【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位，特別涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒跋到y(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、網(wǎng)絡(luò)rtk(network?real-time?kinematic)是一種基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(gnss)的高精度實(shí)時(shí)定位技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)rtk通過在較大區(qū)域內(nèi)布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)站，并將這些基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭粋€(gè)中央處理中心。中央處理中心綜合多個(gè)基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，計(jì)算出系統(tǒng)誤差，并向流動(dòng)站提供更準(zhǔn)確的差分校正數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行高精度定位。其克服了傳統(tǒng)rtk技術(shù)的基準(zhǔn)站覆蓋范圍有限、誤差隨距離增長、多路徑效應(yīng)影響大等問題，提供更大范圍、更高精度的定位服務(wù)。
2、目前，網(wǎng)絡(luò)rtk廣泛運(yùn)用虛擬參考站(virtual?reference?station,vrs)技術(shù)，中央處理中心需根據(jù)流動(dòng)站的概略坐標(biāo)生成虛擬參考站，故中央處理中心與流動(dòng)站之間采用雙向數(shù)據(jù)傳輸模式(如圖1所示)，流動(dòng)站向中央處理中心發(fā)送概略坐標(biāo)，中央處理中心再將差分校正數(shù)據(jù)或虛擬參考站數(shù)據(jù)通過ntrip(networked?transport?of?rtcm?viainternet?protocol)或者其他協(xié)議傳輸給流動(dòng)站。
3、網(wǎng)絡(luò)rtk系統(tǒng)中，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)編碼格式主要是rtcm(radiotechnical?commission?for?maritime?services)格式以及nmea(national?marineelectronics?association)格式，rtcm格式用于傳輸gnss觀測(cè)數(shù)據(jù)和校正數(shù)據(jù)。nmea格式用于流動(dòng)站
4、流動(dòng)站接收到校正數(shù)據(jù)或虛擬參考站數(shù)據(jù)，結(jié)合自己的gnss觀測(cè)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行差分計(jì)算以獲得高精度定位。
5、現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)，特別是基于虛擬參考站(vrs)的系統(tǒng)，需要為每個(gè)流動(dòng)站動(dòng)態(tài)生成一個(gè)虛擬參考站，并基于此進(jìn)行實(shí)時(shí)的校正數(shù)據(jù)計(jì)算。這種方式在流動(dòng)站數(shù)量增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致中央處理中心的計(jì)算負(fù)擔(dān)顯著增加，系統(tǒng)的響應(yīng)速度下降，甚至可能無法及時(shí)處理所有流動(dòng)站的請(qǐng)求，從而形成用戶接入限制問題。
6、傳統(tǒng)的vrs技術(shù)依賴于雙向數(shù)據(jù)通信模式，要求流動(dòng)站設(shè)備向中央處理中心發(fā)送概略位置來生成相應(yīng)的校正數(shù)據(jù)。這種模式不僅增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜性，還存在一定的安全隱患，因?yàn)榱鲃?dòng)站的位置信息可能在傳輸過程中被截獲或篡改，導(dǎo)致隱私泄露或系統(tǒng)受到攻擊。此外，現(xiàn)有的rtcm協(xié)議并不支持網(wǎng)格化數(shù)據(jù)的傳輸，進(jìn)一步限制了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎途W(wǎng)格密度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的高并發(fā)處理負(fù)擔(dān)及數(shù)據(jù)傳輸安全性不足的問題，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒跋到y(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速搜索定位。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是：
3、一種基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ?/p>
4、將各基準(zhǔn)站的覆蓋地理區(qū)域以相等經(jīng)緯度間隔為準(zhǔn)則進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并對(duì)各網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，將其作為虛擬參考站；
5、中央處理中心接收各基準(zhǔn)站的精確坐標(biāo)以及實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，解算生成每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的虛擬觀測(cè)值并存儲(chǔ)；
6、設(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，對(duì)虛擬觀測(cè)值進(jìn)行編碼；
7、中央處理中心將編碼后的虛擬觀測(cè)值通過廣播播發(fā)給流動(dòng)站，流動(dòng)站接收網(wǎng)格點(diǎn)虛擬觀測(cè)值后，利用快速搜索方法選擇最優(yōu)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行定位解算，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的定位。
8、根據(jù)本專利技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎM(jìn)一步地，對(duì)各網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)采用網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的geohash編碼，為每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)分配一個(gè)geohash編碼；
9、geohash編碼過程為：首先確定網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度；設(shè)置編碼精度；然后將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式；交替組合經(jīng)度和緯度的二進(jìn)制位；轉(zhuǎn)換為base32格式，得到geohash編碼字符串。
10、根據(jù)本專利技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎM(jìn)一步地，設(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，其編碼格式以rtcm為基礎(chǔ)，包含自定義頭、網(wǎng)格位置信息、數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)位四個(gè)部分，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的編碼結(jié)構(gòu)定義如下表：
11、
12、
13、其中：nsat是衛(wèi)星的數(shù)量；nsig是信號(hào)的數(shù)量；
14、表中自定義頭中的網(wǎng)格點(diǎn)編號(hào)是網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的geohash編碼，數(shù)據(jù)信息部分支持b1i/b3頻點(diǎn)的單北斗，網(wǎng)格位置信息使用rtcm?mt?1032或者rtcm?mt?1006類型數(shù)據(jù)。
15、根據(jù)本專利技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎM(jìn)一步地，利用快速搜索方法選擇最優(yōu)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行定位解算包括：
