位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種衛(wèi)星定位導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：終端用戶模塊和與之無線連接的位置服務(wù)平臺，其中：終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺輸出其所在的概略位置信息，并接收來自位置服務(wù)平臺所播發(fā)的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)。本發(fā)明針對偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容與用戶的請求無關(guān)的特點，設(shè)計了偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊，每秒只需要計算一次數(shù)據(jù)，并將偽距差分計算結(jié)果放入偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存中，并且本發(fā)明能夠根據(jù)終端業(yè)務(wù)的實際需要來發(fā)送位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，通過緩存降低服務(wù)器的CPU消耗，通過增加按需發(fā)布和短連接發(fā)布降低了服務(wù)器和終端的帶寬消耗，從而極大地減少數(shù)據(jù)流量，使得位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)大規(guī)模民用成為了可能。
【專利說明】位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種衛(wèi)星定位導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】的系統(tǒng)及方法，具體是一種DGNSS(Differential Global Navigat1n Satellite System,差分全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))的偽距差分播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]差分定位技術(shù)的基本原理是:根據(jù)基準(zhǔn)站已知精準(zhǔn)坐標(biāo)，計算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實時將這一數(shù)據(jù)發(fā)送出去。終端在進(jìn)行衛(wèi)星觀測的同時，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)包括載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)和偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)，分別用于終端進(jìn)行載波相位差分定位以及偽距差分定位,其中載波相位差分定位,精度高,但對設(shè)備要求高,成本也高,可用性低,主要用在測繪領(lǐng)域；偽距差分定位，對設(shè)備要求低，成本低，可用性高，精度適中，可以用在民用導(dǎo)航領(lǐng)域。
[0003]要實現(xiàn)載波相位差分定位或偽距差分定位，定位終端都依賴于由基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)中心所組成地面增強(qiáng)系統(tǒng)(也稱之位置服務(wù)平臺)來提供位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)。國際海運事業(yè)無線電技術(shù)委員會(RTCM:Rad1 Technical Commiss1n for Maritime Services)定義了位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)的格式，并推薦了定位終端和位置服務(wù)平臺之間的服務(wù)協(xié)議NTRIP(NetworkedTransport of RTCM via Internet Protocol)。目前的使用載波相位定位的終端和偽距差分定位終端，都遵循NTRIP協(xié)議和RTCM數(shù)據(jù)格式。差分終端一般都通過無線公網(wǎng)與位置服務(wù)平臺連接，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量；特別是面向民用的偽距差分終端，其大部分時間需要在線，其流量問題給用戶帶來巨大的成本壓力，制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN103293541A公開(公告)日2013.09.11，公開了一種基于Ntrip測定任意坐標(biāo)成果的RTD方法。其對源節(jié)點進(jìn)行擴(kuò)展，使得RTD實時測量放樣參星坐標(biāo)系坐標(biāo)和正常高得以實現(xiàn)，從而提高了測繪效率。其對位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)器進(jìn)行改造增加了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，但該技術(shù)需要根據(jù)每個客戶端的請求實時計算結(jié)果，且每秒都需要給終端返回消息。這大幅度的消耗了服務(wù)器的CPU和帶寬，也增加了客戶端的通訊成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)及方法，針對偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容與用戶的請求無關(guān)的特點，設(shè)計了偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊，每秒只需要計算一次數(shù)據(jù)，并將偽距差分計算結(jié)果放入偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存中，并且本發(fā)明能夠根據(jù)終端業(yè)務(wù)的實際需要來發(fā)送位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，通過緩存降低服務(wù)器的CPU消耗，通過增加按需發(fā)布和短連接發(fā)布降低了服務(wù)器和終端的帶寬消耗，從而極大地減少數(shù)據(jù)流量，使得位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)大規(guī)模民用成為了可能。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明涉及一種位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，包括:終端用戶模塊和與之無線連接的位置服務(wù)平臺，其中:終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺輸出其所在的概略位置信息，并接收來自位置服務(wù)平臺所播發(fā)的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)。
