CN109307872A - 一种低成本多点安全高精度定位监测的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种低成本多点安全高精度定位监测的系统，由数据接收端、本地服务器端、云端服务器端和客户端四个子系统组成；在数据接收端分别实现了卫星参考站和卫星监测站的卫星原始数据的获取，并将卫星原始数据发送给本地服务器端，卫星监测站可以通过多选一模块分时获取多个点天线的坐标数据，实现一个GNSS板卡对于多个点的监测功能，并且后期可以根据需要添加新的监测站或天线，监测站之间无需通视，互不影响。数据接收端采取了四种方式将数据发送给本地服务器端；本地服务器端负责对原始数据进行数据格式转换、基线解算、数据存储以及将数据发送给云端服务器端；云端服务器端负责本地服务器端与客户端的数据和指令交互。
Description
技术领域
本发明公开了一种低成本多点安全高精度定位监测的方法及系统，尤其是实现了原 始数据的接收与转发、高精度基线解算、数据加密传输、客户端图形界面显示与控制的功能，主要应用于卫星定位与沉降监测领域。
背景技术
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)具有更快的定位速度，并且可以全天候、自动化地来监控，其效果远远优于传统的人工使用光学仪器 测量方法，所以全球卫星定位系统用来监测地质沉降是先进而可行的。卫星导航系统是 一个利用卫星以实现自身地理空间定位的系统。它允许小型的电子接收机通过接收卫星 发出的高频电磁波信号来确定自己的位置(包括经度、纬度以及高度)。目前民用的精 度一般可以达到米级甚至更高，该系统可用于确定位置坐标，提供导航或实现追踪与监 测。而卫星差分定位指的是采用两个GNSS接收机同时跟踪同一个卫星，以得到他们两 个接收机的相对坐标。一个被选作参考站，其在具有精确已知坐标的位置处保持静止。 另一个被称作监测站，它具有未知的坐标。因为两个或者多个接收机同时跟踪特定卫星 时，存在着或多或少相同的误差和偏差(如：卫星钟差，卫星传播时延迟误差等)，因 此如果我们对两个接收机的误差取其差值，这样类似的误差将会消除或者减少，我们就 可以得到相对精确的监测站坐标。
在高精度GNSS数据处理中，我们通常是对监测站与参考站之间进行静态解算，而静态解算实际上是一种后处理，是对站点之间的基线进行处理。基线解算的核心就其实 是平差的解算，而要解出平差，我们需要用到的观测量为双差观测量，求出整周模糊度 和基线向量，通过平差解算，得到固定解。
特别地，信息保密已成为一个不可忽视的问题，信息安全已经从特殊部门的特殊需 要逐渐演化为大众的需求。具体的保密操作可以在以下三个阶段进行：在用户登录认证阶段，可以用AES算法将所有代码加密后再存储到终端中；在通信建立阶段，可以用RSA 算法进行用户身份认证与密钥协商；在通信过程中，数据流可以使用混沌伪随机序列 (CPRS)算法加密，保证数据传输过程的安全性。
目前现有的卫星定位监测系统，往往存在以下的问题：
1)卫星射频信号传输到卫星GNSS板卡都是一一对应的关系，即一路射频信号一般只会传输给一个GNSS板卡，而由于GNSS板卡一般较为昂贵，所以在大规模监测节点时 的硬件成本往往很高。
2)往往参考站和监测站数目都是固定的，后期很难再增加监测站的数目，扩展性与灵活性较差。
3)目前系统接收机终端与服务器解算端之间往往点对点采取不加密的通信的方式， 数据容易被劫持，安全性较差。
4)目前的系统一般只会保存精确坐标数据而不会保存原始的二进制格式的数据，如果一段时间后发现某一段时间的监测数据有问题，无法重新解算该部分的数据。
发明内容
本发明的目的在于，针对当前高精度定位接收机价格昂贵、远程监控系统扩展差、数据通信的保密性等问题，公开了一套低成本多点安全高精度定位监测方法及系统，可 以实现从数据接收端卫星原始数据获取、数据的基线解算、数据的加密转发到客户端图 形界面显示监测数据以及控制的一整套功能。
