CN116243351A - 一种高精度gnss定位终端的图层化行为数据脱敏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，该方法包括：在定位终端所在区域设置格网图层；根据设置的格网图层，获得距离定位终端最近的格网点，将该格网点作为替代点；定位终端将替代点的坐标作为定位终端的坐标，上传至地基增强服务提供方；地基增强服务提供方以定位终端上传的替代点坐标为基准，生成VRS服务数据，播发给定位终端，定位终端使用VRS服务数据进行载波相位相对定位，获得定位终端所在地的精确定位。本发明公开的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，保护了定位终端的用户信息安全，增强了数据保密特性。

Description

一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法

技术领域

本发明涉及一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，属于卫星定位领域。

背景技术

以北斗卫星导航系统为代表的导航卫星系统，能够全天候、全天时的提供定位、导航、授时等基本服务。

广泛应用于北斗高精度地基增强服务的网络RTK技术，主要由基线解算、VRS生成两部分组成。RTK技术（Real time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。

为保证网络RTK技术可以实时计算VRS服务数据，持续进行基线解算。网络RTK技术，能够响应定位终端的定位请求，以终端定位坐标为基准，由VRS生成部分生成VRS服务数据，播发给定位终端。GNSS定位终端使用VRS服务数据，利用载波相位观测值构建流动站和基准站之间的双差观测方程进行载波相位相对定位。定位终端进行RTK定位时，定位误差主要由残余对流延迟和残余电离层延迟影响，即主要由终端所处地理位置处的大气活跃程度以及终端与基准站的距离有关。

GNSS定位终端，使用定位坐标，向提供北斗地基增强服务的服务商发送定位请求，接收来自服务商的定位增强服务数据进行高精度定位。在这个GNSS定位终端与定位服务提供方的交互过程中，GNSS定位终端需要持续上报自己的定位坐标，以获得连续稳定的定位增强服务数据。对于现有的GNSS定位终端，在收到定位服务数据之前，向服务提供方上传的是定位终端进行单点定位的米级定位坐标；在收到定位服务数据之后，向服务提供方上传的是定位终端进行高精度定位增强的厘米级定位坐标。这个数据交互过程，GNSS定位终端将所有定位结果上报给服务提供商，将导致自身的高精度位置、运动轨迹、作业场景的信息泄漏。

由于上述原因，有必要对现有的GNSS定位终端的数据处理方法进行深入的研究，以解决定位终端的高精度位置、运动轨迹、作业场景等准确信息暴露的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，设计出一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，以定位终端附近一个替代点的坐标，替代定位终端所处位置的坐标，进行高精度地基增强定位。

在一个优选的实施方式中，该方法包括：

在定位终端所在区域设置格网图层；

根据设置的格网图层，获得距离定位终端最近的格网点，将该格网点作为替代点；

定位终端将替代点的坐标作为定位终端的坐标，上传至地基增强服务提供方；

地基增强服务提供方以定位终端上传的替代点坐标为基准，生成VRS服务数据，播发给定位终端，定位终端使用VRS服务数据进行载波相位相对定位，获得定位终端所在地的精确定位。

在一个优选的实施方式中，所述格网图层为由不同经纬度交叉构成的网格，所述格网点是指网格图层中格的中心点。

在一个优选的实施方式中，在格网图层中，格网横线为整数经分线，以及相邻整数经分线之间以经分步长为间隔设置的横线；格网纵线为整数纬分线，以及相邻整数纬分线之间以纬分步长为间隔设置的纵线，格网横线与格网纵线相交，形成格网。

在一个优选的实施方式中，在格网图层中，选择合适的经分步长和纬分步长，使得格网点与定位终端真实位置的对流层延迟、电离层延迟一致。

在一个优选的实施方式中，定位终端在向服务提供方上传的格网点坐标包括：格网点的经度、格网点的纬度和格网点的高程坐标。

在一个优选的实施方式中，所述格网图层具有多个，每个格网图层的密度不同。

在一个优选的实施方式中，密度最小的格网图层经分步长为5、纬分步长为5。

在一个优选的实施方式中，不同密度格网图层的范围不同，使得不同区域对应的最高优先级的格网图层不同。

在一个优选的实施方式中，当具有多个格网图层时，通过以下步骤获得替代点坐标：

定位终端通过卫星获取其坐标，包括坐标经度、坐标纬度、坐标高程；

确定覆盖定位终端坐标位置的格网图层中最高优先级的格网图层，以该格网图层作为获取替代点的图层；

根据该格网图层的经分步长和纬分步长获取替代点坐标的经度和纬度；

以定位终端的高程坐标作为替代点的高程坐标。

本发明所具有的有益效果包括：

（1）本发明提供的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，定位终端的坐标不会发送至地基增强服务提供方，服务端将无法获取定位终端的高精度位置、运动轨迹、作业场景等准确信息；

（2）本发明提供的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，实现简单，无需投入新的设备即可实现；

