本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位導航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

災備技術(shù)是指在一個數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障或災難的情況下，其他數(shù)據(jù)中心可以正常運行并對關(guān)鍵業(yè)務或全部業(yè)務實現(xiàn)接管，達到互為備份的效果。數(shù)據(jù)中心整體災備技術(shù)可以分為四種：冷備、暖備、熱備和雙活。

冷備技術(shù)是中小型數(shù)據(jù)中心或者承載業(yè)務不重要的局點經(jīng)常使用的災備技術(shù)。冷備技術(shù)的用站點通常是空站點，一般用于緊急情況；或者僅僅是布線、通電后的設備。在整個數(shù)據(jù)中心故障時無法提供服務時，數(shù)據(jù)中心會臨時找到空閑設備或者租用外界企業(yè)的數(shù)據(jù)中心臨時恢復，當自己數(shù)據(jù)中心恢復時，再將業(yè)務切回。

暖備技術(shù)是在主備數(shù)據(jù)中心的基礎上實現(xiàn)的，前提是擁有兩個一主一備的數(shù)據(jù)中心。備用數(shù)據(jù)中心為暖備部署，應用業(yè)務由主用數(shù)據(jù)中心響應，當主用數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障造成該業(yè)務不可用時，需要在規(guī)定的rto(recovertimeobjective，即災難發(fā)生后，信息系統(tǒng)從停頓到恢復正常的時間要求)時間以內(nèi)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的整體切換。

熱備最重要的特點是實現(xiàn)了整體自動切換，其它和暖備實現(xiàn)基本一致，實現(xiàn)熱備的數(shù)據(jù)中心僅比暖備的數(shù)據(jù)中心要多部署一項軟件，軟件可以自動感知數(shù)據(jù)中心故障并且保證應用業(yè)務實現(xiàn)自動切換。業(yè)務由主用數(shù)據(jù)中心響應，當出現(xiàn)數(shù)據(jù)中心故障造成該業(yè)務不可用時，需要在規(guī)定的rto時間內(nèi)，自動將該業(yè)務切換至備用數(shù)據(jù)中心。

通過雙活技術(shù)可以實現(xiàn)主備數(shù)據(jù)中心均對外提供服務，正常工作時兩個數(shù)據(jù)中心的業(yè)務可根據(jù)權(quán)重做負載分擔，沒有主備之分，分別響應一部分用戶，權(quán)重可以是按地域劃分，或數(shù)據(jù)中心服務能力或?qū)ν鈳?。當其中一個數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障時，另一數(shù)據(jù)中心將承擔所有業(yè)務。

差分定位技術(shù)的基本原理是：已知精準坐標的基準站計算出自己到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并統(tǒng)一上傳到數(shù)據(jù)中心，基準站和數(shù)據(jù)中心所組成地面增強系統(tǒng)(差分播發(fā)平臺)。差分播發(fā)平臺實時將這一數(shù)據(jù)發(fā)送到需要定位的終端設備。終端設備在進行衛(wèi)星觀測的同時，也接收到差分播發(fā)平臺發(fā)出的差分數(shù)據(jù)，并對其定位結(jié)果進行改正，從而提高定位精度。差分一般分為載波相位差分(rtk，realtimekinematic)數(shù)據(jù)和偽距差分(rtd，realtimedifferential)數(shù)據(jù)，分別用于終端設備進行載波相位差分定位以及偽距差分定位，其中載波相位差分定位，精度高，但對設備要求高，成本也高，可用性低，主要用在測繪領(lǐng)域；偽距差分定位，對設備要求低，成本低，可用性高，精度適中，可以用在民用導航領(lǐng)域。

國際海運事業(yè)無線電技術(shù)委員會(rtcm：radiotechnicalcommissionformaritimeservices)定義了差分數(shù)據(jù)的格式，并推薦了需要定位的終端設備和差分播發(fā)平臺之間的ntrip服務協(xié)議(通過互聯(lián)網(wǎng)進行rtcm網(wǎng)絡傳輸?shù)膮f(xié)議，networkedtransportofrtcmviaintemetprotocol)。目前的使用載波相位定位的終端和偽距差分定位終端，都遵循ntrip協(xié)議和rtcm數(shù)據(jù)格式。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的終端設備需要精準定位的解決方案?；谛l(wèi)星定位的dgnss(差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，differentialglobalnavigationsatellitesystem，包括gps，galileo，glonass和北斗)技術(shù)能夠滿足精準定位的要求，但是前提條件是地面基準站能夠把差分數(shù)據(jù)上傳到進行匯聚的地基增強系統(tǒng)。地基增強系統(tǒng)基于用于匯聚存儲差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心，以及進行終端設備接入和差分數(shù)據(jù)播發(fā)的播發(fā)系統(tǒng)。