本发明的技术方案：一种低成本多点安全高精度定位监测的系统，系统由数据接收 端、本地服务器端、云端服务器端和客户端四个子系统组成，系统框图如图1所示；在 数据接收端分别实现了卫星参考站和卫星监测站的卫星原始数据的获取，并将卫星原始 数据发送给本地服务器端，卫星监测站可以通过多选一模块分时获取多个点天线的坐标 数据，实现一个GNSS板卡对于多个点的监测功能，并且后期可以根据需要添加新的监 测站或天线，监测站之间无需通视，互不影响。特别地，数据接收端采取了四种方式将 数据发送给本地服务器端；本地服务器端负责对原始数据进行数据格式转换、基线解算、 数据存储以及将数据发送给云端服务器端；云端服务器端负责本地服务器端与客户端的 数据和指令交互；客户端实现了数据的接收、存储以及图形界面的显示与控制功能，因 为原始数据已经存储在了本地服务器端，后期如果发现某一时间段的数据有问题，可以 从客户端发送指令至本地服务器端重新解算那部分的数据；本地服务器端、云端服务器 端与客户端还加入了保密模块负责用户身份验证与数据的安全传输。
基于上述系统的低成本多点安全高精度定位监测的方法，步骤如下：在数据接收端 能够接收参考站终端和监测站终端的卫星原始数据，分别实现参考站终端和监测站终端 的卫星原始数据的获取，数据接收端同时将获取的数据发送给本地服务器端，特别地，数据接收端的监测站终端可以通过多选一模块分时获取多个点天线的坐标数据，实现一个GNSS板卡对于多个点的监测功能(如也可以连接不同的监测站)；本地服务器端负责 原始数据的数据格式转换、基线解算、数据存储以及发送给云端服务器端；云端服务器 端负责本地服务器端与客户端的数据和指令交互；客户端实现了数据的接收、存储以及 图形界面的显示与控制；
因为原始数据已经存储在了本地服务器端，后期如果发现某一时间段的数据有问题， 可以从客户端发送指令至本地服务器端重新解算那部分的数据。本地服务器端、云端服 务器端与客户端还加入了保密模块负责用户身份验证与数据的安全传输。
本发明的有益效果：
1、数据接收端的监测站终端实现了多选一切换功能，在大规模部署的时候可以节约 GNSS接收机的布置成本。
2、可以根据后期需要增加或减少数据接收端监测站终端的数目，且本地服务器端可以 同时解算多个监测站的坐标数据，具有可扩展性。
3、数据接收端提供了4种通信方式将数据发送给本地服务器端，具有很强的灵活性与 适应性，能够适应不同的应用场景来传输数据。
4、公开了一种数据传输的加密通信方法，防止第三方截取与恶意篡改数据，保证数据 传输的安全性。
5、客户端实时获取精确坐标及图形界面显示，并且可以向本地服务器端发送操作指令， 可以实现良好的交互功能。
6、存储了原始的二进制格式的数据，方便后期追溯与重新解算，以应对客户端 数据丢失与毁坏的情况。
附图说明
图1本发明系统框图；
图2本发明参考站终端结构框图；
图3本发明监测站终端结构框图；
图4本发明基线解算原理图。
具体实施方式
本发明每个部分的构成具体如下：(1)数据接收端
数据接收端的主体部分是卫星接收终端，根据功能不同，需要设置参考站终端与监 测站接收终端。卫星接收终端主要负责接收卫星发送的射频卫星信号以及进行卫星信号 初步处理得到原始数据并将其发送给本地服务器端。其中参考站终端由供电模块、GNSS板卡模块、控制模块和通讯模块组成；监测站接收终端由供电模块、多选一切换模块、 GNSS板卡模块、控制模块和通讯模块组成。
(a)参考站终端
数据接收端的参考站终端由供电模块、GNSS板卡模块、控制模块和通讯模块组成，结构框图如图2所示。其中供电模块主要由DC-DC电压转换电路,包括12V DC转5V DC 电压转换单元和5V DC转3.3V DC电压转换单元组成，可以实现将12V DC电压转换成 各个模块工作时需要的5.5V和3.3V DC电压。GNSS板卡模块负责接受卫星射频信号， 并将坐标数据发送给控制模块。控制模块由微处理器单元及相关外联电路组成，负责控 制GNSS板卡模块接收卫星数据、并将该数据发送给通讯模块。通讯模块包括有线网络 单元、RS232接口单元、4G移动网络单元和LPWAN(Low Power Wide-Area Network， 低功耗广域网络技术)网络单元，通讯模块负责接数据的接收与发送，采用了4种通讯 模式，实际应用中可以选择多种模式之一发送或者同时选择几种模式进行数据的收发， 增强了数据传输的稳定性与可靠性。见图2：参考站终端结构框图。
