WO2020211162A1 - 差分数据的分发、接收方法及装置 - Google Patents

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WO2020211162A1 PCT/CN2019/088372 CN2019088372W WO2020211162A1 WO 2020211162 A1 WO2020211162 A1 WO 2020211162A1 CN 2019088372 W CN2019088372 W CN 2019088372W WO 2020211162 A1 WO2020211162 A1 WO 2020211162A1
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Abstract

本申请公开一种差分数据的分发、接收方法及装置，所述分发方法包括步骤：获取本地基准站的差分数据；接收附近其他广播发射台发出的差分数据；将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。所述接收方法包括步骤：接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是利用所述的差分数据的分发方法分发的。

Description

差分数据的分发、接收方法及装置
本申请要求于2019年4月19日提交中国专利局、申请号为201910327912.2、发明名称为“差分数据的分发、接收方法及装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在申请中。
技术领域
本申请涉及全球导航卫星系统的连续运行参考站网的结构与组网技术领域，尤其涉及一种差分数据的分发、接收方法及装置。
背景技术
全球导航卫星系统的连续运行参考站网(Continuous Operation Reference Stations，CORS)，主要由多个GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)基准站和通讯网络组成。其中，基准站为已知精密坐标的地面固定站，实时观测导航卫星信号，获得各类观测数据，再通过通讯网络传递给数据中心或用户。
CORS能够提供多种服务，包括：空间定位服务、空间坐标基准服务、源数据服务、时间服务、卫星轨道服务等。其中，空间定位服务是CORS的主要服务内容之一。CORS能以多种定位精度满足广泛的应用需求，提供动态、连续、高精度的空间位置服务。提供这种服务的系统，通常被称为GNSS地基增强系统(Ground-Based Augmentation Systems，GBAS)，这是应用差分定位技术的一个成果。
差分定位技术就是利用基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并实时地将这一改正数发送出去。用户基准站在观测卫星信号的同时，利用接收到的改正数，对其定位结果进行改正以提高定位精度。其基本原理在于不同基准站间的卫星信号观测值存在与距离或空间相关的公共误差，通过差分处理，不同观测值中的公共 误差得以消除或减小，从而获得更高精度的定位结果。
然而，差分定位技术的有效性是建立在用户终端与基准站的误差强相关这一假设条件基础上的，即该误差存在空间相关性，会随着用户终端与基准站的距离(基线距离)的增加而变得越来越差，卫星轨道偏差、电离层和对流层延迟的残余误差项都将迅速增加。这导致在较长的基线距离(例如50km以上)时，经过差分处理后的定位结果仍然含有很大的观测误差，甚至无法固定解，从而使定位精度降低。
为了克服这个问题，最简单做法是增加基准站数量来降低基线距离，但这会使得CORS建设成本急剧上升，并不可取。因此，多参考站差分定位技术应运而生。利用某一区域内的多个基准站来计算差分改正信息，以区域型的网络误差模型来取代线性衰减的单点误差模型，从而实现更可靠、更均匀、更高精度的定位效果。根据作业模式的不同，多参考站差分定位技术还可细分为虚拟参考站(VRS)、区域改正数(FKP)和主辅站(MAC)等技术体制。
综上，为提高定位精确度，在CORS数据的基础上，提出多参考站差分定位服务的GNSS地基增强系统，其系统构型通常如图1所示。
现有方案的CORS数据通讯网络通常采用光纤或微波等专线连接。然而，由于基准站的选址取决于卫星观测条件、地质条件和网形最优原则，并不参考人口分布情况，导致许多参考站所处环境的基础设施非常落后，架设通信专线的成本极高。另一方面，此类专线连接在台风、地震等自然灾害发生时，抗毁效果差且损毁后恢复速度慢，而此时又正是需要高精度定位服务来发挥救灾作用的时候。
此外，数据中心在面向用户提供高精度位置服务时，基于前面提到的多参考站差分定位技术，需要用户先提供自身概略位置，再使用虚拟参考站(VRS)等技术方法，为该用户单独生成一组差分数据。这种点对点的工作方式，对数据中心的多用户服务能力挑战很大。需要大规模的计算机基础设施投资，建设庞大的数据中心，才有可能满足海量用户同时在线使用的需求。
申请内容
