CN212540724U - 一种局部实时差分数据多路径播发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种局部实时差分数据多路径播发系统，属于导航领域。为克服大型工矿企业内部在使用广域RKT数据时，定位结果不能直接使用、信号覆盖面不够以及单一播发方式不满足使用要求等问题，通过局部高精度基准站将局部RTK数据传输给服务器，该数据主要用于校正用户接收机观测和定位误差，服务器将该数据通过局域网、局域网与所述数据播发电台、以及局域网与所述私有LTE基站三种方式播发到用户接收机，从而在工矿环境下，局部RTK数据能有效播发；多种不同类型用户接收机能接收局部RTK数据，并利用该数据进行差分定位计算，定位结果考虑了局部范围内误差修正情况，属于高精度定位。

Description

一种局部实时差分数据多路径播发系统

技术领域

本实用新型属于技术领域，具体涉及一种局部实时动态差分数据多路径播发系统。

背景技术

RTK技术主要用于高精度定位计算，属于全球导航卫星系统(GNSS)的新技术，通过实时处理两个测量站卫星观测量的差分，将基准站采集的相关数据发给用户接收机，进行求差解算坐标。RTK能够实时得到厘米级定位精度。

RTK定位基本原理是：已知基准站精确坐标和实时观测卫星星历，对外播发相关数据；具有RTK数据接收和计算功能的高精度用户接收机(也称为流动站、观测站等)在接收实时观测卫星星历同时，结合收到的基准站播发的相关信息，计算出用户接收机精确定位，从而实现RTK高精度定位。

广域RTK数据属于公共资源，由政府或运营商建立基准站，并通过公共电信网络进行播发，满足大众化定位要求；局部RTK数据是由某单位自行建立基准站后生产，在内部播发。

对于大型工、矿企业，经常需要借助GNSS进行高精度测量测绘和设备定位，RTK是一种很好的技术。同时，大型工矿企业在使用广域RTK数据时，存在以下问题：一、企业局部范围内，往往存在坐标系统的内部修正参数，广域RTK数据不含企业内部修正参数，导致定位结果不能直接使用；二、大型工矿企业由于占地较广、地形地貌特别，公共RTK数据经常存在播发盲区，导致高精度定位失败；三、企业内部高精度定位设备多样，单一路径RTK数据播发不满足要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种局部实时差分数据多路径播发系统，以克服现有的工矿企业在使用广域RTK数据时，定位结果不能直接使用、信号覆盖面不够以及单一播发方式不满足使用要求等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种局部实时差分数据多路径播发系统，所述系统包括局部高精度基准站、服务器、私有LTE基站、客户前置设备CPE、数据播发电台和用户接收机,所述局部高精度基准站、所述服务器、所述私有LTE基站、所述数据播发电台全部接入局域网运行，所述CPE与所述私有LTE基站组成无线通信网络，所述局部高精度基准站生成局部RTK数据并通过局域网发送到所述服务器，所述服务器将所述局部RTK数据通过局域网、局域网与所述数据播发电台、以及局域网与所述私有LTE基站三种方式播发到所述用户接收机。

进一步地，所述局部高精度基准站用于同步接收北斗/GPS/GLONASS多卫星信号并数据校验,形成用于用户接收机校正观测和定位误差的数据，称为局部RTK数据，通过局域网将所述局部RTK数据传输给所述服务器。

进一步地，所述用户接收机包括类型1用户接收机，所述类型1用户接收机为通过无线电信号接收所述局部RTK数据的设备，所述服务器将收到的所述局部RTK数据通过局域网传输到所述数据播发电台，所述数据播发电台将所述局部RTK数据通过无线电信号传输到所述类型1用户接收机。

进一步地，所述用户接收机包括类型2用户接收机，所述CPE通过网络与所述类型2用户接收机连接，所述服务器将收到的所述局部RTK数据通过局域网传输到所述私有LTE基站，并通过所述私有LTE基站与所述CPE形成的无线通信网络，将所述局部RTK数据传给与所述CPE连接的所述类型2用户接收机。

