CN116089506B - 一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，属于北斗定位技术领域。本发明的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，方法包括如下步骤：用户设备向中台信号基站发送测距指令，指令汇总后通过信号雷达将询问信号发送给北斗同步卫星。为解决现有的北斗定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，对于高速运动体，就加大了定位的误差的问题，通过区域范围内的基站对其进行二次精度定位，这样便可以实现对高度移动中的用户实现定位操作。

Description

一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法

技术领域

本发明涉及北斗定位技术领域，具体为一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法。

背景技术

北斗系统与美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、欧洲伽利略系统一起并称全球四大卫星导航系统，为人类带来了巨大的社会和经济效益，广泛应用于航空、航海、电力、交通、测绘等领域。

现有的北斗定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，对于高速运动体，就加大了定位的误差；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，用户在发出定位请求时会进行一次定位测算，当同步卫星反馈至基站后，会再次进行一次定位测算，用以覆盖之前的定位数据，通过初始信号来确定用户所处的区域范围，随后通过区域范围内的基站对其进行二次精度定位，这样便可以实现对高度移动中的用户实现定位操作，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，所述方法包括如下步骤：

用户设备向中台信号基站发送测距指令，指令汇总后通过信号雷达将询问信号发送给北斗同步卫星，其中，中台信号基站是由移动、联通和电信等运营商合作协议形成的基站组网，设有独立的卫星信号通道，只用于传输卫星定位信号；

同步卫星将应答信号传输给中心控制系统，经地面中心控制系统解算，译码后的位置信号分为静态编码和动态编码，其中，北斗同步卫星在接收到来自地面的询问信号后，会由指定的卫星进行响应，经响应后的卫星会反追溯信号源，之后该卫星将应答信号传输反馈给地面中心控制系统，其中，应答信号可以分为静态编码和动态编码，其中，静态编码是由卫星测定的用户设备所处的区域位置信息，该信息包括海拔、省份以及经纬度，静态编码无法进行修改，其中，动态编码又分为初始动态编码和最终动态编码，初始动态编码是基站对卫星发射信号时采集的位置信息，而最终动态编码则是卫星反馈并下发至基站后，由基站重新测定的位置信息；

中心控制系统根据动态编码将询问信号与应答信号一一对应，然后进行传输授权，应答信号会向下传输给中台信号基站，其中，此处的位置信号是由初始动态编码和静态编码组成，其中，中心控制系统会根据初始动态编码来搜寻与应答信号相对应的分站系统，其中，在检索到对应的分站系统后，中心控制系统会对应答信号进行加密处理，同时也会开启控制系统与基站之间的传输授权；

基站在接收到应答信号后会有分站系统重新对用户进行区间地位，定位完成后修改动态编码，将两组译码合并后传输给用户设备，其中，组网内的基站在接收到对应的应答信号后，分站系统会在区域内检测用户设备的信号源，之后由区域内的基站重新对信号源所处的位置进行测定得到最终动态编码，将最终动态编码替换初始动态编码，再将最终动态编码和静态编码进行合译，译码后的数据会传输到用户设备上。

优选的，所述基站组网以及分站系统由如下步骤组成：

选定任意一组基站，以该基站为中心框选半径250m范围内的所有运营商基站，对范围内的基站进行字母和数字结合的编码形式，其中，编码形式为A101、A102、A103、A104、...，每个基站都拥有一个独立且唯一的编码信息，该编码代表了该基站所处的地理位置，其中，A为电信运营商、B为移动运营商、C为联通运营商，其他特殊民用或者军用运行平台可以由其他字母进行标定，各省市可以在编码大写字母前冠以省市的字母简称；

范围内的基站都可以以自身为中心向外进行覆盖，基站之间需要签订进行传输协议，通过传输协议来实现卫星定位信号的交互，其中，传输协议只涉及定位信号的传输反馈，不会占用运营商之间的通讯信号；

