CN109150922A - 一种基于cors系统的gnss终端差分服务认证方法 - Google Patents

一种基于cors系统的gnss终端差分服务认证方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，由CORS服务器、应用服务器、无线网络、若干个GNSS终端组成。所述方法包含有终端数据源表CORS_GNSS_RTU、终端差分数据表CORS_GNSS_RTCM；当终端数据上传数据到应用服务器时会保存到表CORS_GNSS_RTU；定时器1服务中决定向CORS服务器的操作方式；定时器2服务中读取相关字段数据进行匹配，成功后通过无线网络下发CORS_RTCM字段数据到该终端，然后删除表CORS_GNSS_RTCM中当前记录。采用本发明的有益效果是：GNSS终端能快速通过CORS服务器的认证，获得有效的、最佳的RTCM修正数据。

Description

一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法
技术领域
本发明涉及GNSS终端的位置服务领域，尤其涉及一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法。
背景技术
GNSS，是Global Navigation Satellite System的缩写，泛指全球导航卫星系统，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统。GNSS终端则指集成了全球导航卫星定位技术、无线通讯技术以及传感器技术的RTU，可远程提供监控对象的位置、数据等功能。由于卫星轨道误差、卫星时钟误差、电离层延迟误差、对流层误差、多路径效应等因素，定位的准确度和精确度一直是GNSS终端的重要指标。
连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations，缩写CORS)，是利用多基站网络RTK技术、集成了卫星定位、计算机网络、数字通讯等多个高新技术的综合产物，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；CORS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，提供国际通用格式的基准站站点坐标和GPS测量数据，能使更多的部门和更多的人使用GPS高精度服务。数据传输协议(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol，缩写NTRIP协议)是经过RTCM委员会认证的、公开使用的一种专业应用层协议，是CORS系统主要的通信协议。
用户通过NTRIP协议可以通过互联网连接到CORS中心服务器，接受GPS差分定位修正数据，享受精确定位和导航。文献CN101923171A公开了一种根据用户区域特征，结合GIS按需提供差分修正数据的高精度GNSS位置获取服务系统及方法；针对现有CORS基站技术中没有考虑通信传输误码的缺陷，文献CN104954098B发明了一种适用长距离通信的CORS数据编码传输方法，该方法通过对CORS差分定位数据进行抗误码编码及控制不同类型数据的播发周期，利用北斗CORS车和大功率超短波电台，实现了CORS高精度定位数据的大范围广播服务，降低长距离通信的造成的传输误码对CORS服务质量的影响及有效利用通信带宽；文献CN103596178B采用了Mesh网络架构，发明了一种单站CORS系统的差分数据传输及认证方法及系统，由于同一区域内所有用户流动站所需差分数据是相同的，此区域内的用户流动站群只需一个节点与基站通信，接收差分数据，同时此节点部分的负责了用户的验证功能键，可以减轻服务器的压力，降低了支付运营商的通信费用较低；为保证差分产品的实时性和一致性，CN104570009B提供了一种分布式GNSS实时数据处理方法及系统，保证给用户提供连续高精度的定位服务；为提高CORS系统的安全性、稳定性，文献CN105812487A提供一种基于用户识别提供CORS服务的方法，即移动端和CORS服务之间通过即时通信通道进行交互，在移动侧和CORS服务侧均设置一个即时通代理负责信息交互。
