專利名稱：基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)定位方法，特別是一種基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，屬于通 訊、測繪技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在常規(guī)GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(以下簡稱RTK)定位中，通常是在測區(qū)附近安置一臺GPS接收機(jī) 作為參考站，并配置一部發(fā)射電臺，參考站將差分改正信息通過電臺發(fā)送給附近的流動(dòng)站用 戶，從而實(shí)現(xiàn)RTK相對定位，獲得流動(dòng)站用戶的坐標(biāo)。在整個(gè)定位過程中，參考站向流動(dòng)站 單向發(fā)送數(shù)據(jù)，流動(dòng)站是否能收到數(shù)據(jù)，流動(dòng)站的工作狀態(tài)則無法被參考站確認(rèn)。顯然，這 種模式的定位很不適合國土資源調(diào)查的若干業(yè)務(wù)，尤其是國土資源監(jiān)察和執(zhí)法。國內(nèi)部分省 市已經(jīng)建成或在建多參考站連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)(或虛擬參考站網(wǎng)絡(luò)，以下統(tǒng)稱為虛擬參考站網(wǎng)絡(luò))， 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的用戶可以不必再設(shè)立參考站，可直接進(jìn)行GPS—RTK定位，這就存在一個(gè)接入問 題，即一臺GPS接收機(jī)只作為一個(gè)用戶接入。 一方面虛擬參考站(以下簡稱VRS)網(wǎng)絡(luò)接入 量是有限的，另一方面， 一個(gè)單位絕對不會只有一臺GPS接收機(jī)，這樣就存在著充分利用VRS 資源又節(jié)約VRS使用費(fèi)用問題，解決這個(gè)問題的最好辦法就是使用移動(dòng)基站定位方法。我國 很多縣市建立了永久的GPS差分參考站(稱為固定基站)，其作用范圍一般在20 50km，基 本能夠覆蓋本縣市，但是周邊地區(qū)定位精度較低，往往滿足不了定位需求。解決的辦法一是 再建立固定基站， 一是使用移動(dòng)基站。由于周邊地區(qū)定位往往是臨時(shí)性的，建立固定基站顯 得并非必要。
采用移動(dòng)基站定位方法，移動(dòng)基站和流動(dòng)站之間的關(guān)系不確定，數(shù)據(jù)傳輸必須采用無線 通訊?，F(xiàn)有的無線通信方式主要包括超短波(230MHz)無線數(shù)傳、擴(kuò)頻、衛(wèi)星通信、GSM 數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)等，其中衛(wèi)星通信由于通信費(fèi)用昂貴，只在一些特殊的領(lǐng)域下使用，未得 以普及；而擴(kuò)頻通信技術(shù)雖然速率高，但只能在視距范圍內(nèi)傳輸，應(yīng)用也受到限制。采用超 短波數(shù)傳電臺作為傳輸信道具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、維修方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但由 于系統(tǒng)工作于230MHz且多采用普通間接調(diào)制的數(shù)傳電臺，這就造成系統(tǒng)易受外界干擾、通 信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳送量不大、信號覆蓋范圍小等缺點(diǎn)。目前，無線通訊網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過 電信部門的多年建設(shè)，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，特別是中 國移動(dòng)推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可提供廣域的無線IP連接。因而我們選擇了中國移動(dòng)的GPRS 系統(tǒng)作為移動(dòng)基站定位技術(shù)的通訊平臺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供了一種基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法， 該方法在測繪現(xiàn)場，把GPS接收機(jī)安置在臨時(shí)設(shè)立的基站上，稱為移動(dòng)基站。移動(dòng)基站GPS 接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，生成差分改正信息，并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò) 上傳數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器，然后服務(wù)器將移動(dòng)基站差分信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳流動(dòng)站用戶接
收機(jī)；流動(dòng)站接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器通過無線通訊 網(wǎng)絡(luò)下傳的差分信息，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站用戶相對于移動(dòng)基站的相對定位，相對定位結(jié)果經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換得到相應(yīng)坐標(biāo)系中的成果。本發(fā)明解決了常規(guī)RTK對流動(dòng)站不可知問題，克服了常規(guī)RTK 使用電臺時(shí)的距離限制，可作為固定基站和VRS網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充。本發(fā)明各模塊實(shí)現(xiàn)了智能 化銜接，操作簡單方便。
