CN105824924A - 一种多功能gnss数据转换系统 - Google Patents

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孙红星
王晖
冯黎光
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WUHAN GEOSUN NAVIGATION TECHNOLOGY CO., LTD.
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孙红星
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/10—File systems; File servers
    • G06F16/11—File system administration, e.g. details of archiving or snapshots
    • G06F16/116—Details of conversion of file system types or formats

Abstract

本发明公开了一种多功能GNSS数据转换系统，包括依次连接的文件数据输入部分、数据缓冲部分、接收机类型匹配部分、解码部分；GNSS原始数据文件通过文件数据输入部分、数据缓冲部分、接收机类型匹配部分输入到解码部分后，本地解码模块先为其分配指定内存，接着实时解码模块对其进行解码，当解码到新历元或者星历时，根据新解码的历元或星历编码得到RTCM的数据流或者生成标准的RINEX格式文件；当解码信息超过该指定内存时，本地解码模块再通过估算历元数重新开辟内存，以此达到按需内存分配。本发明将事后解码、实时解码编码等相关GNSS数据处理首次集成在一起，利用按需动态内存分配，有效提升了本地文件转换。

Description

一种多功能GNSS数据转换系统
技术领域
本发明涉及GNSS数据处理领域，具体是一种多功能GNSS数据转换系统。
背景技术
目前国际GNSS板卡包括Trimble、NovAtel、Ashtech、Javad、Septentrio、Hemisphere、Ublox等，国内的GNSS板卡也发展迅猛，如上海思南导航的K508系列，北京和芯星通科技的UB380系列，合众思壮的P307系列，每个厂家一般都提供了数据解码格式和解码转换工具，如Trimble提供了Convert2Rinex工具，仅支持Trimble数据的转换，NovAtel提供了NovAtelConvert工具，也仅支持NovAtel数据转换。目前，还没有一个统一的长期维护的GNSS数据转换系统可以兼容所有解码类型，并且各个厂家的转换软件相对封闭，只解自家格式，功能有限，尤其解较大文件时解码转换速率较慢，用户体验差。
GNSS数据处理时所采用的观测数据来自进行野外观测的接收机。接收机在野外进行观测时，通常将所采集的数据记录在接收机的内部存储器或可移动的存储介质中，在完成观测后,需要将数据传输到计算机中，以便进行处理分析；这一过程通常是利用GNSS接收机厂商所提供的数据传输软件来进行。传输到计算机中的数据一般采用GNSS接收机厂商所定义的专有格式以二进制文件的形式进行存储。一般说来，不同GNSS接收机厂商所定义的专有格式各不相同，有时甚至同一厂商不同型号仪器的专有格式也不相同。专有格式具有存储效率高、各类信息齐全的特点，但在某些情况下，如在一个项目中采用了不同接收机进行观测时，却不方便进行数据处理分析，因为数据处理分析软件能够识别的格式是有限的。RINEX（ReceiverIndependentExchangeFormat/与接收机无关的交换格式）是一种在GNSS测量应用中普遍采用的标准数据格式。该格式采用文本文件形式存储数据，数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。RINEX格式已经成为了GNSS测量应用等的标准数据格式，几乎所有测量型GNSS接收机厂商都提供将其专有格式文件转换为RINEX格式文件的工具，而且几乎所有的数据分析处理软件都能够直接读取RINEX格式的数据。这意味着在实际观测作业中可以采用不同厂商、不同型号的接收机进行混合编队，而数据处理则可采用某一特定软件进行。
国际海运事业无线电技术委员会（RTCM）是国际标准组织，其指定标准形式的文件RTCM2.3，RTCM3.0，RTCM3.2用于标准的差分格式。
随着GNSS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK（RealTimeKinematic）技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（ContinuousOperationalReferenceSystem，缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。其播发系统需要将联合结算的观测数据按RTCM的标准播发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能大幅提升原始数据解码转换速率的多功能GNSS数据转换系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多功能GNSS数据转换系统，包括依次连接的文件数据输入部分、数据缓冲部分、接收机类型匹配部分、解码部分；文件数据输入部分包括文件数据输入模块，数据缓冲部分包括串口模块、网络模块和内存模块，接收机类型匹配部分包括GNSS接收机类型匹配模块，解码部分包括本地解码模块和实时解码模块；GNSS原始数据文件通过文件数据输入模块进入数据缓冲部分，再通过串口模块或网络模块存储到内存模块中，内存模块再通过GNSS接收机类型匹配模块与解码部分连接；在GNSS原始数据文件输入到解码部分后，本地解码模块先为其分配指定内存，接着实时解码模块对该GNSS原始数据文件进行解码，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，实时解码模块根据新解码的历元或星历编码得到RTCM的数据流或者生成标准的RINEX格式文件；当GNSS原始数据文件的解码信息超过该指定内存时，本地解码模块再通过估算历元数重新开辟内存，以此达到按需内存分配。
作为本发明进一步的方案：所述的GNSS原始数据文件包括所有公开格式的GNSS接收机格式。
