本發明專利技術公開了一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統，包括：至少一個北斗定位基站、至少一個北斗定位移動站、至少一個北斗指揮機以及至少一個北斗通信模塊；北斗定位基站分別與北斗指揮機連接通信，北斗定位移動站分別與北斗通信模塊連接通信，北斗指揮機和北斗通信模塊通過衛星轉發進行通信；北斗定位基站生成北斗基站定位信息，并生成北斗短報文，北斗指揮機以短報文方式通過北斗衛星向北斗定位移動站進行通播；北斗定位移動站生成北斗移動站定位信息，并接收北斗短報文解析獲得北斗基站定位信息，實時解算得到虛擬基站定位信息，再實時解算得到高精度的北斗定位RTK坐標。本發明專利技術公開了一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于通信及定位
，尤其涉及一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統及方法。
技術介紹
現有的高精度大范圍定位的網絡RTK (Real - time Kinematic，實時動態定位)技術GPS系統由基站、數據處理中心、數據通信鏈路和移動站組成。現有的RTK系統中，移動站坐標根據VRS (Virtual Reference Stat1n，虛擬參考基站)載波相位觀測值和移動站收到的GPS衛星信息來校正自身的坐標，提高定位精度。固定基站的GPS觀測衛星數據通過通訊鏈不停地被傳送到VRS數據處理中心，數據處理中心會對每臺固定基站的數據進行質量檢測，去除數據中存在的較大誤差及修正周跳，完成對數據質量的完善性檢測，并通過分析雙差相位觀測量來計算電離層誤差、對流層誤差和星歷誤差。這些誤差對網內任一移動站的影響也被模型化，因此常規RTK定位的系統誤差能被明顯地剔除。網絡內移動站為得到虛擬基站的虛擬GPS基站定位信息，必須向數據處理中心提供自身的近似位置，該過程通過蜂窩移動通訊采用標準的NMEA GGA數據串來完成。數據處理中心自動接收該近似定位信息，并對給定的位置進行幾何替代處理，通過內插修正過的星歷誤差、電離層和對流層誤差，為該移動站“生成”一個“虛擬基站”，由于相對其它固定基站，該“虛擬基站”的坐標與移動站的位置最近，所以提高了定位的精度。但這種方法的缺點主要在于:籲安全隱患問題:由于高精度定位數據的RTK數據的解算與獲取必須依靠數據處理中心通過公共蜂窩移動通信網絡傳輸，如果遇到移動通信網絡或數據處理中心服務器的故障、癱瘓，就會造成VRS數據的傳輸中斷；GPS移動站必須將自身GPS坐標等數據發到數據處理中心，如果數據中途被惡意截取篡改以及數據處理中心遭遇惡意入侵時，會導致GPS移動站位置的暴露，不適用于安全性要求較高的場合。?上述方法不適用于沒有蜂窩移動通信網絡覆蓋區域，如山區，沙漠，森林，海洋等，不能實現無盲區的高精度定位。?蜂窩移動通信信號可能在某些區域會被阻隔或屏蔽，產生通信盲區。如果要求移動通信運營商增加基站的數量以達到大范圍無盲區覆蓋，會增加系統的成本。此外，當遇到某些會移動的障礙物時，比如輕軌，公交車等金屬，會導致通信盲區隨之實時變化，即使增加基站數量也不容易達到整個RTK網絡的無盲區覆蓋。.GPS移動站要想獲得高精度的RTK數據，需要支付數據處理中心較高的費用，并且由于要不斷收發數據，需要支付蜂窩移動通信運營商高昂的數據通信費用，GPS移動站的使用成本高。籲GPS移動站在移動時，如果遇到蜂窩通信越區切換，則容易造成數據的丟失、連接的中斷以及數據串擾等問題。?網絡RTK技術GPS系統一定要基于和利用美國GPS衛星系統，在特殊時期GPS系統可能受到限制，會發生不能夠進行定位或者定位精度下降，造成設備癱瘓。?上述方法中GPS基站和GPS移動站將自身GPS坐標等數據通過蜂窩移動通信(GSM/GPRS等)方式發到數據處理中心的服務器端，服務器將VRS的GPS信息通過蜂窩移動通信方式發送給GPS移動站。因為需要雙向通信，當GPS移動站數量很多時，所有GPS移動站都會訪問數據處理中心的服務器，訪問量較大，容易造成服務器端通信的中斷或阻塞。籲由于部分地區蜂窩移動通信運營商的基站數量較少或容量有限，如果該區域內GPS移動站數目較多，容易造成通信的擁塞，RTK數據丟失。為解決上述問題，本專利技術提出了基于北斗短報文方式的RTK北斗高精度大范圍定位系統及其方法，該方式利用北斗指揮機和北斗通信模塊在北斗定位基站和北斗定位移動站之間進行信息的交互。北斗定位基站接收北斗衛星定位信息生成基站定位數據，壓縮后，生成北斗短報文，北斗指揮機將此信息發送至北斗衛星，北斗衛星以短報文通播方式轉發至與各北斗定位移動站相連的北斗通信模塊，再傳給各北斗定位移動站，各北斗定位移動站將短報文還原解壓后，根據各基站發來的北斗基站定位信息使用VRS算法實時解算出虛擬基站的虛擬基站定位信息，其中包括虛擬基站載波相位觀測值。北斗定位移動站將自身的北斗衛星定位信息和上述虛擬基站載波相位觀測值進行實時解算，得出北斗定位移動站的RTK坐標。本專利技術能夠實現更廣范圍內的實時、高精度、無盲區定位。
技術實現思路