為了處理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，傳統(tǒng)的做法是創(chuàng)建新進(jìn)程(每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接分配一個(gè)進(jìn)程)或者 是新線程(每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接分配一個(gè)線程)。如果服務(wù)器需要處理多個(gè)并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)連接，這種做 法雖然能夠很好的工作，但是進(jìn)程和線程的創(chuàng)建及維護(hù)的開銷可能會讓人無法忍受，并且在 應(yīng)用中，線程或進(jìn)程管理及控制會增加程序的復(fù)雜度。為此，我們根據(jù)移動(dòng)基站定位中無線 數(shù)據(jù)傳輸量不是很大，實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)，采用了一種只用單一進(jìn)程或線程就能夠處理許多事 件的機(jī)制。
為了實(shí)現(xiàn)事件檢測和多路分離，服務(wù)器對移動(dòng)基站和流動(dòng)站接入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼， 根據(jù)不同的編碼為每個(gè)連接提供不同服務(wù)。為了解決無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，以及所有事 件處理都是在一個(gè)線程里可能造成某一端口或某一用戶的阻塞問題，增加許多流控制和排隊(duì) 功能及在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候采用非阻塞式I/O操作。
對于無線數(shù)據(jù)傳輸過程可能存在的延時(shí)、中斷等不穩(wěn)定因素，數(shù)據(jù)在傳輸過程中進(jìn)行分 塊傳輸，并且在傳輸前加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo)識，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和完整性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
本發(fā)明采用數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站和流動(dòng)站的數(shù)據(jù)傳遞，移動(dòng) 基站和流動(dòng)站不需要固定網(wǎng)絡(luò)地址，通過數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)方式建立相互連接；
本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站的單點(diǎn)定位，也可實(shí)施移動(dòng)基站到流動(dòng)站的相對定位。對移動(dòng)基 站和流動(dòng)站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不會出現(xiàn)參考站到流動(dòng)站數(shù)據(jù)鏈斷鏈問題，克服了常規(guī)RTK對流 動(dòng)站狀態(tài)不可知問題。本發(fā)明特別適合于距離固定基站較遠(yuǎn)再建固定基站不合適的場合；在 VRS網(wǎng)絡(luò)中可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，是其有益補(bǔ)充；
本發(fā)明移動(dòng)基站坐標(biāo)有五種獲取方式，充分利用了現(xiàn)有的衛(wèi)星定位技術(shù)；流動(dòng)站坐標(biāo)有 七種獲取方式，涵蓋了測繪現(xiàn)場可能遇到的各種情況，克服了現(xiàn)有技術(shù)(如常規(guī)RTK)僅能 提供某種或某幾種坐標(biāo)獲取方式的不足；
采用無線通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)基站和服務(wù)器、流動(dòng)站和服務(wù)器之間的通訊，克服了常規(guī) RTK使用電臺時(shí)的距離限制，比如山體、建筑物的阻隔；采用無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊， 增加了移動(dòng)基站到流動(dòng)站的定位距離；
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器只用四個(gè)端口不僅實(shí)現(xiàn)了任意多基站、多流動(dòng)站連接，而且實(shí)現(xiàn)一對多 和多對多的對應(yīng)傳輸，并且對網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的處理保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)傳輸過程中的 加頭操作，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?br>

圖1為基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法流程圖2為移動(dòng)基站坐標(biāo)獲取流程圖3為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器中轉(zhuǎn)機(jī)制實(shí)施圖4為流動(dòng)站坐標(biāo)獲取流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明工作原理及實(shí)施方式作進(jìn)一步說明
