CN102590836A

CN102590836A - 一种基于全球导航卫星的时频传递数据采集处理

Info

Publication number: CN102590836A
Application number: CN2012100064818A
Authority: CN
Inventors: 梁坤; 张爱敏; 高小珣; 王伟波; 宁大愚
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: CN102590836B

Abstract

本发明提出一种基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，包括串口数据接收模块从全球导航卫星***接收机接收原始串口数据；信息类型判断模块对经过搜帧处理后的原始串口数据的信息类型进行判断；信息处理模块对不同类型的信息进行处理；Rinex文件生成存储模块生成存储Rinex格式的文件；CA值及P3值生成存储模块计算存储CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值；CGGTTS文件生成存储模块生成存储CGGTTS格式文件；JPS文件生成存储模块生成存储二进制格式的原始测量数据；FTP上传模块上传Rinex文件和CGGTTS文件。本发明为用户实现时间频率的传递和同步，提供稳定可靠数据源。

Description

一种基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种基于全球导航卫星***的时频(时间和频率)传递数据采集处理***。

背景技术

目前，GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星***)包括：美国的GPS(Global Positioning System，全球定位***)、俄罗斯的GLONASS(GlobalNAvigation Satellite System，全球卫星导航***)、中国的Compass(北斗卫星导航***)、欧盟的Galileo***，可用的卫星数目达到100颗以上。

GNSS该计划分两步实施：第一步是建立一个综合利用美国的GPS***和俄罗斯的GLONASS***的第一代全球导航卫星***(称为GNSS-1，即后来建成的EGNOS)；第二步是建立一个完全独立于美国的GPS***和俄罗斯的GLONASS***之外的第二代全球导航卫星***，即正在建设中的Galileo卫星导航定位***。由此可见，GNSS不是一个单一星座***，而是包括GPS、GLONASS、Compass、Galileo等在内的综合星座***。目前，GNSS已成为各种全球导航卫星***的统称。众所周知，卫星是在天空中环绕地球而运行的，其全球性是不言而喻的；而全球导航是相对于陆基区域性导航而言，以此体现卫星导航的优越性。

如何对GNSS时间频率传递接收机(GNSS Time and Frequency Transfer Receiver)接收到的多个GNSS***的测量数据进行处理和统计，以向用户提供可靠的数据源是当前对GNSS研究的重要问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术问题，特别提出一种基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，该数据采集处理***可以自动生成标准Rinex(ReceiverIndependent Exchange Format，与接收机无关的交换格式)格式、CGGTTS(CCTF Groupon GNSS Time Transfer Standards)格式的数据，为用户实现时间频率的传递和同步，提供稳定可靠的数据源。

为达到上述目的，本发明的实施例提出一种基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，包括：串口数据接收模块，用于从全球导航卫星***接收机接收原始串口数据，对所述原始串口数据进行搜帧处理；信息类型判断模块，所述信息类型判断模块与所述串口数据接收模块相连，用于对经过搜帧处理后的所述原始串口数据的信息类型进行判断，其中，所述原始串口数据的信息类型包括GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据；信息处理模块，所述信息处理模块与所述信息类型判断模块相连，用于对不同类型的信息进行处理，包括对来自所述信息类型判断模块的所述GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据进行处理；与接收机无关的交换格式Rinex文件生成存储模块，所述Rinex文件生成存储模块与所述信息处理模块相连，用于根据所述信息处理模块处理后的GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据分别生成并存储Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件；CA值及P3值生成存储模块，所述CA值及P3值生成存储模块与所述信息处理模块相连，用于对所述GPS观测数据和所述GLONASS观测数据中不同类型的观测数据以及GPS导航电文、GLONASS导航电文进行处理以生成并存储对应GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及对应GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值；CGGTTS文件生成存储模块，所述CGGTTS文件生成存储模块分别与所述信息处理模块和所述CA值及P3值生成存储模块相连，用于生成并存储所述CGGTTS格式文件，其中所述CGGTTS文件包括所述GLONASS卫星的CA值对应的所述GLONASS卫星的CA码CGGTTS文件、所述GLONASS卫星的P3值对应的所述GLONASS卫星的P3码CGGTTS文件、所述GPS卫星的CA值对应的所述GPS卫星的CA码CGGTTS文件、所述GPS P3值对应的所述GPS P3码CGGTTS文件；JPS文件生成存储模块，所述JPS文件生成存储模块与所述串口数据接收模块相连，用于生成并存储JPS文件，其中，JPS文件记录所述二进制格式的原始测量数据；和FTP上传模块，所述FTP上传模块分别与所述信息处理模块、所述Rinex文件生成存储模块和所述CGGTTS文件生成存储模块相连，用于在所述信息处理模块对GPS观测数据处理后，更新历元状态，根据更新后的历元状态判断是否到达预设上传时间，如果到达所述预设上传时间，则上传所述Rinex文件和所述CGGTTS文件。

