远海实时定位方法、系统、介质、卫星导航、定位系统技术方案

本发明专利技术属于卫星导航与定位技术领域，公开了一种远海实时定位方法、系统、介质、卫星导航、定位系统，陆地服务端接收IGS通过网络播发的实时流改正数并保存；海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标，将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器；陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数；陆地服务端将距离与距离变化率改正数等信息进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端；海上用户端利用接收到的信息实时精密单点定位，得到精确坐标。本发明专利技术降低了定位成本。

【技术实现步骤摘要】
远海实时定位方法、系统、介质、卫星导航、定位系统
本专利技术属于卫星导航与定位
，尤其涉及一种远海实时定位方法、系统、介质、卫星导航、定位系统。
技术介绍
全球导航卫星系统GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)在近年得到了长足的发展，PPP(Precisepointpositioning，精密单点定位)利用单台GNSS接收机，结合精密卫星轨道和钟差信息，可实现高精度定位，是GNSS定位代表性技术之一。为了满足用户对实时PPP定位的需求，IGS自2013年开始提供RTS(Real-timeStreaming)服务，利用全球GNSS跟踪站的观测数据实时生成卫星轨道、钟和其他实时改正信息，采用符合RTCM(RadioTechnicalCommissionforMaritimeServices)标准的SSR(StateSpaceRepresentation)信息格式发布，基于NTRIP(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol)协议向全球播发。由于远海无Internet服务，用户难以获取实时卫星轨道和钟信息。目前已有商用公司采用通讯卫星进行改正数的播发，但普通用户承担不起昂贵的费用。随着北斗卫星导航系统的不断发展完善，北斗系统具有短报文通讯的独特功能，通讯费用较低，海上用户可将其作为通讯手段。但对于民用用户，北斗短报文有带宽和频率的限制，普通用户每次只能发送628比特数据，且每分钟只能发送一次短报文。而根据现有的RTCM标准，仅广播32颗GPS卫星的RTS卫星轨道和钟差改正数便需6628比特带宽，并且RTS改正数的播发频率通常小于1分钟。要实现基于北斗短报文的实时卫星轨道、钟与其他改正信息的传输，需克服带宽和频率的限制。目前有利用多套北斗短报文设备进行基站数据传输的方法，但其成本过高，难以实际应用。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有北斗短报文通讯具有带宽和频率的限制，普通用户每次只能发送628比特数据，且每分钟只能发送一次短报文，不能直接应用其播发RTS卫星改正数从而实现远海实时定位。解决以上问题及缺陷的难度为：利用北斗短报文通讯实现远海实时定位是一个多系统协同工作的过程，涉及GNSS技术、通信技术、计算机技术等多个学科领域，要求PPP技术与北斗短报文通讯技术相融合，技术门槛较高。解决以上问题及缺陷的意义为：针对北斗短报文通讯有带宽和频率限制的问题，基于免费的IGSRTS改正数，研究满足北斗短报文通讯以及PPP定位要求的改正数计算及编码方式，实现远海实时定位，达到与基于RTS改正数的PPP类似的定位性能，降低用户定位成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种远海实时定位方法、系统、介质、卫星导航、定位系统。本专利技术是这样实现的，一种远海实时定位方法，所述远海实时定位方法包括：陆地服务端接收IGS(InternationalGNSSService)通过网络播发的实时流(Real-timeStreaming，RTS)改正数并保存；海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标；海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器；陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，利用海上用户端的近似坐标确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数；陆地服务端将分钟计数、每整分钟的卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端；海上用户端对接收到的信息进行解码，实时精密单点定位，得到海上用户端的精确坐标。进一步，所述海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器的编码方法包括：1)有关海上用户端时间的编码：使用12位无符号整型(数值范围为0到4095，实际应用0到3599)表示一小时内的秒数。2)有关海上用户端近似坐标的编码：依次对三个坐标分量(X，Y，Z)进行编码，使用24比特表示以米为单位的海上用户端坐标，其中4位有符号整型(数值范围为-7到+7)表示坐标正负号以及百万位数值；10位无符号整型(数值范围为0到1023，实际使用0到999)表示坐标千位到十万位的数值；10位无符号整型(数值范围为0到1023，实际使用0到999)表示坐标个位到百位的数值。3)有关海上用户端码观测类型的编码：首先用4比特数据依次表示GPS，GLONASS，Galileo和BDS系统掩码。然后，对每个系统的两种码观测值类型进行编码，每个系统的两种码观测值类型分别用5位无符号整型数据(数值范围为0到31)表示观测值类型。进一步，所述陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，利用海上用户端的近似坐标确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数。进一步，所述陆地服务端将分钟计数、每整分钟的卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端，编码方法包括：1)有关信息头部分的编码：6位无符号整型数据(数值范围为0到63，实际应用0到59)表示分钟计数；134比特数据依次表示134颗卫星的卫星编号掩码，其中：1到37表示GPS卫星，38到61表示GLONASS卫星，62到97表示Galileo卫星，98到134表示BDS卫星；4位无符号整型数据(数值范围为0到15)表示IODSSR。2)有关信息体部分的编码：10位无符号整型数据(数值范围为0到1023)表示IODN；11位有符号整型数据(数值范围为-1023到+1023)以1cm为分辨率表示距离改正数，对应范围-10.23m到10.23m；11位有符号整型数据(数值范围为-1023到+1023)以1cm/s为分辨率表示距离变化率改正数，对应范围-10.23m/s到10.23m/s。本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：陆地服务端接收IGS通过网络播发的RTS改正数并保存；海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标；海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器；陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，利用海上用户端的近似坐标确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数；陆地服务端将分钟计数、每整分钟的卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远海实时定位方法，其特征在于，所述远海实时定位方法包括：/n陆地服务端接收IGS通过网络播发的RTS改正数并保存；/n海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标；/n海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器；/n陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，利用海上用户端的近似坐标确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数；/n陆地服务端将分钟计数、每整分钟的卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端；/n海上用户端对接收到的信息进行解码，实时精密单点定位，得到海上用户端的精确坐标。/n