本申请的主要目的是提供一种差分数据的分发方法及装置，旨在解决现有技术中架设通信专线成本高、用户与基站点对点的工作方式的问题。
为实现上述目的，一种差分数据的分发方法，包括步骤：
获取本地基准站的差分数据；
接收附近其他广播发射台发出的差分数据；
将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。
可选地，所述差分数据包括：基准站的观测数据或虚拟基准站的差分数据，所述基准站与所述虚拟基准站一一对应。
可选地，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：
对所述差分数据进行去噪处理。
可选地，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：
判断本地基准站是否出现故障；
当判断本地基准站出现故障时，根据本地基准站坐标和所述附近其他广播发射台发出的差分数据，获得虚拟基准站的差分数据，并将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据。
可选地，所述将所述组合差分数据发送出去的步骤包括：
通过低码率调制频道将所述的本地基准站的差分数据发送出去；
通过高码率调制频道将接收的附近其他广播发射台发出的差分数据发送出去。
为了实现上述目的，本申请还提供一种差分数据的接收方法，包括步骤：
接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是利用上面所述的方法分发的。
可选地，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用 户的地理位置信息包括步骤：
所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
为实现上述目的，本申请还提供一种差分数据的分发装置，包括：
若干个基准站，所述基准站用于获取所述差分数据；
若干个广播发射台，所述广播发射台用于获取本地基准站的差分数据，接收附近其他广播发射台发出的差分数据，将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
所述基准站与所述广播发射台对应设立。
可选地，所述基准站设立在对应的广播发射台的周边的、符合设定条件的区域内。
为实现上述目的，本申请还提供一种差分数据的接收装置，包括：
用户终端，用于接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是利用所述的差分数据的分发方法分发的。
本申请提出的技术方案中通过广播电台将差分数据广播出去，省去了专线的架设，用户通过接收广播发射台的数据，解决了点对点的工作方式；同时也减少了基准站的建设数量，降低了架设成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图示出的结构获得其他的附图。
图1为现有的多参考站差分定位服务的GNSS地基增强系统示意图；
图2为本申请所述差分数据的分发方法的流程示意图；
图3为本申请广播发射台与对应的基准站的结构示意图；
图4为本申请所述广播发射台之间的信息传递示意图；
图5为本申请所述将组合差分数据发送出去之前的步骤流程示意图；
图6为本申请所述利用虚拟基准站的差分数据跟踪对应的基准站的位移变化的具体流程示意图；
图7为本申请所述差分数据的接收方法的流程示意图；
图8为本申请所述差分数据的分发装置的结构示意图；
图9为本申请所述广播发射台结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外，本申请各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
如图2所示，本申请提供一种差分数据的分发方法包括步骤：
S1，获取本地基准站的差分数据；
S2，接收附近其他广播发射台发出的差分数据；
S3，将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。
广播发射台为广电部门建设的广播信号发射塔，本申请只是通过利用广播发射台进行信号分发，没有额外的增加建设成本；同时，通过广播电台将差分数据广播出去，省去了专线的架设；此外，由于基准站与广播发射台对应设立，每个广播发射台附近设有一台对应的本地基准站，减少了基准站的建设数量，降低了架设成本。
在某一实施方式中，所述将所述组合差分数据发送出去的步骤包括：
通过低码率调制频道将所述的本地基准站的差分数据发送出去；
通过高码率调制频道将接收的附近其他广播发射台发出的差分数据发送出去。
利用数字广播的低码率调制通道，将广播发射台本地基准站产生 的差分数据播发出去；同时在广播发射台布置数字广播接收机，接收其他广播发射台播出的当地基准站差分数据，再通过数字广播的高码率调制通道一起播发出去；用户终端接收任一广播发射台的信号，即可同时收到多个基准站的差分数据，并在终端侧自行实现多参考站差分定位技术，就可以撤销掉数据中心。
