CN109031369A - 适用于北斗gps双系统差分数据格式的数据编码方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法及装置，该方法按顺序和内容包括：S1、将多系统数据的时间进行统一；S2、对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；S3、基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；S4、判断所述差分观测量是否在指定数据位内；S5、是，则形成符合要求的差分信息；S6、对差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。本发明的方法通过在一条差分协议中，传输多颗卫星的伪距和载波相位观测量，有效的减少了传输数据量。
Description
技术领域
本发明涉及北斗数据处理技术领域，尤其涉及一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法及装置。
背景技术
北斗卫星导航定位系统是我国自主研制和建设的新一代全球卫星导航定位系统。随着北斗二号卫星导航系统应用逐步成熟，北斗三号系统建设逐步展开，北斗卫星导航系统在全球卫星导航领域所起到的作用越来越大，应用也越来越广泛。结合GPS和北斗系统的兼容互操作应用也在逐步展开，并广泛得以应用。这对于系统的可靠性，定位精度的提升具有具大的优势。
北斗和GPS双系统差分定位主要是位于基准点上的双系统基准站通过自身定位和数据处理，结合基准点坐标信息，形成差分信息(或原始观测信息)，通过数据链路将差分信息传输至流动站，流动站接收到差分信息(或原始观测信息)后，结合自身原始观测信息，经过数据处理，计算得到高精度的差分定位结果。差分数据可以通过电台、网络、GSM、3G/4G移动网络、地球同步卫星等方式实时传输，也可以存储于用户机内。但无论哪种传输方式，最简的数据协议，最小的数据容量都会方便数据传输。随着导航卫星系统应用的发展，对于多系统的应用也迅速普及，所以，压缩的数据协议，最简的数据容量将为减小数据链压力，特别是高频度应用带来巨大的收益。
传统的网络RTK中数据中心和流动站的数据传输一般采用RTCM-104格式，而数据中心和参考站之间一般采用接收机厂商自定义的实时数据格式。为了满足新一代网络RTK多系统，多信息类型的实时数据传输，RTCM委员会专门推出了最新的RTCM-104 3.2数据格式。RTCM 3.2里新增的MSM电文，增加了编、解码方式以及对北斗系统的支持。但是基于独立性原则，两个系统的差分数据是遵循各自独立协议播发的，虽然这样便于用户进行系统选择，但对于双系统用户而言，分别使用1004和1074协议，会加大数据传输量，在卫星数量较多时，数据量会迅速变大，加重传输链路负担。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法及装置，在一条差分协议中，传输多颗卫星的伪距和载波相位观测量，有效的减少了传输数据量。
为解决上述问题，本发明提供了一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法，所述方法包括：
S1、将多系统数据的时间进行统一；
S2、对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
S3、基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；
S4、判断所述差分观测量是否在指定数据位内；
S5、是，则形成差分信息；
S6、对差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
其中，所述多系统数据包括各个系统的伪距与载波相位观测量。
所述步骤S1具体包括：
获取GPS系统时间和北斗系统时间；
以北斗时间为基准对两个系统的时间进行统一。
其中，所述步骤S2具体包括：
根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；
基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
其中，所述步骤S3中，以预设的基准观测量，将传输的多系统数据与光速数模进行最差，将小数部分作为差分观测量。
其中，所述步骤S4中，如果差分观测量不在指定数位内，则返回步骤S3继续执行计算差分观测量。
本发明的另一方面，提供一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码装置，所述装置包括：
时间统一单元，用于将多系统数据的时间进行统一；
基准统一单元，用于对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
差分计算单元，用于基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；
判断单元，用于判断所述差分观测量是否在指定数据位内；
差分信息产生单元，用于将判断单元判断的在指定数据位内的差分观测量形成差分信息；
数据纠错单元，用于对形成的差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
其中，所述多系统数据包括各个系统的伪距与载波相位观测量。
其中，所述基准统一单元，具体包括：
基准观测量设定子单元，用于根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；
基准统一子单元，用于基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
其中，所述差分计算单元，具体地，以预设的基准观测量，将传输的多系统数据与光速数模进行最差，将小数部分作为差分观测量。
本发明的适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法，在一条差分协议中，传输多颗卫星的伪距和载波相位观测量，以差值的形式去掉基础数据，减小数据位数，同时考虑到周期性跳变的影响，实现最简的数据传输协议，传输最小的数据容量，满足高精度的差分信息需求。
附图说明
图1示出了本发明的适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法的流程图。
图2示出了本发明的适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1示出了本发明的适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法的流程图。
如图1所示，本发明一个实施例中提供了一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法，具体包括：
S1、将多系统数据的时间进行统一；
本实施例中，多系统数据指GPS系统数据和北斗系统数据，当GPS系统和北斗系统的观测值起算标准不统一时，造成无法兼容定位(联合解算)，此时，对双系统的时间系统进行统一：步骤S1具体为：获取GPS系统时间和北斗系统时间，以北斗时间为基准进行时间统一，并对外输出统一后的时间信息。S2、对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