实际应用中，由于RTCM差分修正数据具有时间和范围两个应用约束条件，即只有一定区域范围和时间区间内的RTCM修正数据，才具备修正效果，而且CORS平台具有针对不同位置可提供最合适的RTCM数据功能。因此，如何能够尽快获取有效的、获取最合适的RTCM修正数据，快速提高定位精度，发挥CORS的效能，是行业用户迫切关心的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，使GNSS终端能快速通过认证，获得有效的、最佳的RTCM修正数据。
本发明提供的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，由CORS服务器、应用服务器、无线网络、若干个GNSS终端组成，其中，CORS服务器和应用服务器相连，应用服务器和无线网络相连，无线网络和若干个GNSS终端相连。通常，当GNSS终端通过无线网络和应用服务器进行数据通讯时，会按照约定的协议交换数据，完成诸如注册、认证、上传数据、下发指令以及注销、登出、断开连接等报文任务，而且GNSS终端上传的报文中一般都包含了时间、GPS等数据；数据的两个流向是：首先，GNSS终端上传数据到应用服务器，然后应用服务器向CORS服务器发送的协议数据；其次，当CORS服务器发送RTCM数据到应用服务器，会由应用服务器下发到GNSS终端。
本发明所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，包含有GNSS终端数据源表CORS_GNSS_RTU、GNSS终端差分数据表CORS_GNSS_RTCM。
所述的GNSS终端数据源表CORS_GNSS_RTU，由GNSS_RTU字段、DataTime字段、GPS_XYZ字段、IsNew字段等组成，具体如表1所示：
所述的GNSS终端差分数据表CORS_GNSS_RTCM，由GNSS_RTU字段、CORS_RTCM字段组成，具体如表2所示：
本发明所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，当GNSS终端数据上传到应用服务器时，获得的时间、GPS数据将会以插入新增、更新等方式保存到表CORS_GNSS_RTU，该表IsNew字段数值指示记录的保存方式；如果IsNew字段数值为0，说明一个GNSS终端已退出和应用服务器的连接；如果IsNew字段数值为1，说明一个GNSS终端新增连接到应用服务器，并上传了数据；如果IsNew字段数值为2，说明一个已连接在线的GNSS终端再次上传了一条新的数据；如果IsNew字段数值为3或其他数据，说明一个已连接在线的GNSS终端在处理后未有数据变化。
本发明所述的方法，每一个和CORS服务器的连接，收到RTCM数据后，都会把当前连接的GNSS终端ID和RTCM数据保存到表CORS_GNSS_RTCM的GNSS_RTU字段和CORS_RTCM字段。
本发明所述的方法，应用服务器中还存在有一个定时器1，定时器1的周期T1可设定，通常为0.01～10000毫秒。在定时器1中断服务程序中，对表CORS_GNSS_RTU进行遍历检查，检查GNSS终端状态，并根据这个状态决定向CORS服务器的操作方式，具体有：发起新连接、向CORS服务器发送组包的协议数据、关闭断开和CORS服务器的连接，其中应用服务器向CORS服务器发送的协议数据，是由表CORS_GNSS_RTU中记录的GNSS_RTU字段、DataTime字段、GPS_XYZ字段构造成的GPS NMEA-0183之$GPGGA报文。
本发明所述的方法，应用服务器中还存在有一个定时器2，定时器2的周期T2可设定，通常为0.01～10000毫秒。在定时器2中断服务程序中，遍历读取表CORS_GNSS_RTCM中的数据记录，以字段GNSS_RTU数据，在表CORS_GNSS_RTU字段GNSS_RTU中查找相同数据的记录，即以GNSS终端ID进行匹配，如果匹配成功，则从表CORS_GNSS_RTCM当前记录取出CORS_RTCM字段数据，通过无线网络下发该数据到该GNSS终端，然后删除表CORS_GNSS_RTCM中当前记录。
采用本发明的有益效果是：连接到应用服务器且上传了至少一次数据报文的GNSS终端，能快速通过CORS服务器的认证，获得有效的、最佳的RTCM修正数据。
本发明的特征及优点将通过实施例并结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的应用架构图。
图2是本发明的数据源应用图。
图3是本发明的应用服务器收到GNSS终端数据处理流程图。
图4是本发明的定时器1终端服务流程图。
图5是本发明的应用服务器收到CORS服务数据处理流程图。
图6是本发明的定时器2终端服务流程图。
具体实施方式