(b)监测站终端，见图3：监测站终端结构框图。
数据接收端的监测站终端由供电模块、多选一切换模块、GNSS板卡模块、控制模块和通讯模块组成，结构框图如图3所示。监测站终端比参考站终端多了一个多选一切换 模块，其余模块和监测站终端一致。多选一切换模块由继电器驱动单元、射频继电器组、 接收端天线底座组成。微处理器单元在预设的时间间隔内输出控制信号，该控制信号可 以让继电器驱动单元的对应引脚输出电流足够大的高电平以驱动相应继电器实现控制 电路通断的功能。该模块可以实现GNSS板卡对于多路天线信号的分时接收功能。
(2)本地服务器端，
本地服务器端由数据格式转换模块、基线解算模块、数据存储模块、数据发送模块、 指令接收模块和保密模块组成。
数据格式转换模块负责实时接收数据接收端发送的原始数据，并将其转换成Rinex 格式的数据，并将该数据发送给基线解算模块。Rinex格式数据由原始数据转换生成， 包含.O(观测文件)、.N(GPS导航数据)、.G(GLONASS导航数据)格式的文件。
基线解算模块根据客户端发送的指令设置解算间隔，采样间隔，滤波设置等解算配 置，并开始解算。基线解算的核心就其实是平差的解算，而要解出平差，我们需要用到的观测量为双差观测量。基线解算(平差)主要经过下面三个步骤：第一个步骤就是首 先初始化，初始化的作用在于求出整周模糊度和基线向量。第二步骤是确认整周模糊度， 因为当我们确定了整周模糊度，我们才可以进行接下来的解算。第三步骤就是把已经解 算出来的整周模糊度代进去，把观测站的位置设为未知数，最后通过平差解算，得到固 定解。
数据存储模块将原始二进制数据以及解算得到的精确数据存储到本地。
数据发送模块和指令接收模块与客户端利用TCP/IP协议保持长连接，每隔一段时间 通过云端服务器向客户端发送解算结果(站点坐标)，并接收来自客户端的指令信息。我们通过定时向云端服务器端发送心跳包来维持两者的长连接。如果云端服务器端能够正常收到心跳包则表示连接正常，否则连接异常，需要我们进行异常处理。
保密模块工作在以下三个阶段：在用户登录认证阶段，可以用AES算法将所有代码加密后再存储到终端中，上电开启时要求用户输入开机密码，确保一人一机；在通信建 立阶段，可以用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立 通信连接，且每次通信密钥都随机产生；在通信过程中，数据流可以使用混沌伪随机序 列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新，保证数据传输过程的安全性。
(3)云端服务器端
云端服务器端由数据收发模块、指令收发模块和保密模块组成。
云端服务器端的目的是为了实现代理转发网络的功能，这样可以解决两个问题：
1)客户端缺乏网络通信端口和公网IP，造成本地服务器无法直接发送数据给客户端；
2)多个客户端的访问受限问题。本发明公开了一种云端服务器作为转发的方法，可 以有效地解决上述问题和需求。利用云端服务器进行转发，实现本地服务器和客户端之间的有效通信，可以保证多个客户端接入，具有接入的灵活性。
为了防止第三方获取数据，所有数据及指令在通信过程中都经过保密算法加密后， 才进行转发。
在通信过程中，我们使用了混沌伪随机序列(Chaotic Pseudo-Random Sequence，CPRS)这种算法对数据和指令进行加解密，且混沌密钥定时更新。
混沌伪随机序列加密算法为：利用了如下方程组计算混沌信号，经截断产生混沌伪随机序列，与明文异或即得密文序列。