具体实施过程中，首先需要架设本地基准站，CORS建设的基本工作就是架设GNSS基准站，本申请的做法是在每个广播发射台当地架设一个GNSS基准站。GNSS基准站为地面固定装置，具备预先测量好的精确三维坐标。通过多模多频GNSS基准站，对北斗、GPS等导航卫星进行连续观测，在对可见卫星进行锁定跟踪后，采集相应的卫星星历参数、伪距和载波相位观测量等GNSS观测数据。这些实时的观测数据传输到数字广播发射机，经调制后再由广播发射天线播发出去，如图3所示。
GNSS观测数据中包含卫星/基准站钟差、卫星星历误差、对流层延迟、电离层延迟等多种系统误差，这些系统误差大部分与卫星、基准站强相关，通过观测值差分可以消除或削弱大部分系统误差。
下面是对GNSS基本观测量观测方程的描述：
Figure PCTCN2019088372-appb-000001
式中：
上标s表示卫星标识，下标A为基准站标识；
下标i表示GNSS信号频率编号，λ i表示对应频点的波长；
Figure PCTCN2019088372-appb-000002
为伪距观测值(m)，
Figure PCTCN2019088372-appb-000003
为载波相位观测值(周)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000004
为卫星与基准站之间的几何距离(m)；
δt A是基准站时钟误差，δt s是卫星时钟误差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000005
为电离层延迟误差(m)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000006
为对流层延迟误差(m)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000007
为卫星星历误差(m)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000008
为整周模糊度(周)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000009
为伪距多路径误差(m)，
Figure PCTCN2019088372-appb-000010
为载波相位多路径误差(m)；
Figure PCTCN2019088372-appb-000011
为伪距测量噪声，
Figure PCTCN2019088372-appb-000012
为载波相位测量噪声。
除了要播发本地基准站的观测数据，还需要通过数字广播接收机，获取其他广播发射台播出的当地基准站观测数据，然后再通过本地的数字广播发射机一并转发出去，如图4所示。
广播发射台播发的基准站差分数据可以分成两类：第一类是本地的基准站(或虚拟站)数据；第二类是接收来的周边广播发射台当地的基准站(或虚拟站)数据，做转发处理。这两类数据在播发时需要做不同的处理。这是由于任意两个相邻的广播发射台，它们之间的直线距离，很可能大于其中任何一个广播发射台信号的正常覆盖距离。而本申请方法要求广播发射台播出的本地基准站数据，能通过广播信号传递到周边的其它广播发射台，才能实现分布式的CORS组网结构。而第二类数据属于转发，无需再次传输回去。
因此，承载上述第一类数据的广播信号需要更远的传输距离，而承载第二类数据的广播信号则需要更大的传输带宽(因为是多个站的数据)。
根据香农公式：
Figure PCTCN2019088372-appb-000013
其中，C代表传输带宽，B为信号频宽，S为信号功率，N为噪声功率。需注意到，信号频宽取决于通信标准定义和频率规划不可更改，噪声功率则是信号接收环境的真实反映。更远距离的信号传输，意味着接收到的信号功率会更低，为了保证信号的正常传输，就需要将传输带宽调低。
本申请的做法是采取分级调制的方式，对第一类数据和第二类数据采用不同的信号调制参数。第一类数据使用低码率的调制参数，具体可以包括更低的FEC码率、低阶的星座映射、扩频调制等方式；第二类数据则使用高码率的调制参数以保证足够的数据带宽。这些调制参数再与第一类数据、第二类数据，以及其他必要信息复用在一起， 同时播发出去，提供给接收用户做解调时使用。
为此，本申请设计的播发数据复用结构如表1所示。
表1
Figure PCTCN2019088372-appb-000014
在某一实施方式中，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：对所述差分数据进行去噪处理。
通过去噪处理得到的数据更为精准，为得到精准的定位提供了保证。
所述差分数据包括：基准站的观测数据或虚拟基准站的差分数据， 所述基准站与所述虚拟基准站一一对应。
基准站在长期运行过程中因受到地震、库区水压力、板块运动等原因的影响，不可避免地会发生位移情况，如果基准站在工作时发生了位移形变，则基准站的形变偏差会混入到观测数据中形成噪声影响，若不加处理则会导致用户解算结果失真。因此，在运行过程中加入虚拟站的差分数据，能够有效避免该问题所带来的不良影响。
在某一实施方式中，如图5所示，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：