【技术特征摘要】
1.一种远海实时定位方法，其特征在于，所述远海实时定位方法包括：
陆地服务端接收IGS通过网络播发的RTS改正数并保存；
海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标；
海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器；
陆地服务端接收到来自海上用户端的信息，解码得到海上用户端的近似坐标，利用海上用户端的近似坐标确定可见卫星，并根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数；
陆地服务端将分钟计数、每整分钟的卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端；
海上用户端对接收到的信息进行解码，实时精密单点定位，得到海上用户端的精确坐标。


2.如权利要求1所述的远海实时定位方法，其特征在于，所述海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到地面服务器的编码方法包括：
1)有关海上用户端时间的编码：使用12位无符号整型表示一小时内的秒数；无符号整型数值范围为0到4095，实际应用0到3599；
2)有关海上用户端近似坐标的编码：依次对三个坐标分量(X，Y，Z)进行编码，使用24比特表示以米为单位的海上用户端坐标，其中4位有符号整型表示坐标正负号以及百万位数值；10位无符号整型表示坐标千位到十万位的数值；10位无符号整型表示坐标个位到百位的数值；
4位有符号整型数值范围为-7到+7；10位无符号整型数值范围为0到1023，实际使用0到999；10位无符号整型数值范围为0到1023，实际使用0到999；
3)有关海上用户端码观测类型的编码：首先用4比特数据依次表示GPS，GLONASS，Galileo和BDS系统掩码；然后，对每个系统的两种码观测值类型进行编码，每个系统的两种码观测值类型分别用5位无符号整型数据表示观测值类型；5位无符号整型数据数值范围为0到31。


3.如权利要求1所述的远海实时定位方法，其特征在于，所述利用海上用户端的近似坐标并根据卫星截止高度角确定可见卫星，若可见卫星数大于北斗短报文通讯的最大数量，则需依据预定义的GNSS星座顺序和精度衰减因子对多余卫星进行剔除；然后根据RTS改正数计算可见卫星的距离与距离变化率改正数。


4.如权利要求1所述的远海实时定位方法，其特征在于，所述陆地服务端将分钟计数、卫星编号掩码、IODSSR组成信息头部分，IODN、距离改正数及距离变化率改正数组成信息体部分，进行编码，交予北斗短报文通讯终端发送到海上用户端，编码方法包括：
1)有关信息头部分的编码：6位无符号整型数据表示分钟计数；134比特数据依次表示134颗卫星的卫星编号掩码，其中：1到37表示GPS卫星，38到61表示GLONASS卫星，62到97表示Galileo卫星，98到134表示BDS卫星；4位无符号整型数据表示IODSSR；6位无符号整型数据数值范围为0到63，实际应用0到59；4位无符号整型数据数值范围为0到15；
2)有关信息体部分的编码：10位无符号整型数据表示IODN；11位有符号整型数据以1cm为分辨率表示距离改正数，对应范围-10.23m到10.23m；11位有符号整型数据以1cm/s为分辨率表示距离变化率改正数，对应范围-10.23m/s到10.23m/s；
10位无符号整型数据数值范围为0到1023；11位有符号整型数据数值范围为-1023到+1023；11位有符号整型数据数值范围为-1023到+1023。


5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
陆地服务端接收IGS通过网络播发的RTS改正数并保存；
海上用户端获取GNSS观测值并通过标准单点定位技术解算近似坐标；
海上用户端将时间、近似坐标与码观测类型进行编...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂志喜，王振杰，王柏杨，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37