[0008]所述的終端用戶模塊包括:通信單元、位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元、原始觀測數(shù)據(jù)采集單元以及差分定位單元，其中:通信單元與位置服務(wù)平臺建立通信連接并接收位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元對接收到的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，原始觀測數(shù)據(jù)采集單元解析從終端定位模塊采集下來衛(wèi)星原始觀測數(shù)據(jù)，差分定位單元使用終端采集的原始觀測數(shù)據(jù)以及來自位置服務(wù)平臺的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。
[0009]所述的位置服務(wù)平臺包括=Ntrip服務(wù)模塊、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊、基準(zhǔn)站、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)計算單元以及載波相位數(shù)據(jù)計算單元，其中:基準(zhǔn)站采集原始觀測數(shù)據(jù)輸出至偽距差分計算單元，偽距差分計算單元生成偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)并輸出至偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊進(jìn)行保存，載波相位數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)用戶的位置以及當(dāng)前各個基準(zhǔn)站的上傳數(shù)據(jù)解算得到載波相位數(shù)據(jù)，Ntrip服務(wù)模塊根據(jù)用戶發(fā)送的請求，從偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊中取出偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)或從載波相位數(shù)據(jù)計算單元取出載波相位數(shù)據(jù)返回用戶。
[0010]本發(fā)明涉及上述系統(tǒng)的差分播發(fā)服務(wù)方法，包括以下步驟:
[0011]I)連接認(rèn)證,具體包括:
[0012]1.1)終端用戶模塊與位置服務(wù)平臺建立數(shù)據(jù)連接；
[0013]1.2)終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺提交終端用戶模塊名和密碼以及服務(wù)類型；
[0014]1.3)位置服務(wù)平臺進(jìn)行終端用戶模塊使用用戶管理單元及源節(jié)點管理單元進(jìn)行認(rèn)證及鑒權(quán)；
[0015]1.4)終端用戶模塊與位置服務(wù)平臺之間建立會話；
[0016]2)位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)，具體包括:
[0017]2.1)當(dāng)終端用戶模塊需要進(jìn)行定位的時候，向位置服務(wù)平臺提交其概要位置；
[0018]2.2.1)當(dāng)用戶請求的是載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)則將概要位置傳給載波相位計算模塊獲得數(shù)據(jù)后返回給用戶；
[0019]2.2.2)當(dāng)用戶請求的是偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)，位置服務(wù)平臺根據(jù)概要位置計算最近基準(zhǔn)站，從偽距差分緩存模塊中取出該基準(zhǔn)站的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)返回給用戶；
[0020]2.3)終端用戶模塊使用位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)以及自身采集的原始觀測數(shù)據(jù)，計算位置；
[0021]3)用戶斷開連接，服務(wù)器關(guān)閉會話和數(shù)據(jù)連接。
技術(shù)效果
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明大幅度節(jié)省了偽距差分定位終端運行時的數(shù)據(jù)流量，減輕用戶的成本壓力，從而推動中精度定位終端的民用；此外，由于采用了偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊，大幅度降低了偽距差分播發(fā)服務(wù)對服務(wù)器端CPU的消耗。使單臺服務(wù)器的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)能力大幅度提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為實施例中按需播發(fā)服務(wù)流程圖；

【具體實施方式】
[0025]下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0026]如圖1所示，本實施例涉及的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，包括:終端用戶模塊和與之無線連接的位置服務(wù)平臺，其中:終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺輸出其所在的概略位置信息，并接收來自位置服務(wù)平臺所播發(fā)的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)。