r(n)＝f[x2(n)][3][2]
混沌伪随机序列解密算法为：利用如下方程组计算混沌信号，经截断产生 混沌伪随机序列，与密文异或即得明文序列。
r'(n)＝f[y2(n)][3][2]
通过上述加解密算法，可以实现数据通过云端服务器安全传输。
(4)客户端
客户端由保密模块、数据接收模块、指令发送模块、数据存储模块和图形界面模块组成。
保密模块工作在以下三个阶段：在用户登录认证阶段，可以用AES算法将所有代码加密后再存储到终端中，上电开启时要求用户输入开机密码，确保一人一机；在通信建 立阶段，可以用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立 通信连接，且每次通信密钥都随机产生；在通信过程中，数据流可以使用混沌伪随机序 列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新，保证数据传输过程的安全性。
数据接收模块负责接收云端服务器端发送的精确数据。
指令发送模块负责向本地服务器端(通过云端服务器)发送指令，比如开始解算、停止解算、设置解算时间和设置参与解算的监测站等。
数据存储模块将精确数据存储在客户端数据库中。
图形界面模块可以显示直观的解算数据，包括监测站点的详细坐标和沉降模型，此 外还能够生成对应的图形曲线和报表。图形界面还提供报警功能，报警功能是在对监测站点的数据进行监控过程中发生异常的预警。
具体系统框图如图1所示：卫星差分定位数据接收端，包括供电模块、控制模块、接收机板卡模块和通讯模块；其中供电模块包括12V转5V电压转换单元和5V转3.3V 电压转换单元，所述电压转换单元输出接控制模块、接收机板卡模块和通讯模块的电压 输入端；控制模块包括微处理器单元和存储单元；接收机板卡模块设有两组数据收发的 TX/RX引脚以及一个接收射频信号的天线接口；通讯模块包括UART串口接口(TTL电平)、 有线网络单元、RJ45网口单元及其转换芯片、RS232串口单元及其转换芯片以及4G通 讯单元。
通讯模块还设有LPWAN(Low Power Wide-Area Network，低功耗广域网络技术)网络单元，通讯模块的LPWAN网络接口单元选用SX1278芯片。
通讯模块的4G移动网络单元选用SIM 7600CE模块。
通讯模块的有线网络单元选用ZLAN1003芯片组；该芯片输入TTL电平的TX/RX信号， 输出RX+、RX-、TX+、TX-至RJ45网口单元。
通讯模块的RS232接口单元选用MAX3232芯片。该芯片输入TTL电平的TX/RX信号，输出232电平的信号至RS232串口单元。
数据接收端的参考站终端工作流程：
步骤1：接收到客户端启动指令，接通电源，给整个系统上电。
步骤2：控制模块开始运行向GNSS板卡模块发送指令，开始接收卫星定位坐标数据。
步骤3：控制模块转发GNSS板卡模块获取的坐标数据发送给通讯模块。
步骤4：通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端。可以根据客户端的指令，实时发送数据流或是每隔一定时间发送数据包。
数据接收端的监测站终端工作流程：
步骤1：接收到客户端启动指令，接通电源，给整个系统上电。
步骤2：控制模块可以根据客户端的指令，设定多选一的切换时间间隔，并向多选一切换模块发送指令。
步骤3：多选一切换模块控制第一路继电器驱动单元驱动第一路的继电器，在设定的时间间隔内接收第一路的卫星射频信号。
步骤4：当设定的时间截止，多选一切换模块控制第二路继电器驱动单元驱动第二路的继电器，在设定的时间间隔内内接收第二路的卫星射频信号。
步骤5：控制模块开始运行向GNSS板卡模块发送指令，开始接收卫星定位坐标数据。
步骤6：控制模块转发GNSS板卡模块获取的坐标数据发送给通讯模块。
步骤7：通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端。通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端。可以根据客户端的 指令，实时发送数据流或是每隔一定时间发送数据包。