根据本发明实施例的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，可对全球导航卫星***接收机进行控制操作，通过采集原始串口数据，自动生成标准格式的Rinex格式、CGGTTS格式的数据，为用户实现时间频率的传递和同步，提供稳定可靠的数据源。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***的示意图；

图2为串口数据接收模块的双线程工作流程图；

图3为串口数据接收模块的工作线程的工作流程图；

图4为CBDModule::ProcessComData处理串口数据的示意图；

图5为OnQueryReBack维护查询状态的流程示意图；

图6为接收机的参数设置/查询界面；

图7为Rinex文件生成存储模块的流程图；

图8为存储Rinex文件、CGGTTS文件和JPS文件的设置界面；

图9为Rinex文件头参数设置界面；

图10为文件生成状态显示窗口示意图；

图11为CA值及P3值生成存储模块计算CA值和P3值的流程图；

图12为CA值曲线及P3值曲线显示界面；

图13为CGGTTS文件生成存储模块生成CGGTTS文件的流程图；

图14为更新CGGTTS文件的流程图；

图15为FTP上传模块上传Rinex文件和CGGTTS文件的流程图；和

图16为FTP上传模块的上传参数设置及文件上传状态界面。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面参考图1描述根据本发明实施例的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000。

从硬件上说，GNSS时频(时间和频率)传递接收机包括全球导航卫星***接收机(GNSS接收机)、温控模块和工控机，其中本发明实施例提供的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000在工控机上运行。

如图1所示，本发明实施例提供的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000包括串口数据接收模块100、信息类型判断模块200、信息处理模块300、Rinex文件生成存储模块400、CA值及P3值生成存储模块500、JPS文件生成存储模块600、FTP上传模块800和CGGTTS文件生成存储模块900。

串口数据接收模块100用于从GNSS接收机接收原始串口数据，对原始串口数据进行搜帧处理。信息类型判断模块200与串口数据接收模块100相连，用于对经过搜帧处理后的原始串口数据的信息类型进行判断。其中，原始串口数据的信息类型包括GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据。信息处理模块300与信息类型判断模块200相连，用于对不同类型的信息进行处理，包括对来自信息类型判断模块200的GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据进行处理。Rinex文件生成存储模块400与信息处理模块300相连，用于根据信息处理模块300处理后的GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据分别生成并存储Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件。CA值及P3值生成存储模块500与信息处理模块300相连，用于对GPS观测数据和GLONASS观测数据中不同类型的观测数据以及GPS导航电文、GLONASS导航电文进行处理以生成并存储对应GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及对应GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值。CGGTTS文件生成存储模块900分别与信息处理模块300和CA值及P3值生成存储模块500相连，用于生成并存储CGGTTS格式文件。其中，CGGTTS文件包括GLONASS卫星的CA值对应的GLONASS卫星的CA码CGGTTS文件、GLONASS卫星的P3值对应的GLONASS卫星的P3码CGGTTS文件、GPS卫星的CA值对应的GPS卫星的CA码CGGTTS文件、GPS P3值对应的GPS P3码CGGTTS文件。JPS文件生成存储模块600与串口数据接收模块100相连，用于生成存储JPS文件，其中，JPS文件记录有二进制格式的原始测量数据。FTP上传模块800分别与信息处理模块300、Rinex文件生成存储模块400和CGGTTS文件生成存储模块900相连，用于在信息处理模块300对GPS观测数据处理后，更新历元状态，根据更新后的历元状态判断是否到达预设上传时间，如果到达预设上传时间，则上传Rinex文件和CGGTTS文件。

