电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法和装置，利用低阶球谐函数拟合区域电离层TEC的模型函数，计算得到一组电离层改正模型参数；针对计算得到的电离层延迟改正模型参数，按照自定义电文编排格式进行编码，形成二进制数据流，并利用网络通讯将数据流发送给用户；用户接收到实时二进制数据流后，按照自定义电文编排格式进行解码，最终得到高精度的电离层改正信息参数。实验结果表明，本发明专利技术方法能够准确地将实时生成的高精度电离层改正信息通过网络传输协议播发给用户使用，具有一定的工程应用价值。具有一定的工程应用价值。具有一定的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法和装置


[0001]本专利技术属于全球导航卫星系统(GNSS)差分数据编解码
，特别涉及了一种电离层延迟改正信息电文编解码技术。

技术介绍

[0002]随着我国北斗三号卫星导航系统的建成，全球卫星导航定位系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人们的生产生活中发挥着重要作用。为满足高精度差分GNSS定位及应用，国际海运事业无线电技术委员会(RTCM，Radio Technical Commission for Maritime services)第104专业委员会于1983年11月提出了RTCM
‑
SC104标准的GNSS差分信号格式，为DGNSS提供服务，并不断更新版本沿用至今。目前，较为常用的版本是RTCM3.2数据格式，该版本为用户预留了部分自定义信息格式，用户可根据自己的需求，自行定义电文格式，以增强系统的精度、可靠性和扩展性。
[0003]一直以来，电离层延迟是影响GNSS定位的主要误差源之一，若不对其加以改正，会严重影响定位结果。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法和装置，削弱电离层折射影响，提高用户端定位精度。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，包括以下步骤：
[0007](1)利用低阶球谐函数拟合区域电离层TEC的模型函数，计算得到一组电离层延迟改正模型参数，包括UTC时刻，电离层模型系数以及太阳经度；
[0008](2)针对计算得到的电离层延迟改正模型参数，对电离层延迟改正信息电文格式进行编排设计；
[0009](3)将电离层延迟改正模型参数拆分成整数和小数部分，分别将两部分数据按照RTCM3.2数据格式进行编码，形成二进制数据流；
[0010](4)将生成的二进制数据流，利用TCP/IP协议通过网络播发给用户；
[0011](5)用户端接收到实时数据后，将整数部分与小数部分数据按RTCM3.2数据格式进行解码，进而恢复得到准确的电离层延迟改正信息。
[0012]进一步地，在步骤(1)中，利用低阶球谐函数拟合的区域电离层TEC的模型函数如下：
[0013][0014]θ＝λ
‑
λ0[0015]其中，VTEC为垂直方向的电子总含量，为完全规格化后的n阶m次的勒让德函数，n
max
为最高展开阶数，n为展开阶数，m为展开次数，θ为穿刺点的日固经度，λ0为太阳经
度，A
mn
、B
mn
为该电离层模型系数，λ和分别为穿刺点的经、纬度。
[0016]进一步地，在步骤(2)中，将电离层延迟改正模型参数拆分成整数部分和小数部分，并将小数部分扩大2
α
倍成为整数，2
α
倍称为小数部分的分辨率，分别将两部分数据编码，形成二进制数据流；电离层改正信息电文格式编排设计的关键在于确定各字段的长度以及浮点型数据变量的分辨率。
[0017]进一步地，具体的电离层改正信息电文格式编排设计如下：
[0018]UTC时刻均为正整数，使用uint型整数字段定义，根据时间的取值范围选择长度；
[0019]电离层模型系数有正有负，使用长度为14位的int型整数字段定义；其小数部分的分辨率选择2
‑
12
，对应使用长度为13位的int型整数字段定义；
[0020]太阳经度的取值有正有负，使用长度为10位的int型整数字段定义；其小数部分的分辨率选择2
‑
15
，对应使用长度为16位的int型整数字段定义。
[0021]进一步地，在步骤(3)中，电离层模型系数的拆分规则如下：
[0022]Integer_Ion＝Int[Ion][0023]Fraction_Ion＝Int[(Ion
‑
Integer_Ion)/2
‑
12
][0024]其中，Ion为电离层模型系数，Integer_Ion为整数部分取整的字段，Fraction_Ion为小数部分取整的字段，Int[]为取整函数；
[0025]太阳经度的拆分规则如下：
[0026]Integer_SolarLon＝Int[SolarLon][0027]Fraction_SolarLon＝Int[(SolarLon
‑
Integer_SolarLon)/2
‑
15