如果地基增強系統(tǒng)發(fā)生故障或災難，所有需要精準定位的終端都無法接收到差分數(shù)據(jù)，所有的精準定位服務的停止會造成重大損失。迫切需要建設高可靠的差分服務系統(tǒng)。

現(xiàn)有的地基增強系統(tǒng)一般都是基于單數(shù)據(jù)中心，如果一旦發(fā)生故障或災難，所有需要精準定位的終端都無法接收到差分數(shù)據(jù)，所有的精準定位服務的停止會造成重大損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有地基增強系統(tǒng)的上述缺點，本發(fā)明提出一種基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，解決了單數(shù)據(jù)中心單點故障造成全網(wǎng)精準定位不可用的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務系統(tǒng)，包括基準站、差分播發(fā)平臺和終端設備；基準站與差分播發(fā)平臺連接；差分播發(fā)平臺與終端設備連接；所述差分播發(fā)平臺包括主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺，主差分播發(fā)平臺與熱備差分播發(fā)平臺連接。

進一步地，所述主差分播發(fā)平臺包括主基準站接入模塊、主差分數(shù)據(jù)庫和主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊；主基準站接入模塊與基準站連接；主差分數(shù)據(jù)庫與主基準站接入模塊和主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊連接；

所述熱備差分播發(fā)平臺包括熱備基準站接入模塊、熱備差分數(shù)據(jù)庫和熱備差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊；熱備基準站接入模塊與基準站連接；主差分數(shù)據(jù)庫通過主數(shù)據(jù)同步模塊將差分數(shù)據(jù)實時同步到熱備數(shù)據(jù)同步模塊，并存儲到熱備差分數(shù)據(jù)庫；熱備差分數(shù)據(jù)庫與熱備基準站接入模塊和熱備差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊連接。

進一步地，所述基準站包括基準站衛(wèi)星觀測模塊、基準站主備切換判斷模塊和差分數(shù)據(jù)上傳模塊；基準站主備切換判斷模塊與基準站包括衛(wèi)星觀測模塊和差分數(shù)據(jù)上傳模塊連接。

進一步地，所述終端設備包括終端設備衛(wèi)星觀測模塊、差分數(shù)據(jù)接收模塊、終端設備主備判斷模塊和精準定位結(jié)算模塊；終端設備主備判斷模塊與終端設備衛(wèi)星觀測模塊和差分數(shù)據(jù)接收模塊連接；精準定位結(jié)算模塊和終端設備主備判斷模塊連接。

一種基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟s1，基準站將差分數(shù)據(jù)上傳到差分播發(fā)平臺；

步驟s2，差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備；

步驟s3，終端設備接收差分數(shù)據(jù)進行定位。

進一步地，所述步驟s1包括以下步驟：

步驟s11，基準站通過基準站衛(wèi)星觀測模塊觀測衛(wèi)星；

步驟s12，基準站通過差分數(shù)據(jù)上傳模塊將差分數(shù)據(jù)上傳到主差分播發(fā)平臺；

步驟s13，基準站主備切換判斷模塊同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺；

步驟s14，基準站主備切換判斷模塊監(jiān)測到主差分播發(fā)平臺發(fā)生故障；

步驟s15，基準站主備切換判斷模塊監(jiān)測熱備差分播發(fā)平臺是否存在故障；如否，執(zhí)行步驟s16；如是，執(zhí)行步驟s17；

步驟s16，主差分播發(fā)平臺自動切換到熱備差分播發(fā)平臺，并觸發(fā)報警，執(zhí)行步驟s18；

步驟s17，觸發(fā)報警，并等待手動切換命令；

步驟s18，更新狀態(tài)機的主備狀態(tài)。

進一步地，所述步驟s13中基準站主備切換判斷模塊通過主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺通信鏈路上的心跳包同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺。

進一步地，所述步驟s2包括主差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備和熱備差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備；

主差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備包括以下步驟：

步驟s211，主差分播發(fā)平臺工作；

步驟s212，主基準站接入模塊接收上傳的差分數(shù)據(jù)，并通過主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊將數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備；