[0027]所述的終端用戶模塊包括:通信單元、位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元、原始觀測數(shù)據(jù)采集單元以及差分定位單元，其中:通信單元與位置服務(wù)平臺建立通信連接并接收位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元對接收到的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，原始觀測數(shù)據(jù)采集單元解析從終端定位模塊采集下來的衛(wèi)星原始觀測數(shù)據(jù)，差分定位單元使用終端采集的原始觀測數(shù)據(jù)以及來自位置服務(wù)平臺的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。
[0028]所述的終端用戶模塊為車載式、手持終端式或手機(jī)式。
[0029]如圖1所示，所述的位置服務(wù)平臺包括=Ntrip服務(wù)模塊、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊、基準(zhǔn)站、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)計算單元以及載波相位數(shù)據(jù)計算單元，其中:基準(zhǔn)站采集原始觀測數(shù)據(jù)輸出至偽距差分計算單元，偽距差分計算單元生成偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)并輸出至偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊進(jìn)行保存，載波相位數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)用戶的位置以及當(dāng)前各個基準(zhǔn)站的上傳數(shù)據(jù)解算得到載波相位數(shù)據(jù)，Ntrip服務(wù)模塊根據(jù)用戶發(fā)送的請求，從偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊中取出偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)或從載波相位數(shù)據(jù)計算單元取出載波相位數(shù)據(jù)返回用戶。
[0030]所述的偽距差分計算單元對計算得到偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)分別按基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)類型分類存儲在偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊。
[0031]所述的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊在用戶向Ntrip服務(wù)模塊提出請求時返回偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊在預(yù)設(shè)周期內(nèi)偵測到某個基準(zhǔn)站對應(yīng)的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)未更新時，則將該基準(zhǔn)站對應(yīng)的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)刪除，并向Ntrip服務(wù)模塊發(fā)出警報，以免給用戶返回過期的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)。
[0032]所述的Ntrip模塊包括:按需播發(fā)服務(wù)單元、用戶管理單元以及源節(jié)點管理單元，其中:用戶管理單元對用戶發(fā)送的請求進(jìn)行認(rèn)證，源節(jié)點管理單元根據(jù)認(rèn)證結(jié)果從請求中解析用戶請求訪問的服務(wù)類型，按需播發(fā)服務(wù)單元根據(jù)服務(wù)類型與載波相位數(shù)據(jù)計算單元或偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊傳輸載波相位數(shù)據(jù)或偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)。
[0033]如圖2所示，上述系統(tǒng)按以下方式進(jìn)行工作:
[0034]I)終端用戶模塊與位置服務(wù)平臺建立數(shù)據(jù)連接；
[0035]2)終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺提交用戶名和密碼以及服務(wù)類型；
[0036]3)位置服務(wù)平臺進(jìn)行用戶認(rèn)證及鑒權(quán)；
[0037]4)如認(rèn)證或鑒權(quán)失敗，則平臺關(guān)閉會話和數(shù)據(jù)庫；
[0038]5)如認(rèn)證和鑒權(quán)都成功，則用戶與系統(tǒng)之間建立會話；
[0039]6)由終端用戶模塊定時器(根據(jù)實際需要設(shè)置時間，范圍I至30秒)觸發(fā)后續(xù)定位操作
[0040]7)終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺提交其概要位置；
[0041]8)位置服務(wù)平臺根據(jù)概要位置計算最近基準(zhǔn)站；
[0042]9)位置服務(wù)平臺將最近基準(zhǔn)站的偽距改正數(shù)發(fā)給終端用戶；
[0043]10)終端用戶模塊使用偽距改正數(shù)，運用偽距差分算法，計算位置；
[0044]11)終端用戶模塊判定服務(wù)類型是否為長連接；
[0045]12)如果是長連接，則重復(fù)步驟6),7),8),9), 10)；
[0046]13)如果是短連接，則終端用戶模塊主動關(guān)閉連接；平臺關(guān)閉會話，關(guān)閉數(shù)據(jù)連接。
【權(quán)利要求】
