连续运行参考站系统的制作方法

本申请涉及卫星通信领域，尤其涉及一种连续运行参考站系统。

背景技术：

差分定位技术是重要的地理空间基础设施。差分定位技术系统是在一定区域(通常是县级以上行政区)布设若干个全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)连续运行基站，对区域GNSS定位误差进行整体建模，通过无线数据通讯网络向用户播发定位增强信息，将用户终端的定位精度从3-10米提高到2-3厘米，并且定位精度分布均匀、实时性好、可靠性高；同时，差分定位技术系统是区域高精度、动态、三维坐标参考框架网建立和维护的一种有效手段，为区域内的用户提供统一的定位基准。

目前的GNSS已经由单一卫星星座的GPS导航系统向多卫星星座的GNSS导航系统发展。GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)、中国的北斗(Compass)和欧盟的伽利略(Galileo)四大系统，以及区域星座相关的星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System，SBAS)，包括美国的广域增强系统(Wide Area Augmentation System，WAAS)、欧洲的欧洲地球静止导航重叠服务(European Geostationary Navigation Overlay Service，EGNOS)、俄罗斯的差分校正和监测系统站(SDCM)、日本的准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，QZSS)和多功能卫星增强系统(Multi-Functional Satellite Augmentation System，MSAS)、印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)和GPS辅助型静地轨道增强导航系统(GAGAN)和尼日利亚的尼日利亚一号通信卫星(Nigerian Communication Satellite-1，NiComSat-1)等，这样，GNSS系统可用的卫星数目能够达到100颗以上。

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统能够与GPS、GLONASS等系统兼容共用。而在连续运行参考站系统中120通道的接收机并不能完整兼容北斗卫星导航系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种连续运行参考站系统，用以解决现有技术中连续运行参考站系统不能全面兼容北斗卫星导航系统的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种连续运行参考站系统，包括：参考站子系统、数据中心子系统、数据通信子系统和客户应用子系统；参考站子系统包括多个参考站，所述参考站包括：兼容北斗二号卫星导航系统频段B1和频段B3的220通道GNSS接收机，将接收到的卫星定位数据传输至数据中心子系统；数据中心子系统包括：数据存储设备，保存全球IGS和GNSS参考站数据；数据处理设备，根据所述全球IGS和GNSS参考站数据得到所述卫星定位数据的修正数据；网络设备，传输所述卫星定位数据至所述数据处理设备，发送所述修正数据至数据通信子系统；数据通信子系统包括：移动通信设备，通过移动数据网络传输所述修正数据至客户应用子系统；互联网通信设备，通过互联网传输所述修正数据至客户应用子系统；客户应用子系统包括多个终端设备，根据所述修正数据显示定位结果。

本申请实施例的有益效果包括：连续运行参考站系统的GNSS接收机兼容北斗二号卫星导航系统(BD2)频段B1和频段B3的所有频点，并且GNSS接收机信号处理达到220通道，能够接收GPS L1/L2/L5全周载波、GLONASS L1/L2全周载波、广域差分SBAS(MSAS/WAAS/EGNOS)以及Galileo等四大GNSS导航系统，使得在野外测量数据更加精准、可靠。

附图说明

通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本申请实施例提供的连续运行参考站系统的架构示意图；

图2是本申请实施例提供的连续运行参考站系统的架构示意图；

图3是本申请实施例提供的连续运行参考站系统的架构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例提供的连续运行参考站系统(Continuous Operational Reference System，CORS)的GNSS接收机兼容北斗二号卫星导航系统(BD2)频段B1和频段B3的所有频点，并且GNSS接收机信号处理达到220通道，能够接收GPS L1/L2/L5全周载波、GLONASS L1/L2全周载波、广域差分SBAS(MSAS/WAAS/EGNOS)以及Galileo等四大GNSS导航系统，使得在野外测量数据更加精准、可靠。CORS的数据处理设备还可以采用分布式处理服务器集群，以搜集来自多个信息源的星历、钟差、电离层修正信息、定位偏差等信息进行信息融合和联合解算，计算修正数据(Correction Data)更快更准确。

图1是申请实施例提供的CORS的架构示意图，包括参考站子系统10、数据中心子系统11、数据通信子系统12和客户应用子系统13。

参考站子系统10包括多个参考站101，分别位于不同地域，参考站101又称为差分定位基准站。每个参考站101内部包括GNSS接收机，接收来自卫星的卫星定位数据。GNSS接收机兼容BD2的频段B1和频段B3的所有频点，信号处理达到220通道，从而完全兼容BD2的卫星定位功能。GNSS接收机将接收到的卫星定位数据传输至数据中心子系统11。

数据中心子系统11包括数据存储设备111，数据处理设备112和网络设备113。数据存储设备111的存储容量能够存储24天的1秒采样率数据和相应的增值服务数据，用于保存全球国际GPS服务(International GPS Service，IGS)和GNSS参考站数据。数据处理设备112根据全球IGS和GNSS参考站数据以及通过预设算法得到卫星定位数据的修正数据。网络设备113传输GNSS接收机接收到的卫星定位数据至数据处理设备112，并发送修正数据至数据通信子系统12。