本实施例中，首先根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；然后基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
本实施例中，当起算时间或载波为负值时，为保证所有的软件不需要修改即能正常解算，需要把观测量的值纳入到“合理”的范围内，剔除频间差过大、载波为负值、码载偏离度不合理的数据，保证发送给流动站的数据完好性。因此，将时间同意后，将起始时间迭代，调整TIC采样时刻，使得双系统的数据基准统一。
S3、基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；S4、判断所述差分观测量是否在指定数据位内；
S5、是，则形成差分信息；否则，返回步骤S3继续执行计算差分观测量。
S6、对差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
本实施例中，对数据进行纠错，可以是对观测量溢出调整，由于长时间观测有些接收机的观测量会持续的增加或减少，或是出现断头(即重头开始)，这样会给后续的数据处理带来巨大的障碍。这样，就需要在数据预处理时，增加数据的完好性、连续性判断，使其在中间值附近正弦波动，而不是向着一个方向持续增加或减少，因此，对上述所有可能出现的观测量不连续，溢出，时统不一致等问题，采取一系列的处理方法进行纠错。
本发明中，在GPS系统和北斗系统的双系统数据传输中，由于同一频点的数据其载波与伪距观测值存在波长的比例关系，但由于伪距的观测精度较差(一般为0.3米)，载波的精度较高(一般为0.01周)，则不能简单的以波长的整数倍作为判别依据，需要留有一定的容限值，具体根据接收机进行调整，因此需要对伪距和载波相位进行统一。然后进行差分观测量的计算。在一个具体的实施例中，当两个系统分别使用1004协议和1074协议时，如果使用现有的传输方式，数据传输量比较大，并且当每个系统的卫星数量较多时，数据量会迅速变大，加重传输链路负担。
因此，基于本发明实施例的方法，将将1074和1004合并，所有传输观测量均以1004条中C1为基准作差，传输的是伪距和载波相位值与光速数模的小数部分，卫星号也以C1星为基准作差，这样省去了公共的数据头，有效的减少了传输数据量。
基于上述，1004协议的数据量可以约为|8+(125/8)×N|字节，1074协议的数据量可以约为|8+(133/8)×N|字节，而本发明的实施例的方法中可以采用的数据量约为|8+(241/8)×N|字节，有效的减少了数据量。
本发明的另一个实施例中，提供一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码装置，所述装置包括：
时间统一单元10，用于将多系统数据的时间进行统一；
基准统一单元20，用于对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
差分计算单元30，用于基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；
判断单元40，用于判断所述差分观测量是否在指定数据位内；将判断的不在指定数位内的差分观测量返回到差分计算单元。
差分信息产生单元50，用于将判断单元判断的在指定数据位内的差分观测量形成差分信息；
数据纠错单元60，用于对形成的差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
上述实施例中，多系统数据包括各个系统的伪距与载波相位观测量。
进一步地，上述基准统一单元20，具体包括：
基准观测量设定子单元，用于根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；
基准统一子单元，用于基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
在又一个实施例中，上述差分计算单元30，以预设的基准观测量，将传输的多系统数据与光速数模进行最差，将小数部分作为差分观测量。
本发明的适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法，在一条差分协议中，传输多颗卫星的伪距和载波相位观测量，以差值的形式去掉基础数据，减小数据位数，同时考虑到周期性跳变的影响，实现最简的数据传输协议，传输最小的数据容量，满足高精度的差分信息需求。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、将多系统数据的时间进行统一；
S2、对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
S3、基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；
S4、判断所述差分观测量是否在指定数据位内；
S5、是，则形成差分信息；
S6、对差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多系统数据包括各个系统的伪距与载波相位观测量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
获取GPS系统时间和北斗系统时间；
以北斗时间为基准对两个系统的时间进行统一。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；
基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，以预设的基准观测量，将传输的多系统数据与光速数模进行最差，将小数部分作为差分观测量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，如果差分观测量不在指定数位内，则返回步骤S3继续执行计算差分观测量。
7.一种适用于北斗GPS双系统差分数据格式的数据编码装置，其特征在于，所述装置包括：
时间统一单元，用于将多系统数据的时间进行统一；
基准统一单元，用于对多系统数据的原始观测量的起算基准进行统一；
差分计算单元，用于基于预设的基准观测量，计算各个系统数据的差分观测量；
判断单元，用于判断所述差分观测量是否在指定数据位内；
差分信息产生单元，用于将判断单元判断的在指定数据位内的差分观测量形成差分信息；
数据纠错单元，用于对形成的差分信息进行数据压缩，并进行校验纠错。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多系统数据包括各个系统的伪距与载波相位观测量。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基准统一单元，具体包括：
基准观测量设定子单元，用于根据各个系统的传输协议，设定基准观测量；
基准统一子单元，用于基于基准观测量，将各个系统的原始观测量的相位进行统一。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述差分计算单元，具体地，以预设的基准观测量，将传输的多系统数据与光速数模进行最差，将小数部分作为差分观测量。
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