一种gnss服务器及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及GNSS数据处理与传输设备，特别的，涉及一种利用MS.Net公共语言平台的运行实现多源、分布式、异型结构GNSS接收机数据同步和转发的一种GNSS服务器及其实现方法。
【背景技术】
[0002]GNSS (Global Navigat1n Satellite System)又名全球卫星导航系统，是一个包括GPS、GLONASS、Galileo、北斗等在内的综合定位导航系统。随着技术的成熟和应用的普及，GNSS定位数据的应用范围越来越宽，RTK系统中，该数据用于精化其GPS观测值，得到经差分改正后流动站较准确的实时位置；静态解算系统中，将观测数据传输给接入设备或软件用于静态平差解算。因此，如何迅速有效的将多源海量的GNSS监测站或基准站数据(包括GNSS原始数据、GPS差分改正值数据等)播发给接入GNSS服务器的其他GNSS基准站或流动站和接入设备，使GNSS流动站或其他接入设备达到快速解算、定位、导航的目的，成为本领域技术人员亟待解决的一个热点课题。
[0003]现有的GNSS数据传输主要有两种方式:
[0004]—种是通过串口本地传输或使用电台短距离传输，RTK (实时动态差分测量)系统中基准站(参考站)常用无线电数据链电台及发射天线将观测数据(差分数据)播发出去，流动站采用与发射电台配套的接收电台接收基准站播发的数据，以实现差分改正数据的接收和实时位置的精化。采用这种方式传输数据需要事先了解当地区域无线电台频率，将基准站和流动站设置为统一的无线电台频率通信，电台传输一般在5km范围内，因此在架设基准站的时候要考虑到电台的信号是否能够覆盖整个测量区，且电台的功耗大，需携带大容量的电平供电，通过电台方式能够实现一对多的数据传输，即一台GNSS基准站将其数据通过电台播发给GNSS监测站，但其距离受到了限制，且只能单向播发，不能双向通信与转发。
[0005]另一种是通过互联网络传输，各GNSS基准站和监测站受到网络供应商的限制，无法获取与其通信的基准站或监测站的固定IP地址(即无法以服务器端的形式运行)，各GNSS基准站和监测站之间无法直接相互通信。中国专利201310254550.1公开了一种互联网和电台相结合的GNSS差分信号播发系统及方法，该专利使用的是Ntrip传输协议，Ntrip协议是一种专用于卫星定位系统的应用层协议，应用范围比较局限，只能使用实现了 Ntrip协议的通信模块来传输数据；另有中国专利201310692432.9公开了一种基于虚拟网络实现GNSS接收机远程数据传输的系统及方法，该专利是基于虚拟专用网络VPN通信，需另外架设分配虚拟IP的VPN服务器，其配置过程复杂，容易出错，其架设和维护VPN服务器成本高，难度大。两种方案都只实现了 GNSS数据中心与GNSS终端之间的通信，其GNSS终端之间无法直接通信。无法满足在有多个GNSS终端连接时，各个终端之间需要数据快速同步的要求。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种GNSS服务器，以解决【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了一种GNSS服务器，包括分别与互联网连接的发送端服务器、接收端服务器、发送端GNSS终端、接收端GNSS终端，发送端服务器通过TCP端口与发送端GNSS终端实现网络连接，接收端服务器通过TCP端口与一个或多个接收端GNSS终端实现网络连接，发送端服务器与接收端服务器之间连接有可双向通信的数据传输通道，此数据传输通道使与发送端服务器连接的发送端GNSS终端及与接收端服务器连接的接收端GNSS终端实现相互通信。
[0008]所述发送端服务器包括有侦听各个发送端GNSS终端是否上线连接的侦听模块A，各发送端GNSS终端分别与侦听模块A连接；所述接收端服务器包括有侦听各个接收端GNSS终端是否上线连接的侦听模块B，各接收端GNSS终端分别与侦听模块B连接。
[0009]进一步的，与发送端服务器同时建立TCP网络连接的所述发送端GNSS终端为多个，发送端服务器与接收端服务器之间连接有一个对各发送端GNSS终端发送的数据进行筛选与优化处理，并将优化后的数据传送至接收端服务器的数据分析处理中心。
[0010]进一步的，所述发送端服务器及接收端服务器均通过有线或无线方式与互联网连接，所述发送端GNSS终端及接收端GNSS终端均通过有线或无线方式与互联网连接，再以TCP客户端的形式通过互联网访问发送端服务器或接收端服务器。
