一种利用虚拟基准站进行重构的网络RTK服务方法与流程

一种利用虚拟基准站进行重构的网络rtk服务方法
技术领域
1.本发明属于通信技术领域，具体涉及一种利用虚拟基准站进行重构的网络rtk服务方法。


背景技术：

2.rtk(real time kinematic)是一种利用载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术，在测量领域已成为一种普遍采用的方法，利用rtk技术可以在很短时间内获得厘米级的定位结果，但是随着流动站与基准站的距离增加，会导致各种误差相关性不断降低，因此流动站与基准站之间的距离一般不能超过15km，限制了该技术的使用场景。为解决以上问题，相关学者提出了网络rtk技术，在一个较大的区域内大体均匀地布设若干个基准站，根据流动站位置综合形成该位置的误差项，降低了距离限制要求，该技术的出现大大扩宽了rtk技术的应用场景。
3.目前各省、市运行的连续运行参考系统(continuously operating reference system,cors)就是一种对网络rtk技术的应用，通过建立一批连续运行的基准站，形成对覆盖区域的长期rtk服务能力。
4.基准站数据属于受控管理数据，用户在使用服务时需要与cors数据处理软件进行双向通信，会带来基准站数据泄露的隐患，因此目前的服务大多在专用网络中进行，影响了对大众的推广程度。为了解决该问题，相关学者提出格网化的播发方法，由解算模块对服务模块单向通信，能够避免用户通过服务模块反向从解算模块获取基准站数据，但是该方法受到单站rtk的服务范围要求影响，为了保证rtk定位精度，目前常见的格网划分一般为5km，因此格网划分会很密，且解算模块解算量恒定，只适用于大用户量，在用户量少的的时候效率很低，同时精度受到用户与最近格网点的距离影响，在高程起伏大的区域，格网点高程与实际高程高差大时也会影响解算精度。因此本发明拟提供一种利用虚拟基准站进行重构的网络rtk服务方法，以解决物理基准站受控管理导致的必须在内网环境服务的问题，同时解决格网化服务导致的解算量大、精度不均匀、高程误差大等问题。