判断本地基准站是否出现故障；
当判断本地基准站出现故障时，根据本地基准站坐标和所述附近其他广播发射台发出的差分数据，获得虚拟基准站的差分数据，并将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据。
利用虚拟基准站，通过差分结算，能够有效跟踪基准站的位移变化情况，保证了差分数据传输过程中的准确度，为精准定位提供正确的数据。
虚拟基准站的构建过程具体如下：
1、基于本地基准站坐标，使用周边基准站的观测数据计算出一个虚拟基准站的观测数据，如果本地基准站出现断电、数据中断、设备故障等原因而无法使用的情况，就直接使用这个虚拟基准站数据代替本地基准站数据播发出去；
2、在本地基准站正常工作的情况下，利用上面计算出来的虚拟基准站数据，对本地基准站进行差分解算，获取精确定位结果，从而跟踪本地基准站的长期位移变化，不断修正本地基准站的精确坐标；
3、重复上面的步骤，记录下各个基准站的坐标变化情况，就可以探测出各个基准站之间是否存在相对运动趋势，也能为整个CORS系统的稳定性和可靠性提升带来帮助。
虚拟基准站是一个物理上并不存在的基准站，需要在其它基准站的观测数据基础上，基于空间相关误差模型来构建虚拟观测值。首先，假设虚拟基准站的伪距观测值和载波相位观测值都存在，则虚拟基准 站与其它现有的基准站对于共视卫星S的站间单差观测方程为：
Figure PCTCN2019088372-appb-000015
则虚拟基准站观测值为：
Figure PCTCN2019088372-appb-000016
公式中：
下标v代表虚拟站标识，c代表光速；
Figure PCTCN2019088372-appb-000017
代表虚拟站的伪距观测值；
Figure PCTCN2019088372-appb-000018
代表基准站与虚拟站之间的卫星到接收机几何距离之差；
Δδt Av代表基准站与虚拟站之间的时钟误差之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000019
代表基准站与虚拟站之间的电离层延迟误差之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000020
代表基准站与虚拟站之间的对流层延迟误差之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000021
代表基准站与虚拟站之间的卫星星历误差之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000022
代表基准站与虚拟站之间的伪距多路径误差之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000023
代表基准站与虚拟站之间的伪距测量噪声之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000024
代表虚拟站的载波相位观测值；
Figure PCTCN2019088372-appb-000025
代表基准站与虚拟站之间的整周模糊度之差；
Figure PCTCN2019088372-appb-000026
代表基准站与虚拟站之间的载波相位测量噪声之差。
由于虚拟基准站并不真实存在，实际构建过程中认为其基准站钟差、整周模糊度、多路径效应、观测噪声与现有基准站保持一致，忽略卫星星历误差，则虚拟基准站观测值计算模型为：
Figure PCTCN2019088372-appb-000027
利用上面计算出来的虚拟基准站数据，再对本地基准站的实时观测数据进行差分解算，就可以获取精确的实时定位结果，用于基准站精确坐标的校正。此时，虚拟基准站被视为基准站(坐标已知)，本地基准站被视为流动站(坐标未知待求解)。
差分解算使用基线两端基准站同步观测获取的载波相位观测数据，通过差分处理建立误差方程，然后利用最小二乘原理进行解算，最终获得基线三维坐标向量。在这个过程中，基线两端受到的误差影响具有一定相关性，比如卫星钟差、轨道误差、电离层延迟、大气延迟等，通过差分处理可以大幅削弱这些误差，获得高精度的相对位置。
差分处理就是在观测值之间求差，可以在不同基准站、不同卫星之间求差，也可以在不同历元之间求差。基线两端的基准站标识为A 1和A 2，对卫星标识为S j和S k，在历元t 1和t 2时进行了同步观测，可以得到8个独立的载波相位观测值，分别标记为：
Figure PCTCN2019088372-appb-000028
差分的组合形式有三种：单差、双差、三差。
(1)单差。在不同基准站间求一次差是最常用的单差形式，此外还可以在卫星间、历元间求一次差，差分之后观测值方程如下式：
Figure PCTCN2019088372-appb-000029
其中，f表示GNSS信号频率，λ表示对应的波长，
Figure PCTCN2019088372-appb-000030
表示基准站到卫星的距离，δt A表示基准站钟差，
Figure PCTCN2019088372-appb-000031