组网基站在对用户设备进行测定时，首先会确认当前用户所处的区域的大致位置，随后调出用户区域四周的基站信号，其中，调用基站是需要遵循基础定位原则，原则规定至少需要同时启用区域内最接近用户的三组基站信号；

通过用户设备接收不少于三组基站信号终端，之后再根据用户信号强度及基站位置进行推算自身位置，形成定位数据，其中，推算出的位置信息为动态编码，用户在发出定位请求时会进行一次定位测算，当同步卫星反馈至基站后，会再次进行一次定位测算，用以覆盖之前的定位数据。

优选的，所述组网基站的覆盖范围还可以设置为正六边形区域，每个正六边形区域称为一个站区，每个站区同样都有一个固定的ID，这样组网形成的网络酷似蜂窝装结构。

优选的，所述基站之间的通讯协议采用CLAA协议，用一个或几个SX127x做一个小“网关”或“集中器”，无线连接上百个的SX127x，组建一个小的星型网络，通过自己的LoRa私有通信协议，就可以实现一个简单的LoRa私有网络。

优选的，所述CLAA协议的CS端口有一个AppEui，一个认证密钥Key，一个用AppKey生成的挑战字，MSP收到请求后，用自己保存的AppKey也生成挑战字，两个挑战字一致认证成功。

优选的，所述采用通信和数据双加密结构，其中，通信加密采用对称加密方式，基站之间使用相同密钥的密码，既用于加密，也用于解密，传统的密码都属于私钥密码；

数据加密采用链路加密方式，所有的位置信号在被传输之前进行加密,在每一个节点对接收到的消息进行解密,然后先使用下一个链路的密钥对消息进行加密,再进行传输。

优选的，所述北斗定位系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。

优选的，所述北斗定位系统采用的是有源定位，用户需要通过地面中心站联系导航定位卫星，而地面中心站在获得卫星返回的用户两维位置后，可以根据计算机里的数据对应确定用户所在地的海拔高度。

优选的，所述北斗定位系统的定位原理采用无线电伪距定位，通过在太空中建立一个由多颗卫星所组成的卫星网络，通过对卫星轨道分布的合理化设计，用户在地球上任何一个位置都可以观测到至少三颗卫星，由于在某个具体时刻，某颗卫星的位置是确定的，用户只要测得与它们的距离，就可以解算出自身的坐标。

优选的，所述地面控制部分包括监测站、主控站和注入站，用户设备的内部设置有接收机模组。

优选的，用户设备向中台信号基站发送测距指令，包括：

获取中台信号基站的接收能力；

根据所述中台信号基站的接收能力，确定中台信号基站的接收参数；所述接收参数包括接收位置、占用非授权通道的时间信息、接收周期、接收次数；

确定用户设备与中台信号基站之间的非授权通道是否占用成功，在确定占用成功时，根据所述中台信号基站的接收参数，用户设备确定发送测距指令的发送条件；

在准备发送条件的过程中，检测用户设备是否发送数据序列至中台信号基站；

在确定用户设备发送数据序列至中台信号基站时，确定数据序列的第一优先级及测距指令的第二优先级；

将第一优先级与第二优先级进行比较，根据比较结果从大到小进行排序，根据排序结果进行数据序列及测距指令的传输；

在确定所述第一优先级与第二优先级相等时，将数据序列分割为若干个第一数据包；将测距指令分割为若干个第二数据包；第一数据包与第二数据包的大小一致；

将第一个第一数据包和第一个第二数据包基于链路传输至中台信号基站；中台信号基站在接收到第一个第一数据包和第一个第二数据包后分别生成对应的第一响应包及第二响应包，并反馈至所述用户设备；

