CN107135505A - 动态自适应的差分服务播发系统和播发方法 - Google Patents

动态自适应的差分服务播发系统和播发方法 Download PDF

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Abstract

一种动态自适应的差分服务播发系统和播发方法，包括服务端和至少一个终端设备，服务端与终端设备连接，并接收终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求。服务端包括用户静态配置系统、终端动态配置系统、差分播发配置数据库、认证鉴权系统和播发系统。终端设备包括动态申请配置系统、动态改变判定系统、差分数据接收系统和定位解算系统。本发明能够动态申请改变差分服务播发配置，给予终端设备很大的灵活性和自主性，能够动态实时的根据需要向服务端申请改变播发配置。

Description

动态自适应的差分服务播发系统和播发方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种动态自适应的差分服务播发系统和播发方法。
背景技术
差分定位技术的基本原理是：已知精准坐标的基准站(又称基站或者参考站)计算出自己到卫星的距离改正数，并统一上传到数据中心，基准站和数据中心所组成地面增强系统(差分播发平台)。差分播发平台实时将这一数据发送到需要定位的终端设备。终端设备在进行卫星观测的同时，也接收到差分播发平台发出的差分数据，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。差分一般分为载波相位差分数据和伪距差分数据，分别用于终端设备进行载波相位差分(RTK，Real Time Kinematic)定位以及伪距差分(RTD，Real TimeDifferential)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。
国际海运事业无线电技术委员会(RTCM，Radio Technical Commission forMaritime Services)定义了差分数据的格式，并推荐了需要定位的终端设备和差分播发平台之间的服务协议NTRIP(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol，通过互联网进行RTCM网络传输的协议)。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。终端设备一般都通过无线网络与差分播发平台连接。
对于卫星差分数据播发，现有的业界通用方案为基于NTRIP协议(通过互联网进行RTCM网络传输的协议，Networked Transport of RTCM via Internet Protocol)，播发本身相关的配置(如差分格式，卫星系统、卫星频段，差分数据类型、播发频率等)。基于NTRIP协议原生的差分账号和挂载点方案是目前业界通用的解决方案。
NTRIP协议定义了差分账号(NTRIP协议定义的差分数据服务的账号，包括用户名和密码)，挂载点(MountPoint)等参数：
1)Ntrip Server IP地址；
2)Ntrip Server IP端口；
3)差分账号用户名，用于用户认证；
4)差分账号密码，用于用户认证；
5)挂载点(MountPoint)，所有与差分数据播发相关的配置关联到挂载点，挂载点开放给所有认证通过的差分账号用户自由选择。
终端设备根据自己事先的NTRIP client配置，选择服务端开放的MountPoint挂载点。服务端根据终端选择的MountPoint挂载点进行差分数据播发。
但是现有技术具有以下缺点：
首先，只能服务端单向往终端播发差分数据，终端只能根据事先的配置选择MountPoint挂载点，无法与服务端动态实时的交互。
其次，终端无法自动根据实际情况上报改变播发配置的请求，例如，根据移动环境和流量调整播发频率(1秒，5秒，15秒)，根据终端支持的卫星频段调整卫星系统和频点等。
发明内容
本发明提出一种终端设备可以根据自身状态和周边环境，动态申请改变差分服务播发配置的方法，解决了动态实时的根据需要向服务端申请改变播发配置的技术问题。
本发明采用的技术方案是：
一种动态自适应的差分服务播发系统，包括服务端和至少一个终端设备，服务端与终端设备连接，并接收终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求。
进一步地，所述服务端包括用户静态配置系统、终端动态配置系统、差分播发配置数据库、认证鉴权系统和播发系统；