根据本发明实施例的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，可对全球导航卫星***接收机进行控制操作，通过采集原始串口数据，自动生成标准Rinex格式、CGGTTS格式的数据，为用户实现时间频率的传递和同步，提供稳定可靠的数据源。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例提供的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***还包括配置模块1100。其中，配置模块1100分别与串口数据接收模块100、信息类型判断模块200、信息处理模块300、Rinex文件生成存储模块400、CA值及P3值生成存储模块500、CGGTTS文件生成存储模块900、JPS文件生成存储模块600、在视卫星实时状态显示模块710、CGGTTS数据实时显示模块720、CA值及P3值实时数据及曲线显示模块730和FTP上传模块800相连。配置模块1100用于配置上述各个模块，并以XML(Extensible Markup Language，可扩展标记语言)形式存储上述各个模块的配置数据。其中，配置模块1100中存储有对应于各个模块的配置文件，其中对应的配置文件中存储有相应的配置数据。配置模块1100利用上述配置数据对各个模块进行配置。数据采集处理***中的各个模块通过读取配置文件即可获取相应的配置数据。

为了使得信息处理模块300的时钟与上位机的时钟同步，本发明实施例提供的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***还包括定时模块1200，用于将上位机的时间同步到由信息处理模块300解析得到的协调世界时UTC时间。其中，上位机可以为PC(Personal Computer，个人计算机)。

下面参考图2至图15详细描述根据本发明实施例的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000。

本发明实施例提供的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000可以利用VC6.0作为开发环境，同时使用BCG9.0界面库。串口数据接收模块100采用两个处理线程进行工作，其中两个处理线程包括工作线程S301和窗口线程S302。首先执行S301，工作线程，然后执行S302，窗口线程。如图2所示，工作线程负责从串口读取全球导航卫星***接收机的原始串口数据并进行搜帧、处理，然后通过windows消息通知窗口线程进行处理。

具体而言，用户在打开串口之后，生成工作线程，其中工作线程是在CBDModule::InitCom函数中生成。工作线程仅负责从串口接收原始串口数据并进行搜帧处理。其中，串口数据接收模块100从串口接收原始串口数据并进行搜帧处理包括从原始串口数据中查找符合预设格式的信息帧。在本发明的一个实施例中，预设格式为JAVA格式。串口数据接收模块100在搜帧处理后，通知窗口线程进行处理。窗口线程在收到信息帧后根据信息ID的不同，调用不同的函数进行分类处理。实际的功能是在窗口线程中完成。除非接收机信息帧的格式发生变化，否则工作线程不用执行。

下面参考图3对工作线程接收原始串口数据、搜帧、处理进行详细描述。

数据采集***1000执行步骤S401，通过开辟一个CBDModule::ProcessComData线程从串口接收Javad接收机的原始串口数据，对原始串口数据进行搜帧处理提取出有用的协议并缓存在队列中，然后执行步骤S402，判断是否搜到完整的数据帧。如果没有则返回步骤S401，否则执行步骤S403，通过消息通知CMainFrame主窗口，CMainFrame窗口收到消息后从队列中提取第一条协议，然后根据协议类型解析、处理、显示。

下面对串口数据接收模块100中涉及的类和对象进行描述。

(1)CAsynCom：串口类，用于对串口操作的封装，实现串口的打开、关闭、从串口读数、向串口写数等操作。其中，CAsynCom采用异步操作的方式实现对串口数据的操作。

(2)DataFrame：数据帧类，用于在CBDModule类中包含该类的实现对象：m_DataFrame，该类通过DataFrame::DataProcess函数接收来自串口的原始串口数据并进行搜索，找到正确的数据帧。