技术实现要素：

5.本发明解决现有技术存在的问题所采取的技术方案主要是利用物理基准站进行组网解算，然后按照固定间隔生成一批虚拟格网产品作为虚拟基准站，最后利用虚拟基准站进行重组网解算，并提供网络rtk(real time kinematic)服务。具体技术方案如下：
6.一种利用虚拟基准站进行重构的网络rtk服务方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.步骤1：读取物理基准站信息，接入物理基准站数据并解析；
8.步骤2：对物理基准站进行组网解算；
9.步骤3：读取区域内格网点三维坐标，生成rtcm(radio technical commission for maritime services)格式的全部虚拟格网产品并通过网络通讯播发；
10.步骤4：读取虚拟格网产品通讯信息，接入全部虚拟格网产品并解析；
11.步骤5：对虚拟格网产品进行组网解算；
12.步骤6：利用虚拟格网产品解算结果进行网络rtk服务。
13.所述步骤1具体包括：
14.步骤1.1：读取物理基准站的坐标信息、通讯信息、设备信息，建立连接，接入物理基准站的实时数据流；
15.步骤1.2：根据物理基准站数据格式，对实时数据流进行解析。
16.所述步骤3具体包括：
17.步骤3.1：根据物理基准站的分布情况，从所有基准站大地坐标中获取到最小的经纬度和最大的经纬度，形成覆盖范围；
18.步骤3.2：根据网络rtk技术对基准站间距的要求，基准站间距为50-100km，此处的格网划分间距设定为0.5
°‑1°
，分别沿经度、纬度生成覆盖基准站组网区域的一批格网点坐标，并得到每个格网点坐标的经度、纬度数值；
19.步骤3.3：按照格网点经度、纬度找到距离最近的物理基准站，并获取基准站高程作为格网点高程；
20.步骤3.4：重复步骤3.2和步骤3.3，直至获取所有点的经度、纬度、高程三维坐标；
21.步骤3.5：根据基准站组网解算结果，以及格网点三维坐标，生成各个格网点位置的观测数据；
22.步骤3.6：按照标准rtcm协议对所有格网点的观测数据进行编码；
23.步骤3.7：通过网络通讯协议对步骤3.6产生的数据进行播发。
24.所述步骤4具体包括：
25.步骤4.1：读取虚拟格网数据产品通讯信息，建立连接，接入虚拟格网产品；
26.步骤4.2：对虚拟格网产品进行解析，获取观测值数据，坐标数据，以及站点id信息作为站点名称。
27.本发明具有如下优点：
28.1.本发明虚拟基准站数据的生成相比于格网化服务产品的生成，格网间距大，需求的计算量小；
29.2.本发明解算模块使用虚拟基准站数据，可以和服务模块进行双向通信，不涉及受控管理数据；
30.3.本发明使用虚拟基准站数据重构进行网络rtk服务，相对于格网化服务，精度更均匀。
附图说明
31.图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
32.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1所示，一种利用虚拟基准站进行重构的网络rtk服务方法，包括如下步骤：
33.步骤1：读取物理基准站信息，接入物理基准站数据并解析；
34.步骤1.1：读取物理基准站的坐标信息、通讯信息、设备信息，建立连接，接入物理
基准站的实时数据流；
35.步骤1.2：根据物理基准站数据格式，对实时数据流进行解析。
36.步骤2：对物理基准站进行组网解算；
37.步骤3：读取区域内格网点三维坐标，生成rtcm格式的全部虚拟格网产品并通过网络通讯播发；
38.步骤3.1：根据物理基准站的分布情况，从所有基准站大地坐标中获取到最小的经纬度和最大的经纬度，形成覆盖范围；
39.步骤3.2：根据网络rtk技术对基准站间距的要求，基准站间距可以为50-100km，因此此处的格网划分间距可以设定为0.5
°
～1
°
，分别沿经度、纬度生成覆盖基准站组网区域的一批格网点坐标，并得到每个格网点坐标的经度、纬度数值；
40.步骤3.3：按照格网点经度、纬度找到距离最近的物理基准站，并获取基准站高程作为格网点高程；
41.步骤3.4：重复步骤3.2，直至获取所有点的经度、纬度、高程三维坐标；
42.步骤3.5：根据基准站组网解算结果，以及格网点三维坐标，生成各个格网点位置的观测数据；
43.步骤3.6：按照标准rtcm协议对所有格网点的观测数据进行编码；
44.步骤3.7：通过网络通讯协议对步骤3.6产生的数据进行播发。
45.步骤4：读取虚拟格网产品通讯信息，接入全部虚拟格网产品并解析；
46.步骤4.1：读取虚拟格网数据产品通讯信息，建立连接，接入虚拟格网产品；
47.步骤4.2：对虚拟格网产品进行解析，获取观测值数据，坐标数据，以及站点id信息作为站点名称。
48.步骤5：对虚拟格网产品进行组网解算；
49.步骤6：利用虚拟格网产品解算结果进行网络rtk服务。
50.本发明的关键技术点包括：生成格网点观测数据和格网点观测数据的播发与接收，其中：
51.1、格网点观测数据的生成有两个步骤，其一为格网点坐标的获取，其二为根据格网点坐标生成对应的观测数据。
52.格网点坐标获取首先需要确定格网点间距，格网点间距可以根据经验来选择，南方地区相对于北方地区，由于电离层更活跃，可以缩小划分间距。在格网间距确定后，即可根据物理基准站所能覆盖的范围，得到全部格网点的坐标。
53.格网点观测数据的生成分为以下三个步骤：
54.a、根据格网点坐标找到最近的基准站，并获取该基准站的观测数据作为格网点观测数据；
55.b、根据广播星历计算各颗卫星位置，从而得到各颗卫星到格网点的距离和到最近基准站的距离差值，在得到距离差值后可以直接改正至格网点观测数据的伪距数值上，然后根据距离差值和卫星各信号频点波长，得到载波相位差值改正至观测数据的载波相位数值上；
56.c、根据格网点坐标从区域误差改正模型中内插获取该位置的电离层和对流层改正数据，并改正至观测数据的伪距和载波相位上，从而得到最终的格网点观测数据。
57.2、格网点观测数据的播发与接收：为了降低格网播发与接收的配置难度，同时满足使用过程中格网点数变化的自适应，本发明将使用tcp/ip协议通过单个端口播发和接收全部格网点观测数据，播发端使用tcp/ip client向接收端的tcp/ip sever进行推送。在播发编码时，根据rtcm协议中的staid字段对每个格网点进行编号，通过1005/1006电文中编入格网点坐标；在接收解析时，根据staid对每个格网点进行命名划分。
58.本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。