数据通信子系统12包括移动通信设备121和互联网通信设备122。移动通信设备121通过移动数据网络传输修正数据至客户应用子系统13；互联网通信设备122通过互联网传输修正数据至客户应用子系统13。客户应用子系统13包括多个终端设备131，利用接收到的修正数据来显示对应的定位结果。终端设备131可以是计算机、手机、平板电脑、测绘设备和手持设备中的一种或多种。

本实施例的CORS完全兼容BD2的卫星定位功能，BD2的卫星定位功能具有多种优势:(1)具备定位与通讯功能，并且不需要其他通讯系统支持，而GPS只能定位；(2)覆盖范围大，目前BD2无缝覆盖了亚太地区，覆盖效果优于GPS；(3)特别适合集团用户大范围监控管理和数据采集；(4)我国自主系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。与GPS相比，BD2卫星导航系统除了设计27颗全球卫星，同时在我国上空设计了5颗地球同步卫星，3颗地球静止轨道卫星(以地球作为参照物，以我国上空为中心，来回南北半球转动)，这样使BD2在亚太地区的应用效果远远好于GPS，特别是在高遮挡地区或遮挡环境。

本实施例提供的CORS还可以同时兼容BD2、GPS、GLONASS和Galileo等定位系统。在设计上BD2信号为主，兼容GPS、GLONASS和Galileo信号，有利于提高中国及周边覆盖范围内星座的可靠性。选星原则为：BD2优先，之后的顺序依次为GPS，GLONASS,Galileo及其他星座卫星。在此基础原则上，实际选星时保持定位精度和运算量的平衡，既保证选择几何精度因子(Geometric Dilution of Precision，GDOP)最小的卫星组合，又兼顾运算量及运算速度。此时，各个参考站101内的GNSS接收机是兼容BD2、GPS、GLONASS和Galileo的全频段GNSS接收机，因此这种支持四星全频段的GNSS接收机需要配备性能更卓越处理器和主板。处理器优选Cortex-M3处理器，使用ARM公司最新的指令集架构，该架构采用了Thumb-2技术，使GNSS接收机内存占用率降低31％，性能提高38％，并且能实现更小芯片面积，利于对更多功能进行整合。主板全面兼容BD2系统信号，支持三星解算，预留Galileo信号通道能够跟踪用于信号处理、实验性目的GIOVE-A和GIOVE-B测试卫星，封装紧凑，功耗低(仅1.5W)，同时支持以太网、USB、RS232和CAN等接口连接。

在一个实施例中，如图2所示，客户应用子系统13进一步包括北斗RDSS用户机132(也可以是北斗RNSS用户机或者是同时兼容RDSS与RNSS的双模用户机)。当本申请实施例提供的CORS应用于野外环境下的测绘、勘探时，用户(测绘工作人员)所在位置很可能没有移动通信网络和互联网通信网络信号，因此需要在客户应用子系统13配备北斗RDSS用户机132，以接收来自数据通信子系统12的修正数据，此时，数据通信子系统12也相应的射频收发器123从而与客户应用子系统13的北斗RDSS用户机132传输数据。北斗RDSS用户机可通过RS232接口与终端设备131建立通信连接，将接收到的修正数据发送至终端设备131进行显示。北斗RDSS用户机132功耗低、体积小，可满足手持方式使用，适合野外恶劣环境的工作状态，防水，防尘，稳定可靠。

在一个实施例中，由于参考站101长期暴露于室外环境，而且有时还被设置于比较恶略的野外环境下，需要对参考站101内部的GNSS接收机和电路需要进行较高的防护，以保证其工作的稳定可靠。因此，在GNSS接收机的外壳所形成的内腔中填充氩气，氩气属于惰性气体，在常态下很难同其它元素或化合物结合参与反应，能够隔绝GNSS接收机内部器件与外界的接触，防止内部元器件氧化，维持参数稳定，易于检测及控制，从而提升仪器的稳定性，并且氩气易于制备，成本较低。

在一个实施例中，数据中心子系统11的数据处理设备112是分布式数据处理服务器集群。利用差分定位数据解算差分修正数据如果采用单处理器，在运算速度和软硬件要求等方法都具有局限性。采用分布式数据处理服务器集群解算差分修正数据，搜集来自多个信息源的星历、钟差、电离层修正信息、定位偏差等信息进行信息融合和联合解算，计算修正数据更快更准确。云服务器计算作为一种大规模，集存储、计算于一身的分布式平台，具有较好的扩展性，可以根据服务器集群的规模大小和任务的计算量，通过调整子集群大小，改变进化策略等手段，进一步优化算法的性能。

在一个实施例中，如图3所示，CORS还包括增值服务子系统14。增值服务包括导航、气象和地质中的一种或多种。增值服务子系统14进一步包括增值服务数据存储设备141和网络设备142；增值服务数据存储设备141用于保存不断更新的增值服务数据，通过网络设备142将更新后的增值服务数据发送到数据中心子系统11的数据存储设备111。数据中心子系统11按照位置信息建立修正数据和增值服务数据的对应关系并将对应的修正数据和增值服务数据一同通过数据通信子系统12发送到客户应用子系统13，使CORS具备了向客户提供导航、天气、地质条件等增值服务的能力。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。