16、流動(dòng)站將所有網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；
17、獲取流動(dòng)站的經(jīng)緯度坐標(biāo)，確定流動(dòng)站的位置；
18、使用與整個(gè)網(wǎng)格相同的精度，將流動(dòng)站位置的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的geohash編碼；
19、以流動(dòng)站的geohash編碼為搜索鍵從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找匹配對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)的geohash編碼；如果匹配到對(duì)應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn)即可進(jìn)行下一步，如果搜索不到網(wǎng)格點(diǎn)，則流動(dòng)站的geohash編碼減小一位重新搜索，獲取到所有相鄰網(wǎng)格點(diǎn)；
20、如果匹配到的網(wǎng)格點(diǎn)僅為一個(gè)即為最近網(wǎng)格點(diǎn)；如果匹配到多個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，遍歷所有網(wǎng)格點(diǎn)，使用haversine公式計(jì)算流動(dòng)站位置與網(wǎng)格點(diǎn)之間的實(shí)際距離，將計(jì)算得到的距離進(jìn)行排序，以確定最近的網(wǎng)格點(diǎn)；
21、返回最近網(wǎng)格點(diǎn)的虛擬觀測(cè)值。
22、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)還提供一種基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ幌到y(tǒng)，包含網(wǎng)格劃分編號(hào)模塊、虛擬觀測(cè)值解算模塊、網(wǎng)格編碼模塊和搜索定位模塊，其中：
23、網(wǎng)格劃分編號(hào)模塊，用于將各基準(zhǔn)站的覆蓋地理區(qū)域以相等經(jīng)緯度間隔為準(zhǔn)則進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并對(duì)各網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，將其作為虛擬參考站；
24、虛擬觀測(cè)值解算模塊，用于中央處理中心接收各基準(zhǔn)站的精確坐標(biāo)以及實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，解算生成每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的虛擬觀測(cè)值并存儲(chǔ)；
25、網(wǎng)格編碼模塊，用于設(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，對(duì)虛擬觀測(cè)值進(jìn)行編碼；
26、搜索定位模塊，用于中央處理中心將編碼后的虛擬觀測(cè)值通過廣播播發(fā)給流動(dòng)站，流動(dòng)站接收網(wǎng)格點(diǎn)虛擬觀測(cè)值后，利用快速搜索方法選擇最優(yōu)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行定位解算，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的定位。
27、采用上述技術(shù)方案，所取得的有益效果是：
28、1、減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)，提升系統(tǒng)并發(fā)處理能力。
29、通過將基準(zhǔn)站覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)固定的網(wǎng)格，并為每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)校正數(shù)據(jù)，本專利技術(shù)大幅減少了在高并發(fā)情況下的實(shí)時(shí)計(jì)算負(fù)擔(dān)，用戶不再需要?jiǎng)討B(tài)生成虛擬參考站，而是直接從預(yù)先計(jì)算好的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)中獲取校正信息，從而提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和并發(fā)處理能力。
30、2、提高數(shù)據(jù)傳輸效率，增強(qiáng)安全性。
31、本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，通過單向數(shù)據(jù)傳輸模式，將校正數(shù)據(jù)以緊湊、安全的方式傳本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)RTK單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)RTK單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢瑢?duì)各網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)采用網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的Geohash編碼，為每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)分配一個(gè)Geohash編碼；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)RTK單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢O(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，其編碼格式以RTCM為基礎(chǔ)，包含自定義頭、網(wǎng)格位置信息、數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)位四個(gè)部分，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的編碼結(jié)構(gòu)定義如下表：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)RTK單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢每焖偎阉鞣椒ㄟx擇最優(yōu)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行定位解算包括：
5.一種基于網(wǎng)絡(luò)RTK單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ幌到y(tǒng)，其特征在于，包含網(wǎng)格劃分編號(hào)模塊、虛擬觀測(cè)值解算模塊、網(wǎng)格編碼模塊和搜索定位模塊，其中：
6.一種計(jì)算機(jī)裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述方法的步驟。
7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢瑢?duì)各網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)采用網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的geohash編碼，為每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)分配一個(gè)geohash編碼；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳輸?shù)目焖偎阉鞫ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢O(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)編碼格式，其編碼格式以rtcm為基礎(chǔ)，包含自定義頭、網(wǎng)格位置信息、數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)位四個(gè)部分，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的編碼結(jié)構(gòu)定義如下表：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)rtk單向傳...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李雪晴，陳明劍，李萬里，施星宇，呂葳，沈洋，李玉星，周玟龍，蔚佳樹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍網(wǎng)絡(luò)空間部隊(duì)信息工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。