本發(fā)明方法在測繪現(xiàn)場任意位置安置GPS接收機(jī)作為移動(dòng)基站，臨時(shí)設(shè)立移動(dòng)基站的接 收模塊接收全球定位衛(wèi)星信號，坐標(biāo)計(jì)算模塊計(jì)算移動(dòng)基站坐標(biāo)，差分信息生成模塊計(jì)算差 分信息，然后由移動(dòng)基站發(fā)送模塊將差分信息、移動(dòng)基站狀態(tài)信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù) 據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器。服務(wù)器通過認(rèn)證模塊對上傳申請進(jìn)行用戶認(rèn)證，確認(rèn)合法以后就通過接收模 塊接收上傳數(shù)據(jù)，再通過檢校模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢校，并存儲，以及通過監(jiān)控模塊對移動(dòng) 基站、流動(dòng)站的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過服務(wù)器發(fā)送模塊將差分信息發(fā)送給流動(dòng)站用戶。流
動(dòng)站用戶接收機(jī)通過接收模塊GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器通
過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳的差分信息，由相對定位模塊實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站相對于移動(dòng)基站的相對定位， 定位結(jié)果通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊計(jì)算獲得流動(dòng)站用戶所需要的坐標(biāo)。流動(dòng)站的發(fā)送模塊功能是將 需要發(fā)送數(shù)據(jù)，如流動(dòng)站坐標(biāo)、圖斑、現(xiàn)場攝像圖片等通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器。
根據(jù)移動(dòng)基站定位中無線數(shù)據(jù)傳輸量不是很大，實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)，采用了一種只用單一 進(jìn)程或線程就能夠處理許多事件的機(jī)制。移動(dòng)基站和流動(dòng)站接入數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器后，服務(wù)器 對其進(jìn)行編碼，根據(jù)不同的編碼為每個(gè)連接提供不同服務(wù)，實(shí)現(xiàn)事件檢測和多路分離。增加了許多流控制和排隊(duì)功能，在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候采用的也是非阻塞式i/o操作解決了無線網(wǎng)絡(luò)傳
輸?shù)牟环€(wěn)定性，以及所有事件處理都是在一個(gè)線程里，可能造成某一端口或某一用戶的阻塞 問題。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器在多移動(dòng)基站和多流動(dòng)站同時(shí)接入的情況下，為了保證移動(dòng)基站和流動(dòng) 站的對應(yīng)關(guān)系，為每個(gè)接入用戶(移動(dòng)基站或流動(dòng)站)建立表格，通過表格判別移動(dòng)基站和 流動(dòng)站的對應(yīng)關(guān)系，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。中轉(zhuǎn)服務(wù)器根據(jù)端口確定接入數(shù)據(jù)的屬性(比 如10000端口接入的是移動(dòng)基站上傳的差分信息；10001端口接入的是移動(dòng)基站上傳的GPS 點(diǎn)位信息；10002端口接入的是流動(dòng)站上傳的GPS點(diǎn)位信息，10003端口接入的是流動(dòng)站上傳 的調(diào)查圖斑、圖片)，根據(jù)用戶接入時(shí)提供的用戶名建立接入用戶表，使移動(dòng)基站和流動(dòng)站對 應(yīng)起來，然后將需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通過不同端口發(fā)送出去(比如10000端口發(fā)送的是流動(dòng)站上 傳的GPS點(diǎn)位信息；10001端口發(fā)送的是流動(dòng)站上傳的調(diào)查圖斑、圖片；10002端口發(fā)送的 是移動(dòng)基站上傳的差分信息)。
為解決無線傳輸可能存在的不穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)在發(fā)送前加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo)識，前四字 節(jié)表示數(shù)據(jù)屬性，后四字節(jié)表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器根據(jù)接收到的報(bào)文頭部 判斷接收的內(nèi)容，和接收數(shù)據(jù)長度，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。對于相對較大的數(shù)據(jù)，如圖斑、 圖片數(shù)據(jù)，先分割成小塊，然后再發(fā)送。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器在接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 阻塞，會自動(dòng)斷開與發(fā)送方的連接，并丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)包。
圖1為基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位技術(shù)流程圖，包含移動(dòng)基站、流動(dòng)站、無線通 訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器等四個(gè)主要功能模塊。移動(dòng)基站、流動(dòng)站接收衛(wèi)星信號，然后將相 關(guān)信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器，服務(wù)器對用戶進(jìn)行認(rèn)證、數(shù)據(jù)檢校，監(jiān)控 移動(dòng)基站、流動(dòng)站工作狀態(tài)，然后將差分信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳給流動(dòng)站，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站
