一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法及装置。所述方法包括在保密环境下执行的以下步骤：获取卫星导航定位基准站的实时卫星观测数据及所述基准站的坐标数据；在所述基准站附近构建一个虚拟站，基于获取的数据和虚拟站的坐标数据计算虚拟站的卫星观测数据；实时输出所述虚拟站的卫星观测数据。本发明专利技术相对现有网络RTK基于生成虚拟格网点实现数据脱敏，不需要基准站组网解算，每个基准站的虚拟观测数据相互独立互不相影响，减小了计算量，而且能够使虚拟站观测数据与基准站观测数据在数据观测质量上保持很高的一致性。测数据在数据观测质量上保持很高的一致性。测数据在数据观测质量上保持很高的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法及装置


[0001]本专利技术属于数据安全
，具体涉及一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法及装置。

技术介绍

[0002]为了满足卫星导航定位基准站观测数据和坐标数据的保存、数据再生产的安全要求，需要在具备单向数据传输条件下的生产环境中进行数据生产。生产环境的建设，需要在基准站网和处理涉密数据的生产环境之间部署单向光闸设备和基准数据格式规约软件，实现基准站合规观测数据流、文件单向导入到涉密计算机网络进行计算；在涉密计算网和数据播发交换子网之间(产品播发输出端)部署数据产品内容审计软件和单向光闸设备，实现非涉密合规数据产品单向导出到非涉密网。同时，对基准站坐标值进行安全变换后通过加密硬盘导入到涉密计算网，并由计算服务器直接读取。
[0003]当前可提供用户服务的现状下，卫星导航定位基准站观测数据、卫星导航定位基准站坐标，通常用于提供网络RTK服务。为了满足数据保密的要求，网络RTK算法引入网格的概念，将基准站网的地理覆盖范围，进行网格化处理，得到格网点的坐标，网络RTK算法实时生产所有格网点的服务数据，并将所有格网点的服务数据单向传输出保密环境；在保密环境之外，实时缓存所有格网点的服务数据，并部署面向RTK定位用户登录的服务软件。格网化算法应用的前提是需要在基准站网内生成格网点，并且为了保证可以为用户提供实时服务，格网化算法必须连续计算基准站网内所有格网点的VRS(虚拟基准站技术)数据。这种保密方法存在以下问题：一是将用户接入与算法计算完全分离，用户接入能力与算法的计算能力无关。一般情况下基准站网内用户在线的空间密度是不均匀的，会出现一部分地方用户特别集中，而一些区域没有用户。同时基准站网内用户在线的时间密度也是不均匀的，一些特定的行业用户在特定区域的在线时间是晚上，例如道路巡检用户；而多数行业用户的在线时间是白天。但是格网化算法为了给用户提供实时数据服务，必须不间断地为网内所有格网点计算VRS服务数据，这也造成了更大的计算资源的浪费。二是经过网络RTK算法生产之后的格网点数据，只用于提供RTK定位服务，无法数据复用、用于二次生产。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法及装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，包括在保密环境下执行的以下步骤：
[0007]获取卫星导航定位基准站的实时卫星观测数据及所述基准站的坐标数据；
[0008]在所述基准站附近构建一个虚拟站，基于获取的数据和虚拟站的坐标数据计算虚拟站的卫星观测数据；
[0009]实时输出所述虚拟站的卫星观测数据。
[0010]进一步地，所述方法还包括设置基准站的数据格式和虚拟站的数据格式；通过计算得到的虚拟站卫星观测数据，按照设置的虚拟站数据格式进行编码后输出。
[0011]进一步地，虚拟站卫星观测数据的计算方法包括：
[0012]S1、根据卫星星历、每颗卫星的观测数据，计算基准站观测数据的观测时刻、基准站观测到的每颗卫星的卫星钟差和每颗卫星的坐标，具体包括：
[0013]根据接收机的信号观测时刻t
obs
和伪距观测值P，计算卫星信号发射时刻t
s
：
[0014]t
s
＝t
obs
‑
P/C
[0015]式中，C为光速；
[0016]根据卫星钟差参数f0、f1、f2，外推信号发射时刻t
s
的卫星钟差dt
s
：
[0017]dt
s
＝f0+f1×
dt+f2×
dt2[0018][0019]式中，为卫星星历参考时间；
[0020]将卫星信号发射时刻修正为t
s
‑
dt
s
，并利用修正后的卫星信号发射时刻，根据卫星星历计算卫星在地心地固坐标系下的三维坐标(X
s
,Y
s
,Z
s
)；
[0021]S2、基于基准站坐标、每颗卫星的坐标，计算基准站每颗卫星的卫地距，卫地距为卫星与接收机的几何距离，公式如下：
[0022][0023]式中，dist为基准站卫星的卫地距，(X,Y,Z)为基准站在地心地固坐标系下的坐标，ω为地球自转角速度；
[0024]S3、基于虚拟站坐标、每颗卫星的坐标，计算虚拟站每颗卫星的卫地距，公式如下：
[0025][0026]式中，dist
V
为虚拟站卫星的卫地距，(X
V
,Y
V
,Z
V
)为虚拟站在地心地固坐标系下的坐标；
