种基于Ntrip测定任意坐标成果的RTD方法。其对源节点进行扩展，使得RTD实时测量放样参星坐标系坐标和正常高得以实现，从而提高了测绘效率。其对位置增强数据播发服务器进行改造增加了坐标转换功能，但该技术需要根据每个客户端的请求实时计算结果，且每秒都需要给终端返回消息。这大幅度的消耗了服务器的CPU和带宽，也增加了客户端的通讯成本。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种位置增强数据播发服务系统及方法，针对伪距差分数据内容与用户的请求无关的特点，设计了伪距差分数据缓存模块，每秒只需要计算一次数据，并将伪距差分计算结果放入伪距差分数据缓存中，并且本发明能够根据终端业务的实际需要来发送位置增强数据，通过缓存降低服务器的CPU消耗，通过增加按需发布和短连接发布降低了服务器和终端的带宽消耗，从而极大地减少数据流量，使得位置增强数据大规模民用成为了可能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种位置增强数据播发服务系统，包括：终端用户模块和与之无线连接的位置服务平台，其中：终端用户模块向位置服务平台输出其所在的概略位置信息，并接收来自位置服务平台所播发的位置增强数据。

所述的终端用户模块包括：通信单元、位置增强数据解码单元、原始观测数据采集单元以及差分定位单元，其中：通信单元与位置服务平台建立通信连接并接收位置增强数据，位置增强数据解码单元对接收到的位置增强数据进行解析，原始观测数据采集单元解析从终端定位模块采集下来卫星原始观测数据，差分定位单元使用终端采集的原始观测数据以及来自位置服务平台的位置增强数据进行定位。

所述的位置服务平台包括：Ntrip服务模块、伪距差分数据缓存模块、基准站、伪距差分数据计算单元以及载波相位数据计算单元，其中：基准站采集原始观测数据输出至伪距差分计算单元，伪距差分计算单元生成伪距差分数据并输出至伪距差分数据缓存模块进行保存，载波相位数据计算单元根据用户的位置以及当前各个基准站的上传数据解算得到载波相位数据，Ntrip服务模块根据用户发送的请求，从伪距差分数据缓存模块中取出伪距差分数据或从载波相位数据计算单元取出载波相位数据返回用户。

本发明涉及上述系统的差分播发服务方法，包括以下步骤：

1)连接认证，具体包括：

1.1)终端用户模块与位置服务平台建立数据连接；

1.2)终端用户模块向位置服务平台提交终端用户模块名和密码以及服务类型；

1.3)位置服务平台进行终端用户模块使用用户管理单元及源节点管理单元进行认证及鉴权；

1.4)终端用户模块与位置服务平台之间建立会话；

2)位置增强数据播发，具体包括：

2.1)当终端用户模块需要进行定位的时候，向位置服务平台提交其概要位置；

2.2.1)当用户请求的是载波相位差分数据则将概要位置传给载波相位计算模块获得数据后返回给用户；

2.2.2)当用户请求的是伪距差分数据，位置服务平台根据概要位置计算最近基准站，从伪距差分缓存模块中取出该基准站的伪距差分数据返回给用户；

2.3)终端用户模块使用位置增强数据以及自身采集的原始观测数据，计算位置；

3)用户断开连接，服务器关闭会话和数据连接。

技术效果

与现有技术相比，本发明大幅度节省了伪距差分定位终端运行时的数据流量，减轻用户的成本压力，从而推动中精度定位终端的民用；此外，由于采用了伪距差分数据缓存模块，大幅度降低了伪距差分播发服务对服务器端CPU的消耗。使单台服务器的伪距差分数据播发能力大幅度提升。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为实施例中按需播发服务流程图；

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例涉及的位置增强数据播发服务系统，包括：终端用户模块和与之无线连接的位置服务平台，其中：终端用户模块向位置服务平台输出其所在的概略位置信息，并接收来自位置服务平台所播发的位置增强数据。

所述的终端用户模块包括：通信单元、位置增强数据解码单元、原始观测数据采集单元以及差分定位单元，其中：通信单元与位置服务平台建立通信连接并接收位置增强数据，位置增强数据解码单元对接收到的位置增强数据进行解析，原始观测数据采集单元解析从终端定位模块采集下来的卫星原始观测数据，差分定位单元使用终端采集的原始观测数据以及来自位置服务平台的位置增强数据进行定位。

所述的终端用户模块为车载式、手持终端式或手机式。

如图1所示，所述的位置服务平台包括：Ntrip服务模块、伪距差分数据缓存模块、基准站、伪距差分数据计算单元以及载波相位数据计算单元，其中：基准站采集原始观测数据输出至伪距差分计算单元，伪距差分计算单元生成伪距差分数据并输出至伪距差分数据缓存模块进行保存，载波相位数据计算单元根据用户的位置以及当前各个基准站的上传数据解算得到载波相位数据，Ntrip服务模块根据用户发送的请求，从伪距差分数据缓存模块中取出伪距差分数据或从载波相位数据计算单元取出载波相位数据返回用户。