表示基准站的电离层延迟误差，
Figure PCTCN2019088372-appb-000032
表示基准站的对流层延迟误差，ΔФ j(t)代表单差：不同接收机在t时刻对卫星j的载波相位观测值之差。
从上式可以看出，在基准站间求一次差，可以有效削弱轨道误差、 电离层延迟、对流层延迟等误差，若两基准站距离较近，空间相关误差的相关性较强，通过单差即可明显抑制误差提高定位精度。
(2)双差。在单差的基础上继续求差称为双差，常用的形式是在卫星间继续求一次差，其观测方程如下式：
Figure PCTCN2019088372-appb-000033
可以看出，通过双差有效消除了基准站钟差的影响，其中
Figure PCTCN2019088372-appb-000034
代表双差：在t时刻对不同卫星间的单差再求差，
Figure PCTCN2019088372-appb-000035
代表对整周模糊度求差(单差)之后再求差(双差)，
Figure PCTCN2019088372-appb-000036
代表三差：对不同时刻的双差再求差。
(3)三差。双差可以继续求差，称为三差。常用的三差形式是依次在基准站、卫星、历元间求三差，观测方程如下式：
Figure PCTCN2019088372-appb-000037
三差在双差的基础上，进一步消除了整周模糊度参数的影响，但由于多次差分会减少观测方程数量，也会对解算产生不利影响，因此一般采用双差模型。
为了完成基线的差分解算，需要对差分观测方程进行线性化，以双差为例，其观测方程模型线性化后组成的方程组形式如下：
Figure PCTCN2019088372-appb-000038
Figure PCTCN2019088372-appb-000039
其中，
Figure PCTCN2019088372-appb-000040
代表(同双差)k1-kn表示任意两个导航卫星组合的 标记。
Figure PCTCN2019088372-appb-000041
式中，
Figure PCTCN2019088372-appb-000042
表示方向余弦，k1-kn为卫星标记，
Figure PCTCN2019088372-appb-000043
为基线向量坐标，将方程组按最小二乘准则进行向量求解。因为基准站坐标为已知量，电离层延迟、对流层延迟、基准站钟差等误差量通过差分处理可以认为已经消除，方程组需要求解的未知数只有流动站三维坐标和整周模糊度。
在某一实施方式中，在所述的将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据的步骤之后包括：
利用虚拟基准站的差分数据跟踪对应的基准站的位移变化。
通过虚拟基准站的差分数据跟踪对应的基准站的位移变化，以得到基准站的精确位移，消除由于基准站的位移变化而带来的不良影响。
基准站发生位移对计算结果的影响值具体计算过程如下：
基准站坐标发生偏差，对解算结果的影响与基线长度有很大的相关性。计算基准坐标偏差对基线解的最大影响可以用下式表示：
δ S＝0.6×10 -4×D×δ B
式中，D表示基线长度，δ B表示基准坐标偏差，δ S表示影响值。由此式可以计算出在最差情况下，基准站坐标出现误差对基线解的影响情况。假设基线距离为30千米，则基准坐标偏差对解算结果的影响会引入1.8倍的误差。
基准站利用虚拟基准站跟踪位移变化的过程中所用的差分为载波相位双差差分。如图6所示，利用虚拟基准站的差分数据跟踪对应的基准站的位移变化的流程包括：
S31，数字广播接收机获取周边基准站差分数据；
S32，剔除其中的虚拟基准站数据；
S33，基于本地基准站坐标计算虚拟站观测数据；
S34，判断本地基准站是否故障；
S35，若故障，则播发虚拟基准站的数据；
S36，若无故障，则播发本地基准站的数据；
S37，利用虚拟站数据对本地基准站做定位计算；
S38，长期统计定位结果，并与基准站的已知坐标进行比较；
S39，判断坐标误差是否超出阈值；
S310，若超出阈值，则更新本地基准站的已知坐标，并将更新后的已知坐标设为本地基准站的已知精确坐标值；
S311，根据坐标变化情况，分析基准站的相对运动位移。
利用虚拟基准站，基准站通过差分结算，能够有效跟踪基准站的位移变化情况，并且通过长期的数据跟踪能够有效防止由于基准站位移变化而带来的定位结果失真等不良后果的发生。
如图7所示，本申请还提供一种差分数据的接收方法，包括步骤：
接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是利用所述的差分数据的分发方法分发的。
用户通过接收广播发射台的数据，解决了由点对点的工作方式所带来的数据中心的多用户服务能力挑战大、计算机基础设施投资规模大，数据中心的建设庞大等技术问题。
在某一实施方式中，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用户的地理位置信息包括步骤：
所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