本地服务器端基线解算流程：
步骤1：初始平差
我们首先依据双差观测量，列出误差式子，然后解算出不确定变量参数，误差式子如下所示：
待定参数：
待定参数的协因数阵：
单位权中误差为
经过初始化平差，得到了整周模糊度这个变量，这个变量通常是实数。所以我们把这个步骤基线解称为实数解。
步骤2：确定整周未知数
整周模糊度有不少确认方式，现在比较可靠稳妥的方式主要是以搜索法为前提来确 认的。搜索法的具体步骤如下：
步骤2-1：我们得到平差的结果和通过把里每个整周模糊度作为原点， 然后把误差(或者误差的倍数)作为半径，来确认所有整周模糊度的整数解。
步骤2-2：每次取出一个整周模糊度的整数解，把这个值带入到原来的基线解算式子中，然后就可以列出多式子，分别求出对应的基线解：
步骤2-3：我们在上一步中求解出来的众多解，以单位权中误差最小为标准，选出一种一解，这个解就是我们最后所要的最终解。
步骤3：确定基线向量的固定解
当我们确认好整周模糊度的整数解之后，我们就可以求出这个整周模糊度所在的那 条基线向量的整数解。这个整数解的用途主要有两个：其中一个是以这个整数解作为参考，对后续的基线解算有帮助，另外一个就是可以评判基线的质量好坏。
具体原理图如图4所示。参见图4：基线解算原理图，云端服务器端要区分客户端与本地服务器端发送的数据，所以需要定义不同的数据格式以便云服务器分辨。客户端 用户可以设置为代号A，本地服务器端的终端设备可以设置为代号B，我们设计了如下 的通信规约：
A类(客户端)数据格式：
A---->Server A发送给服务器，主要是身份识别和注册，自身没有编号
包头字符+终端类型+终端编号(目的站点也即B类终端的编号)+附加内容(例如指令等)+包尾字符
B类(本地服务器端)数据格式：
B---->Server B发送给服务器，身份识别注册以及数据包
包头字符+终端类型(01为参考站，02为监测站)+终端编号+日期(时间)+2/4 小时标志位+数据+附加内容(例如指令等)+包尾字符
B发送的数据包也就是A类客户端会收到的包。同理，B收到的也是A类的格式。
具体的通信规约表如下所示。
表1 A类通信规约表
表2 B类通信规约表
本地服务器与云端服务器的数据加密交互流程：
步骤1：预先用AES算法将所有代码加密后再存储到本地服务器端，本地服务器端开 启时要求用户输入开机密码，确保是正确的管理员用户登录，并向云端服务器端发起通信请求。
步骤2：通信建立阶段，使用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立通信连接，且每次通信密钥都随机产生。
步骤3：通信过程中，坐标数据与控制指令的数据流使用混沌伪随机序列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新，保证了数据传输的安全性。每次会传输满足上表所述通 信规约的数据包。
步骤4：每隔一定时间间隔本地服务器端需要发送心跳包给云端服务器端，保证两者 连接的持续建立。
客户端工作流程：
步骤1：用户认证登录，需要输入正确的用户名和密码，并向云端服务器端发起通信请求。
步骤2：通信建立阶段，使用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立通信连接，且每次通信密钥都随机产生。
步骤3：通信过程中，坐标数据与控制指令的数据流使用混沌伪随机序列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新，保证了数据传输的安全性。
步骤4：确定已经建立保密通信后，通过云端服务器发送解算指令，比如开始解算、停止解算、设置解算时间和设置参与解算的监测站等。
步骤5：实时下载从云端服务器端转发的精确数据，并存储至本地数据库。