认证鉴权系统对终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求进行认证鉴权，通过认证鉴权的请求传送到终端动态配置系统；终端动态配置系统改变差分播发配置数据库的内容；用户静态配置系统对差分服务的播发做静态配置，并改变差分播发配置数据库的内容；播发系统读取差分播发配置数据库中终端设备的差分服务播发配置信息，并对所述终端设备播发差分数据。
进一步地，所述终端设备包括动态申请配置系统、动态改变判定系统、差分数据接收系统和定位解算系统；
动态申请配置系统向服务端发送动态改变差分服务播发配置的请求；动态改变判定系统用于动态判定是否需要向服务端发送动态改变差分服务播发配置的请求；差分数据接收系统接收服务端下发的差分数据，并传送给定位解算系统；定位解算系统与动态改变判定系统连接。
一种动态自适应的差分服务播发方法，服务端与至少一个终端设备连接，服务端提供接口给终端设备，并接收终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求，所述差分服务播发方法包括服务端的步骤和终端设备的步骤。
进一步地，所述差分服务播发配置为差分格式、播发频率、卫星系统、卫星频段、坐标框架、或者RTCM具体消息。
进一步地，所述服务端的步骤如下：
步骤S11，服务端初始化；
步骤S12，用户在服务端对差分服务的播发进行静态配置；
步骤S13，服务端的播发系统按照静态配置信息对终端设备播发差分数据；
步骤S14，服务端等待终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求；如果没有收到请求则继续等待，执行步骤S13；如果收到请求，执行步骤S15；
步骤S15，进行认证鉴权；如果认证鉴权失败，执行步骤S15a；如果认证鉴权成功，执行步骤S16；
步骤S15a，返回失败消息到终端设备；
步骤S16，动态改变终端设备的差分服务播发配置，更新差分播发配置数据库的内容；
步骤S17，按照改变后的差分服务播发配置对所述终端设备播发差分数据，并重新回到步骤S14开始等待；
步骤S18，服务端关闭差分服务。
进一步地，所述步骤S15中通过认证鉴权系统进行认证鉴权，认证鉴权系统根据终端设备的逻辑账号或者物理标识，对终端设备进行用户认证，只允许合法的终端设备接入服务端。
进一步地，所述步骤S15中通过认证鉴权系统进行认证鉴权，认证鉴权系统对终端设备发送的动态改变差分服务播发配置的请求进行业务鉴权，终端设备只允许申请改变自己差分服务播发配置的请求或者终端设备只可以改变服务端允许改变的差分服务播发配置的请求。
进一步地，所述终端设备的步骤如下：
步骤S21，终端设备初始化；
步骤S22，终端设备连接到服务端；
步骤S23，终端设备接收服务端下发的差分数据，并进行定位解算；
步骤S24，动态判定是否需要向服务端发送动态改变差分服务播发配置的请求；如果不需要，则执行步骤S23，继续等待并持续进行动态判定；如果需要，执行步骤S25；
步骤S25，终端设备向服务端发起动态改变差分服务播发配置的请求；如果服务端返回错误，则执行步骤S24，重新动态判定是否需要向服务端发起动态改变差分服务播发配置的请求；如果请求成功，执行步骤S26；
步骤S26，终端设备接收动态改变差分服务播发配置后下发的差分数据，并进行定位解算；
步骤S27，终端设备停止定位解算。
进一步地，所述步骤S25中终端设备向服务端发起动态改变差分服务播发配置的请求的协议包括HTTP或者HTTPS。
本发明的有益效果在于，终端设备可以根据自身状态和周边环境，动态申请改变差分服务播发配置的方法，给予终端设备很大的灵活性和自主性，能够动态实时的根据需要向服务端申请改变播发配置。
附图说明
图1是本发明差分服务播发系统架构图。
图2是本发明服务端流程图。
图3是本发明终端设备流程图。
具体实施方式
本发明在原有的NTRIP协议基础之上，提出一种终端设备可以根据自身状态和周边环境，动态申请改变差分服务播发配置的方法，给予终端设备很大的灵活性和自主性，能够动态实时的根据需要向服务端申请改变播发配置。下文中，结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
本发明系统架构如图1所示，包括服务端1和终端设备2，服务端1与至少一个终端设备2连接，并接收终端设备2发送的动态改变差分服务播发配置的请求。
服务端1包括用户静态配置系统11、终端动态配置系统12、差分播发配置数据库13、认证鉴权系统14和播发系统15。
用户静态配置系统11：一般是图形化界面的配置管理系统，或者是通过OpenAPI方式对外开放的管理系统，用于对差分服务的播发做静态配置，并相应的对差分播发配置数据库13的内容做改变。