步驟s213，主差分數(shù)據(jù)庫通過主數(shù)據(jù)同步模塊將差分數(shù)據(jù)實時同步到熱備數(shù)據(jù)同步模塊，并存儲到熱備差分數(shù)據(jù)庫；

步驟s214，如果主差分播發(fā)平臺發(fā)生故障，觸發(fā)報警，并等待修復；

步驟s215，重新進入工作狀態(tài)；

熱備差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備包括以下步驟：

步驟s221，熱備差分播發(fā)平臺工作；

步驟s222，熱備差分數(shù)據(jù)庫接收主差分數(shù)據(jù)庫同步過來的差分數(shù)據(jù)；

步驟s223，主差分播發(fā)平臺切換到熱備差分播發(fā)平臺；

步驟s224，熱備差分播發(fā)平臺進入工作狀態(tài)。

進一步地，所述步驟s3包括以下步驟：

步驟s31，終端設備通過終端設備衛(wèi)星觀測模塊觀測衛(wèi)星；

步驟s32，終端設備通過差分數(shù)據(jù)接收模塊接收主差分播發(fā)平臺下發(fā)的差分數(shù)據(jù)；

步驟s33，終端設備主備切換判斷模塊同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺；

步驟s34，終端設備主備切換判斷模塊監(jiān)測到主差分播發(fā)平臺發(fā)生故障；

步驟s35，終端設備主備切換判斷模塊監(jiān)測熱備差分播發(fā)平臺是否存在故障；如否，執(zhí)行步驟s36；如是，執(zhí)行步驟s37；

步驟s36，主差分播發(fā)平臺自動切換到熱備差分播發(fā)平臺，并觸發(fā)報警，執(zhí)行步驟s38；

步驟s37，觸發(fā)報警，并等待手動切換命令；

步驟s38，更新狀態(tài)機的主備狀態(tài)。

進一步地，所述步驟s33中終端設備主備切換判斷模塊通過主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺通信鏈路上的心跳包同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺。

本發(fā)明提出的基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，具有高可靠性的有益效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺架構(gòu)圖。

圖3是主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺工作流程圖。

圖4是基準站架構(gòu)圖。

圖5是基準站工作流程圖。

圖6是終端設備架構(gòu)圖。

圖7是終端設備工作流程圖

具體實施方式

下文中，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。

一種基于熱備數(shù)據(jù)中心的差分服務系統(tǒng)，如圖1所示，包括基準站11、差分播發(fā)平臺和終端設備14；基準站11與差分播發(fā)平臺連接；差分播發(fā)平臺與終端設備14連接；所述差分播發(fā)平臺包括主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13，主差分播發(fā)平臺12與熱備差分播發(fā)平臺13連接。

差分服務系統(tǒng)實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟s1，基準站11負責觀測衛(wèi)星差分數(shù)據(jù)，并將差分數(shù)據(jù)上傳到差分播發(fā)平臺；

步驟s2，差分播發(fā)平臺將差分數(shù)據(jù)下發(fā)到需要高精度定位的終端設備14；

步驟s3，終端設備14接收差分數(shù)據(jù)進行高精度定位。

基準站11架構(gòu)圖如圖4所示，基準站11包括基準站衛(wèi)星觀測模塊111、基準站主備切換判斷模塊112和差分數(shù)據(jù)上傳模塊113；基準站主備切換判斷模塊112與基準站包括衛(wèi)星觀測模塊111和差分數(shù)據(jù)上傳模塊113連接。

基準站11流程圖如圖5所示，包括以下步驟：

步驟s11，基準站11通過基準站衛(wèi)星觀測模塊111觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)；

步驟s12，基準站11通過差分數(shù)據(jù)上傳模塊113將差分數(shù)據(jù)上傳到主差分播發(fā)平臺12；

步驟s13，基準站主備切換判斷模塊112通過主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13通信鏈路上的心跳包同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13；

步驟s14，基準站主備切換判斷模塊112監(jiān)測到主差分播發(fā)平臺12發(fā)生故障；

步驟s15，基準站主備切換判斷模塊112監(jiān)測熱備差分播發(fā)平臺13是否存在故障；如否，執(zhí)行步驟s16；如是(如沒有響應心跳包)，執(zhí)行步驟s17；

步驟s16，主差分播發(fā)平臺12自動切換到熱備差分播發(fā)平臺13，并觸發(fā)報警，執(zhí)行步驟s18；

步驟s17，觸發(fā)報警，并等待手動切換命令，用戶可自主決定是否進行手動主備切換；

步驟s18，更新狀態(tài)機的主備狀態(tài)，把主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺的關(guān)系進行切換，重新開始檢測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺的狀態(tài)。

