本发明涉及卫星领域，特别涉及一种卫星地基增强系统的自检系统的构建方法和构建系统。
背景技术
随着卫星定位技术、网络通信技术以及计算机技术的发展和普及，精准位置服务已经逐渐渗透深入到各个行业领域，基于地基增强系统的差分定位技术应用的也越来越普及和迫切。一般地，精准位置服务提供商需要建立一套完整的地基增强系统，来提供差分数据处理和播发服务。地基增强系统在一个完整的精准位置服务中是非常重要的一环，如何掌握地基增强系统的实施运行情况和服务能力，是一个亟须解决的问题。目前行业内比较普遍的是小型的区域型的地基增强网络：在较小范围内，建立数量有限的地基接收站，并向该区域内的有限用户提供差分数据播发服务。对于小型或者区域型地基增强网络，通常在服务区域内部署有限个移动站，来检测差分服务的工作情况和服务质量。当地基增强网络越来越大，服务范围越来越广时，区域型地基增强网络的检测方式已经不适用，因为在巨大的服务范围内每个区域都设置流动站的方法实施和维护成本巨大。
gnss(globalnavigationsatellitesystem,全球卫星定位系统)地基增强系统是gnss系统重要的组成部分，地基增强系统一般由地基接收站网，数据播发平台和数据处理平台三部分组成。对于一个gnss地基增强系统而言，实时掌握其运行情况是保障服务能力的前提，目前还没有一个比较通用的且可操作的针对中大型地基增强网络的检测方案。
本发明针对地基增强系统的自身特性，创造性地将地基接收站同时当做检测移动站，结合当前的互联网技术和分布式弹性计算，基于云计算的计算服务、netty通信框架和zookeeper分布式协调服务框架，提出了一种构建适用于任意规模的地基增强系统的自我检测的架构方案，从而解决了中大型gnss地基增强网络的服务能力自我检测的问题，为提高地基增强网络的服务能力提供了保障。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种卫星地基增强系统的自检系统的构建方法和构建系统，将地基接收站同时当做检测移动站，能对中大型地基增强网络进行有效检测，从而提高了地基增强网络的服务能力。
为解决上述技术问题，本发明的第一实施方式公开了一种卫星地基增强系统的自检系统的构建方法，通过将地基接收站同时当做检测移动站，可以服务任意规模的地基增强系统，该方法包括以下步骤：
将基准站当做位于网格中的移动站，接收来自基准站的观测数据后进行检测并上报基准站工作状态的数据接收检测步骤；
根据基准站工作状态，制定覆盖策略的策略制定步骤；以及
根据来自卫星地基增强系统本身的差分数据和数据接收检测步骤所检测的数据和策略制定步骤所制定的覆盖策略进行网络差分校验，对卫星地基增强系统进行自检的网络差分校验步骤。
本发明的第二实施方式还公开了一种卫星地基增强系统的自检系统的构建系统，包括：
数据接收检测单元，用于将基准站当做位于网格中的移动站，接收来自基准站的观测数据后进行检测并上报基准站工作状态；
策略制定单元，用于根据基准站工作状态，制定覆盖策略；以及
网络差分校验单元，用于根据来自卫星地基增强系统本身的差分数据和数据接收检测单元所检测的数据和策略制定单元所制定的覆盖策略进行网络差分校验，对卫星地基增强系统进行自检。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
通过将地基接收站同时当做检测移动站，可以服务任意规模的地基增强系统。由此一来，不依赖任何构型的地基增强系统，各种架构的地基增强系统均可在本发明的框架范围内构建自我检测系统，无须架设额外检测移动站，仅使用地基增强系统自身的地基基准站即可，大幅降低了成本。
进一步地，覆盖策略是实时差分网络/实时动态网络的覆盖策略，按照覆盖策略动态实时地产生网格-基站对应关系，可以根据目标地基增强系统的规模动态调整系统资源。
进一步地，在对卫星地基增强系统进行自检的过程中，允许用户发出控制指令，进一步提高了检测精度。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中一种卫星地基增强系统的自检系统的构建方法的流程示意图。
图2是本发明第一实施方式中构建方法的原理图。
图3是本发明第一实施方式中的基站网络覆盖图。