步骤6：将获取的精确数据进行图形化、图表化显示。
Claims (4)
1.一种低成本多点安全高精度定位监测的系统，其特征是系统由数据接收端、本地服务器端、云端服务器端和客户端四个子系统组成；在数据接收端分别实现了卫星参考站和卫星监测站的卫星原始数据的获取，并将卫星原始数据发送给本地服务器端，卫星监测站可以通过多选一模块分时获取多个点天线的坐标数据，实现一个GNSS板卡对于多个点的监测功能，并且后期可以根据需要添加新的监测站或天线，监测站之间无需通视，互不影响；数据接收端采取四种方式将数据发送给本地服务器端；本地服务器端负责对原始数据进行数据格式转换、基线解算、数据存储以及将数据发送给云端服务器端；云端服务器端负责本地服务器端与客户端的数据和指令交互；客户端实现了数据的接收、存储以及图形界面的显示与控制功能，因为原始数据已经存储在了本地服务器端，后期如果发现某一时间段的数据有问题，从客户端发送指令至本地服务器端重新解算那部分的数据；本地服务器端、云端服务器端与客户端还加入保密模块负责用户身份验证与数据的安全传输。
2.根据权利要求1所述的系统进行定位监测的方法，其特征是本地服务器端的流程：
本地服务器端的数据格式转换模块实时接收数据接收端发送的原始数据，并将其转换成Rinex格式的数据，同时将该数据发送给基线解算模块；Rinex格式数据由原始数据转换生成，包含.O(观测文件)、.N(GPS导航数据)、.G(GLONASS导航数据)格式的文件；
基线解算模块根据客户端发送的指令设置解算间隔，采样间隔，滤波设置解算配置，并进行解算；
云端服务器端的流程
云端服务器端由数据收发模块、指令收发模块和保密模块组成；
云端服务器端实现代理转发网络的功能，为了防止第三方获取数据，所有数据及指令在通信过程中都经过保密算法加密后，才进行转发；
在通信过程中，使用混沌伪随机序列(Chaotic Pseudo-Random Sequence，CPRS)这种算法对数据和指令进行加解密，且混沌密钥定时更新；
混沌伪随机序列加密算法为：利用了如下方程组计算混沌信号，经截断产生混沌伪随机序列，与明文异或即得密文序列；
r(n)＝f[x2(n)][3][2]
混沌伪随机序列解密算法为：利用如下方程组计算混沌信号，经截断产生混沌伪随机序列，与密文异或即得明文序列；
r'(n)＝f[y2(n)][3][2]
通过上述加解密算法，实现数据通过云端服务器安全传输；
客户端流程：客户端保密模块主要在以下三个阶段进行保密操作：在用户登录认证阶段，用AES算法将所有代码加密后再存储到终端中，上电开启时要求用户输入开机密码，确保一人一机；在通信建立阶段，用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立通信连接，且每次通信密钥都随机产生；在通信过程中，数据流使用混沌伪随机序列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新：
客户端数据接收模块负责接收云端服务器端发送的精确数据；
指令发送模块负责向本地服务器端(通过云端服务器)发送指令，比如开始解算、停止解算、设置解算时间和设置参与解算的监测站；
客户端数据存储模块将精确数据存储在客户端数据库中；
客户端图形界面模块可以显示直观的解算数据，包括监测站点的详细坐标和沉降模型，此外还能够生成对应的图形曲线和报表。图形界面还提供报警功能，报警功能是在对监测站点的数据进行监控过程中发生异常的预警；
数据接收端的参考站终端工作流程：
步骤1：接收到客户端启动指令，接通电源，给整个系统上电；
步骤2：控制模块开始运行向GNSS板卡模块发送指令，开始接收卫星定位坐标数据；
步骤3：控制模块转发GNSS板卡模块获取的坐标数据发送给通讯模块；
步骤4：通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端；可以根据客户端的指令，实时发送数据流或是每隔一定时间发送数据包；
数据接收端的监测站终端工作流程：