的定位。
移動(dòng)基站的主要功能是移動(dòng)基站本身坐標(biāo)測量和為相對定位生成差分改正信息，并將坐 標(biāo)和差分信息發(fā)送給服務(wù)器。包含接收模塊、坐標(biāo)計(jì)算模塊、差分信息生成模塊和發(fā)送模塊 等四個(gè)主要功能模塊。移動(dòng)基站的接收模塊由接收機(jī)天線和相關(guān)軟件組成，接收GPS衛(wèi)星載 波和偽距信號及導(dǎo)航電文，接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器發(fā)送過來的信息；在虛擬參考站網(wǎng)絡(luò)(或其他 基站網(wǎng)絡(luò))或固定基站范圍內(nèi)，根據(jù)需要接收這些基站發(fā)送的定位信號，也可根據(jù)需要接收 OmniStar衛(wèi)星或StarFire衛(wèi)星定位信號。
移動(dòng)基站坐標(biāo)計(jì)算模塊應(yīng)用上述接收到的信號，計(jì)算移動(dòng)基站的坐標(biāo)。根據(jù)接收到的信
號不同及工作需要，移動(dòng)基站的坐標(biāo)計(jì)算模塊可實(shí)現(xiàn)五種坐標(biāo)獲取方式(1)相對于一個(gè)固
定基站的相對定位，(2)相對于虛擬參考站網(wǎng)絡(luò)參考站的相對定位，(3)精密單點(diǎn)定位，(4) 低精度單點(diǎn)定位，(5)星際差分定位。
圖2為移動(dòng)基站坐標(biāo)獲取流程圖。移動(dòng)基站接收GPS衛(wèi)星載波相位和偽距信號及導(dǎo)航電 文，在固定基站覆蓋范圍內(nèi)，移動(dòng)基站接收模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)接收固定基站發(fā)送的定位信號， 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站相對于一個(gè)固定基站的相對定位；在虛擬參考站(VRS)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，移 動(dòng)基站接收模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)接收VRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的定位信號，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站相對于虛擬參考 站網(wǎng)絡(luò)參考站的相對定位；若沒有固定基站或VRS網(wǎng)絡(luò)可以利用，或相對于固定基站或虛擬 參考站網(wǎng)絡(luò)參考站的相對定位不合適(如精度不夠)，這時(shí)有兩種定位方法， 一是單點(diǎn)定位， 一是星際差分定位， 一般都需要連續(xù)觀測20分鐘才能獲得足夠精度的坐標(biāo)。星際差分定位需 要接收OmniStar衛(wèi)星或StarFire衛(wèi)星定位信號，然后實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站與接收OmniStar衛(wèi)星或 StarFire衛(wèi)星的星際差分定位，得到移動(dòng)基站的WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。單點(diǎn)定位若登錄國 際GPS服務(wù)(IGS)網(wǎng)站下載免費(fèi)衛(wèi)星精密星歷，則進(jìn)行精密單點(diǎn)定位得到移動(dòng)基站的WGS84 坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，否則采用普通的單點(diǎn)定位方法，得到低精度的WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這 一坐標(biāo)不能作為絕對信息使用，只能作為相對信息使用。
以上得到的移動(dòng)基站坐標(biāo)可能不適合測繪現(xiàn)場應(yīng)用，需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將之轉(zhuǎn)換到地方 局部坐標(biāo)系中，如有可用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)就直接進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，否則需要聯(lián)測若干己知控制點(diǎn)， 重新計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)。坐標(biāo)聯(lián)測一般是通過流動(dòng)站來實(shí)現(xiàn)的。與固定基站或虛擬參考站網(wǎng)絡(luò)連 接以及接收OmniStar衛(wèi)星或StarFire衛(wèi)星定位信號一般都需要一個(gè)帳戶。
移動(dòng)基站的差分信息生成模塊利用接收的GPS衛(wèi)星載波、偽距信號和計(jì)算的移動(dòng)基站坐 標(biāo)生成用于流動(dòng)站相對定位的差分改正信息。