终端动态配置系统12：用于接收终端设备2发送的动态实时改变差分服务的播发配置的请求，并相应的对差分播发配置数据库13的内容做改变。
差分播发配置数据库13：用于存储每个终端设备2的差分服务的播发配置，例如差分格式，播发频率，卫星系统，卫星频段，坐标框架等。
认证鉴权系统14：用于对终端设备2发起的连接做用户认证，并对发送的改变配置的请求做业务鉴权，通过认证鉴权的请求才能认为是合法请求并传送到终端动态配置系统12。
播发系统15：读取差分播发配置数据库13中每个终端设备2的差分服务播发配置信息，并相应的对该终端设备2播发差分数据。
终端设备2包括动态申请配置系统21、动态改变判定系统22、差分数据接收系统23和定位解算系统24。
动态申请配置系统21：用于向服务端1发送申请动态改变差分服务播发配置的请求。
动态改变判定系统22：用于动态判定是否需要向服务端1发送申请动态改变差分服务播发配置的请求。
差分数据接收系统23：用于接收服务端1下发的差分数据，并传送给定位解算系统24。
定位解算系统24：用于使用服务端1下发的差分数据，并进行高精度定位解算。
本发明动态自适应的差分服务播发方法包括服务端1流程和终端设备2流程。
服务端1流程如图2所示，步骤如下：
步骤S11，服务端1初始化。
步骤S12，用户在服务端1通过管理控制台或者OpenAPT对差分服务的播发进行静态配置。
步骤S13，服务端1的播发系统15按照静态配置信息对终端设备2播发差分数据。
步骤S14，服务端1等待来自终端设备2发送的申请动态改变差分服务播发配置的请求。如果没有等到则继续等待，执行步骤S13；如果收到请求，执行步骤S15。
步骤S15，进行认证鉴权：
根据终端设备2的逻辑账号或者物理标识，对终端设备2进行用户认证，只允许合法的终端设备接入；
对终端设备2发送的申请动态改变差分服务播发配置的请求进行业务鉴权，某个终端设备2只允许申请改变自己的差分服务播发配置；
对终端设备2发送的申请动态改变差分服务播发配置的请求进行业务鉴权，某个终端设备2只可以改变服务端1允许改变的差分服务播发配置。
如果认证鉴权失败，执行步骤S15a；如果认证鉴权成功，执行步骤S16。
步骤S15a，返回失败消息到终端设备2。
步骤S16，动态改变该终端设备2的差分服务的播发配置，并相应的更新差差分播发配置数据库13的内容。
步骤S17，按照新的差分服务播发配置对所述终端设备2播发差分数据，并重新回到步骤S14开始等待。
步骤S18，服务端1关闭服务。
终端设备2流程如图3所示，步骤如下：
步骤S21，终端设备2初始化。
步骤S22，终端设备2连接到服务端1。
步骤S23，终端设备接收服务端1下发的差分数据，并进行高精度定位解算。
步骤S24，动态实时的判定，是否因为环境变化等因素，需要向服务端1发送动态改变播发配置的请求。
如果不需要，则执行步骤S23，继续等待并持续进行动态判定，一般是过一段时间扫描一次预先设定的周边环境因素，并根据预先设置好的判定条件进行判定；如果需要，执行步骤S25。
步骤S25，终端设备2向服务端1发起动态改变差分服务的播发配置的请求。
如果服务端1返回错误(可能因为认证鉴权失败或其它原因)，则执行步骤S24，重新发起动态改变差分服务的播发配置的请求；如果请求成功，执行步骤S26。
步骤S26，接收服务端1最新播发的差分数据，并进行高精度定位解算。
步骤S27，终端设备停止定位解算。
本发明中服务端1提供灵活配置差分播发的接口，终端设备2可以进行配置，其中可以动态改变的差分服务播发配置包括(但不仅限于)：差分格式(RTD/RTK)、播发频率(1s、3s、5s…)，卫星系统(GPS、GLONASS、BDS、Galileo)，卫星频段(如GPS L1、L2…)，坐标框架(WGS84)，RTCM具体消息等。
服务端1能够记录终端设备2发起的改变差分五福播发配置的请求，并作为计费或其他商业行为的依据。
终端设备2向服务端1发起请求的协议一般为HTTP，或者HTTPS，但不局限于此两种协议。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种动态自适应的差分服务播发系统，其特征在于，包括服务端(1)和至少一个终端设备(2)，服务端(1)与终端设备(2)连接，并接收终端设备(2)发送的动态改变差分服务播发配置的请求。
2.如权利要求1所述的一种动态自适应的差分服务播发系统，其特征在于，所述服务端(1)包括用户静态配置系统(11)、终端动态配置系统(12)、差分播发配置数据库(13)、认证鉴权系统(14)和播发系统(15)；
