分布式GNSS实时数据处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式GNSS实时数据处理方法及系统，包括步骤：在接收机端，首先，对原始观测数据进行周跳探测，获得周跳时间信息；然后，将周跳时间信息和原始观测数据编码后发送至服务器端。在服务器端，首先，对编码数据进行解码获得观测数据和周跳时间信息；然后，根据周跳时间信息进行周跳判断；最后，根据周跳判断结果进行精密差分产品解算，并保存当前历元解算获得的滤波器状态参数信息，当解算中断，服务器端重启后，采用存储的滤波器状态参数恢复中断历元下的滤波器，继续解算中断前的解算状态。本发明专利技术方法避免了服务器端中断重新时的初始化，可为用户提供连续、一致的精密差分产品，可保证高精度定位服务。

【技术实现步骤摘要】
分布式GNSS实时数据处理方法及系统
本专利技术属于GNSS精密差分产品服务端数据处理
，特别涉及一种分布式GNSS实时数据处理方法及系统。
技术介绍
GNSS高精度实时动态定位系统能达到分米甚至厘米级的定位精度，应用非常广泛。然而其必须依赖于服务端对大量跟踪站海量实时数据解算得到的精密差分产品。为了给用户提供不间断的服务，必须保证服务端数据处理系统连续、稳定的运行。但是，在复杂网络环境下传输的海量实时数据流不可避免产生各种复杂多样的异常，从而导致解算系统崩溃；同时，由于软硬件原因服务端也难免发生崩溃现象。在这些情况下，重启服务端后，所有的历史观测信息全部丢失，数据预处理和差分参数估计模块需要重新初始化，且存在重新初始化时间过长、差分产品一致性较差的问题，难以满足用户对实时高精度定位的要求。为保证给用户提供连续高精度的定位服务，必须要求服务端重启后能继续重启前的解算状态运行，从而避免初始化，保证差分产品的一致性。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种分布式GNSS实时数据处理方法及系统，该方法能使服务端重启后能继续重启前的解算状态运行，保证差分产品的实时性和一致性，从而保证给用户提供连续高精度的定位服务。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一、分布式GNSS实时数据处理方法，包括：步骤1，在接收机端对接收的原始观测数据进行周跳探测，获得周跳时间信息，周跳时间信息即各卫星最后一次发生周跳的时间；步骤2，在接收机端将周跳时间信息和原始观测数据编码后发送至服务器端；步骤3，在服务器端对接收的编码数据进行解码，获得观测数据和周跳时间信息；步骤4，在服务器端通过比较当前历元解码获得的周跳时间信息和上一历元解码获得的周跳时间信息是否相同，判断当前历元下卫星是否发生周跳；步骤5，在服务器端根据周跳判断结果和解码获得的观测数据进行解算，并在服务器端存储当前历元解算获得的滤波器状态参数信息；步骤6，若解算中断，服务器端重启后，采用存储的滤波器状态参数恢复中断历元下的滤波器，采用恢复的滤波器继续解算中断前的解算状态。步骤1中在接收机端采用TurboEdit法对接收的原始观测数据进行周跳探测。步骤2中，在接收机端采用RTCM编码方式对周跳时间信息和原始观测数据进行编码；同时，步骤3中，在服务器端采用RTCM解码方式进行解码获得观测数据和周跳时间信息。步骤4具体为：比较当前历元解码获得的第一周跳时间信息和服务器端存储的第二周跳时间信息，第二周跳时间信息的初始值为初始历元解码获得的周跳时间信息；若第一周跳时间信息和第二周跳时间信息不同，则相应卫星发生周跳，采用第一周跳时间信息更新第二周跳时间信息；反之，相应卫星未发生周跳。作为优选，步骤5进行解算后，采用残差编辑处理解码获得的观测数据，剔除未探测出周跳的卫星观测数据。步骤5中所述的在服务器端根据周跳判断结果和解码获得的观测数据进行解算，具体为：若卫星未发生周跳，则直接利用解码获得的观测数据进行解算；若卫星发生周跳，则通过伪距解算初始化周跳卫星的模糊度参数，然后利用解码获得的观测数据进行解算。步骤5中采用卡尔曼滤波法进行解算。二、分布式GNSS实时数据处理系统，包括：周跳探测模块，用来在接收机端对接收的原始观测数据进行周跳探测，获得周跳时间信息，周跳时间信息即各卫星最后一次发生周跳的时间；编码和传输模块，用来在接收机端将周跳时间信息和原始观测数据编码后发送至服务器端；解码模块，用来在服务器端对接收的编码数据进行解码，获得观测数据和周跳时间信息；周跳判断模块，用来在服务器端通过比较当前历元解码获得的周跳时间信息和上一历元解码获得的周跳时间信息是否相同，判断当前历元下卫星是否发生周跳；解算模块，用来在服务器端根据周跳判断结果和解码获得的观测数据进行解算，并在服务器端存储当前历元解算获得的滤波器状态参数信息；滤波器恢复模块，用来若解算中断，服务器端重启后，采用存储的滤波器状态参数恢复中断历元下的滤波器，采用恢复的滤波器继续解算中断前的解算状态。和现有技术相比，本专利技术具有如下特点和有益效果：1、将周跳探测模块移到接收机端，克服了服务器端在数据采样率较高时周跳探测效果较差和中断重启后无法进行周跳探测的缺陷；并且可根据服务器端需求播发不同采样率的观测数据。2、服务器端通过实时保存滤波器状态参数信息，使得服务器端中断后可以利用中断前存储的状态参数信息恢复滤波器，无需重新初始化即可立刻继续中断前的解算状态运行，避免了较长的收敛时间，大大提高了服务系统的实时性和可靠性，从而可为用户提供连续、一致的精密差分产品，保证高精度定位服务。附图说明图1是本专利技术的具体流程图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术技术方案。下文出现的“接收机”即“基准站接收机”，“服务器”即“接收机解算服务器”。本专利技术包括接收机端数据预处理和服务器端后处理两部分。具体实施时，接收机先通过周跳探测模块对接收到的原始观测数据进行周跳探测获得周跳时间信息，然后将周跳时间信息和原始观测数据通过RTCM编码发送至服务器端。服务器端首先通过RTCM解码获得各卫星的观测数据和周跳时间信息；然后，通过周跳判断和滤波估计进行精密差分产品解算，解算结束后保存当前历元对应滤波器的状态参数信息至存储磁盘。服务端解算程序一旦中断重启，通过读取中断前保存的状态参数信息恢复滤波器，使得滤波器能够立即继续中断前的状态运行。一、接收机端数据预处理。目前实时解算系统的周跳探测模块设在服务器端。对于低采样数据，历元间差分后残余误差较大，周跳探测可靠性较低；一旦遇到网络堵塞或服务器端中断导致相邻历元时间间隔较大，数据预处理模块需重新初始化。本专利技术将周跳探测模块内置到接收机端：1)基准站普遍采用双频接收机且采样率较高(不小于0.2Hz)，经历元间差分后各项误差消除均较为干净，对周跳探测十分有利。目前常用的周跳探测方法有TurboEdit法，该方法结合MW组合和GF组合的优缺点，可取得较好的周跳探测效果。(1)MW组合探测周跳：MW组合观测值lMW为：式(1)中，为宽巷波长，f1和f2分别是载波L1和L2的频率，Φ和P分别是以米为单位的载波和伪距观测值。MW组合消除了与几何距离有关的误差、对流层延迟误差以及电离层延迟误差的影响，仅剩下宽巷模糊度，在没有周跳的情况下，宽巷模糊度不变，据此可用来探测周跳；但MW组合引入了伪距观测值，其噪声较大，难以探测小周跳，同时MW组合也无法探测出L1和L2频率上发生相同周跳的观测值。(2)Geometry-Free组合探测周跳：无几何距离组合可以表示为：式(2)中，ρ为卫星到接收机之间的几何距离，A为电离层因子，N1和N2为L1何L2频率的模糊度参数，令则(2)可以简化为：lGF＝ΔdIon+(λ1N1-λ2N2)(3)GF组合消除了几何距离有关的误差以及与频率有关的误差项的影响，仅剩下残余电离层延迟影响和模糊度参数，由于基准站接收机采样率较高，历元间电离层变化较为平缓，因此GF组合观测值是缓慢变化且较为平滑的曲线。2)经周跳探测，获得卫星最后一次发生周跳的时间，即周跳时间信息，接收机端将各卫星的周跳时间信息和原始观测数据一同编码后，发送至服务器端，其编码格式见表1。表1编码格式本文档来自技高网...