用户设备在接收到第一响应包及第二响应包后，作为一组反馈包，并发送第二个第一数据包和第二个第二数据包，重复以上方法，直至对第一数据包或第二数据包的单独传输；

在实现第一数据包的单独传输时，表示第二数据包已经传输完毕，用户设备向中台信号基站发送测距指令成功；

在实现第二数据包的单独传输时，等待第二数据包全部传输完毕后，表示用户设备向中台信号基站发送测距指令成功。

优选的，还包括：

中台信号基站对所述应答信号在加密库中选取第一加密算法进行加密，得到第一加密信号；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，并判断所述相关系数是否在预设区间范围内，在确定所述相关系数在预设区间范围内时，确定第一加密算法为目标加密算法，将第一加密信号进行存储；所述预设区间范围为(-0.01,0.01)；反之，在加密库中选取第二加密算法进行加密，得到第二加密信号，重复以上方法，直至确定目标加密算法，并将基于目标加密算法得到的加密信号进行存储；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，包括：

其中，R为相关系数；W(A,B)为应答信号A与第一加密信号B的协方差；A_i为应答信号A中第i个信号节点；N为应答信号A包括的信号节点的数量，也为第一加密信号B中包括的信号节点的数量，且两者相等；B_i为第一加密信号B中第i个信号节点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明，北斗同步卫星在接收到来自地面的询问信号后，会由指定的卫星进行响应，经响应后的卫星会反追溯信号源，之后该卫星将应答信号传输反馈给地面中心控制系统，该应答信号可以分为静态编码和动态编码，其中，静态编码是由卫星测定的用户设备所处的区域位置信息，该信息包括海拔、省份以及经纬度，静态编码无法进行修改，这样卫星在根据用户请求提供服务时，只需对用户所处的大环境进行定位，在保障精度的情况下，减少卫星侦测计算所需的时间以及缩短系统的反应时间；

2、本发明，动态编码分为初始动态编码和最终动态编码，初始动态编码是基站对卫星发射信号时采集的位置信息，而最终动态编码则是卫星反馈并下发至基站后，由基站重新测定的位置信息，初始动态编码类似于身份铭牌，用户设备在提出请求后，会由最近的基站接收用户请求信号，随后该基站会以该基站的位置信息为初始动态编码发送给同步卫星，负责管辖该区域的同步卫星会立刻会请求信号进行反馈，生产静态编码，连同初始动态编码一起反馈至地面中心控制系统；

3、本发明，选定任意一组基站，以该基站为中心框选半径250m范围内的所有运营商基站，对范围内的基站进行字母和数字结合的编码形式，每个基站都拥有一个独立且唯一的编码信息，该编码代表了该基站所处的地理位置，各省市可以在编码大写字母前冠以省市的字母简称，省市区域内的基站都获取ID后，就可以形成一个位置信息覆盖网，每个基站都拥有一个ID数据，此ID数据不会发生改变，这样可以减轻卫星侦测的负担，同步卫星在进行定位时只需要完成大区域范围的地位，之后再由基站组网进行小区域范围内的精度定位，通过系统分工来提升定位效率；

4、本发明，通过用户设备接收不少于三组基站信号终端，之后再根据用户信号强度及基站位置进行推算自身位置，形成定位数据，推算出的位置信息为动态编码，用户在发出定位请求时会进行一次定位测算，当同步卫星反馈至基站后，会再次进行一次定位测算，用以覆盖之前的定位数据，通过初始信号来确定用户所处的区域范围，随后通过区域范围内的基站对其进行二次精度定位，这样便可以实现对高度移动中的用户实现定位操作。

附图说明

图1为本发明的定位数据转换方法流程图；

图2为本发明的基站组网方法流程图；

图3为本发明的基站定位结构示意图；

图4为本发明的基站组网分布结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，方法包括如下步骤：

用户设备向中台信号基站发送测距指令，指令汇总后通过信号雷达将询问信号发送给北斗同步卫星，其中，中台信号基站是由移动、联通和电信等运营商合作协议形成的基站组网，设有独立的卫星信号通道，只用于传输卫星定位信号；