认证鉴权系统(14)对终端设备(2)发送的动态改变差分服务播发配置的请求进行认证鉴权，通过认证鉴权的请求传送到终端动态配置系统(12)；终端动态配置系统(12)改变差分播发配置数据库(13)的内容；用户静态配置系统(11)对差分服务的播发做静态配置，并改变差分播发配置数据库(13)的内容；播发系统(15)读取差分播发配置数据库(13)中终端设备(2)的差分服务播发配置信息，并对所述终端设备(2)播发差分数据。
3.如权利要求1所述的一种动态自适应的差分服务播发系统，其特征在于，所述终端设备(2)包括动态申请配置系统(21)、动态改变判定系统(22)、差分数据接收系统(23)和定位解算系统(24)；
动态申请配置系统(21)向服务端(1)发送动态改变差分服务播发配置的请求；动态改变判定系统(22)用于动态判定是否需要向服务端(1)发送动态改变差分服务播发配置的请求；差分数据接收系统(23)接收服务端(1)下发的差分数据，并传送给定位解算系统(24)；定位解算系统(24)与动态改变判定系统(22)连接。
4.一种动态自适应的差分服务播发方法，其特征在于，服务端(1)与至少一个终端设备(2)连接，服务端(1)提供接口给终端设备(2)，并接收终端设备(2)发送的动态改变差分服务播发配置的请求，所述差分服务播发方法包括服务端(1)的步骤和终端设备(2)的步骤。
5.如权利要求4所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述差分服务播发配置为差分格式、播发频率、卫星系统、卫星频段、坐标框架、或者RTCM具体消息。
6.如权利要求4所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述服务端(1)的步骤如下：
步骤S11，服务端(1)初始化；
步骤S12，用户在服务端(1)对差分服务的播发进行静态配置；
步骤S13，服务端1的播发系统(15)按照静态配置信息对终端设备(2)播发差分数据；
步骤S14，服务端(1)等待终端设备(2)发送的动态改变差分服务播发配置的请求；如果没有收到请求则继续等待，执行步骤S13；如果收到请求，执行步骤S15；
步骤S15，进行认证鉴权；如果认证鉴权失败，执行步骤S15a；如果认证鉴权成功，执行步骤S16；
步骤S15a，返回失败消息到终端设备(2)；
步骤S16，动态改变终端设备(2)的差分服务播发配置，更新差分播发配置数据库(13)的内容；
步骤S17，按照改变后的差分服务播发配置对所述终端设备(2)播发差分数据，并重新回到步骤S14开始等待；
步骤S18，服务端(1)关闭差分服务。
7.如权利要求6所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述步骤S15中通过认证鉴权系统(14)进行认证鉴权，认证鉴权系统(14)根据终端设备(2)的逻辑账号或者物理标识，对终端设备(2)进行用户认证，只允许合法的终端设备(2)接入服务端(1)。
8.如权利要求6所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述步骤S15中通过认证鉴权系统(14)进行认证鉴权，认证鉴权系统(14)对终端设备(2)发送的动态改变差分服务播发配置的请求进行业务鉴权，终端设备(2)只允许申请改变自己差分服务播发配置的请求或者终端设备(2)只可以改变服务端(1)允许改变的差分服务播发配置的请求。
9.如权利要求4所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述终端设备(2)的步骤如下：
步骤S21，终端设备(2)初始化；
步骤S22，终端设备(2)连接到服务端(1)；
步骤S23，终端设备接收服务端(1)下发的差分数据，并进行定位解算；
步骤S24，动态判定是否需要向服务端(1)发送动态改变差分服务播发配置的请求；如果不需要，则执行步骤S23，继续等待并持续进行动态判定；如果需要，执行步骤S25；
步骤S25，终端设备(2)向服务端(1)发起动态改变差分服务播发配置的请求；如果服务端(1)返回错误，则执行步骤S24，重新动态判定是否需要向服务端(1)发起动态改变差分服务播发配置的请求；如果请求成功，执行步骤S26；
步骤S26，终端设备(2)接收动态改变差分服务播发配置后下发的差分数据，并进行定位解算；
步骤S27，终端设备(2)停止定位解算。
10.如权利要求9所述的差分服务播发方法，其特征在于，所述步骤S25中终端设备(2)向服务端(1)发起动态改变差分服务播发配置的请求的协议包括HTTP或者HTTPS。
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