进一步地，所述CPE与所述类型2用户接收机的连接网络为有线通信网络或无线通信网络。

进一步地，所述用户接收机包括类型3用户接收机，所述类型3用户接收机直接与局域网连接，所述服务器通过局域网直接向所述类型3用户接收机播发所述局部RTK数据。

进一步地，所述用户接收机还用于接收所述局部RTK数据，结合自身实时观测卫星星历数据，进行高精度定位计算。

进一步地，所述用户接收机为广义概念，可以是具有GNSS高精度定位计算功能的特殊设备，也是和某设备连接并实现该设备定位的GNSS高精度用户接收机，也可以是单独使用的GNSS高精度用户接收机。

进一步地，所述系统在局部范围内24h在线，不间断播发局部RTK数据。

(三)有益效果

本实用新型提出一种局部实时差分数据多路径播发系统，实现局部RTK数据的多路径播发，满足使用局部RTK数据的需要。本实用新型局部高精度基准站将局部RTK数据传输给所述服务器，该数据主要用于校正用户接收机观测和定位误差，所述服务器将局部RTK数据通过局域网、局域网与所述数据播发电台、以及局域网与所述私有LTE基站三种方式播发到用户接收机，从而在大型复杂工矿环境下，局部RTK数据能够在规定时间和范围内有效播发；多种不同类型的设备都可以接收局部RTK数据，并利用局部RTK数据进行差分定位计算，定位结果考虑了局部范围内误差修正情况，实时定位精度可以达到厘米级，可以满足局域范围各种应用需求；RTK数据播发延时普遍在毫秒级。

附图说明

图1为本实用新型的总体连接关系图；

图2为本实用新型的数据播发通道图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

本实用新型提出一种局部实时差分数据多路径播发系统，如图1所示，一种局部实时差分数据多路径播发系统，包括局部高精度基准站、服务器、私有LTE基站、客户前置设备CPE、数据播发电台和用户接收机组成。能够在局部范围内通过多种路径和形式，向不同类型用户接收机播发局部RTK数据，实现高精度定位。

局部高精度基准站、服务器、私有LTE基站、数据播发电台全部接入局域网运行。局部高精度基准站可以同步接收北斗/GPS/GLONASS等多卫星定位信号并进行优选组合。局部高精度基准站接收北斗/GPS/GLONASS等多卫星定位信号并数据校验后，可以形成用于校正用户接收机观测和定位误差的局部RTK数据。服务器接收高精度基准站数据后，可以在局部范围内通过数据播发电台向用户接收机播发局部RTK数据,可以在局部范围内通过CPE及其附属天线和私有LTE基站组成的无线通信网络，向CPE连接的用户接收机播发局部RTK数据,可以通过局域网直接向用户接收机播发局部RTK数据。局部RTK数据可以通过数据播发电台、私有LTE基站和局域网三种路径播发，三种方式可以同时存在和运行。

如图1所示，局域网属于区域性通信网络系统，能够在特定区域范围内实现网络连通。高精度基准站、服务器、私有LTE基站和数据播发电台全部接入局域网运行。

如图2所示，建立高精度基准站后，根据长期观测情况设置高精度基准站已知精确坐标；高精度基准站生成用于校正用户接收机观测和定位误差的数据，通过局域网传输给服务器，形成局部RTK数据。

如图2所示，类型1用户接收机为需要通过无线电信号接收局部RTK数据的设备。此条件下，局部RTK数据播发路径为：

第1步，数据播发电台设置有所需要的无线电信号播发参数

第2步，类型1用户接收机设置有所需的无线电信号接收参数

第3步，服务器将收到的局部RTK数据传输到数据播发电台，并通过数据播发电台对外播发

第4步，类型1用户接收机接收数据播发电台通过无线电信号传输的局部RTK数据，结合自身收到的实时观测卫星星历，进行高精度定位计算。

如图2所示，类型2用户接收机可以接收网络信号，但不能直接与局域网连接,需要通过私有LTE基站接收和播发局部RTK数据，播发路径为：

第1步，私有LTE基站设置无线网络通信参数

第2步，客户前置设备(CPE)设置与LTE基站实现无线通信所需的参数

第3步，CPE通过网络(有线或无线)与类型2用户接收机连接

第4步，服务器将收到的局部RTK数据传输到私有LTE基站，并通过私有LTE基站与CPE形成的无线通信网络，将局部RTK数据传给与CPE连接的类型2用户接收机

第5步，类型2用户接收机接收私有LTE基站传输的局部RTK数据，结合自身收到的实时观测卫星星历，进行高精度定位计算

如图2所示，类型3用户接收机能够直接与局域网连接。局部RTK数据播发路径为：

第1步，类型3用户接收机接入局域网

第2步，服务器通过局域网，直接向类型3用户接收机传输局部RTK数据

第3步，类型3用户接收机接收局部RTK数据，结合自身收到的实时观测卫星星历，进行高精度定位计算。

某海外露天金属矿山占地面积约21平方公里，存在测量测绘、车辆高精度定位、无人机高精度定位、远距离分散式固定设备等高精度定位需求。该矿山占地面积广、地形地貌复杂、矿区内公共通信资源质量差，广域RTK数据无法正常使用，严重影响矿山生产、运营和管理。