（3）本发明提供的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，保护了定位终端的用户信息安全，增强了数据保密特性。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法流程示意图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法中格网点的服务覆盖范围示意图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法中定位终端运行轨迹与格网点P的对应关系。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，不同于传统的高精度地基增强定位方法，定位终端在向服务提供方上传的，不再是定位终端所处位置的米级定位坐标或高精度定位增强的厘米级定位坐标，而是定位终端附近替代点的坐标，进行高精度地基增强定位，从而使得服务端无法获取定位终端的高精度位置信息。

具体地，包括以下步骤：

在定位终端所在区域设置格网图层；

根据设置的格网图层，获得距离定位终端最近的格网点，将该格网点作为替代点；

定位终端将替代点的坐标作为定位终端的坐标，上传至地基增强服务提供方；

地基增强服务提供方以定位终端上传的坐标为基准，生成VRS服务数据，播发给定位终端，定位终端使用VRS服务数据进行载波相位相对定位，获得定位终端所在地的精确定位。

所述格网图层为由不同经纬度交叉构成的网格，所述格网点是指网格图层中格的中心点。

在一个优选的实施方式中，在格网图层中，格网横线为整数经分线，以及相邻整数经分线之间以经分步长为间隔设置的横线；格网纵线为整数纬分线，以及相邻整数纬分线之间以纬分步长为间隔设置的纵线，格网横线与格网纵线相交，形成格网。

在测绘地理信息的数据处理中，实际格网的划分方式使用经度、纬度的间隔，而非直接使用距离为间隔划分格网，进一步地，以度为间隔的格网，由于一度约为100km，过于稀疏，失去了使用意义。在本发明中，采用经分和纬分以及经分步长、纬分步长进行划分，更有益于定位性能的连续稳定。

在本发明中，所述经分步长和纬分步长的设置，即格网的密度，需要兼顾终端定位服务精度、终端信息保密性，对于高精度地基增强服务，定位终端的位置距离VRS服务数据的坐标位置越近，定位服务精度越高。定位终端距离VRS的坐标位置越近，意味着格网密度越大，每个格网点的定位服务范围越小。但是，格网点越密，定位终端的保密性越差，因此格网密度不能过大，以至于损失终端的信息保密性能，格网密度也不能过小，以至于损失定位精度。其具体设置值本领域技术人员可根据经验和实际需要自由设置。

进一步地，由于定位终端进行RTK定位时，定位误差主要由残余对流延迟和残余电离层延迟影响。因此在保证信息安全的前提下，格网点的密度不应过于稀疏，引起格网点与用户真实位置的残余对流层延迟、残余电离层延迟过大。

在一个优选的实施方式中，选择合适的经分步长和纬分步长，使得格网点与定位终端真实位置的对流层延迟、电离层延迟一致，以保证定位终端获得的定位结果无重大误差。在本发明中，所述延迟一致是指延迟在可接受误差范围内数值相同，具体可接受误差范围，本领域技术人员可根据实际经验确定。

更优选地，在使得格网点与定位终端真实位置的对流层延迟、电离层延迟一致的情况下，选择最大的经分步长和纬分步长。

一般地，定位终端位置与格网点位置的距离控制在5km以内，即经分步长不小于1.5分，纬分步长不小于1.5分，可以保证定位终端位置与服务数据位置的对流层延迟、电离层延迟的一致性，使得定位精度达到厘米级。

在一个优选的实施方式中，不同区域的经分步长和纬分步长不同，根据本发明，本领域技术人员可根据经验对经分步长和纬分步长进行调整，更优选地，电离层活跃地区，以及对流层变化大地区，例如南方区域，降低经分步长和纬分步长，提高网格密度，以实现连续稳定的定位性能。

在一个优选的实施方式中，定位终端在向服务提供方上传的格网点坐标包括：

格网点的经度，以定位终端所处位置的经分除以经分步长，四舍五入之后乘以经分步长获得，更优选地，表示为：int(60.0*L/dL+0.5)*dL/60.0；

格网点的纬度，以定位终端所处位置纬分除以纬分步长，四舍五入之后乘以纬分步长获得，更优选地，表示为：int(60.0*B/dB+0.5)*dB/60.0；

格网点的高程坐标，表示为h；

其中int（ ）表示取整，L表示定位终端的经度，dL表示定位终端所在位置的经分步长；B表示定位终端的纬度，dB表示定位终端所在位置的纬分步长；h表示定位终端的高程坐标。

在本发明中，由于高程不包含敏感的地理信息，这个计算过程中，格网点的高程直接使用定位终端的高程，定位终端只需要保存格网，无需保存每套格网的高程。

进一步地，以上述格网点为中心的格网，其范围为以格网点为北方向a、南方向a、东方向b、西方向b的距离组成的2a*2b的矩形范围，如图2所示的虚线范围，其中，a=1/dB纬分，b=1/dL经分。

在本发明中，如图1所示，采用上述的格网点坐标，当定位终端在以P1为中心的格网中运动时，无论定位终端的是何种运行轨迹（如折线所示），其向服务提供方上传的格网点坐标始终为P1，当定位终端进入以P2为中心的格网中时，无论定位终端以何种轨迹运动，其向服务提供方上传的格网点坐标始终为P2。