同步卫星将应答信号传输给中心控制系统，经地面中心控制系统解算，译码后的位置信号分为静态编码和动态编码，其中，北斗同步卫星在接收到来自地面的询问信号后，会由指定的卫星进行响应，经响应后的卫星会反追溯信号源，之后该卫星将应答信号传输反馈给地面中心控制系统，其中，应答信号可以分为静态编码和动态编码，其中，静态编码是由卫星测定的用户设备所处的区域位置信息，该信息包括海拔、省份以及经纬度，静态编码无法进行修改，这样卫星在根据用户请求提供服务时，只需对用户所处的大环境进行定位，在保障精度的情况下，减少卫星侦测计算所需的时间以及缩短系统的反应时间，其中，动态编码又分为初始动态编码和最终动态编码，初始动态编码是基站对卫星发射信号时采集的位置信息，而最终动态编码则是卫星反馈并下发至基站后，由基站重新测定的位置信息，初始动态编码类似于身份铭牌，用户设备在提出请求后，会由最近的基站接收用户请求信号，随后该基站会以该基站的位置信息为初始动态编码发送给同步卫星，负责管辖该区域的同步卫星会立刻会请求信号进行反馈，生产静态编码，连同初始动态编码一起反馈至地面中心控制系统；

中心控制系统根据动态编码将询问信号与应答信号一一对应，然后进行传输授权，应答信号会向下传输给中台信号基站，其中，此处的位置信号是由初始动态编码和静态编码组成，其中，中心控制系统会根据初始动态编码来搜寻与应答信号相对应的分站系统，其中，在检索到对应的分站系统后，中心控制系统会对应答信号进行加密处理，同时也会开启控制系统与基站之间的传输授权，中心控制系统可以通过初始动态编码来访问同片区域的基站信息，之后将初始动态编码和静态编码一同发送给区域内的分站系统；

基站在接收到应答信号后会有分站系统重新对用户进行区间地位，定位完成后修改动态编码，将两组译码合并后传输给用户设备，其中，组网内的基站在接收到对应的应答信号后，分站系统会在区域内检测用户设备的信号源，之后由区域内的基站重新对信号源所处的位置进行测定得到最终动态编码，将最终动态编码替换初始动态编码，再将最终动态编码和静态编码进行合译，译码后的数据会传输到用户设备上。

采用通信和数据双加密结构，其中，通信加密采用对称加密方式，基站之间使用相同密钥的密码，既用于加密，也用于解密，传统的密码都属于私钥密码；

数据加密采用链路加密方式，所有的位置信号在被传输之前进行加密,在每一个节点对接收到的消息进行解密,然后先使用下一个链路的密钥对消息进行加密,再进行传输。

北斗定位系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°，北斗定位系统采用的是有源定位，用户需要通过地面中心站联系导航定位卫星，而地面中心站在获得卫星返回的用户两维位置后，可以根据计算机里的数据对应确定用户所在地的海拔高度，北斗定位系统的定位原理采用无线电伪距定位，通过在太空中建立一个由多颗卫星所组成的卫星网络，通过对卫星轨道分布的合理化设计，用户在地球上任何一个位置都可以观测到至少三颗卫星，由于在某个具体时刻，某颗卫星的位置是确定的，用户只要测得与它们的距离，就可以解算出自身的坐标，地面控制部分包括监测站、主控站和注入站，用户设备的内部设置有接收机模组。

请参阅图2-4，基站组网以及分站系统由如下步骤组成：

选定任意一组基站，以该基站为中心框选半径250m范围内的所有运营商基站，对范围内的基站进行字母和数字结合的编码形式，组网基站的覆盖范围还可以设置为正六边形区域，每个正六边形区域称为一个站区，每个站区同样都有一个固定的ID，这样组网形成的网络酷似蜂窝装结构，具体需要根据区域内基站的分布情况来进行选择，其中，编码形式为A101、A102、A103、A104、...，每个基站都拥有一个独立且唯一的编码信息，该编码代表了该基站所处的地理位置，其中，A为电信运营商、B为移动运营商、C为联通运营商，其他特殊民用或者军用运行平台可以由其他字母进行标定，各省市可以在编码大写字母前冠以省市的字母简称，省市区域内的基站都获取ID后，就可以形成一个位置信息覆盖网，每个基站都拥有一个ID数据，此ID数据不会发生改变，这样可以减轻卫星侦测的负担，同步卫星在进行定位时只需要完成大区域范围的地位，之后再由基站组网进行小区域范围内的精度定位；