该矿山建设了1套局域网，1套局部高精度基准站，4个LTE基站，1台服务器，2套数据播发电台，局部高精度基准站、LTE基站、服务器和数据播发电台通过局域网实现相互连接，满足矿山局部RTK数据播发需要。

该矿山局域高精度基准站可同步接收北斗/GPS/GLONASS等多卫星定位信号，并进行优选组合，避免了单独使用一种卫星带来的信号不稳定问题和误差。

该矿山测量测绘设备徕卡GS15通过数据播发电台接收服务器播发的局部RTK数据，采区深部测量测绘室外作业时间由3-4h减少为1h左右。

该矿山采矿车辆通过车载CPE及其附属天线，与LTE基站形成无线通信网络，接收服务器播发的局部RTK数据，挖掘机、钻机、运输车实时定位精度提高至2cm到3cm左右，采矿贫化损失率下降1.5％以上，设备利用率提高5％以上。

该矿山无人机系统中，控制台通过车载CPE及其附属天线，与LTE基站形成无线网络通道，接收服务器播发的局部RTK数据；控制台收到局部RTK数据后，通过自有链路将局部RTK数据传递到无人机上，一方面实现无人机高精度定位，另一方面实现采集数据和分析建模的高精度定位。

该矿山固定系统接入局域网系统，直接接收服务器播发的局部RTK数据，实现高精度定位。

该矿山采用该系统后，实时定位精度水平误差不高于2cm、高程误差不高于3cm。

该系统24h连续在线，不间断播发实时局部RTK数据。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述系统包括局部高精度基准站、服务器、私有LTE基站、客户前置设备CPE、数据播发电台和用户接收机,所述局部高精度基准站、所述服务器、所述私有LTE基站、所述数据播发电台全部接入局域网运行，所述CPE与所述私有LTE基站组成无线通信网络，所述局部高精度基准站生成局部RTK数据并通过局域网发送到所述服务器，所述服务器将所述局部RTK数据通过局域网、局域网与所述数据播发电台、以及局域网与所述私有LTE基站三种方式播发到所述用户接收机。

2.如权利要求1所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述局部高精度基准站用于同步接收北斗/GPS/GLONASS多卫星定位信号,形成用于所述用户接收机校正观测和定位误差的数据，即所述局部RTK数据，通过局域网将所述局部RTK数据传输给所述服务器。

3.如权利要求1所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述用户接收机包括类型1用户接收机，所述类型1用户接收机为通过无线电信号接收所述局部RTK数据的设备，所述服务器将收到的所述局部RTK数据通过局域网传输到所述数据播发电台，所述数据播发电台将所述局部RTK数据通过无线电信号传输到所述类型1用户接收机。

4.如权利要求1所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述用户接收机包括类型2用户接收机，所述CPE通过通信网络与所述类型2用户接收机连接，所述服务器将收到的所述局部RTK数据通过局域网传输到所述私有LTE基站，并通过所述私有LTE基站与所述CPE形成的无线通信网络，将所述局部RTK数据传给与所述CPE连接的所述类型2用户接收机。

5.如权利要求4所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述CPE与所述类型2用户接收机的连接网络为有线通信网络或无线通信网络。

6.如权利要求1所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述用户接收机包括类型3用户接收机，所述类型3用户接收机直接与局域网连接，所述服务器通过局域网直接向所述类型3用户接收机播发所述局部RTK数据。

7.如权利要求3、4或6所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述用户接收机接收所述局部RTK数据后，结合自身观测到的实时观测卫星星历，实现高精度差分定位计算。

8.如权利要求7所述的局部实时差分数据多路径播发系统，其特征在于，所述系统在局部范围内24h在线，不间断播发局部RTK数据。

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