实时差分定位系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种实时差分定位系统和方法，该方法包括：用户终端向中央差分处理器发出登录请求；中央差分处理器在接收到登录请求后，利用反应器来实现登陆信息的分发，并调用身份验证模块完成用户登录验证；在用户登录验证成功后，向中央差分处理器实时发送GNSS原始观测数据；中央差分处理器同样通过反应器来接收用户以及基准站的GNSS原始观测数据后进行解码，从而通过解码后的数据进行终端定位和数据服务。因此，采用本发明专利技术，提高单次差分计算效率，降低计算资源消耗，进一步提供各类专项定制服务，服务于行业用户，有利于高精度定位技术向民用领域渗透，扩大用户群。

A Real-time Differential Location System

The invention provides a real-time differential positioning system and method, which includes: the user terminal sends a login request to the central differential processor; the central differential processor uses a reactor to distribute the login information after receiving the login request, and calls the authentication module to complete the user login verification; and after the user login authentication is successful, it verifies the login request to the central differential processor. The original GNSS observation data is sent at the same time; the central differential processor also receives the original GNSS observation data from users and reference stations through the reactor and decodes them, so as to provide terminal positioning and data service through the decoded data. Therefore, the invention can improve the efficiency of single differential calculation, reduce the consumption of computing resources, further provide various special customization services to serve industry users, and is conducive to the penetration of high-precision positioning technology into the civil field, and expand the user base.

【技术实现步骤摘要】
实时差分定位系统和方法
本专利技术属于卫星定位增强应用领域，涉及基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位方案，具体涉及一种实时差分定位系统和方法，利用反应器模式提升系统用户容量并利用分布式中央处理器进行用户差分运算，从而实现基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位。
技术介绍
全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，以下简称为GNSS)实时差分定位是当前应用十分广泛的高精度定位技术之一，已广泛应用到航空航天、地学研究、勘察测量、智能交通等诸多领域，然而在传统的实时差分定位技术应用中，差分过程是在用户端完成，此方式增加了接收机制造的复杂度和生产成本，增加了终端设备价格，导致设备软件更新维护方面的困难，逆向实时运动(RealTimeKinematic，以下简称为RTK)技术中由差分服务器完成差分任务，此问题得以解决。然而，根据现有技术当前的发展情况，仍存在不完善之处，具体如下：(1)用户容量较小——在解决了终端成本问题后，高精度定位技术的民用推广会加速发展，用户数量的上升会导致基于传统技术的逆向差分服务器数据处理压力增加，提升系统实时的数据吞吐和用户容量成为待解决问题之一；(2)定位数据利用不充分，深层次挖掘不足——用户定位结果数据相互隔离，造成系统对用户的统一监控及调度管理困难，系统管理者无法利用用户定位结果对用户进行有效的管理；(3)用户原始观测数据相互隔离，原始数据中所含的大量可利用信息得不到统一处理分析和深层次挖掘，不利用用户定位性能的提升和系统对外服务类别的多样化实现。