范围内的基站都可以以自身为中心向外进行覆盖，基站之间需要签订进行传输协议，通过传输协议来实现卫星定位信号的交互，其中，传输协议只涉及定位信号的传输反馈，不会占用运营商之间的通讯信号，提升传输效率，避免信号出现混乱的情况出现；

组网基站在对用户设备进行测定时，首先会确认当前用户所处的区域的大致位置，随后调出用户区域四周的基站信号，其中，调用基站是需要遵循基础定位原则，原则规定至少需要同时启用区域内最接近用户的三组基站信号，三组基站信号可以保障测定时所需的精度要求；

通过用户设备接收不少于三组基站信号终端，之后再根据用户信号强度及基站位置进行推算自身位置，形成定位数据，其中，推算出的位置信息为动态编码，用户在发出定位请求时会进行一次定位测算，当同步卫星反馈至基站后，会再次进行一次定位测算，用以覆盖之前的定位数据，通过初始信号来确定用户所处的区域范围，随后通过区域范围内的基站对其进行二次精度定位，这样便可以实现对高度移动中的用户实现定位操作。

基站之间的通讯协议采用CLAA协议，用一个或几个SX127x做一个小“网关”或“集中器”，无线连接上百个的SX127x，组建一个小的星型网络，通过自己的LoRa私有通信协议，就可以实现一个简单的LoRa私有网络。

CLAA协议的CS端口有一个AppEui，一个认证密钥Key，一个用AppKey生成的挑战字，MSP收到请求后，用自己保存的AppKey也生成挑战字，两个挑战字一致认证成功。

优选的，用户设备向中台信号基站发送测距指令，包括：

获取中台信号基站的接收能力；

根据所述中台信号基站的接收能力，确定中台信号基站的接收参数；所述接收参数包括接收位置、占用非授权通道的时间信息、接收周期、接收次数；

确定用户设备与中台信号基站之间的非授权通道是否占用成功，在确定占用成功时，根据所述中台信号基站的接收参数，用户设备确定发送测距指令的发送条件；

在准备发送条件的过程中，检测用户设备是否发送数据序列至中台信号基站；

在确定用户设备发送数据序列至中台信号基站时，确定数据序列的第一优先级及测距指令的第二优先级；

将第一优先级与第二优先级进行比较，根据比较结果从大到小进行排序，根据排序结果进行数据序列及测距指令的传输；

在确定所述第一优先级与第二优先级相等时，将数据序列分割为若干个第一数据包；将测距指令分割为若干个第二数据包；第一数据包与第二数据包的大小一致；

将第一个第一数据包和第一个第二数据包基于链路传输至中台信号基站；中台信号基站在接收到第一个第一数据包和第一个第二数据包后分别生成对应的第一响应包及第二响应包，并反馈至所述用户设备；

用户设备在接收到第一响应包及第二响应包后，作为一组反馈包，并发送第二个第一数据包和第二个第二数据包，重复以上方法，直至对第一数据包或第二数据包的单独传输；

在实现第一数据包的单独传输时，表示第二数据包已经传输完毕，用户设备向中台信号基站发送测距指令成功；

在实现第二数据包的单独传输时，等待第二数据包全部传输完毕后，表示用户设备向中台信号基站发送测距指令成功。

上述技术方案的工作原理：用户设备向中台信号基站发送测距指令时，综合考虑中台信号基站的接收能力，并确定接收参数。

在无线通讯系统中通常采用授权信道进行传输，随着无线通信技术的不断演进，授权信道已经不能满足传输需求。为此，在用户设备与中台信号基站之间通过监听避让机制来使用非授权信道，如下行控制指令的传输等。