][0028]其中，SolarLon为太阳经度，Integer_SolarLon为整数部分取整的字段，Fraction_SolarLon为小数部分取整的字段；
[0029]将UTC时刻、电离层模型系数、太阳经度拆分的整数字段转换成二进制数据，即实现了电离层改正信息的编码。
[0030]进一步地，电离层改正信息编码完成后，为电文添加消息头，所述消息头包括引导字11010011，预留字000000和消息长度，根据消息头产生24位CRC校验码，从而完成电离层改正信息电文的编码。
[0031]进一步地，在步骤(5)中，用户端按字节读取二进制数据，找到引导字11010011，并判断后6位是否是预留字000000，读取消息长度，根据消息长度读取后24位CRC校验码，并判断CRC校验是否通过，若校验通过则对电文消息内容进行解析，恢复电离层延迟改正模型参数。
[0032]进一步地，电离层模型系数的恢复规则如下：
[0033]Ion＝Integer_Ion+Fraction_Ion*2
‑
12
[0034]太阳经度的恢复规则如下：
[0035]SolarLon＝Integer_SolarLon+Fraction_SolarLon*2
‑
15
。
[0036]进一步地，在步骤(4)中，通过一台固定IP地址的服务器，将编码得到实时二进制数据流利用网络发送给用户端。
[0037]一种电离层延迟改正信息自定义电文编解码装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现上述电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法。
[0038]采用上述技术方案带来的有益效果：
[0039]本专利技术在对RTCM协议标准解读的基础上，根据RTCM3.2版本预留的部分自定义消息，将区域电离层模型计算得到的改正参数编码成二进制数据流，通过网络协议播发给用户，使用户无需建立区域电离层模型，即可得到高精度的改正参数，有效削弱了电离层折射的影响，提高了用户端的定位精度。
附图说明
[0040]图1为整体方法流程图；
[0041]图2为电离层改正信息电文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用低阶球谐函数拟合区域电离层TEC的模型函数，计算得到一组电离层延迟改正模型参数，包括UTC时刻，电离层模型系数以及太阳经度；(2)针对计算得到的电离层延迟改正模型参数，对电离层延迟改正信息电文格式进行编排设计；(3)将电离层延迟改正模型参数拆分成整数和小数部分，分别将两部分数据按照RTCM3.2数据格式进行编码，形成二进制数据流；(4)将生成的二进制数据流，利用TCP/IP协议通过网络播发给用户；(5)用户端接收到实时数据后，将整数部分与小数部分数据按RTCM3.2数据格式进行解码，进而恢复得到准确的电离层延迟改正信息。2.根据权利要求1所述电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，其特征在于，在步骤(1)中，利用低阶球谐函数拟合的区域电离层TEC的模型函数如下：θ＝λ
‑
λ0其中，VTEC为垂直方向的电子总含量，为完全规格化后的n阶m次的勒让德函数，n
max
为最高展开阶数，n为展开阶数，m为展开次数，θ为穿刺点的日固经度，λ0为太阳经度，A
mn
、B
mn
为该电离层模型系数，λ和分别为穿刺点的经、纬度。3.根据权利要求1所述电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，其特征在于，在步骤(2)中，将电离层延迟改正模型参数拆分成整数部分和小数部分，并将小数部分扩大2
α
倍成为整数，2
α
倍称为小数部分的分辨率，分别将两部分数据编码，形成二进制数据流；电离层改正信息电文格式编排设计的关键在于确定各字段的长度以及浮点型数据变量的分辨率。4.根据权利要求3所述电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，其特征在于，具体的电离层改正信息电文格式编排设计如下：UTC时刻均为正整数，使用uint型整数字段定义，根据时间的取值范围选择长度；电离层模型系数有正有负，使用长度为14位的int型整数字段定义；其小数部分的分辨率选择2
‑
12
，对应使用长度为13位的int型整数字段定义；太阳经度的取值有正有负，使用长度为10位的int型整数字段定义；其小数部分的分辨率选择2
‑
15
，对应使用长度为16位的int型整数字段定义。5.根据权利要求4所述电离层延迟改正信息自定义电文编解码方法，其特征在于，在步骤(3)中，电离层模型系数的拆分规则如下：Integer_Ion＝Int[Ion]Fr...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志斌，高成发，邱文利，梅俊杰，许忠印，张瑞成，权恒友，杜群乐，秦禄生，王艳丽，罗立红，秦文丰，董万里，汪璐，王润琳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：