CN115047494B - 一种地基增强系统的解算服务运行监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地基增强系统的解算服务运行监控系统，包括多个基准站和计算机控制平台，计算机控制平台包括用户管理模块、数据接收模块、数据质量分析模块和报警显示模块，通过用户管理模块对用户终端进行管理，并接收用户终端对数据请求；数据接收模块实时接收连接地基增强系统基准站的实时数据流；数据质量分析模块对实时数据流进行解码，根据解码后的数据计算对应基准站的相关观测指标；报警显示模块对各个基准站的状态和相关观测指标进行实时显示和更新，并对异常基准站进行告警，通过对基准站实时数据流进行处理，根据实时数据流的处理信号，实现对基准站的运行状况进行监控识别。

Description

一种地基增强系统的解算服务运行监控系统

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，具体涉及一种地基增强系统的解算服务运行监控系统。

背景技术

GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)可向全球用户提供高质量的定位、导航以及授时服务，在各个领域发挥着至关重要的作用，为了给各个领域提供优质服务，需要对接收机采集的观测数据进行数据质量分析，通过对观测数据质量分析结果进行统计并对比分析，能够使用户全方面掌握不同因素对GNSS观测数据质量的影响，为精化误差修正模型、函数模型等方面提供参考。观测数据的质量可由数据完整性、多路径效应与观测噪声、信噪比、周跳比、PDOP值等指标反映。

北斗地基增强系统由基准站网络、数据处理系统、通信网络等组成，是北斗卫星导航系统提供高精度位置服务的重要基础设施，现有的地基增强系统在工作过程中，存在以下缺点：

(1)对解算服务软件运行关键指标监控能力不足；

(2)对基准站运行数据和解算服务软件运行数据的综合指标的异常分析能力不完备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地基增强系统的解算服务运行监控系统，通过用户管理模块对用户终端进行管理，并接收用户终端对数据请求；数据接收模块实时接收连接地基增强系统基准站的实时数据流；数据质量分析模块对实时数据流进行解码，根据解码后的数据计算对应基准站的相关观测指标；报警显示模块对各个基准站的状态和相关观测指标进行实时显示和更新，并对异常基准站进行告警。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种地基增强系统的解算服务运行监控系统，包括多个基准站和计算机控制平台，计算机控制平台包括用户管理模块、数据接收模块、数据质量分析模块和报警显示模块；

用户管理模块用于对用户终端进行管理，并接收用户终端对数据请求；

数据接收模块用于实时接收连接地基增强系统基准站的实时数据流；

数据质量分析模块用于对实时数据流进行解码，根据解码后的数据计算对应基准站的相关观测指标；

报警显示模块用于对各个基准站的状态和相关观测指标进行实时显示和更新，并对异常基准站进行告警。

作为本发明进一步的方案：用户管理模块用于接收用户终端向卫星终端发送数据信息请求，同时用户终端发送自身概略位置与高程信息；

所述用户管理平台根据用户终端上传的概略位置，从区域增强数据信息中选取与概略位置对应的某格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，并将差分信息及格网点的位置坐标一起发送至用户终端。

作为本发明进一步的方案：实时数据流包括用户终端请求数据的数据传输速度V1、基准站对用户终端数据请求的数据响应速度V2、用户终端的定位精度值J_d和基准站所测的信噪比观测值Xi。

作为本发明进一步的方案：数据质量分析模块对实时数据流的处理步骤如下：

S1：当信噪比观测值Xi≥基准站信噪比阈值Xy，则基准站的运行异常，生成运行检修信号，进行步骤S4；

当信噪比观测值Xi＜基准站信噪比阈值Xy，则进行步骤S2；

S2：通过公式获取到基准站监测系数JZi，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，且c1＞c2＞c3＞0，β为修正因子，取值为3.1258689；

S3：将基准站监测系数JZi与监测系数阈值进行比较：

若基准站监测系数JZi＜基准站监测系数阈值，则判定基准站正常，生成基准站正常信号，并将基准站正常信号发送至报警显示模块；

若基准站监测系数JZi≥基准站监测系数阈值，则判定基准站异常，生成基准站检修信号，并将基准站检修信号和基准站位置发送至报警显示模块；

S4：当计算机控制平台接收到基准站正常信号后，保持对基准站实时数据流持续监测；

当报警显示模块接收到基准站检修信号和基准站位置后将其发送至故障告警单元，故障告警单元通过指派维修员前往异常基准站进行基准站运行问题处理。

作为本发明进一步的方案：所述故障告警单元是以短信的形式将基准站检修信号和基准站位置发送至维修人员手机终端，维修人员接收到检修信号后将检修时间发送至计算机控制平台，到达检修时间前，计算机控制平台控制该基准站停止工作。