技术实现思路
为了解决现有技术中的逆向差分系统的大并发处理问题，本专利技术提出了一种方案，利用反应器模式提升了系统用户容量，利用分布式中央差分处理器完成用户差分计算，分散运算处理整体负担，提高系统整体处理能力，针对单次差分定位采用Bancroft算法减少运算迭代次数，降低计算过程对系统资源的消耗，提高了系统整体计算速度和运行效率。本专利技术的一个方面提供了一种实时差分定位系统，利用反应器模式提升系统用户容量并利用分布式中央处理器进行用户差分运算，从而实现基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位，包括：中央差分处理器，采用分布式结构，各处理模块可独立布设于多台服务器，用于对用户和基准站的GNSS原始观测数据进行解码，并将解码后的数据一方面发送至差分解算模块来进行差分定位解算，以实现终端实时定位，而另一方面发送至信息挖掘模块来生成深层次分析产品，以对外提供多样化数据服务；差分解算模块，用于利用Bancroft算法进行差分初值计算，从而快速获得差分定位结果并提高定位精度；信息挖掘模块，用于收集大量用户的实时观测数据，并对服务范围内的目标状态进行监控、提取误差并分析其时空变化，从而将专题数据发送给定制业务用户；数据收发模块，用于接收GNSS原始观测数据，其中嵌入有用于实现用户登录信息分发的反应器；运行监控模块，用于收集系统信息，监控系统内各模块的运行状态。额外地，本专利技术的实时差分定位系统还包括：身份验证模块，用于在反应器分发用户登录信息后，对用户的登录进行验证，其中，数据收发模块还用于将用户的登录动作注册至反应器中以及反应器还用于将数据收发模块收到的用户登录请求分发给身份验证模块进行验证。具体地，中央差分处理器还包括：解码模块，用于根据预定协议采用预定解码函数对GNSS原始观测数据进行数据解码。本专利技术的另一个方面提供了一种实时差分定位方法，包括：步骤一，用户终端向中央差分处理器发出登录请求；步骤二，中央差分处理器在接收到登录请求后，利用反应器来实现登陆信息的分发，并调用身份验证模块完成用户登录验证；步骤三，在用户登录验证成功后，向中央差分处理器实时发送GNSS原始观测数据；步骤四，中央差分处理器同样通过反应器来接收用户以及基准站的GNSS原始观测数据后进行解码，从而通过解码后的数据进行终端定位和数据服务。在步骤二中执行：启动数据收发模块，将用户的登录动作注册至反应器中；启动反应器，以等待用户发起登录请求；在数据收发模块接收到用户发来的登录请求后，反应器将登录请求分发至身份验证模块；身份验证模块对收到的登录信息进行确认，并将确认后的登录结果回传至用户终端，从而完成用户登录操作。在步骤四中执行的解码操作包括：启动数据收发模块，并且在用户登录完成后，将用户的GNSS观测数据的接收解码动作注册至反应器中；启动反应器，以等待用户发送GNSS观测数据；在数据收发模块接收到GNSS观测数据后，反应器将GNSS观测数据分发至解码模块，从而根据预定协议采用预定解码函数对GNSS原始观测数据进行数据解码。在步骤四中包括：对解码后的数据进行差分定位解算，利用Bancroft算法完成差分初值计算，快速获得差分定位结果，实现终端实时定位；将解码后的数据发送至信息挖掘模块，生成深层次分析产品，对外提供多样化数据服务。另外，本专利技术的实时差分定位方法还包括：通过信息挖掘模块收集大量用户的实时观测数据，并对服务范围内的目标状态进行监控、提取误差并分析其时空变化。优选地，在本专利技术中，目标状态至少包括：各时段、各子区域卫星的可见数量、分布规律、可用状态等、用户分布情况、定位误差时空变化规律趋势等。因此，与现有技术相比，采用本专利技术可以实现以下的有益效果：本专利技术优点及有益效果：1)利用反应器模式提升数据吞吐量，实现大用户量GNSS原始数据并发接入和差分定位结果的发送；2)由分布式中央差分处理器完成所有用户的实时差分解算工作，处理过程中利用Bancroft算法提高单次差分计算效率，降低计算资源消耗；3)提供大容量实时定位服务的同时，系统可利用接收到的原始观测数据和解算获得的用户定位信息进行大数据统计分析，获得服务范围内导航星基本状态信息(包括各时段、各子区域卫星可见数量、分布规律、可用状态等)、用户分布情况、定位误差时空变化规律趋势等；4)能够进一步提供各类专项定制服务，服务于行业用户，有利于高精度定位技术向民用领域渗透，扩大用户群。附图说明图1是本专利技术的实时差分定位方法的流程图；图2是本专利技术的实时差分定位方案所涉及的系统结构图。