图1中，101是CORS服务器，102是应用服务器，103是无线网络，104、105、106、107分别是GNSS终端1、GNSS终端2、GNSS终端3、GNSS终端n。其中，CORS服务器(101)和应用服务器(102)相连，应用服务器(102)和无线网络(103)相连，无线网络(103)和GNSS终端1(104)、GNSS终端2(105)、GNSS终端3(106)、GNSS终端n(107)相连。
图2中，201是CORS服务器，202是应用服务器，203是若干个GNSS终端的GNSS终端群。其中，若干个GNSS终端的GNSS终端群(203)由GNSS终端1(104)、GNSS终端2(105)、GNSS终端3(106)、GNSS终端n(107)构成；CORS服务器(201)和应用服务器(202)相连，应用服务器(202)和GNSS终端群(203)相连。GNSS终端群(203)传来的数据，保存到应用服务器(202)中的表CORS_GNSS_RTU；CORS服务器(201)传来的数据，保存到应用服务器(202)中的表CORS_GNSS_RTCM，表CORS_GNSS_RTCM的CORS_RTCM字段数据会下发到GNSS终端群(203)中匹配的对应GNSS终端。
为了进一步说明本发明的具体实施，结合图3、图4、图5、图6所示的流程图，对本方法作具体实施过程描述，包括以下步骤：
步骤301：应用服务器(102)收到GNSS终端群(203)数据，然后执行步骤302；
步骤302：检查表CORS_GNSS_RTU是否存在？如果存在，执行步骤303，否则执行步骤310；
步骤303：检查报文类型，是否为注销、登出、断开连接等报文？如果是，执行步骤304，否则执行步骤305；
步骤304：将CORS_GNSS_RTU表中对应该GNSS终端的记录IsNew更新为0，然后执行步骤310；
步骤305：检查是否为数据报文？如果是，执行步骤306，否则执行步骤310；
步骤306：获得对应该GNSS终端的ID、数据时间和经纬度数据，然后执行步骤307；
步骤307：检查表CORS_GNSS_RTU中是否存在该GNSS终端ID的记录？如果存在，执行步骤309，否则执行步骤308；
步骤308：在表CORS_GNSS_RTU中插入该GNSS终端ID的数据记录，对应IsNew字段设置为1，然后执行步骤310；
步骤309：更新表CORS_GNSS_RTU中对应该GNSS终端ID的数据记录，对应IsNew字段设置为2，然后执行步骤310；
步骤310：结束本次处理。
步骤401：定时器1中断服务开始，然后执行步骤402；
步骤402：检查表CORS_GNSS_RTU是否存在？如果存在，执行步骤404，否则执行步骤403；
步骤403：创建表CORS_GNSS_RTU，然后执行步骤404；
步骤404：检查表CORS_GNSS_RTU中记录IsNew字段＝0？如果等于0，执行步骤410，否则执行步骤405；
步骤405：检查表CORS_GNSS_RTU中记录IsNew字段＝1？如果等于1，执行步骤406，否则执行步骤408；
步骤406：获取并保存该记录GNSS_RTU字段的数据，向CORS服务器(101)申请WINSOCK新连接，然后执行步骤407；
步骤407：首先，读取该记录的DataTime字段、GPS_XYZ字段数据；其次，将组包时间、经纬度数据形成GPS NMEA-0183之GGA协议数据；然后，向CORS服务器(101)发送，最后，更新本记录IsNew字段为3，然后执行步骤412；
步骤408：检查表CORS_GNSS_RTU中记录IsNew字段＝2？如果等于2，执行步骤407，否则执行步骤409；
步骤409：检查表CORS_GNSS_RTU中记录IsNew字段＝3？如果等于3，执行步骤412，否则执行步骤411；
步骤410：首先获得当前记录的GNSS_RTU字段指示的终端ID；其次，关闭该终端和CORS服务器(101)的WINSOCK连接；然后，执行步骤411；
步骤411：删除表CORS_GNSS_RTU中该终端的记录，然后执行步骤412；
步骤412：定时器1中断服务结束。
步骤501：应用服务器(102)收到CORS服务器(101)数据，然后执行步骤502；
步骤502：以新增插入、或更新已存的方式向表CORS_GNSS_RTCM保存该GNSS终端ID的RTCM数据，然后执行步骤503；
步骤503：结束
步骤601：定时器2中断服务开始，然后执行步骤602；
步骤602：检查表CORS_GNSS_RTCM存在？如果存在，执行步骤604，否则执行步骤603；
