[發明專利]基于參考站接收機的非差改正數分布式處理系統與方法

有效

• 申請號: 201510430018.X
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105068096B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 王永泉;葛茂榮;張勇;李星星;劉若普;高陽;許良;殷慶
• 申請（專利權）人: 上海司南衛星導航技術股份有限公司
• 主分類號: G01S19/35
• 分類號: G01S19/35;G01S19/37
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及全球衛星導航定位技術領域，具體是指一種基于參考站接收機的非差改正數分布式處理系統與方法。

背景技術

隨著全球衛星導航的迅猛發展，快速實時精密定位技術目前在滑坡監測、地震監測、精細農業、車輛、船舶、飛機等精密導航定位領域已經得到了越來越廣泛的應用，其用戶數量正在呈幾何級數增長，隨之也出現了由于數據通訊能力受限而無法滿足用戶數量增長需求的問題。如何減輕服務器的通訊負擔，如何在現有實時數據通訊服務能力的基礎上，同時為更多的不同類型用戶提供快速實時精密定位服務是需要解決的一個問題。

在基于連續運行基準站系統的GNSS(Global Navigation Satellite System)精密定位應用中，實時精密單點定位RTPPP(RealTime Precise Point Positioning)是目前發展最為迅速的技術之一。RTPPP方法基于單臺GNSS接收機的非差觀測值，無需高密度的基準網支持即可實現廣域甚至全球范圍內的高精度定位。然而，基于實數解的RTPPP要達到mm～cm級的定位精度通常需要數小時以上觀測時間，其定位精度與可靠性也比雙差模糊度固定解低，這一定程度限制了RTPPP方法在工程領域更廣泛的應用。因此，國際上對RTPPP的研究重點也已從非差模糊度實數解轉向整數固定解，即PPP-RTK(精密單點定位模糊度固定,Precise Point Positioning-Real Time Kinematic)技術。精密單點定位(PPP，precise Point Positioning)和網絡實時動態定位(NRTK)是目前全球導航衛星系統定位的兩項代表性技術。

按照現有PPP-RTK方法，用戶至少需要10分鐘進行初始化才能固定大約90％的模糊度。為了在非差數據處理模式下實現廣域與區域相統一的RTPPP服務，并充分借鑒現有雙差模式網絡RTK方法可快速固定載波相位模糊度的特性，非差網絡RTK方法應運而生。非差網絡RTK方法可以顯著加快RTPPP收斂速度，但目前常用的方法是用戶需要和計算負載服務器之間進行數據獲取交互以完成PPP-RTK解算，這種情況下，計算負載服務器需要實時獲取周邊基準站的區域增強信息，并且該信息的有效期一般少于6秒，這無疑使計算負載服務器與基準站間存在較大的實時數據通訊負擔，限制了整個區域增強系統可同時服務的用戶數量。另外，參考站接入計算負載服務器采用多對一的連接方式，使得參考站數據的獲取受到很大程度的制約，只能根據計算負載服務器并發數量提供給有限的用戶。

另外，對于用戶而言，由于傳統的服務器需要參考站和用戶端上傳精確地理坐標，這無疑增加了用戶關鍵信息泄露的風險。因此，如何能同時為大規模用戶提供快速實時精密定位服務，為計算負載服務器分壓，實現載荷均衡，如何為用戶提供一種安全、可靠的處理系統和方法是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺點，提供一種基于參考站接收機的非差改正數分布式處理系統和方法。該系統設置了精密軌道鐘差服務器、參考站區域代碼地址服務器和相位小數估計服務器，可以分別與區域參考站及用戶端進行數據獲取交互。將過去在常規數據處理服務器中進行的主要計算任務轉移至參考站接收機完成，包括實現常規PPP解算、PPP非差模糊度固定、非差改正數產品生成等一系列計算處理任務。該分布式處理系統和分布式計算方法一方面極大地減輕了服務器的載荷，解決了現有的計算負載服務器載荷過大的問題，同時用戶無需再布設有專人值守的數據處理服務器機房，節約了成本，減少了用戶對數據處理服務器的維護工作；另一方面，服務器不再需要獲取參考站和用戶端的精確地理坐標，這一優點可使不同機構之間的參考站和用戶端在共享服務器的同時，避免了關鍵信息的泄露，安全性更好。

為了實現上述目的，本發明的基于參考站接收機的非差改正數分布式處理系統和方法具有如下構成：述系統包括精密軌道鐘差服務器、參考站區域代碼地址服務器、相位小數估計服務器、區域參考站和用戶端；

精密軌道鐘差服務器，用于為區域參考站提供精密星歷；

參考站區域代碼地址服務器，用于為用戶端匹配最鄰近的三角形參考站；

相位小數估計服務器，用于計算相位小數部分，并將相位小數部分下發給區域參考站。

進一步地，所述精密軌道鐘差服務器為精密軌道鐘差分發服務器，用戶自行部署的估計精密軌道、鐘差數據的服務器或用以提供精密軌道、鐘差數據的服務器。

更進一步地，所述精密軌道鐘差分發服務器的數據來源于用戶自行部署的估計精密軌道、鐘差數據的服務器或用以提供精密軌道、鐘差數據的服務器。