1.一種位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:終端用戶模塊和與之無線連接的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)平臺，其中:終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺輸出其所在的概略位置信息，并接收來自位置服務(wù)平臺所播發(fā)的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)； 所述的位置服務(wù)平臺包括=Ntrip服務(wù)模塊、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊、基準(zhǔn)站、偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)計算單元以及載波相位數(shù)據(jù)計算單元，其中:基準(zhǔn)站采集原始觀測數(shù)據(jù)輸出至偽距差分計算單元，偽距差分計算單元生成偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)并輸出至偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊進(jìn)行保存，載波相位數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)用戶的位置以及當(dāng)前各個基準(zhǔn)站的上傳數(shù)據(jù)解算得到載波相位數(shù)據(jù)，Ntrip服務(wù)模塊根據(jù)用戶發(fā)送的請求，從偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊中取出偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)或從載波相位數(shù)據(jù)計算單元取出載波相位數(shù)據(jù)返回用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征是，所述的終端用戶模塊包括:通信單元、位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元、原始觀測數(shù)據(jù)采集單元以及差分定位單元，其中:通信單元與位置服務(wù)平臺建立通信連接并接收位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)，位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)解碼單元對接收到的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，原始觀測數(shù)據(jù)采集單元解析從天線采集下來的衛(wèi)星定位原始觀測數(shù)據(jù)，差分定位單元使用自身采集的原始觀測數(shù)據(jù)以及來自位置服務(wù)平臺的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征是，所述的終端用戶模塊為車載式、手持終端式或手機(jī)式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征是，所述的偽距差分計算單元對計算得到偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)分別按基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)類型分類存儲在偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征是，所述的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊在用戶向Ntrip服務(wù)模塊提出請求時返回偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊在預(yù)設(shè)周期內(nèi)偵測到某個基準(zhǔn)站對應(yīng)的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)未更新時，則將該基準(zhǔn)站對應(yīng)的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)刪除，并向Ntrip服務(wù)模塊發(fā)出警報，以免給用戶返回過期的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)系統(tǒng)，其特征是，所述的Ntrip模塊包括:按需播發(fā)服務(wù)單元、用戶管理單元以及源節(jié)點管理單元，其中:用戶管理單元對用戶發(fā)送的請求進(jìn)行認(rèn)證，源節(jié)點管理單元根據(jù)認(rèn)證結(jié)果從請求中解析用戶請求訪問的服務(wù)類型，按需播發(fā)服務(wù)單元根據(jù)服務(wù)類型與載波相位數(shù)據(jù)計算單元或偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存模塊傳輸載波相位數(shù)據(jù)或偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述系統(tǒng)的差分播發(fā)服務(wù)方法，其特征在于，包括以下步驟: . 1)連接認(rèn)證，具體包括: . 1.1)終端用戶模塊與位置服務(wù)平臺建立數(shù)據(jù)連接； .1.2)終端用戶模塊向位置服務(wù)平臺提交終端用戶模塊名和密碼以及服務(wù)類型； . 1.3)位置服務(wù)平臺進(jìn)行終端用戶模塊使用用戶管理單元及源節(jié)點管理單元進(jìn)行認(rèn)證及鑒權(quán)； . 1.4)終端用戶模塊與位置服務(wù)平臺之間建立會話；. 2)終端用戶模塊提出定位請求，具體包括: . 2.1)當(dāng)終端用戶模塊需要進(jìn)行定位的時候，向位置服務(wù)平臺提交其概要位置； . 2.2.1)當(dāng)用戶請求的是載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)則將概要位置傳給載波相位計算模塊獲得數(shù)據(jù)后返回給用戶； . 2.2.2)當(dāng)用戶請求的是偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)，位置服務(wù)平臺根據(jù)概要位置計算最近基準(zhǔn)站，從偽距差分緩存模塊中取出該基準(zhǔn)站的偽距差分?jǐn)?shù)據(jù)返回給用戶；. 2.3)終端用戶模塊使用位置增強(qiáng)數(shù)據(jù)以及自身采集的原始觀測數(shù)據(jù)，計算位置； . 3)當(dāng)用戶主動斷開連接或超過30秒為發(fā)送任何數(shù)據(jù)，服務(wù)器會關(guān)閉會話，并關(guān)閉數(shù)據(jù)連接。
【文檔編號】H04W4/02GK104202723SQ201410445282
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】孫長虹, 陳大吾, 朱峰, 詹珺, 朱曉婷 申請人:上海北斗衛(wèi)星導(dǎo)航平臺有限公司