图4是本发明第二实施方式中一种卫星地基增强系统的自检系统的构建系统的结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种卫星地基增强系统的自检系统的构建方法。图1是该构建方法的流程示意图。
具体地说，该构建方法通过将地基接收站同时当做检测移动站，可以服务任意规模的地基增强系统。如图1所示，该构建方法包括以下步骤：
在步骤s101中，将基准站当做位于网格中的移动站，接收来自基准站的观测数据后进行检测并上报基准站工作状态。传统的区域增强系统是用过在区域内建立流动站，流动站同时接收卫星信号与增强系统播发的差分数据，通过流动站的差分状态来检测地基增强系统的可用性。由于被检测的卫星地基增强系统规模巨大，且服务的区域非常广泛，传统的区域增强系统的检测方式已经不适用，对于覆盖全国区域范围，多达数十万个服务网格的系统，在每个网格内架设移动站，成本巨大，而且移动站的精确位置不可知，无法得到差分定位后的位置和真实位置的差距，因而无法衡量增强系统播发的差分数据的质量。基准站接收卫星的信号，并将观测数据发送给播发系统，差分数据播发平台接收基准站的观测数据，计算形成差分数据并对外播发。
此后进入步骤s102，根据基准站工作状态，制定覆盖策略。从终端用户的角度出发，地基增强系统的自我检测系统关注的是每个网格的服务情况，因此粒度需要细到每个网格。针对目前的系统状况，虽然已经是全球最大的地基增强网，建立了上千座的基准站，这些基准站可以被用作移动站，但是无法做到对动辄数十万的服务网格进行了一对一的覆盖。所以在服务允许的范围内，将一个基准站的数据作为多个服务网格的观测数据，每个网格从播发服务获取相应的差分数据，以达到检测每个服务网格的目的。
基准站覆盖网格应满足以下规则：
1.最大覆盖，所有的服务网格都应被覆盖到，当有站出现故障时，应保证剩余的基准站覆盖最多的网格。
2.就近原则，服务网格应该被最近的基准站覆盖。
3.无多重覆盖，每个网格被且仅被一个基准站覆盖。
4.必须在业务需求的距离之内。
根据上述覆盖规则，一个示例性的覆盖策略如下所述，但是本发明并不限于此，只要符合上述覆盖规则的覆盖策略都适用于本发明：
1.对每个网格，选取符合业务规则的最近基准站关联。
2.当有基准站失效时，其覆盖范围内的网格改关联到最近的可用基站。
3.当基站恢复时，检查该基站业务覆盖距离内的网格，将没有覆盖的网格关联上。
4.随着基准站的失效和恢复，网格的覆盖会出现偏离就近原则的情况，在不影响系统负载的情况下，需要定期巡检所有网格，将网格关联到最近的基准站。
覆盖策略完成后的基站网格覆盖例如可以是如图3所示出的那样。
此后进入步骤s103，根据来自卫星地基增强系统本身的差分数据和数据接收检测步骤所检测的数据和策略制定步骤所制定的覆盖策略进行网络差分校验，对卫星地基增强系统进行自检。
来自卫星地基增强系统本身的差分数据和数据接收检测步骤所检测的数据属于外部数据源。基准站的观测数据有两个作用，一是反映基准站的工作情况，二是作为基准站覆盖网格的观测数据，即将基准站当做位于网格中的移动站。差分数据来自播发服务，每个网格将自己的位置信息作为输入向播发平台请求当前位置的差分数据，通过差分数据的接收情况检测差分服务是否工作，再结合对应基准站的观测数据进行差分解算，即可检测当前网格的差分情况。另外，由于基准站的精准位置可知，将差分解算后的位置和实际位置进行比较，可以得到服务的误差情况。
根据系统配置参数和控制命令来接收来自基准站的观测数据，并实时地上报基准站的工作状况(观测数据传输情况、观测数据质量等)。然后根据系统配置参数、控制命令、基站实时工作状态、系统网格信息等参数，按照基站网格覆盖策略，动态实时地产生网格-基站对应关系。
在进行差分校验时，根据系统配置参数，控制命令，基站网格覆盖策略，按照网格的粒度接收数据，结合播发服务的差分数据，使用rtklib进行差分解算，实时上报播发服务工作状态，差分状态和误差信息。
可选的，用户可以设置各项系统参数，并且可以实时对系统发出控制指令，比如增加网格，下线基准站等等。可选的，用户可以指定报警规则，当系统运行异常时，提供报警信息。
可选的，可以将接收到的数据(基准站观测数据，基准站工作状态信息，网格差分播发数据、网格检测结果信息，基站网格覆盖策略信息)存储起来，以供查询和分析。