作为本发明进一步的方案：所述的RTCM的数据流包括RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2数据流。
作为本发明进一步的方案：所述的RTCM的数据流用于模拟GNSS系统、单基站服务端软件或者CORS播发系统。
作为本发明进一步的方案：所述的标准的RINEX格式文件包括与GNSS原始数据文件对应的RINEX2.10或者RINEX3.02观测文件。
作为本发明进一步的方案：所述的多功能GNSS数据转换系统还包括接口函数输出模块，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，通过标记，让外部获取是否有新历元或者星历输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、将事后解码、实时解码编码等相关GNSS数据处理首次集成在一起，利用按需动态内存分配，有效提升了本地文件转换；
2、支持国际上所有公开格式的GNSS接收机类型，支持GNSS厂家的公开的二进制数据格式文档；
3、支持本地大文件首尾快速解码转换，其本地文件转换速度大幅度优于各厂家的转换软件；
4、支持快速本地文件转换后输出标准RINEX2.10和RINEX3.02格式的文档；
5、支持串口、文件、网络、内存共享区方式的数据流实时解码，实时输出GNSS历元和星历，并支持国际差分数据标准文档RTCM2.3、RTCM3.0和RTCM3.2实时编码流实时输出，可用于模拟GNSS系统、单基站服务端软件或者CORS播发系统里；
6、支持接口函数输出，供外部其他软件调用。
通过应用本发明系统，在GNSS后处理软件中能大幅提升原始数据解码转换速率。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，一种多功能GNSS数据转换系统，包括依次连接的文件数据输入部分、数据缓冲部分、接收机类型匹配部分、解码部分；文件数据输入部分包括文件数据输入模块，数据缓冲部分包括串口模块、网络模块和内存模块，接收机类型匹配部分包括GNSS接收机类型匹配模块，解码部分包括本地解码模块和实时解码模块；GNSS原始数据文件通过文件数据输入模块进入数据缓冲部分，再通过串口模块或网络模块存储到内存模块中，内存模块再通过GNSS接收机类型匹配模块与解码部分连接；在GNSS原始数据文件输入到解码部分后，本地解码模块先为其分配指定内存，接着实时解码模块对该GNSS原始数据文件进行解码，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，实时解码模块根据新解码的历元或星历编码得到RTCM的数据流或者生成标准的RINEX格式文件；当GNSS原始数据文件的解码信息超过该指定内存时，本地解码模块再通过估算历元数重新开辟内存，以此达到按需内存分配。
上述GNSS原始数据文件包括所有公开格式的GNSS接收机格式；RTCM的数据流包括RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2数据流；RTCM的数据流可用于模拟GNSS系统、单基站服务端软件或者CORS播发系统；标准的RINEX格式文件包括与GNSS原始数据文件对应的RINEX2.10或者RINEX3.02观测文件。
本发明系统还包括接口函数输出模块，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，通过标记，让外部获取是否有新历元或者星历输出。
为了验证本发明系统的解码效率，将本发明系统和国际最知名的GNSS厂商软件进行解码耗时对比，利用两组数据做本地解码速率测试，测试结果如表1所示：本发明系统的解码耗时非常短，解码速率为对比软件的7.79-10.51倍。
表1测试结果对比
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，包括依次连接的文件数据输入部分、数据缓冲部分、接收机类型匹配部分、解码部分；文件数据输入部分包括文件数据输入模块，数据缓冲部分包括串口模块、网络模块和内存模块，接收机类型匹配部分包括GNSS接收机类型匹配模块，解码部分包括本地解码模块和实时解码模块；GNSS原始数据文件通过文件数据输入模块进入数据缓冲部分，再通过串口模块或网络模块存储到内存模块中，内存模块再通过GNSS接收机类型匹配模块与解码部分连接；在GNSS原始数据文件输入到解码部分后，本地解码模块先为其分配指定内存，接着实时解码模块对该GNSS原始数据文件进行解码，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，实时解码模块根据新解码的历元或星历编码得到RTCM的数据流或者生成标准的RINEX格式文件；当GNSS原始数据文件的解码信息超过该指定内存时，本地解码模块再通过估算历元数重新开辟内存，以此达到按需内存分配。
2.根据权利要求1所述的多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，所述的GNSS原始数据文件包括所有公开格式的GNSS接收机格式。
3.根据权利要求1所述的多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，所述的RTCM的数据流包括RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2数据流。
4.根据权利要求1所述的多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，所述的RTCM的数据流用于模拟GNSS系统、单基站服务端软件或者CORS播发系统。
5.根据权利要求1所述的多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，所述的标准的RINEX格式文件包括与GNSS原始数据文件对应的RINEX2.10或者RINEX3.02观测文件。
6.根据权利要求1所述的多功能GNSS数据转换系统，其特征在于，所述的多功能GNSS数据转换系统还包括接口函数输出模块，当实时解码模块解码到新历元或者星历时，通过标记，让外部获取是否有新历元或者星历输出。
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