作为本发明进一步的方案：计算机控制平台还包括注册登录模块，注册登录模块用于维修员提交维修员信息进行注册并将注册成功的维修员信息发送至计算机控制平台内存储；维修员信息包括姓名、维修基准站的名称、入职时间和年龄。

作为本发明进一步的方案：计算机控制平台还包括故障上传模块，用于维修员进行基准站的故障信息上传。

作为本发明进一步的方案：所述故障上传模块的工作过程为：

步骤一：当维修员到达待维修的基准站处，通过手机终端发送当前定位至故障上传模块；

步骤二：故障上传模块接收到手机终端定位后获取计算机控制平台内该维修员的待维修的基准站位置，并进行手机终端定位与解析设备的位置进行匹配；

步骤三：当匹配成功后，故障上传模块发送维修指令至维修员的手机终端上；维修员的手机终端接收到维修指令后进行维修；

步骤四：维修完成后，通过手机终端拍摄基准站的故障点照片及维修后的故障点照片并将其与故障维护信息发送至故障上传模块；故障上传模块将接收到的基准站的故障点照片及维修后的故障点照片和故障维护信息发送至计算机控制平台内存储，同时该维修员的维修总次数增加一次；维修员的待维修数量减少一；

步骤五：故障维修信息为维修人员通过手机终端输入的基准站异常原因。

本发明的有益效果：本发明通过对基准站的实时数据流进行处理，当基准站监测系数大于等于基准站监测系数阈值，则判定基准站异常，生成基准站检修信号，并将基准站检修信号和基准站位置发送至报警显示模块；报警显示模块接收到基准站检修信号和基准站位置后将其发送至故障告警单元，故障告警单元对检修员发送告警提醒，当选中维修员在预设时间范围内，未发送确认指令，将提醒值次之的维修员标记为选中维修员，并向选中维修员的手机终端上发送维修告警提醒；便于及时通知和选中维修员进行维修，避免维修员没有及时查看维修指令或维修员维修的基准站过多导致维修效率低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明流程图的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种地基增强系统的解算服务运行监控系统，包括多个基准站和计算机控制平台，计算机控制平台包括用户管理模块、数据接收模块、数据质量分析模块和报警显示模块；

用户管理模块用于对用户终端进行管理，并接收用户终端对数据请求；

数据接收模块用于实时接收连接地基增强系统基准站的实时数据流；

数据质量分析模块用于对实时数据流进行解码，根据解码后的数据计算对应基准站的相关观测指标；

报警显示模块用于对各个基准站的状态和相关观测指标进行实时显示和更新，并对异常基准站进行告警；

用户管理模块用于接收用户终端向卫星终端发送数据信息请求，同时用户终端发送自身概略位置与高程信息，所述用户管理平台根据用户终端上传的概略位置，从所述区域增强数据信息中选取与概略位置对应的某格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，并将差分信息及格网点的位置坐标一起发送至用户终端；

用户管理平台根据用户终端上传的概略位置与高程等信息，从所有格网虚拟观测量中选取与用户终端发送的概略位置对应的某格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，具体是从所有格网虚拟观测量中选取最适宜即距离最短或距离适宜并且高程差最小的某个格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，进而将该差分信息及格网点的位置坐标发送给用户终端。

实时数据流包括用户终端请求数据的数据传输速度、基准站对用户终端数据请求的数据响应速度和用户终端的定位精度值和基准站所测的信噪比观测值；

数据传输速度为用户终端向卫星终端发送数据请求到接收卫星终端数据传送完成所用的速度，标记为V1；

数据响应速度为卫星终端接收用户终端传请求的响应速度，标记为V2；

用户终端的定位精度值为用户终端处于不同位置时，所得到的位置差值，具体的：

建立三个位置基点，即A点、B点和C点，使A点、B点和C点相互连接构成一个三角形结构，且A点、B点和C点分别位于等边三角形结构的顶点，且a边与b边构成的夹角为α；

当用户终端处于A点时，向卫星终端发送数据请求，分别获取A点距B点和C点导航定位直线距离，并将A点与B点的导航直线距离标记为J_AB，将A点与C点的导航直线距离标记为J_Ac；