[0011]所述无线方式为采用CDMA、GPRS、LTE等2G/3G/4G网络或WIFI等无线方式连入互联网。
[0012]一种GNSS服务器的实现方法，包括以下步骤:
[0013]1)配置文件的构设:架构并设置发送端GNSS终端及接收端GNSS终端之间数据相互传输的配置文件，此配置文件的内容包括:a、在发送端服务器与接收端服务器之间建立一个可双向通信的数据传输通道；b、分别在每两个GNSS终端之间建立一个发送端服务器的TCP端口与接收端服务器TCP端口之间的端口映射转发规则(即TCP端口的配对关系)，此GNSS终端包括所有上线连接或未上线连接的接收端GNSS终端与发送端GNSS终端；
[0014]2)侦听任务的建立与执行:发送端服务器的侦听模块A及接收端服务器的侦听模块B分别侦听是否有TCP客户端上线连接，即是否有发送端GNSS终端访问发送端服务器及是否有接收端GNSS终端访问接收端服务器；
[0015]3)连接任务的创建与执行:当步骤2中侦听模块A和/或侦听模块B侦听到有任一 TCP客户端(即任一 GNSS终端)上线连接时，打开发送端服务器与接收端服务器之间双向通信的数据传输通道；
[0016]4)TCP端口之间数据转发任务的建立与执行:发送端GNSS终端的数据依次通过发送端服务器、接收端服务器传送至接收端GNSS终端，接收端GNSS终端的数据依次通过接收端服务器、发送端服务器传送至发送端GNSS终端。
[0017]进一步的，当发送端服务器同时有多个GNSS终端上线连接时，步骤3与步骤4之间还设有步骤3-1:数据中转处理步骤，即根据各个上线连接的接收端GNSS终端的位置信息，对各个发送端GNSS终端提供的数据进行平差解算后发送给接收端服务器，再由接收端服务器发送至各接收端GNSS终端。
[0018]所述平差解算具体包括:GNSS数据分析处理中心选取接收端GNSS终端附近的发送端GNSS终端传来的数据进行处理(剔除粗差、大气校正、辐射校正等中的一种或几种)，消除观测数据和观测条件中存在的误差，利用多个发送端GNSS终端的观测数据来拟合其卫星钟差、卫星轨道误差、对流层误差、电离层误差等多种误差中的一种或几种，并以虚拟观测数据的形式通过接收端服务器转发给接收端GNSS终端，使接收端GNSS终端能据此进行RTK定位，得到厘米级的更精准的定位结果。
[0019]进一步的，步骤1中配置文件内容还包括为上述步骤2至步骤4及步骤3-1的各个任务创建一个线程池，各个任务建立之后按先后顺序以队列形式排列在一起，并等待执行，线程池中设有多个线程，线程池中若存在空闲的线程，则线程会按顺序从任务队列中取出一项任务执行。线程执行任务完成后，将返回到线程池，并处于空闲状态等待或领取下一个任务。
[0020]本发明具有以下有益效果:本发明通过双服务器使与两个服务器通过TCP端口形式连接的GNSS终端实现相互通信，实现发送端GNSS终端对接收端GNSS终端的数据播发，且与接收端服务器建立连接的各接收端GNSS终端无需对接收端服务器发送数据请求，当发送端服务器接收到发送端GNSS终端发来的即时定位数据，且有任何一个或多个接收端GNSS终端与接收端服务器建立了连接时，发送端服务器自动将数据转发给接收端服务器，接收端服务器再将数据播发到每一个接收端GNSS终端，实现发送端GNSS终端对接收端GNSS终端的数据自动播发；同时接收端GNSS终端及时将反馈数据依原路反向发送给发送端GNSS终端，对发送端GNSS终端作出及时回应；
[0021]本发明实施过程中，接收端GNSS终端无需知道自身的IP地址及发送端GNSS终端的IP地址，只需知道接收端服务器的IP地址和接收端服务器的侦听端口号、及发送端服务器的IP地址与发送端服务器的侦听端口号，即可与发送端GNSS终端相互通信，且接收端GNSS终端与发送端GNSS终端可互换，接收端服务器与发送端服务器也可以互换，当接收端GNSS终端经发送端服务器IP地址与发送端服务器建立TCP连接，与发送端服务器建立TCP连接的该接收端GNSS终端成为发送端GNSS终端，其数据可对其他接收端GNSS终端播发，当然发送端GNSS终端也可经接收端服务器IP地址与接收端服务器建立TCP连接，与接收端服务器建立TCP连接的该发送端GNSS终端成为接收端GNSS终端，可接收来自发送端服务器的数据，整个系统灵活多变，有效的解决了多源、分布式的GNSS终端数据的低成本、高效率地接收与转发的需求问题。
[0022]当接收端GNSS终端不需要作为发送端GNSS终端对外发播数据时，将发送端服务器与接收端服务器设置成一