[0027]S4、计算基准站卫地距与虚拟站卫地距的差，得到每颗卫星观测数据的改正信息公式如下：
[0028]ΔP
f
＝dist
V
‑
dist
[0029]ΔL
f
＝ΔP
f
/λ
f
[0030]式中，ΔP
f
、ΔL
f
分别为频率为f的信号的伪距观测值和相位观测值的改正信息，λ
f
为频率为f的信号的载波波长；
[0031]S5、将当前时刻的伪距观测值和相位观测值分别与ΔP
f
、ΔL
f
相加后返回步骤S1进行迭代计算，直到两次迭代的伪距观测值改正信息的差小于设定阈值。
[0032]更进一步地，所述方法还包括构建用于为虚拟站卫星观测数据计算提供历星数据的数据库，所述数据库保存了每颗卫星的最新星历数据。
[0033]进一步地，所述虚拟站与基准站的距离不大于1千米。
[0034]第二方面，本专利技术提供一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏装置，包括：
[0035]数据获取模块，用于获取卫星导航定位基准站的实时卫星观测数据及所述基准站
的坐标数据；
[0036]虚拟计算模块，用于在所述基准站附近构建一个虚拟站，基于获取的数据和虚拟站的坐标数据计算虚拟站的卫星观测数据；
[0037]数据输出模块，用于实时输出所述虚拟站的卫星观测数据。
[0038]进一步地，所述装置还包括数据格式定义模块，用于设置基准站的数据格式和虚拟站的数据格式；通过计算得到的虚拟站卫星观测数据，按照设置的虚拟站数据格式进行编码后输出。
[0039]进一步地，虚拟计算模块具体用于：
[0040]S1、根据卫星星历、每颗卫星的观测数据，计算基准站观测数据的观测时刻、基准站观测到的每颗卫星的卫星钟差和每颗卫星的坐标，具体包括：
[0041]根据接收机的信号观测时刻t
obs
和伪距观测值P，计算卫星信号发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，其特征在于，包括在保密环境下执行的以下步骤：获取卫星导航定位基准站的实时卫星观测数据及所述基准站的坐标数据；在所述基准站附近构建一个虚拟站，基于获取的数据和虚拟站的坐标数据计算虚拟站的卫星观测数据；实时输出所述虚拟站的卫星观测数据。2.根据权利要求1所述的卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，其特征在于，所述方法还包括设置基准站的数据格式和虚拟站的数据格式；通过计算得到的虚拟站卫星观测数据，按照设置的虚拟站数据格式进行编码后输出。3.根据权利要求1所述的卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，其特征在于，虚拟站卫星观测数据的计算方法包括：S1、根据卫星星历、每颗卫星的观测数据，计算基准站观测数据的观测时刻、基准站观测到的每颗卫星的卫星钟差和每颗卫星的坐标，具体包括：根据接收机的信号观测时刻t
obs
和伪距观测值P，计算卫星信号发射时刻t
s
：t
s
＝t
obs
‑
P/C式中，C为光速；根据卫星钟差参数f0、f1、f2，外推信号发射时刻t
s
的卫星钟差dt
s
：dt
s
＝f0+f1×
dt+f2×
dt2式中，为卫星星历参考时间；将卫星信号发射时刻修正为t
s
‑
dt
s
，并利用修正后的卫星信号发射时刻，根据卫星星历计算卫星在地心地固坐标系下的三维坐标(X
s
,Y
s
,Z
s
)；S2、基于基准站坐标、每颗卫星的坐标，计算基准站每颗卫星的卫地距，卫地距为卫星与接收机的几何距离，公式如下：式中，dist为基准站卫星的卫地距，(X,Y,Z)为基准站在地心地固坐标系下的坐标，ω为地球自转角速度；S3、基于虚拟站坐标、每颗卫星的坐标，计算虚拟站每颗卫星的卫地距，公式如下：式中，dist
V
为虚拟站卫星的卫地距，(X
V
,Y
V
,Z
V
)为虚拟站在地心地固坐标系下的坐标；S4、计算基准站卫地距与虚拟站卫地距的差，得到每颗卫星观测数据的改正信息公式如下：ΔP
f
＝dist
V
‑
distΔL
f
＝ΔP
f
/λ
f
式中，ΔP
f
、ΔL
f
分别为频率为f的信号的伪距观测值和相位观测值的改正信息，λ
f
为频率为f的信号的载波波长；S5、将当前时刻的伪距观测值和相位观测值分别与ΔP
f
、ΔL
f
相加后返回步骤S1进行迭
代计算，直到两次迭代的伪距观测值改正信息的差小于设定阈值。4.根据权利要求3所述的卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，其特征在于，所述方法还包括构建用于为虚拟站卫星观测数据计算提供历星数据的数据库，所述数据库保存了每颗卫星的最新星历数据。5.根据权利要求1所述的卫星导航定位基准站观测数据的脱敏方法，其特征在于，所述虚拟站与基准站的距离不大于1千米。6.一种卫星导航定位基准站观测数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：滑中豪，李宁，吴东东，梁肖，
申请(专利权)人：北京讯腾智慧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：