当用户终端处于B点时，向卫星终端发送数据请求，获取B点距C点导航定位直线距离，将B点与C点的导航直线距离标记为J_BC，得到导航距离值J_BC；

根据三角函数计算得到B点与C点的距离为计算距离值

用户终端的定位精度值J_d为计算距离值与导航距离值差值的绝对值，即J_d＝|J_BC-J_BC1|；

根据公式计算得到信噪比观测值SNR，其中P_R为信号功率，P_N为噪声功率,将信噪比观测值标记为Xi。

数据质量分析模块对实时数据流的处理步骤如下：

S1：当信噪比观测值Xi≥基准站信噪比阈值Xy，则基准站的运行异常，生成运行检修信号，进行步骤S4；

当信噪比观测值Xi＜基准站信噪比阈值Xy，则进行步骤S2；

S2：通过公式获取到基准站监测系数JZi，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，且c1＞c2＞c3＞0，β为修正因子，取值为3.1258689；

S3：将基准站监测系数JZi与监测系数阈值进行比较：

若基准站监测系数JZi＜基准站监测系数阈值，则判定基准站正常，生成基准站正常信号，并将基准站正常信号发送至报警显示模块；

若基准站监测系数JZi≥基准站监测系数阈值，则判定基准站异常，生成基准站检修信号，并将基准站检修信号和基准站位置发送至报警显示模块；

S4：报警显示模块连接计算机控制平台；

当计算机控制平台接收到基准站正常信号后，保持对基准站实时数据流持续监测；

当报警显示模块接收到基准站检修信号和基准站位置后将其发送至故障告警单元，故障告警单元通过指派维修员前往异常基准站进行基准站运行问题处理。

故障告警单元是以短信的形式将基准站检修信号和基准站位置发送至维修人员手机终端，维修人员接收到检修信号后将检修时间发送至计算机控制平台，到达检修时间前，计算机控制平台控制该基准站停止工作。

具体的，故障告警单元的工作步骤为：

Q1：获取异常基准站对应的维修员及维修员信息；将维修员标记为Wj，j＝1、……、n；

Q2：设定维修员对应的待维修数量记为M1_Wj；维修员的维修总次数记为M2_Wj；设定维修员的年龄记为N_Wj；

Q3：通过维修员的入职时间与系统当前时间获取得到维修员的入职时长，并标记为T_Wj；

Q4：利用公式获取得到维修员的告警值TX_Wj；其中，f1、f2、f3、f4和f5均为预设比例系数；WQ_Wj为维修员的未确定次数；

Q5：选取告警值最大的维修员为选中维修员；故障告警单元向选中维修员的手机终端上发送维修提醒指令；当选中维修员在预设时间范围内发送确认指令至故障告警单元，则选中维修员的待维修数量增加一，同时故障告警单元向选中维修员的手机终端发送需要维修的基准站位置；当选中维修员在预设时间范围内，未发送确认指令，则选中维修员的未确定次数增加一次，同时将告警值次之的维修员标记为选中维修员，并向选中维修员的手机终端上发送维修提醒指令；依次类推。

在另一个具体实施例中，计算机控制平台还包括注册登录模块，注册登录模块用于维修员提交维修员信息进行注册并将注册成功的维修员信息发送至计算机控制平台内存储；维修员信息包括姓名、维修基准站的名称、入职时间和年龄。

在另一个具体实施例中，计算机控制平台还包括故障上传模块，用于维修员进行基准站的故障信息上传；

具体上传过程如下：当维修员到达待维修的基准站处，通过手机终端发送当前定位至故障上传模块；故障上传模块接收到手机终端定位后获取计算机控制平台内该维修员的待维修的基准站位置，并进行手机终端定位与解析设备的位置进行匹配，当匹配成功后；

故障上传模块发送维修指令至维修员的手机终端上；维修员的手机终端接收到维修指令后进行维修，维修完成后，通过手机终端拍摄基准站的故障点照片及维修后的故障点照片并将其与故障维护信息发送至故障上传模块；故障上传模块将接收到的基准站的故障点照片及维修后的故障点照片和故障维护信息发送至计算机控制平台内存储，同时该维修员的维修总次数增加一次；维修员的待维修数量减少一；故障维修信息为维修人员通过手机终端输入的基准站异常原因。

本发明的核心点之一：在于对基准站的实时数据流进行处理，当基准站监测系数大于等于基准站监测系数阈值，则判定基准站异常，生成基准站检修信号，并将基准站检修信号和基准站位置发送至报警显示模块；报警显示模块接收到基准站检修信号和基准站位置后将其发送至故障告警单元，故障告警单元对检修员发送告警提醒，当选中维修员在预设时间范围内，未发送确认指令，将提醒值次之的维修员标记为选中维修员，并向选中维修员的手机终端上发送维修告警提醒；便于及时通知和选中维修员进行维修，避免维修员没有及时查看维修指令或维修员维修的基准站过多导致维修效率慢。