确定用户设备与中台信号基站之间的非授权通道是否占用成功，在确定占用成功时，根据所述中台信号基站的接收参数，用户设备确定发送测距指令的发送条件；发送条件，如基于接收位置，确定发送位置信息；基于占用非授权通道的时间信息，确定发送时间信息；基于接收周期确定发送周期；基于接收次数确定发送次数等。完成测距指令发送前的准备工作，便于保证发送的有序及高效的进行。

数据序列为与测距指令类型不一致的数据。

在确定用户设备发送数据序列至中台信号基站时，确定数据序列的第一优先级及测距指令的第二优先级；将第一优先级与第二优先级进行比较，根据比较结果从大到小进行排序，根据排序结果进行数据序列及测距指令的传输；如第一优先级大于第二优先级，则先发送数据序列，在数据序列发送完毕后，再发送测距指令。如第二优先级大于第一优先级，则先发送测距指令，在测距指令发送完毕后，再发送数据序列。基于数据序列及测距指令的优先级确定发送的优先级，保证数据的有序发送。

在确定所述第一优先级与第二优先级相等时，将数据序列分割为若干个第一数据包；将测距指令分割为若干个第二数据包；第一数据包与第二数据包的大小一致；将第一个第一数据包和第一个第二数据包基于链路传输至中台信号基站；中台信号基站在接收到第一个第一数据包和第一个第二数据包后分别生成对应的第一响应包及第二响应包，并反馈至所述用户设备；用户设备在接收到第一响应包及第二响应包后，作为一组反馈包，并发送第二个第一数据包和第二个第二数据包，重复以上方法，直至对第一数据包或第二数据包的单独传输；在实现第一数据包的单独传输时，表示第二数据包已经传输完毕，用户设备向中台信号基站发送测距指令成功；在实现第二数据包的单独传输时，等待第二数据包全部传输完毕后，表示用户设备向中台信号基站发送测距指令成功。便于实现数据序列与测距指令基于同样优先级的发送，在确认中台信号基站接收到第一个第一数据包和第一个第二数据包，才会发送第二个第一数据包和第二个第二数据包，保证传输资源的公平分配，保证数据传输的合理性。

上述技术方案的有益效果：基于中台信号基站的接收参数，用户设备确定发送测距指令的发送条件，保证发送的准备工作。基于数据序列的第一优先级及测距指令的第二优先级，实现公平且高效的数据传输，提高数据传输的稳定性。

优选的，还包括：

中台信号基站对所述应答信号在加密库中选取第一加密算法进行加密，得到第一加密信号；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，并判断所述相关系数是否在预设区间范围内，在确定所述相关系数在预设区间范围内时，确定第一加密算法为目标加密算法，将第一加密信号进行存储；所述预设区间范围为(-0.01,0.01)；反之，在加密库中选取第二加密算法进行加密，得到第二加密信号，重复以上方法，直至确定目标加密算法，并将基于目标加密算法得到的加密信号进行存储；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，包括：

其中，R为相关系数；W(A,B)为应答信号A与第一加密信号B的协方差；A_i为应答信号A中第i个信号节点；N为应答信号A包括的信号节点的数量，也为第一加密信号B中包括的信号节点的数量，且两者相等；B_i为第一加密信号B中第i个信号节点。