具体实施方式应了解，本专利技术利用反应器模式提升了系统用户容量，利用分布式中央差分处理器完成用户差分计算，分散运算处理整体负担，提高系统整体处理能力，针对单次差分定位采用Bancroft算法减少运算迭代次数，降低计算过程对系统资源的消耗，提高了系统整体计算速度和运行效率。下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所涉及的基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位方法包括如下步骤：步骤1：用户终端向中央差分处理器发出登录请求；步骤2：中央差分处理器接收登录请求后，利用反应器实现登陆信息的分发，调用身份验证模块完成用户登录验证；步骤3：用户登录后向中央差分处理器实时发送GNSS原始观测数据；步骤4：中央差分处理器同样通过反应器模式接收用户以及基准站GNSS原始观测数据后进行解码，解码后的数据一方面被用来进行差分定位解算，利用Bancroft算法完成差分初值计算，快速获得差分定位结果，实现终端实时定位；另一方面发送至信息挖掘模块，生成深层次分析产品，对外提供多样化数据服务。在步骤2中，用户身份验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时差分定位系统，利用反应器模式提升系统用户容量并利用分布式中央处理器进行用户差分运算，从而实现基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位，其特征在于，包括：中央差分处理器，采用分布式结构，每台处理器上对应布设有独立的处理模块，用于对用户和基准站的全球导航卫星系统原始观测数据进行解码，并将解码后的数据一方面发送至差分解算模块来进行差分定位解算，以实现终端实时定位，而另一方面发送至信息挖掘模块来生成深层次分析产品，以对外提供多样化数据服务；所述差分解算模块，用于利用Bancroft算法进行差分初值计算，从而快速获得差分定位结果并提高定位精度；所述信息挖掘模块，用于收集大量用户的实时观测数据，并对服务范围内的目标状态进行监控、提取误差并分析其时空变化，从而将专题数据发送给定制业务用户；数据收发模块，用于接收所述全球导航卫星系统原始观测数据，其中嵌入有用于实现用户登录信息分发的反应器；运行监控模块，用于收集系统信息，监控系统内各模块的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种实时差分定位系统，利用反应器模式提升系统用户容量并利用分布式中央处理器进行用户差分运算，从而实现基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位，其特征在于，包括：中央差分处理器，采用分布式结构，每台处理器上对应布设有独立的处理模块，用于对用户和基准站的全球导航卫星系统原始观测数据进行解码，并将解码后的数据一方面发送至差分解算模块来进行差分定位解算，以实现终端实时定位，而另一方面发送至信息挖掘模块来生成深层次分析产品，以对外提供多样化数据服务；所述差分解算模块，用于利用Bancroft算法进行差分初值计算，从而快速获得差分定位结果并提高定位精度；所述信息挖掘模块，用于收集大量用户的实时观测数据，并对服务范围内的目标状态进行监控、提取误差并分析其时空变化，从而将专题数据发送给定制业务用户；数据收发模块，用于接收所述全球导航卫星系统原始观测数据，其中嵌入有用于实现用户登录信息分发的反应器；运行监控模块，用于收集系统信息，监控系统内各模块的运行状态。2.根据权利要求1所述的实时差分定位系统，其特征在于，还包括：身份验证模块，用于在所述反应器分发所述用户登录信息后，对用户的登录进行验证，其中，所述数据收发模块还用于将用户的登录动作注册至所述反应器中以及所述反应器还用于将所述数据收发模块收到的用户登录请求分发给所述身份验证模块进行验证。3.根据权利要求1所述的实时差分定位系统，其特征在于，所述中央差分处理器还包括：解码模块，用于根据预定协议采用预定解码函数对所述全球导航卫星系统原始观测数据进行数据解码。4.根据权利要求1所述的实时差分定位系统，其特征在于，所述目标状态至少包括：各时段、各子区域卫星的可见数量、分布规律、可用状态、用户分布情况、定位误差时空变化规律趋势。5.一种实时差分定位方法，采用上述权利要求中任一项所述的实时差分定位系统，以反应器模式提升系统用户容量且通过分布式中央处理器进行用户差分运算，从而实现基于反应器模式的大用户并发逆向实时差分定位，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用户终端向所述中央差分处理器发出登录请求；步骤二，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗干，万茜，李东俊，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11