按照差分校正目标量的不同，可分为位置差分、伪距差分与载波相位差分。它们的计算复杂度和计算结果的精度逐级提升，载波相位差分实现方法非常复杂，但定位精度最高，可以达到厘米级。为满足基准站的坐标校正需求，本申请采用载波相位差分方法。
如图8所示，本申请还提供一种差分数据的分发装置，包括：
若干个基准站，所述基准站用于获取所述差分数据；
若干个广播发射台，所述广播发射台用于获取本地基准站的差分数据，接收附近其他广播发射台发出的差分数据，将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
所述基准站与所述广播发射台对应设立。
通过广播电台将差分数据广播出去，省去了专线的架设，用户通过接收广播发射台的数据，解决了点对点的工作方式；同时也减少了基准站的建设数量，降低了架设成本。
在某一实施方式中，所述基准站设立在对应的广播发射台的周边的、符合设定条件的区域内。所示设定条件为：基准站距离广播发射台广播天线大于等于100米小于等于5千米。
广播发射台周边设定基准站，而且只需要设定一个基准站便能够通过广播发射台之间的信号传播实现差分数据共享，从而构成了GORS组网结构，大大降低了架设成本。
本申请还提供一种差分数据的接收装置，包括：
用户终端，用于接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是所述的差分数据的分发方法分发的。
用户终端通过接收广播发射台发送的差分数据并进行差分结算以对其定位结果进行改正以提高定位精度。
所述用户终端为具有定位功能的终端设备，例如手机、电脑、iPad、电话手表、导航装置等。
如图9所示，所述广播发射台包括：
虚拟站数据计算与选择模块101，用于对虚拟站的差分数据进行计算与选择；所述虚拟站数据计算与选择模块连接本地基准站201，数字接收机1202，数字接收机2203，直至数字接收机n 204。
低码率调制模块102，用于对广播发射台接收到的虚拟站数据进行低码率调制；
高码率调制模块103，用于对广播发射台接收到的、由若干个其他数字广播接收机发送过来的观测数据进行高码率调制；
复用模块104，用于将高码率调制模块与低码率调制模块调制好的数据传递给数字广播发射机105，数字广播发射机负责发射数据。
本申请的技术方案在各个现有的广播发射台附近架设GNSS基准站；利用数字广播的低码率调制通道，将广播发射台本地基准站产生的差分数据播发出去；同时在广播发射台布置数字广播接收机，接收其他广播发射台播出的当地基准站差分数据，再通过数字广播的高码率调制通道一起播发出去；用户终端接收任一广播发射台的信号，即可同时收到多个基准站的差分数据，并在终端侧自行实现多参考站差分定位技术，就可以撤销掉数据中心；因为是广播接收体制，理论上可以支持无限量的用户终端同时使用；现有广播发射台的抗毁能力强，恢复速度快，明显提升了CORS的可靠性。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (19)

  1. 一种差分数据的分发方法，其中，包括步骤：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。
  2. 根据权利要求1所述的差分数据的分发方法，其中，所述差分数据包括：基准站的观测数据或虚拟基准站的差分数据，所述基准站与所述虚拟基准站一一对应。
  3. 根据权利要求1所述的差分数据的分发方法，其中，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：
    对所述差分数据进行去噪处理。
  4. 根据权利要求1所述的差分数据的分发方法，其中，所述将组合差分数据发送出去之前还包括：
    判断本地基准站是否出现故障；以及
    当判断本地基准站出现故障时，根据本地基准站坐标和所述附近其他广播发射台发出的差分数据，获得虚拟基准站的差分数据，并将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据。
  5. 根据权利要求1所述的差分数据的分发方法，其中，所述将所述组合差分数据发送出去的步骤包括：
    通过低码率调制频道将所述的本地基准站的差分数据发送出去；以及
    通过高码率调制频道将接收的附近其他广播发射台发出的差分数据发送出去。
  6. 一种差分数据的接收方法，其中，包括步骤：
    接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息； 所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。
  7. 根据权利要求6所述的差分数据的接收方法，其中，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用户的地理位置信息包括步骤：
    所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
    对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