本專利技術提出了一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統，包括:至少一個北斗定位基站、至少一個北斗定位移動站、至少一個北斗指揮機以及至少一個北斗通信模塊所述北斗定位基站分別與一個所述北斗指揮機連接通信，所述北斗定位移動站分別與一個所述北斗通信模塊連接通信，所述北斗指揮機和北斗通信模塊通過衛星轉發進行通信；所述北斗定位基站用于接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后生成北斗基站定位信息，北斗定位基站根據所述北斗基站定位信息生成北斗短報文，通過所述北斗指揮機發送至北斗衛星，通過北斗衛星以短報文通播方式轉發給各北斗通信模塊；所述北斗定位移動站用于接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后生成北斗移動站定位信息，并通過與其相連的北斗通信模塊接收所述北斗短報文，解析獲得北斗基站定位信息，所述北斗定位移動站根據所述北斗基站定位信息和所述北斗移動站定位信息在本地實時解算虛擬基站的虛擬基站定位信息，其中包括虛擬基站載波相位觀測值，所述北斗定位移動站再根據所述北斗移動站定位信息和所述載波相位觀測值在本地解算得到高精度的北斗定位RTK坐標。本專利技術所述的基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統中，所述北斗定位基站進一步對北斗基站定位信息進行壓縮后生成北斗短報文。本專利技術所述的基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統中，所述北斗定位移動站進一步對所述北斗短報文進行解壓縮以獲得所述北斗基站定位信息。本專利技術還提出了一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位方法，利用所述RTK北斗定位系統中，包括如下步驟:步驟一:北斗定位基站接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后生成北斗基站定位信息;步驟二:多個北斗定位移動站接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后分別生成各移動站的北斗移動站定位信息；步驟三:所述北斗定位基站將所述北斗基站定位信息轉換成北斗短報文；與所述北斗定位基站相連的北斗指揮機將生成的北斗短報文通過北斗衛星以短報文通播方式轉發給和所述北斗定位移動站相連的北斗通信模塊；步驟四:所述北斗通信模塊將所述北斗短報文傳輸給所述北斗定位移動站；步驟五:所述北斗定位移動站從所述北斗短報文解析還原得到北斗基站定位信息，根據所述北斗基站定位信息和所述北斗移動站定位信息判斷其與所述北斗定位基站的距離，選取近距離的一個或多個北斗定位基站相應的所述北斗基站定位信息進行實時解算，得到所述虛擬基站的虛擬基站定位信息，其中包括虛擬基站載波相位觀測值；步驟六:所述北斗定位移動站根據所述北斗移動站定位信息和所述虛擬基站載波相位觀測值進行實時解算，得到高精度的北斗RTK坐標。本專利技術基于北斗短報文方式的RTK北斗定位方法中，在步驟三中，所述北斗定位基站進一步對北斗基站定位信息進行壓縮后生成北斗短報文。本專利技術基于北斗短報文方式的RTK北斗定位方法中，在步驟五中解析所述北斗短報文時，所述北斗定位移動站進一步對所述北斗短報文進行解壓縮，獲得所述北斗基站定位信息。本專利技術的有益效果在于:本專利技術中沒有數據處理中心，和北斗定位移動站相連的北斗通本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于北斗短報文方式的RTK北斗定位系統，其特征在于，包括：至少一個北斗定位基站(10)、至少一個北斗定位移動站(20)、至少一個北斗指揮機(30)以及至少一個北斗通信模塊(40)所述北斗定位基站(10)分別與一個所述北斗指揮機(30)連接通信，所述北斗定位移動站(20)分別與一個所述北斗通信模塊(40)連接通信，所述北斗指揮機和北斗通信模塊(40)通過衛星轉發進行通信；所述北斗定位基站(10)用于接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后生成北斗基站定位信息，北斗定位基站(10)根據所述北斗基站定位信息生成北斗短報文，通過所述北斗指揮機(30)發送至北斗衛星，通過北斗衛星以短報文通播方式轉發給各北斗通信模塊(40)；所述北斗定位移動站(20)用于接收北斗衛星的北斗衛星定位信息后生成北斗移動站定位信息，并通過與其相連的北斗通信模塊(40)接收所述北斗短報文，解析獲得北斗基站定位信息，所述北斗定位移動站(20)根據所述北斗基站定位信息和所述北斗移動站定位信息實時解算虛擬基站的虛擬基站定位信息，其中包括虛擬基站載波相位觀測值，所述北斗定位移動站(20)再根據所述北斗移動站定位信息和所述載波相位觀測值在本地實時解算得到高精度的北斗定位RTK坐標。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：邱崧，李外云，陳雯，鐘陽，余超，董大南，金豫，陳雪皎，
申請(專利權)人：華東師范大學，
類型：發明
國別省市：上海;31
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