本发明涉及基于北斗短报文的高精度定位系统和方法领域，具体是一种基于北斗短报文的高精度定位系统和方法。
背景技术：
北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，对我国的国家安全、经济建设、科技发展和社会进步具有重要的战略意义。在国家政策的推动下，基于北斗卫星导航系统的产品和应用系统已经实现短期爆发式增长。伴随北斗卫星导航系统的应用的不断推广，单纯的北斗接收机定位精度已经不能满足测绘测量、形变监测、工程建设等专业领域用户的使用需求。与此同时，地基增强网的高精度位置服务的技术和应用已相对成熟，其高精度位置服务仅依靠移动通信网络进行差分数据播发及位置回传，部分用户利用基于通信卫星信道作为通信链路提供星基增强位置服务以提升定位精度，但是租用通信信道成本较高，设备体积较大，并未得到广泛应用。
现有的高精度定位技术与基于北斗短报文的伪距差分定位技术相比，存在以下缺点：现有的北斗定位技术，rdss定位精度在有标校区域小于等于20m，无标校区域小于等于100m，北斗二代(rnss)的定位精度小于等于10m，单纯的北斗定位技术所提供的定位精度不能满足部分专业用户的使用需求；传统的地基增强网络的高精度定位技术的传输信道依赖传统的移动通信网络，在移动通信基站覆盖不到(如野外、大海)的区域存在应用盲区。
本发明针对单纯的北斗定位技术所提供的定位精度不高，传统的地基增强网络的高精度定位技术存在应用盲区等问题，提出了一种使用北斗短报文传输地基增强网络络的差分修正量信息，在集成rtd和rdss模块的终端设备上获得亚米级高精度定位信息的方法。本发明旨在利用北斗短报文通信信道，提升终端定位精度(亚米级)，降低地基增强网的传输建设成本，使高精度的北斗位置服务系统得到更好的推广。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于北斗短报文的高精度定位系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于北斗短报文的高精度定位系统，包括差分服务平台、北斗短报文高精度位置服务平台、rdss差分终端和北斗指挥机，所述差分服务平台、北斗短报文高精度位置服务平台、rdss差分终端和北斗指挥机之间通过网络连接；
作为本发明进一步的方案：所述差分服务平台由cors服务器及差分数据分发软件组成，差分数据分发软件负责生成及播发差分改正数据；
作为本发明再进一步的方案：所述rdss差分终端是一款兼具北斗rdss短报文功能和伪距差分定位功能的手持终端，针对该终端开发了“北斗高精度终端软件”app，用户通过人机交互界面完成导航、定位设置和数据显示、短信通信、北斗通信、高精度位置服务等功能；
作为本发明再进一步的方案：所述rdss差分终端内置u-blox公司的neo-m8n差分定位模块；
作为本发明再进一步的方案：neo-m8n差分定位模块支持从串口输入rtcmv2.3差分数据并进行伪距差分定位，差分数据最大有效龄期为200s；
作为本发明再进一步的方案：所述rdss差分终端通过北斗短报文完成与指挥平台的信息交互，在伪距差分增强定位时，首先通过北斗短报文接收指挥机广播的差分修正量分段数据，然后缓存在本机，等待下一段差分数据，当接收完所有分段后，将各分段合并为一条完整的原始差分数据报文后并进行校验，未通过校验的数据丢弃并开始接收下一条，通过校验的数据下发到差分定位模块；
一种基于北斗短报文的高精度定位方法，包括如下步骤：
s1:ntrip认证登录；
s2:构造基准站所处位置gga语句；
s3:发送至cors服务平台；
s4:获取实时rtcmv2.3差分改正数据；
s5:根据rdss短报文长度拆分差分数据；
s6:将差分数据通过rs232串口发送至指挥机；通过该方法，在不改变现有cors服务系统认证播发机制的同时，实现了区域内终端差分改正数据的获取；
s7:rdss差分终端接收指挥机广播的区域差分数据包；
s8:合并校验后重组为原始差分报文；
s9:向差分定位模块发送差分数据；
s10:获取差分后的高精度位置坐标；
s11:向指挥机回传本机高精度位置信息；
s12:所述北斗短报文高精度位置服务平台访问cors服务器，获取rtcm差分修正量；
s13:将众多的rtcm差分修正量信息提取解析处理，并根据指挥机内的北斗卡的通信等级将数据拆分，根据北斗卡的通信频度分包通过北斗短报文发送差分修正量信息；
s14:接收rdss差分终端回传的高精度位置信息，并进行数据存储和业务处理；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结合了传统的北斗定位技术与地基增强网络的伪距差分高精度定位技术，创新性的使用了北斗短报文作为伪距差分修正量的传输途径，将rtd与rdss集成在一款便携式手持机上，使得北斗和伪距差分高精度技术的优势得以充分融合体现，在移动通信网络覆盖盲区仍然可以获得亚米级的高精度定位结果，极大的扩展了高精度位置服务的应用范围。系统已在测绘领域获得实践验证，有良好的使用效果，可广泛应用于野外勘察、应急救援、抢险救灾、电力巡检、林地巡查等领域，应用前景广阔，可产生良好的经济效益。同时，应急救援和抢险救灾等领域的应用关系着人民的生命财产安全，具有较大的社会效益。本技术基于我国自主研制的北斗卫星导航系统所提供的短报文功能作为地基增强网的差分修正量的传输通信方式，并对现有高精度位置服务系统进行了改进，在单个手持终端上集成rtd与北斗一代(rdss)功能，实现了在无移动通信覆盖区域的高精度伪距差分定位和位置回传，解决了传统高精度位置服务存在应用盲区的问题。该系统对在野外和海上作业较多的行业具有重要的应用价值，相比与传统星基增强高精度位置服务，本系统在成本、可靠性和定位精度上具有很大的优势。