【技术保护点】
分布式GNSS实时数据处理方法，其特征在于，包括：步骤1，在接收机端对接收的原始观测数据进行周跳探测，获得周跳时间信息，周跳时间信息即各卫星最后一次发生周跳的时间；步骤2，在接收机端将周跳时间信息和原始观测数据编码后发送至服务器端；步骤3，在服务器端对接收的编码数据进行解码，获得观测数据和周跳时间信息；步骤4，在服务器端通过比较当前历元解码获得的周跳时间信息和上一历元解码获得的周跳时间信息是否相同，判断当前历元下卫星是否发生周跳；步骤5，在服务器端根据周跳判断结果和解码获得的观测数据进行解算，并在服务器端存储当前历元解算获得的滤波器状态参数信息；步骤6，若解算中断，服务器端重启后，采用存储的滤波器状态参数恢复中断历元下的滤波器，采用恢复的滤波器继续解算中断前的解算状态。

【技术特征摘要】
1.分布式GNSS实时数据处理方法，其特征在于，包括：步骤1，在接收机端对接收的原始观测数据进行周跳探测，获得周跳时间信息，周跳时间信息即各卫星最后一次发生周跳的时间；步骤2，在接收机端将周跳时间信息和原始观测数据编码后发送至服务器端；步骤3，在服务器端对接收的编码数据进行解码，获得观测数据和周跳时间信息；步骤4，在服务器端通过比较当前历元解码获得的周跳时间信息和上一历元解码获得的周跳时间信息是否相同，判断当前历元下卫星是否发生周跳；步骤5，在服务器端根据周跳判断结果和解码获得的观测数据进行解算，并在服务器端存储当前历元解算获得的滤波器状态参数信息；步骤6，若解算中断，服务器端重启后，采用存储的滤波器状态参数恢复中断历元下的滤波器，采用恢复的滤波器继续解算中断前的解算状态。2.如权利要求1所述的分布式GNSS实时数据处理方法，其特征在于：步骤1中在接收机端采用TurboEdit法对接收的原始观测数据进行周跳探测。3.如权利要求1所述的分布式GNSS实时数据处理方法，其特征在于：步骤2中，在接收机端采用RTCM编码方式对周跳时间信息和原始观测数据进行编码；同时，步骤3中，在服务器端采用RTCM解码方式进行解码获得观测数据和周跳时间信息。4.如权利要求1所述的分布式GNSS实时数据处理方法，其特征在于：步骤4具体为：比较当前历元解码获得的第一周跳时间信息和服务器端存储的第二周跳时间信息，第二周跳时间信息的初始值为初始历元解码获得的周跳时间信息；若第一周跳时间信息和第二周跳时间信息不同，则相应卫星发生周跳，采用第一周跳时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炎炎，赵乐文，袁兵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42