主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13架構(gòu)圖如圖2所示，主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13都分別有自己的基準站接入模塊、差分數(shù)據(jù)庫和差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊。

主差分播發(fā)平臺12包括主基準站接入模塊121、主差分數(shù)據(jù)庫122和主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊123；主基準站接入模塊121與基準站11連接；主差分數(shù)據(jù)庫122與主基準站接入模塊121和主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊123連接。

熱備差分播發(fā)平臺13包括熱備基準站接入模塊131、熱備差分數(shù)據(jù)庫132和熱備差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊133；熱備基準站接入模塊131與基準站11連接；主差分數(shù)據(jù)庫122通過主數(shù)據(jù)同步模塊124，通過專線網(wǎng)絡(同城或異地)實時將差分數(shù)據(jù)同步到熱備數(shù)據(jù)同步模塊134，并存儲到熱備差分數(shù)據(jù)庫132；熱備差分數(shù)據(jù)庫132與熱備基準站接入模塊131和熱備差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊133連接。

主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13流程圖如圖3所示，其中主差分播發(fā)平臺12下發(fā)差分數(shù)據(jù)包括以下步驟：

步驟s211，主差分播發(fā)平臺12工作；

步驟s212，主基準站接入模塊121接收上傳的差分數(shù)據(jù)，并通過主差分數(shù)據(jù)播發(fā)模塊123將數(shù)據(jù)下發(fā)到終端設備14；

步驟s213，主差分數(shù)據(jù)庫122通過主數(shù)據(jù)同步模塊124將差分數(shù)據(jù)實時同步到熱備差分播發(fā)平臺13；

步驟s214，如果主差分播發(fā)平臺12發(fā)生故障，觸發(fā)報警(如果可以)，并等待修復；

步驟s215，重新進入工作狀態(tài)；

熱備差分播發(fā)平臺13下發(fā)差分數(shù)據(jù)包括以下步驟：

步驟s221，熱備差分播發(fā)平臺13工作；

步驟s222，熱備差分播發(fā)平臺13接收主差分播發(fā)平臺13同步過來的差分數(shù)據(jù)；

步驟s223，如果發(fā)生切換，主差分播發(fā)平臺12切換到熱備差分播發(fā)平臺13；

步驟s224，熱備差分播發(fā)平臺(13)進入工作狀態(tài)。

終端設備架構(gòu)圖如圖6所示，包括終端設備衛(wèi)星觀測模塊141、差分數(shù)據(jù)接收模塊142、終端設備主備判斷模塊143和精準定位結(jié)算模塊144；終端設備主備判斷模塊143與終端設備衛(wèi)星觀測模塊141和差分數(shù)據(jù)接收模塊142連接；精準定位結(jié)算模塊144負責進行精準定位解算和終端設備主備判斷模塊143連接。

終端設備流程圖如圖7所示，包括以下步驟：

步驟s31，終端設備14通過終端設備衛(wèi)星觀測模塊141觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)；

步驟s32，終端設備14通過差分數(shù)據(jù)接收模塊142接收主差分播發(fā)平臺12下發(fā)的差分數(shù)據(jù)；

步驟s33，終端設備主備切換判斷模塊143通過主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13通信鏈路上的心跳包同時監(jiān)測主差分播發(fā)平臺12和熱備差分播發(fā)平臺13；

步驟s34，終端設備主備切換判斷模塊143監(jiān)測到主差分播發(fā)平臺12發(fā)生故障；

步驟s35，終端設備主備切換判斷模塊143監(jiān)測熱備差分播發(fā)平臺13是否存在故障；如否，執(zhí)行步驟s36；如是(如沒有響應心跳包)，執(zhí)行步驟s37；

步驟s36，主差分播發(fā)平臺12自動切換到熱備差分播發(fā)平臺13，并觸發(fā)報警，執(zhí)行步驟s38；

步驟s37，觸發(fā)報警，并等待手動切換命令，用戶可自主決定是否進行手動主備切換；

步驟s38，更新狀態(tài)機的主備狀態(tài)，把主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺的關(guān)系進行切換，重新開始檢測主差分播發(fā)平臺和熱備差分播發(fā)平臺的狀態(tài)。

本發(fā)明對于計算機編程語言沒有特別要求，優(yōu)選采用java語言。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。