步骤603：创建表CORS_GNSS_RTCM，然后执行步骤604；
步骤604：读取表CORS_GNSS_RTCM中记录的字段GNSS_RTU数据，在表CORS_GNSS_RTU字段GNSS_RTU中查找相同数据的记录，如果找到，则执行步骤605，否则执行步骤607；
步骤605：在步骤604找到的表CORS_GNSS_RTU中记录，读取其字段IsNew字段数值，检查这个数值是否为1或2，如果是，则执行步骤606，否则执行步骤607；
步骤606：从表CORS_GNSS_RTCM当前记录取出CORS_RTCM字段数据，通过无线网络下发该数据到该GNSS终端，然后执行步骤607；
步骤607：删除表CORS_GNSS_RTCM中当前记录，然后执行步骤608；
步骤608：定时器2中断服务结束。

Claims (7)

1.一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于：
(1)由CORS服务器101、应用服务器102、无线网络103、若干个GNSS终端(104、105、106、107)组成，其中，CORS服务器101和应用服务器102相连，应用服务器102和无线网络103相连，无线网络103和若干个GNSS终端(104、105、106、107)相连；首先，GNSS终端上传数据到应用服务器，然后应用服务器向CORS服务器发送的协议数据；其次，当CORS服务器发送RTCM数据到应用服务器，会由应用服务器下发到GNSS终端；
(2)有GNSS终端数据源表CORS_GNSS_RTU、GNSS终端差分数据表CORS_GNSS_RTCM；
(3)应用服务器存在有一个定时器1，在定时器1中断服务程序中，对表CORS_GNSS_RTU进行遍历检查，检查GNSS终端状态，并根据这个状态决定向CORS服务器发起新连接、向CORS服务器发送组包的协议数据、关闭断开和CORS服务器的连接。
(4)应用服务器存在有一个定时器2，在定时器2中断服务程序中，遍历读取表CORS_GNSS_RTCM中的数据记录，以字段GNSS_RTU数据，在表CORS_GNSS_RTU字段GNSS_RTU中查找相同数据的记录，如果匹配成功，则从表CORS_GNSS_RTCM当前记录取出CORS_RTCM字段数据，通过无线网络下发该数据到该GNSS终端，然后删除表CORS_GNSS_RTCM中当前记录。
2.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于：所述的GNSS终端数据源表CORS_GNSS_RTU，由GNSS_RTU字段、DataTime字段、GPS_XYZ字段、IsNew字段等组成，具体如下表所示：
3.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于：所述的GNSS终端差分数据表CORS_GNSS_RTCM，由GNSS_RTU字段、CORS_RTCM字段组成，具体如下表所示：
4.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于：当GNSS终端数据上传到应用服务器时，获得的时间、GPS数据将会以插入新增、更新等方式保存到表CORS_GNSS_RTU，该表IsNew字段数值指示记录的保存方式；如果IsNew字段数值为0，说明一个GNSS终端已退出和应用服务器的连接；如果IsNew字段数值为1，说明一个GNSS终端新增连接到应用服务器，并上传了数据；如果IsNew字段数值为2，说明一个已连接在线的GNSS终端再次上传了一条新的数据；如果IsNew字段数值为3，说明一个已连接在线的GNSS终端在处理后未有数据变化。
5.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于：应用服务器向CORS服务器发送的协议数据，是由表CORS_GNSS_RTU中记录的GNSS_RTU字段、DataTime字段、GPS_XYZ字段构造成的GPS NMEA-0183之$GPGGA报文。
6.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于所述的定时器1，其周期T1可设定为0.01～10000毫秒。
7.根据权利要求1所述的一种基于CORS系统的GNSS终端差分服务认证方法，其特征在于所述的定时器2，其周期T2可设定为0.01～10000毫秒。
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