上述技术方案的工作原理及有益效果：中台信号基站对所述应答信号在加密库中选取第一加密算法进行加密，得到第一加密信号；根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，并判断所述相关系数是否在预设区间范围内，在确定所述相关系数在预设区间范围内时，确定第一加密算法为目标加密算法，将第一加密信号进行存储；所述预设区间范围为(-0.01,0.01)；反之，在加密库中选取第二加密算法进行加密，得到第二加密信号，重复以上方法，直至确定目标加密算法，并将基于目标加密算法得到的加密信号进行存储；便于实现对应答信号的加密存储，提高数据传输的安全性。相关系数在-1或1时，表示应答信号与加密信号的相关性很强，可以较容易进行破解。即该加密算法的加密性能较差。相关系数在0附近时，表示应答信号与加密信号的相关性很差，不容易进行破解。即该加密算法的加密性能较好。在加密数据库中准确选取出适合应答信号的目标加密算法，并将基于目标加密算法得到的加密信号进行存储。基于上述公式准确实现应答信号及所述第一加密信号的相关性分析，得到准确的相关系数，进而可以准确判断相关系数是否在预设区间范围内，便于确定目标加密算法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于，方法包括如下步骤：

用户设备向中台信号基站发送测距指令，指令汇总后通过信号雷达将询问信号发送给北斗同步卫星，其中，中台信号基站是由移动、联通和电信运营商合作协议形成的基站组网，设有独立的卫星信号通道，用于传输卫星定位信号；

北斗同步卫星将应答信号传输给地面中心控制系统，经地面中心控制系统解算，译码后的位置信号分为静态编码和动态编码，其中，北斗同步卫星在接收到来自中台信号基站询问信号后，会由指定的卫星进行响应，经响应后的卫星会反追溯信号源，之后该卫星将应答信号传输反馈给地面中心控制系统，其中，应答信号分为静态编码和动态编码，其中，静态编码为卫星测定的用户设备所处的区域位置信息，该信息包括海拔、省份以及经纬度，静态编码无法进行修改，其中，动态编码分为初始动态编码和最终动态编码，初始动态编码为中台信号基站对北斗同步卫星发射信号时采集的离用户设备最近的基站的位置信息，而最终动态编码则是北斗同步卫星反馈并下发至中台信号基站后，由中台信号基站重新测定的位置信息；

地面中心控制系统根据动态编码将询问信号与应答信号一一对应，然后进行传输授权，应答信号会向下传输给中台信号基站，其中，此处的位置信号是由初始动态编码和静态编码组成，其中，地面中心控制系统会根据初始动态编码来搜寻与应答信号相对应的中台信号基站中的分站系统，地面中心控制系统通过初始动态编码来访问同片区域的基站信息，之后将初始动态编码和静态编码一同发送给区域内的分站系统，其中，在检索到对应的分站系统后，地面中心控制系统会对应答信号进行加密处理，同时开启地面中心控制系统与基站之间的传输授权；

基站在接收到应答信号后分站系统重新对用户进行区间定位，定位完成后修改动态编码，将两组译码合并后传输给用户设备，其中，组网内的基站在接收到对应的应答信号后，分站系统会在区域内检测用户设备的信号源，之后由区域内的基站重新对信号源所处的位置进行测定得到最终动态编码，将最终动态编码替换初始动态编码，再将最终动态编码和静态编码进行合译，译码后的数据会传输到用户设备上。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：所述基站组网以及分站系统由如下步骤组成：

选定任意一组基站，以该基站为中心框选半径250m范围内的所有运营商基站，对范围内的基站进行字母和数字结合的编码形式，其中，编码形式为A101、A102、A103、A104、...，每个基站都拥有一个独立且唯一的编码信息，该编码代表了该基站所处的地理位置，其中，A为电信运营商、B为移动运营商、C为联通运营商；

范围内的基站都以自身为中心向外进行覆盖，基站之间需要签订进行传输协议，通过传输协议实现卫星定位信号的交互；

组网内的基站在对用户设备进行测定时，首先会确认当前用户所处的区域的位置，随后调出用户区域四周的基站信号；

通过用户设备接收不少于三组基站信号终端，之后再根据用户信号强度及基站位置进行推算自身位置，形成定位数据，其中，推算出的位置信息为动态编码，用户在发出定位请求时会进行一次定位测算，当同步卫星反馈至基站后，会再次进行一次定位测算，用以覆盖之前的定位数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：所述组网基站的覆盖范围设置为正六边形区域，每个正六边形区域称为一个站区，每个站区同样都有一个固定的ID。