根据本发明一个优选的实施方式，所述格网图层嵌入在定位终端中，更优选地，在定位终端中嵌入有多个格网图层，每个格网图层的密度不同。

根据本发明另一个优选的实施方式，所述格网图层由地基增强服务提供方提供给定位终端，更优选地，地基增强服务提供方能够根据定位终端所在位置和，或定位终端提出的需求进行格网图层的动态设置。

更优选地，在定位终端中嵌入有至少一个格网图层，且所述地基增强服务提供方也能够提供格网，进一步地，当地基增强服务提供方提供格网时，以地基增强服务提供方提供的格网为最终采用的格网，即地基增强服务提供方动态调整的格网的优先级高于定位终端内嵌的格网规则；当地基增强服务提供方未提供格网时，默认使用定位终端中嵌入的格网。

在一个优选的实施方式中，所述格网图层设置有多个，每个格网图层的密度不同，便于根据实际需求选择合适的格网。更优选的，多个格网图层按照密度依次排布，密度约高的格网图层其对应的优先级约高，便于后期选择。

更优选地，密度最小的格网图层经分步长为5、纬分步长为5，左下角经度是0、纬度是0，右上角经度是180、纬度是90。

在一个优选的实施方式中，不同格网图层的范围不同，使得不同区域对应的最高优先级的格网图层不同。

在一个优选的实施方式中，当具有多个格网图层时，通过以下步骤获得替代点坐标：

S11、定位终端通过卫星获取其坐标，包括坐标经度、坐标纬度、坐标高程；

S12、确定覆盖定位终端坐标位置的格网图层中最高优先级的格网图层，以该格网图层作为获取替代点的图层；

S13、根据该格网图层的经分步长和纬分步长获取替代点坐标的经度和纬度；

S14、以定位终端的高程坐标作为替代点的高程坐标。

优选地，S12中，选择最高优先级的格网图层，根据格网图层左下角经度、左下纬度、右上角经度、右上角纬度以及定位终端的经度、纬度，判断定位终端坐标是否在此格网图层的覆盖中，若在，则以该格网图层作为获取替代点的图层；若不在，则选择下一优先级的格网图层，再次判断定位终端坐标是否在此格网图层的覆盖中，直至确定覆盖定位终端坐标位置的格网图层中最高优先级的格网图层。

具体地，当定位终端的经度坐标大于格网图层的左下角经度，小于格网图层的右上角经度，且定位终端的纬度坐标大于格网图层的左下角纬度，小于格网图层的右上角纬度时，说明定位终端坐标在此格网图层的覆盖中。

优选地，S13中，替代点坐标表示为：

格网点的经度，表示为int(60.0*L/dL+0.5)*dL/60.0;

格网点的纬度，表示为int(60.0*B/dB+0.5)*dB/60.0。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，以定位终端附近一个替代点的坐标，替代定位终端所处位置的坐标，进行高精度地基增强定位。

2.根据权利要求1所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，该方法包括：

在定位终端所在区域设置格网图层；

根据设置的格网图层，获得距离定位终端最近的格网点，将该格网点作为替代点；

定位终端将替代点的坐标作为定位终端的坐标，上传至地基增强服务提供方；

地基增强服务提供方以定位终端上传的替代点坐标为基准，生成VRS服务数据，播发给定位终端，定位终端使用VRS服务数据进行载波相位相对定位，获得定位终端所在地的精确定位。

3.根据权利要求2所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

所述格网图层为由不同经纬度交叉构成的网格，所述格网点是指网格图层中格的中心点。

4.根据权利要求2所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

在格网图层中，格网横线为整数经分线，以及相邻整数经分线之间以经分步长为间隔设置的横线；格网纵线为整数纬分线，以及相邻整数纬分线之间以纬分步长为间隔设置的纵线，格网横线与格网纵线相交，形成格网。

5.根据权利要求2所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

在格网图层中，选择合适的经分步长和纬分步长，使得格网点与定位终端真实位置的对流层延迟、电离层延迟一致。

6.根据权利要求2所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

定位终端在向服务提供方上传的格网点坐标包括：格网点的经度、格网点的纬度和格网点的高程坐标。

7.根据权利要求2所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

所述格网图层具有多个，每个格网图层的密度不同。

8.根据权利要求7所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

密度最小的格网图层经分步长为5、纬分步长为5。

9.根据权利要求7所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

不同密度格网图层的范围不同，使得不同区域对应的最高优先级的格网图层不同。

10.根据权利要求9所述的高精度GNSS定位终端的图层化行为数据脱敏方法，其特征在于，

当具有多个格网图层时，通过以下步骤获得替代点坐标：

定位终端通过卫星获取其坐标，包括坐标经度、坐标纬度、坐标高程；

确定覆盖定位终端坐标位置的格网图层中最高优先级的格网图层，以该格网图层作为获取替代点的图层；

根据该格网图层的经分步长和纬分步长获取替代点坐标的经度和纬度；

以定位终端的高程坐标作为替代点的高程坐标。

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