此后结束本流程。
由此可见，将地基接收站同时当做检测移动站，能对中大型地基增强网络进行有效检测，从而提高了地基增强网络的服务能力。
本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(programmablearraylogic，简称“pal”)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称“ram”)、可编程只读存储器(programmablereadonlymemory，简称“prom”)、只读存储器(read-onlymemory，简称“rom”)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammablerom，简称“eeprom”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(digitalversatiledisc，简称“dvd”)等等。
本发明第二实施方式涉及一种卫星地基增强系统的自检系统的构建系统。图4是该构建系统的结构示意图。本发明的实际结构可以根据实际需要做出必要的调整，并不局限于图4中的结构。
具体地说，该构建系统通过将地基接收站同时当做检测移动站，可以服务任意规模的地基增强系统。如图4所示，该构建系统100包括：
数据接收检测单元101，用于将基准站当做位于网格中的移动站，接收来自基准站的观测数据后进行检测并上报基准站工作状态；
策略制定单元102，用于根据基准站工作状态，制定覆盖策略；以及
网络差分校验单元103，用于根据来自卫星地基增强系统本身的差分数据和数据接收检测单元所检测的数据和策略制定单元所制定的覆盖策略进行网络差分校验，对卫星地基增强系统进行自检。
可选的，该构建系统还包括存储单元，用于将对卫星地基增强系统进行自检的过程中的数据进行存储
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
现以一个系统结构的例子来举例说明该系统，架构中的每个模块均由一个集群负责执行，各集群之间的信息同步由zookeeper集群完成。但是本发明并不限于此，只要是符合上述结构的系统都适用于本发明。
1.管理展现集群，以master-slave方式运行，以达到热备的效果。当一个管理节点获得成为master之后，读取db中的配置信息，并将配置信息更新到zookeeper中：移除下线的网格和基站节点任务，添加新增的网格和基站任务。当用户发送控制请求时，将变更写入db，并更新zookeeper集群中的任务节点信息。
2.基站接收集群，集群启动后，首先选举master节点，master节点关注基准站任务节点与集群节点，负责将监控任务分配到工作节点上。当基准站节点发生变化(新增、移除基准站)或者工作节点发生变化(宕机或新增时)，重新分配任务。worker节点将自己注册到zookeeper集群中，并接收来自master分配的任务，并将自己的信息关联到zookeeper中对应的基准站节点中。worker节点持续接收基准站的观测数据，并实时上报观测结果，同时将数据保存到存储模块中。当有网格监测节点连接时，向其转发基站观测数据。
3.覆盖策略cluster，master-slave集群，master节点处理覆盖策略任务，slave节点热备。master节点监听zookeeper集群中的基准站信息，获得基准站的状态，和监听该基准站的接收节点的信息；同时监听zookeeper集群中的网格信息，当两者信息变动时，按照基站网格覆盖算法生成策略。
4.差分校验cluster，集群启动后，选举master节点，master节点监听zookeeper中的网格任务节点和集群worker节点信息，当网格任务或者worker节点发生变化时，master执行任务分配。worker节点被分配到任务后，连接差分播发服务，接收差分数据，同时定期请求覆盖策略cluster获得相关的基准站任务所在的基准站检测服务器信息，连接服务器后，获得观测数据，进行差分工作，实时上报网格的检测结果。
需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。