移動(dòng)基站的發(fā)送模塊將差分信息進(jìn)行編碼，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器。 數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo)識，前四字節(jié)表示數(shù)據(jù)屬性，后四字節(jié)表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 長度，保證數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)耐暾?、可靠性?br> 數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的主要功能是接收轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)基站和流動(dòng)站數(shù)據(jù)，并為監(jiān)控中心提供監(jiān)控 數(shù)據(jù)。主要包括認(rèn)證模塊、接收模塊、校驗(yàn)?zāi)K、存儲模塊、監(jiān)控模塊及發(fā)送模塊等。對上 傳申請進(jìn)行用戶認(rèn)證，確認(rèn)合法以后就通過接收模塊接收移動(dòng)基站、流動(dòng)站上傳數(shù)據(jù)，對數(shù) 據(jù)進(jìn)行解碼，再通過校驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢校，并存儲。服務(wù)器的發(fā)送模塊通過無線通 訊網(wǎng)絡(luò)將移動(dòng)基站差分信息發(fā)送給流動(dòng)站用戶。服務(wù)器監(jiān)控模塊通過對接收數(shù)據(jù)的分析實(shí)現(xiàn)
對移動(dòng)基站、流動(dòng)站的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。服務(wù)器根據(jù)需要將流動(dòng)站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)基站， 實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站與移動(dòng)基站信息的傳遞。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的認(rèn)證模塊根據(jù)接入的移動(dòng)基站和流動(dòng)站提供的用戶標(biāo)識(用戶名和密 碼)查詢用戶數(shù)據(jù)庫，如果用戶標(biāo)識合法，則接入并提供數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)，否則斷開連接。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的接收模塊用來接收合法接入的移動(dòng)基站和流動(dòng)站的數(shù)據(jù)，并將其存入 緩存中以備校驗(yàn)。對于移動(dòng)基站和流動(dòng)站上傳的GPS點(diǎn)位信息，接收模塊還實(shí)現(xiàn)解算功能。 對于流動(dòng)站上傳的由于數(shù)據(jù)量較大而分割成小塊的圖斑、圖片數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)拼接、縫合功能。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的校驗(yàn)?zāi)K根據(jù)合法接入的移動(dòng)基站和流動(dòng)站提供的八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo) 識，校驗(yàn)緩存中的數(shù)據(jù)。如果接收的數(shù)據(jù)完整、可靠，交于存儲模塊管理，否則丟棄數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的存儲模塊主要完成合法接入的移動(dòng)基站和流動(dòng)站的解算后的GPS點(diǎn)位 信息，和合法接入的流動(dòng)站調(diào)査信息資料(圖片、圖斑等)的存儲，以備轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)基站或 流動(dòng)站和監(jiān)控中心使用。
數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器的發(fā)送模塊完成對合法接入的移動(dòng)基站和流動(dòng)站傳輸與之對應(yīng)匹配的數(shù) 據(jù)信息。
圖3為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器中轉(zhuǎn)機(jī)制實(shí)施圖。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器只用四個(gè)端口不僅實(shí)現(xiàn)了任意 多基站、多流動(dòng)站連接，而且實(shí)現(xiàn)一對多和多對多的對應(yīng)傳輸。需要傳輸數(shù)據(jù)包較大時(shí)(比 如圖片)，先把要傳輸?shù)奈募M(jìn)行塊分割，分割后在傳輸每一塊的時(shí)候都加一八字節(jié)報(bào)文頭部 標(biāo)識(前四字節(jié)表示傳輸塊內(nèi)容屬性，后四字節(jié)表示傳輸塊的大小)，接收時(shí)根據(jù)頭部校驗(yàn)數(shù) 據(jù)傳輸?shù)耐暾?，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，對文件塊進(jìn)行拼接、縫合，恢復(fù)完整數(shù)據(jù)。
移動(dòng)基站和流動(dòng)站連接到各自的端口，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器經(jīng)認(rèn)證后，根據(jù)用戶名建立用戶 接入表，接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心將流動(dòng)站從10002端口傳來的GPS點(diǎn)位信息經(jīng)去頭檢驗(yàn)后，經(jīng) 過查找用戶接入表，通過10000端口發(fā)送給對應(yīng)的移動(dòng)基站，同時(shí)將移動(dòng)基站從10000端口 傳來的差分改正信息數(shù)據(jù)去頭檢驗(yàn)后，經(jīng)過查找用戶接入表，通過10002端口發(fā)送給對應(yīng)的 流動(dòng)站。從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站和流動(dòng)站之間的對應(yīng)傳輸，和10000、 10002端口的傳輸復(fù)用。 其他端口以同樣的方法實(shí)現(xiàn)其功能。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)中心將移動(dòng)基站和流動(dòng)站上傳的GPS點(diǎn)位信息、 外業(yè)調(diào)查圖斑、圖片數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)依照所建立的用戶表存儲到數(shù)據(jù)庫中，以備室內(nèi)監(jiān)控。