所述的伪距差分计算单元对计算得到伪距差分数据分别按基准站和数据类型分类存储在伪距差分数据缓存模块。

所述的伪距差分数据缓存模块在用户向Ntrip服务模块提出请求时返回伪距差分数据，当伪距差分数据缓存模块在预设周期内侦测到某个基准站对应的伪距差分数据未更新时，则将该基准站对应的伪距差分数据删除，并向Ntrip服务模块发出警报，以免给用户返回过期的伪距差分数据。

所述的Ntrip模块包括：按需播发服务单元、用户管理单元以及源节点管理单元，其中：用户管理单元对用户发送的请求进行认证，源节点管理单元根据认证结果从请求中解析用户请求访问的服务类型，按需播发服务单元根据服务类型与载波相位数据计算单元或伪距差分数据缓存模块传输载波相位数据或伪距差分数据。

如图2所示，上述系统按以下方式进行工作：

1)终端用户模块与位置服务平台建立数据连接；

2)终端用户模块向位置服务平台提交用户名和密码以及服务类型；

3)位置服务平台进行用户认证及鉴权；

4)如认证或鉴权失败，则平台关闭会话和数据库；

5)如认证和鉴权都成功，则用户与系统之间建立会话；

6)由终端用户模块定时器(根据实际需要设置时间，范围1至30秒)触发后续定位操作

7)终端用户模块向位置服务平台提交其概要位置；

8)位置服务平台根据概要位置计算最近基准站；

9)位置服务平台将最近基准站的伪距改正数发给终端用户；

10)终端用户模块使用伪距改正数，运用伪距差分算法，计算位置；

11)终端用户模块判定服务类型是否为长连接；

12)如果是长连接，则重复步骤6),7),8),9),10)；

13)如果是短连接，则终端用户模块主动关闭连接；平台关闭会话，关闭数据连接。

Claims (1)

1.一种位置增强数据播发服务系统的差分播发服务方法，其特征在于，包括：终端用户模块和与之无线连接的位置增强数据播发平台，其中：终端用户模块向位置服务平台输出其所在的概略位置信息，并接收来自位置服务平台所播发的位置增强数据；

所述的位置服务平台包括：Ntrip服务模块、伪距差分数据缓存模块、基准站、伪距差分数据计算单元以及载波相位数据计算单元，其中：基准站采集原始观测数据输出至伪距差分计算单元，伪距差分计算单元生成伪距差分数据并输出至伪距差分数据缓存模块进行保存，载波相位数据计算单元根据用户的位置以及当前各个基准站的上传数据解算得到载波相位数据，Ntrip服务模块根据用户发送的请求，从伪距差分数据缓存模块中取出伪距差分数据或从载波相位数据计算单元取出载波相位数据返回用户；

所述的终端用户模块包括：通信单元、位置增强数据解码单元、原始观测数据采集单元以及差分定位单元，其中：通信单元与位置服务平台建立通信连接并接收位置增强数据，位置增强数据解码单元对接收到的位置增强数据进行解析，原始观测数据采集单元解析从天线采集下来的卫星定位原始观测数据，差分定位单元使用自身采集的原始观测数据以及来自位置服务平台的位置增强数据进行定位；

所述的终端用户模块为车载式、手持终端式或手机式；

所述的伪距差分计算单元对计算得到伪距差分数据分别按基准站和数据类型分类存储在伪距差分数据缓存模块；

所述的伪距差分数据缓存模块在用户向Ntrip服务模块提出请求时返回伪距差分数据，当伪距差分数据缓存模块在预设周期内侦测到某个基准站对应的伪距差分数据未更新时，则将该基准站对应的伪距差分数据删除，并向Ntrip服务模块发出警报，以免给用户返回过期的伪距差分数据；

所述的Ntrip模块包括：按需播发服务单元、用户管理单元以及源节点管理单元，其中：用户管理单元对用户发送的请求进行认证，源节点管理单元根据认证结果从请求中解析用户请求访问的服务类型，按需播发服务单元根据服务类型与载波相位数据计算单元或伪距差分数据缓存模块传输载波相位数据或伪距差分数据；

所述方法，包括以下步骤：

1)连接认证，具体包括：

1.1)终端用户模块与位置服务平台建立数据连接；

1.2)终端用户模块向位置服务平台提交终端用户模块名和密码以及服务类型；

1.3)位置服务平台进行终端用户模块使用用户管理单元及源节点管理单元进行认证及鉴权；

1.4)终端用户模块与位置服务平台之间建立会话；

2)终端用户模块提出定位请求，具体包括：

2.1)当终端用户模块需要进行定位的时候，向位置服务平台提交其概要位置；

2.2.1)当用户请求的是载波相位差分数据则将概要位置传给载波相位计算模块获得数据后返回给用户；

2.2.2)当用户请求的是伪距差分数据，位置服务平台根据概要位置计算最近基准站，从伪距差分缓存模块中取出该基准站的伪距差分数据返回给用户；

2.3)终端用户模块使用位置增强数据以及自身采集的原始观测数据，计算位置；

3)当用户主动断开连接或超过30秒未发送任何数据，服务器会关闭会话，并关闭数据连接。