步骤1：接收到客户端启动指令，接通电源，给整个系统上电；
步骤2：控制模块可以根据客户端的指令，设定多选一的切换时间间隔，并向多选一切换模块发送指令；
步骤3：多选一切换模块控制第一路继电器驱动单元驱动第一路的继电器，在设定的时间间隔内接收第一路的卫星射频信号；
步骤4：当设定的时间截止，多选一切换模块控制第二路继电器驱动单元驱动第二路的继电器，在设定的时间间隔内内接收第二路的卫星射频信号；
步骤5：控制模块开始运行向GNSS板卡模块发送指令，开始接收卫星定位坐标数据；
步骤6：控制模块转发GNSS板卡模块获取的坐标数据发送给通讯模块；
步骤7：通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端；通讯模块通过4种传输方式的1种或多种将数据发送给本地服务器端；可以根据客户端的指令，实时发送数据流或是每隔一定时间发送数据包。
3.根据权利要求1所述的系统进行定位监测的方法，其特征是本地服务器端本地服务器端基线解算流程：
步骤1：初始平差
首先依据双差观测量，列出误差式子，然后解算出不确定变量参数，误差式子如下所示：
待定参数：
待定参数的协因数阵：
单位权中误差为
经过初始化平差，得到了整周模糊度这个变量，这个变量通常是实数；
步骤2：确定整周未知数
整周模糊度有不少确认方式，现在比较可靠稳妥的方式主要是以搜索法为前提来确认的；搜索法的具体步骤如下：
步骤2-1：得到平差的结果和通过把里每个整周模糊度作为原点，然后把误差(或者误差的倍数)作为半径，来确认所有整周模糊度的整数解；
步骤2-2：每次取出一个整周模糊度的整数解，把这个值带入到原来的基线解算式子中，然后就可以列出多式子，分别求出对应的基线解：
步骤2-3：我们在上一步中求解出来的众多解，以单位权中误差最小为标准，选出一种一解，这个解就是我们最后所要的最终解；
步骤3：确定基线向量的固定解
当确认好整周模糊度的整数解之后，就可以求出这个整周模糊度所在的那条基线向量的整数解；这个整数解的用途有两个：其中一个是以这个整数解作为参考，对后续的基线解算有帮助，另外一个就是可以评判基线的质量好坏。
4.根据权利要求1所述的系统进行定位监测的方法，其特征是本地服务器端基线解算模块基线解算的核心是平差的解算，用接收到的观测量为双差观测量；基线解算(平差)经过下面三个步骤：第一个步骤就是首先初始化，初始化的作用在于求出整周模糊度和基线向量；第二步骤是确认整周模糊度，因为当确定了整周模糊度，才可以进行接下来的解算；第三步骤就是把已经解算出来的整周模糊度代进去，把观测站的位置设为未知数，最后通过平差解算，得到固定解；
数据存储模块将原始二进制数据以及解算得到的精确数据存储到本地；
数据发送模块和指令接收模块与客户端利用TCP/IP协议保持长连接，每隔一段时间通过云端服务器向客户端发送解算结果(站点坐标)，并接收来自客户端的指令信息；通过定时向云端服务器端发送心跳包来维持两者的长连接；如果云端服务器端能够正常收到心跳包则表示连接正常，否则连接异常，需要进行异常处理；
保密模块在用户登录认证阶段，；用AES算法将所有代码加密后再存储到终端中，上电开启时要求用户输入开机密码，确保一人一机；在通信建立阶段；用RSA算法进行用户身份认证与密钥协商，确保只有有效用户间才能建立通信连接，且每次通信密钥都随机产生；在通信过程中，数据流可使用混沌伪随机序列(CPRS)算法加密，且混沌密钥定时更新，保证数据传输过程的安全性。
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| CN201810164380.0A CN109307872A (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 一种低成本多点安全高精度定位监测的方法及系统 |
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