流動(dòng)站的主要功能是實(shí)現(xiàn)用戶的實(shí)時(shí)定位，主要包括接收模塊、發(fā)送模塊、相對定位模 塊和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊等四個(gè)主要功能模塊。流動(dòng)站的接收模塊由接收機(jī)天線和相關(guān)軟件組成， 接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文。這些數(shù)據(jù)若要傳遞到服務(wù)器或移動(dòng)基站，則對數(shù) 據(jù)進(jìn)行編碼，編碼方式與前面移動(dòng)基站介紹的相同。流動(dòng)站的接收模塊的另一個(gè)功能是接收 服務(wù)器下傳的數(shù)據(jù)，主要是移動(dòng)基站的差分信息。流動(dòng)站相對定位模塊是利用流動(dòng)站接收的 GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文、服務(wù)器下傳的移動(dòng)基站的差分信息，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站相對 于移動(dòng)基站的相對定位。流動(dòng)站坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊是將相對定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到用戶所需要的坐標(biāo)系 中。流動(dòng)站的發(fā)送模塊功能是將需要發(fā)送數(shù)據(jù)，如GPS衛(wèi)星載波和偽距信號、流動(dòng)站坐標(biāo)、 圖斑、現(xiàn)場攝像圖片等通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器，上傳之前要加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo) 識。對于相對較大的數(shù)據(jù)，如圖斑、圖片數(shù)據(jù)，先分割成小塊，然后再發(fā)送。
圖4為流動(dòng)站坐標(biāo)獲取流程圖。流動(dòng)站接收機(jī)接收衛(wèi)星信號和移動(dòng)基站的差分改正信息，
通過相對定位模塊實(shí)現(xiàn)相對于移動(dòng)基站的相對定位。根據(jù)定位需求的不同，提供的移動(dòng)基站 坐標(biāo)及流動(dòng)站坐標(biāo)形式也不同，包括以下七種模式
(1) 整個(gè)定位過程中，不聯(lián)測已知控制點(diǎn)，也沒有既有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，獲得所測地塊的 相對屬性，例如，某四邊形地塊，流動(dòng)站相對定位獲得地塊四角相對于移動(dòng)基站的空間坐標(biāo)， 該坐標(biāo)不能描述地塊的絕對位置，但地塊邊長、面積數(shù)據(jù)可以由相對定位精確獲得。
(2) 整個(gè)定位過程中，不聯(lián)測已知控制點(diǎn)，移動(dòng)基站進(jìn)行精密單點(diǎn)定位或星際差分定位，
利用WGS84坐標(biāo)系到國家坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)將相對定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到國家坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)可描 述地塊的絕對位置。地塊邊長、面積數(shù)據(jù)由相對定位精確獲得。
(3) 整個(gè)定位過程中，聯(lián)測己知控制點(diǎn)一個(gè)，進(jìn)行坐標(biāo)平移，將定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到與控制 點(diǎn)一致的坐標(biāo)系中。該坐標(biāo)可描述地塊的絕對位置，但是由于只進(jìn)行了平移，距離已知控制 點(diǎn)越遠(yuǎn)，旋轉(zhuǎn)變形影響越大，絕對位置描述只適合距離已知控制點(diǎn)附近區(qū)域精度要求不太高 的場合。地塊邊長、面積數(shù)據(jù)由相對定位精確獲得。
(4) 整個(gè)定位過程中，聯(lián)測兩個(gè)以上已知控制點(diǎn)，計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，將定位結(jié)果轉(zhuǎn)換 到與控制點(diǎn)一致的坐標(biāo)系中。該坐標(biāo)可描述地塊的絕對位置，在已知控制點(diǎn)覆蓋區(qū)域之外， 精度隨著距離的增加會逐漸下降。地塊邊長、面積數(shù)據(jù)由相對定位精確獲得，也可通過轉(zhuǎn)換 后的坐標(biāo)來計(jì)算。
(5) 整個(gè)定位過程中，將土地利用現(xiàn)狀圖特征點(diǎn)作為已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參 數(shù)，將定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到與土地利用現(xiàn)狀圖一致的坐標(biāo)系中。該坐標(biāo)可描述地塊的絕對位置， 但精度受現(xiàn)狀圖精度影響，適合精度要求不太高的場合。地塊邊長、面積數(shù)據(jù)由相對定位精 確獲得。
(6) 移動(dòng)基站在固定基站有效輻射范圍內(nèi)，先進(jìn)行移動(dòng)基站定位，再進(jìn)行流動(dòng)站相對于 移動(dòng)基站的相對定位。此時(shí)，若測量區(qū)域在固定基站的既有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)有效區(qū)域內(nèi)，可直 接使用，將定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到相應(yīng)坐標(biāo)系中。若沒有轉(zhuǎn)換參數(shù)或轉(zhuǎn)換參數(shù)不可用，可根據(jù)U)