本发明的核心点之一：在于对地基增强系统工作过程中，用户管理平台根据用户终端上传的概略位置与高程等信息，从所有格网虚拟观测量中选取与用户终端发送的概略位置对应的某格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，具体是从所有格网虚拟观测量中选取最适宜即距离最短或距离适宜并且高程差最小的某个格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，进而将该差分信息及格网点的位置坐标发送给用户终端，使用户终端发送数据请求获取的定位精度更高，文件传输效率更快。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种地基增强系统的解算服务运行监控系统，其特征在于，包括多个基准站和计算机控制平台，计算机控制平台包括用户管理模块、数据接收模块、数据质量分析模块和报警显示模块；

用户管理模块用于对用户终端进行管理，并接收用户终端对数据请求；

数据接收模块用于实时接收连接地基增强系统基准站的实时数据流；

数据质量分析模块用于对实时数据流进行解码，根据解码后的数据计算对应基准站的相关观测指标；

报警显示模块用于对各个基准站的状态和相关观测指标进行实时显示和更新，并对异常基准站进行告警；

实时数据流包括用户终端请求数据的数据传输速度V1、基准站对用户终端数据请求的数据响应速度V2、用户终端的定位精度值J_d和基准站所测的信噪比观测值Xi；

数据质量分析模块对实时数据流的处理步骤如下：

S1：当信噪比观测值X i≥基准站信噪比阈值Xy，则基准站的运行异常，生成运行检修信号，进行步骤S4；

当信噪比观测值X i＜基准站信噪比阈值Xy，则进行步骤S2；

S2：通过公式获取到基准站监测系数JZ i，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，且c1＞c2＞c3＞0，β为修正因子，取值为3.1258689；

S3：将基准站监测系数JZi与监测系数阈值进行比较：

若基准站监测系数JZ i＜基准站监测系数阈值，则判定基准站正常，生成基准站正常信号，并将基准站正常信号发送至报警显示模块；

若基准站监测系数JZ i≥基准站监测系数阈值，则判定基准站异常，生成基准站检修信号，并将基准站检修信号和基准站位置发送至报警显示模块；

S4：当计算机控制平台接收到基准站正常信号后，保持对基准站实时数据流持续监测；

当报警显示模块接收到基准站检修信号和基准站位置后将其发送至故障告警单元，故障告警单元通过指派维修员前往异常基准站进行基准站运行问题处理。

2.根据权利要求1所述的一种地基增强系统的解算服务运行监控系统,其特征在于，用户管理模块用于接收用户终端向卫星终端发送数据信息请求，同时用户终端发送自身概略位置与高程信息；

所述用户管理平台根据用户终端上传的概略位置，从区域增强数据信息中选取与概略位置对应的某格网点虚拟观测量作为用户的差分信息，并将差分信息及格网点的位置坐标一起发送至用户终端。

3.根据权利要求1所述的一种地基增强系统的解算服务运行监控系统,其特征在于，所述故障告警单元是以短信的形式将基准站检修信号和基准站位置发送至维修人员手机终端，维修人员接收到检修信号后将检修时间发送至计算机控制平台，到达检修时间前，计算机控制平台控制该基准站停止工作。

4.根据权利要求3所述的一种地基增强系统的解算服务运行监控系统,其特征在于，计算机控制平台还包括注册登录模块，注册登录模块用于维修员提交维修员信息进行注册并将注册成功的维修员信息发送至计算机控制平台内存储；维修员信息包括姓名、维修基准站的名称、入职时间和年龄。

5.根据权利要求3所述的一种地基增强系统的解算服务运行监控系统,其特征在于，计算机控制平台还包括故障上传模块，用于维修员进行基准站的故障信息上传。

6.根据权利要求5所述的一种地基增强系统的解算服务运行监控系统,其特征在于，所述故障上传模块的工作过程为：

步骤一：当维修员到达待维修的基准站处，通过手机终端发送当前定位至故障上传模块；

步骤二：故障上传模块接收到手机终端定位后获取计算机控制平台内该维修员的待维修的基准站位置，并进行手机终端定位与解析设备的位置进行匹配；

步骤三：当匹配成功后，故障上传模块发送维修指令至维修员的手机终端上；维修员的手机终端接收到维修指令后进行维修；

步骤四：维修完成后，通过手机终端拍摄基准站的故障点照片及维修后的故障点照片并将其与故障维护信息发送至故障上传模块；故障上传模块将接收到的基准站的故障点照片及维修后的故障点照片和故障维护信息发送至计算机控制平台内存储，同时该维修员的维修总次数增加一次；维修员的待维修数量减少一；

步骤五：故障维修信息为维修人员通过手机终端输入的基准站异常原因。