4.根据权利要求2所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：所述基站之间的通讯协议采用CLAA协议，采用若干个SX127x做成一个网关或集中器，无线连接若干个SX127x，组建星型网络。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：所述CLAA协议的CS端口具有一个AppEui、一个认证密钥Key以及一个用AppKey生成的挑战字，MSP收到请求后，用自己保存的AppKey生成挑战字，两个挑战字一致认证成功。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：采用通信和数据双加密结构，其中，通信加密采用对称加密方式，基站之间使用相同密钥的密码；

数据加密采用链路加密方式，所有的位置信号在被传输之前进行加密，在每一个节点对接收到的消息进行解密，然后先使用下一个链路的密钥对消息进行加密，再进行传输。

7.根据权利要求6所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：北斗定位系统采用有源定位，用户需要通过地面中心控制系统联系导航定位卫星，地面中心控制系统在获得卫星返回的用户两维位置后，根据计算机里的数据对应确定用户所在地的海拔高度。

8.根据权利要求1所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：所述地面中心控制系统包括监测站、主控站和注入站，用户设备的内部设置有接收机模组。

9.根据权利要求1所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：用户设备向中台信号基站发送测距指令，包括：

获取中台信号基站的接收能力；

根据所述中台信号基站的接收能力，确定中台信号基站的接收参数；所述接收参数包括接收位置、占用非授权通道的时间信息、接收周期、接收次数；

确定用户设备与中台信号基站之间的非授权通道是否占用成功，在确定占用成功时，根据所述中台信号基站的接收参数，用户设备确定发送测距指令的发送条件；

在准备发送条件的过程中，检测用户设备是否发送数据序列至中台信号基站；

在确定用户设备发送数据序列至中台信号基站时，确定数据序列的第一优先级及测距指令的第二优先级；

将第一优先级与第二优先级进行比较，根据比较结果从大到小进行排序，根据排序结果进行数据序列及测距指令的传输；

在确定所述第一优先级与第二优先级相等时，将数据序列分割为若干个第一数据包；将测距指令分割为若干个第二数据包；第一数据包与第二数据包的大小一致；

将第一个第一数据包和第一个第二数据包基于链路传输至中台信号基站；中台信号基站在接收到第一个第一数据包和第一个第二数据包后分别生成对应的第一响应包及第二响应包，并反馈至所述用户设备；

用户设备在接收到第一响应包及第二响应包后，作为一组反馈包，并发送第二个第一数据包和第二个第二数据包，重复以上方法，直至对第一数据包或第二数据包的单独传输；

在实现第一数据包的单独传输时，表示第二数据包已经传输完毕，用户设备向中台信号基站发送测距指令成功；

在实现第二数据包的单独传输时，等待第二数据包全部传输完毕后，表示用户设备向中台信号基站发送测距指令成功。

10.根据权利要求1所述的一种基于数据中台的北斗定位数据格式转换方法，其特征在于：还包括：

中台信号基站对所述应答信号在加密库中选取第一加密算法进行加密，得到第一加密信号；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，并判断所述相关系数是否在预设区间范围内，在确定所述相关系数在预设区间范围内时，确定第一加密算法为目标加密算法，将第一加密信号进行存储；所述预设区间范围为(-0.01,0.01)；反之，在加密库中选取第二加密算法进行加密，得到第二加密信号，重复以上方法，直至确定目标加密算法，并将基于目标加密算法得到的加密信号进行存储；

根据所述应答信号及所述第一加密信号进行相关性分析，计算得到相关系数，包括：

其中，R为相关系数；W(A,B)为应答信号A与第一加密信号B的协方差；A_i为应答信号A中第i个信号节点；N为应答信号A包括的信号节点的数量，也为第一加密信号B中包括的信号节点的数量，且两者相等；B_i为第一加密信号B中第i个信号节点。