(5)需求情況聯(lián)測或不聯(lián)測己知控制點(diǎn)。
(7) 移動(dòng)基站在VRS網(wǎng)絡(luò)有效輻射范圍內(nèi)，先進(jìn)行移動(dòng)基站定位，再進(jìn)行流動(dòng)站相對于 移動(dòng)基站的相對定位。此時(shí)，可直接將定位結(jié)果統(tǒng)一虛擬參考站網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系中；否則，根據(jù)
(1) (5)需求情況聯(lián)測或不聯(lián)測已知控制點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，選用現(xiàn)有的無線通訊網(wǎng)絡(luò)作為移動(dòng)基站定位的通訊平臺，其特征在于在測繪現(xiàn)場任意位置安置GPS接收機(jī)作為移動(dòng)基站，GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，生成差分改正信息，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器，服務(wù)器將移動(dòng)基站差分信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳流動(dòng)站用戶接收機(jī)；流動(dòng)站接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳的差分信息，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站用戶相對于移動(dòng)基站的相對定位，相對定位結(jié)果經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算獲得流動(dòng)站用戶所需要的坐標(biāo)，得到相應(yīng)坐標(biāo)系中的成果，流動(dòng)站將成果信息上傳到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，其特征在于服務(wù)器 需要處理多個(gè)并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，采用只用單一進(jìn)程或線程方式處理許多事件的機(jī)制，服務(wù) 器對移動(dòng)基站和流動(dòng)站接入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，根據(jù)不同的編碼為每個(gè)連接提供不同服務(wù)，實(shí)現(xiàn) 事件檢測和多路分離。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，其特征在于多 移動(dòng)基站和多流動(dòng)站同時(shí)連接時(shí)，中轉(zhuǎn)服務(wù)器根據(jù)端口確定接入數(shù)據(jù)的屬性，根據(jù)用戶接入 時(shí)提供的用戶名建立接入用戶表，通過表格判別移動(dòng)基站和流動(dòng)站的對應(yīng)關(guān)系。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，其特征在于數(shù) 據(jù)在傳輸過程中進(jìn)行分塊傳輸，并且在傳輸前加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo)識，對于相對較大的圖 斑、圖片數(shù)據(jù)，先分割成小塊，然后再發(fā)送。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，其特征在于數(shù)據(jù)在傳輸過程中進(jìn)行分塊傳輸，并且在傳輸前加一八字節(jié)報(bào)文頭部標(biāo)識，對于相對較大的圖斑、 圖片數(shù)據(jù)，先分割成小塊，然后再發(fā)送。
全文摘要
基于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站定位方法，在測繪現(xiàn)場任意位置安置GPS接收機(jī)作為移動(dòng)基站，GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號，生成差分改正信息，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳中轉(zhuǎn)服務(wù)器，服務(wù)器將移動(dòng)基站差分信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳流動(dòng)站用戶接收機(jī)；流動(dòng)站接收GPS衛(wèi)星載波和偽距信號及導(dǎo)航電文，接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)下傳的差分信息，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站用戶相對于移動(dòng)基站的相對定位，相對定位結(jié)果經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算獲得流動(dòng)站用戶所需要的坐標(biāo)。本發(fā)明方法結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，克服了常規(guī)RTK使用電臺時(shí)的距離限制，特別適合于距離固定基站較遠(yuǎn)再建固定基站不合適的場合；在VRS網(wǎng)絡(luò)中可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，是其有益補(bǔ)充。
文檔編號H04W64/00GK101102593SQ20071002546
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者喻國榮, 慶 王, 彪 王, 凌 裴 申請人:東南大學(xué)