附图说明
图1为一种基于北斗短报文的高精度定位系统的系统组成图。
图2为一种基于北斗短报文的高精度定位方法中的差分数据获取流程图。
图3为一种基于北斗短报文的高精度定位方法中的北斗短报文高精度位置服务平台数据流程图。
图4为一种基于北斗短报文的高精度定位系统中的rdss差分终端的伪距差分高精度处理流程图。
图5一种基于北斗短报文的高精度定位系统和方法的北斗短报文定位精度分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种基于北斗短报文的高精度定位系统，包括差分服务平台、北斗短报文高精度位置服务平台、rdss差分终端和北斗指挥机，所述差分服务平台、北斗短报文高精度位置服务平台、rdss差分终端和北斗指挥机之间通过网络连接；所述差分服务平台由cors服务器及差分数据分发软件组成，差分数据分发软件负责生成及播发差分改正数据；传统基于网络的ntrip认证方式需要终端使用nmea协议中的gga语句上传自身位置信息到差分数据播发软件，差分数据播发软件为该终端计算相应的差分改正数据并网络下发到终端；对于本系统来说，基于北斗短报文的通信方式无法实现ntrip认证所需要的长连接，但是由于本系统主要应用于终端的伪距差分定位，单基准站的rtcmv2.3差分改正数据有效作用距离可以达到150km，在该范围内所有伪距差分终端可以使用相同的伪距差分改正数据；针对这一特点，在北斗短报文高精度位置服务平台构造一个基准站附近的gga语句并按照一定间隔上传至cors服务器，获取实时rtcmv2.3差分改正数据，作为该区域内所有终端的改正数据；
rdss差分终端是一款兼具北斗rdss短报文功能和伪距差分定位功能的手持终端，针对该终端开发了“北斗高精度终端软件”app，用户通过人机交互界面完成导航、定位设置和数据显示、短信通信、北斗通信、高精度位置服务等功能；所述rdss差分终端内置u-blox公司的neo-m8n差分定位模块，该模块支持从串口输入rtcmv2.3差分数据并进行伪距差分定位，差分数据最大有效龄期为200s，解决了北斗rdss短报文传输时延的问题，可实现持续稳定的伪距差分定位；
一种基于北斗短报文的高精度定位方法，包括如下步骤：
s1:ntrip认证登录；
s2:构造基准站所处位置gga语句；
s3:发送至cors服务平台；
s4:获取实时rtcmv2.3差分改正数据；
s5:根据rdss短报文长度拆分差分数据；
s6:将差分数据通过rs232串口发送至指挥机；通过该方法，在不改变现有cors服务系统认证播发机制的同时，实现了区域内终端差分改正数据的获取；
s7:rdss差分终端接收指挥机广播的区域差分数据包；
s8:合并校验后重组为原始差分报文；
s9:向差分定位模块发送差分数据；
s10:获取差分后的高精度位置坐标；
s11:向指挥机回传本机高精度位置信息；
s12:所述北斗短报文高精度位置服务平台访问cors服务器，获取rtcm差分修正量；
s13:将众多的rtcm差分修正量信息提取解析处理，并根据指挥机内的北斗卡的通信等级将数据拆分，根据北斗卡的通信频度分包通过北斗短报文发送差分修正量信息；
s14:接收rdss差分终端回传的高精度位置信息，并进行数据存储和业务处理；
通过北斗短报文完成与指挥平台的信息交互，在伪距差分增强定位时，首先通过北斗短报文接收指挥机广播的差分修正量分段数据，然后缓存在本机，等待下一段差分数据，当接收完所有分段后，将各分段合并为一条完整的原始差分数据报文后并进行校验，未通过校验的数据丢弃并开始接收下一条，通过校验的数据下发到差分定位模块；为了验证本发明提出的基于北斗短报文的高精度定位技术是否满足伪距差分定位亚米级精度的要求，在事前标定坐标的位置进行静态测试；具体实施时，为验证差分改正数据的质量，避免因天线角度和周围反射引入多径干扰导致定位精度下降，因此在观测条件良好的基准点采用外置天线的方式测试；
差分服务平台选取的基准站与终端之间的间距约为8km，终端分别使用直接单点定位模式和伪距差分定位模式连续采集10000个历元的定位结果；通过坐标转换将经度/纬度/高度转换为东向/北向/天向后，定位误差如图所示，直接单点定位的水平误差在10m以内，且分布中心偏离基准点3m左右；采用本文提出的北斗短报文定位中93.2％的误差小于1m，该结果满足伪距差分定位亚米级定位精度(一倍标准差)的要求。
本发明的工作原理是：北斗短报文高精度位置服务平台通过网络访问差分服务平台，获得地基增强网rtcm差分修正量信息，并对数据帧进行解析处理，然后调用北斗短报文高精度位置服务平台指挥机管理模块通过指挥机发送短报文，将差分修正量信息广播给下属rdss差分终端，rdss差分终端通过解析短报文内容还原差分修正量信息并进行伪距差分解算，将解算后的亚米级高精度位置信息通过短报文回传到北斗短报文高精度位置服务平台进行数据存储及应用处理。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。