    利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
  8. 根据权利要求6所述的差分数据的接收方法，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述差分数据包括基准站的观测数据或虚拟基准站的差分数据，所述基准站与所述虚拟基准站一一对应。
  9. 根据权利要求8所述的差分数据的接收方法，其中，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用户的地理位置信息包括步骤：
    所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
    对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
    利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
  10. 根据权利要求6所述的差分数据的接收方法，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述将组合差分数据发送出去之前还包括，对所述差分数据进行去噪处理。
  11. 根据权利要求10所述的差分数据的接收方法，其中，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用户的地理位置信息包括步骤：
    所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
    对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
    利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
  12. 根据权利要求6所述的差分数据的接收方法，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述将组合差分数据发送出去之前还包括，判断本地基准站是否出现故障；以及当判断本地基准站出现故障时，根据本地基准站坐标和所述附近其他广播发射台发出的差分数据，获得虚拟基准站的差分数据，并将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据。
  13. 根据权利要求12所述的差分数据的接收方法，其中，所述用户接收差分数据并根据所述差分数据获取所述用户的地理位置信息包括步骤：
    所述用户终端根据接收到的差分数据获取双差数据；
    对所述双差数据进行差分解算获取基线向量坐标；
    利用所述基线向量坐标获取所述用户终端的地理位置信息。
  14. 一种差分数据的分发装置，其中，包括：
    若干个基准站，所述基准站设置为获取所述差分数据；
    若干个广播发射台，所述广播发射台设置为获取本地基准站的差分数据，接收附近其他广播发射台发出的差分数据，将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述基准站与所述广播发射台对应设立。
  15. 根据权利要求14所述的差分数据的分发装置，其中，所述基准站设立在对应的广播发射台的周边的、符合设定条件的区域内。
  16. 一种差分数据的接收装置，其中，包括：
    用户终端，设置为接收差分数据，并根据所述差分数据获取用户的地理位置信息；所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位。
  17. 根据权利要求16所述的差分数据的接收装置，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述差分数据包括基准站的观测数据或虚拟基准站的差分数据，所述基准站与所述虚拟基准站一一对应。
  18. 根据权利要求16所述的差分数据的接收装置，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述将组合差分数据发送出去之前还包括，对所述差分数据进行去噪处理。
  19. 根据权利要求16所述的差分数据的接收装置，其中，所述差分数据是利用差分数据的分发方法完成，所述分发方法包括：
    获取本地基准站的差分数据；
    接收附近其他广播发射台发出的差分数据；以及
    将所述本地基准站的差分数据和所述附近其他广播发射台发出的差分数据形成组合差分数据，并将所述组合差分数据发送出去，以供用户终端接收广播发射台发送的组合差分数据，并利用所述组合差分数据进行定位；
    所述将组合差分数据发送出去之前还包括，判断本地基准站是否出现故障；以及当判断本地基准站出现故障时，根据本地基准站坐标和所述附近其他广播发射台发出的差分数据，获得虚拟基准站的差分数据，并将所述虚拟基准站的差分数据替代所述本地基准站的差分数据，形成组合差分数据。
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