(3)CBDModule：具体实现为g_BDModule对象，该类用于实现对串口操作、串口数据搜帧处理功能的封装，核心函数为ProcessComDatahe和DataProcess函数。ProcessComDatahe函数在一个专用的数据处理线程中运行，一方面接收串口数据并进行处理，另一方面响应关闭串口的指示。

DataProcess函数将搜到的数据放入缓存队列并通过WM_USER+700消息通知CMainFrame窗口。

(4)CMainFrame：程序主窗口，CMainFrame是其他子窗口的父窗口。CMainFrame::OnCreate函数实现***初始化功能并响应WM_USER+700消息，响应函数为CMainFrame::OnAsyInfoCom，该函数提取搜到的信息并调用JavadStandInfoExplain函数进行解析。

下面对串口数据接收模块100中涉及到的部分函数进行描述。

(1)CBDModule::ProcessComData函数

CBDModule::ProcessComData函数为工作线程的实现函数。如图4所示，CBDModule::ProcessComData函数的执行流程包括如下步骤：

S501：从串口取数据，Obj-＞m_pCom-＞ReadData()；

S502：等待同步信号，WaitForMultipleObjects；

S503：判断同步信号类型，如果为退出线程(WAIT_OBJECT_0+1)，则执行步骤S504，如果收到串口数据(WAIT_OBJECT_0)，则执行步骤S505；

S504：释放资源并退出；

S505：获取串口数据，Obj-＞m_pCom-＞GetData；

S506：处理数据并获取新的数据，Obj-＞m_pCom-＞GetData，Obj-＞m_pCom-＞ReadData()，然后返回步骤S502。

(2)CMainFrame::JavadStandInfoExplain函数

JavadStandInfoExplain函数用于解析从接收机收到的所有信息帧，该函数主要根据信息头判断是信息类型并调用对应的处理函数进行处理。

表1示出了JavadStandInfoExplain函数处理的信息的类型。

表1

在***参数设置窗口和状态栏中显示的为从接收机中查询的***参数。在CMainFrame::OnAsyInfoCom函数第一次启动会，通过QueryWorkParams函数查询***参数，以后每隔2分钟自动查询一次，并实时更新对应的界面显示。

由于查询的***参数较多，需要通过多条信息才能获取所有的***参数，从而需要维护一个查询状态，所有的查询信息都通过”RE”或”ER”协议过来，其处理函数为CMainFrame::OnQueryReBack。

下面以内外频标参数查询为例说明OnQueryReBack函数的工作流程：

S601：根据接收到的ER或RE信息判断当前查询状态是否为Query_Freq，如果是，则执行步骤S603，否则执行步骤S602；

S602：返回错误指令；

S603：判断返回信息内容是否为int类型，如果是，则执行步骤S604，否则执行步骤S605；

S604：更新***内频标参数；

S605：判断返回信息内容是否为ext类型，如果是，则执行步骤S606，否则执行步骤S607。

S606：更新***外频标参数；

S607：将当前状态设置为Query EventA并发送EventA查询信息。

图6示出了接收机参数的设置/查询窗口。如图6所示，

主窗口：CWorkParamsSetDlg，在OnInitDialog函数中创建频率模式窗口、测量模式窗口、位置保持窗口、PPSA窗口、PPSB窗口、EventA窗口、EventB窗口。

频率模式窗口：CFreqModeSetPage；

测量模式窗口：CMeasureModePage；

位置保持窗口：CPosKeepModePage；

PPSA/PPSB窗口：CPPSModePage；

EventA/EventB窗口：CEventModePage。

参数信息显示栏，其中状态栏在CMainFrame::CreateStatusBar函数中进行创建，在OnQueryReBack函数中更新每个项的显示。

下面参考图7至图10描述Rinex文件生成存储模块生成并存储Rinex文件的流程。

Rinex文件生成存储模块400根据所GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据分别生成Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件。Rinex文件生成存储模块400进一步根据GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据生成Rinex文件。在本发明的一个实施例中，Rinex每隔预定时间进行更新。

如图7所示，Rinex文件生成存储模块400生成并存储Rinex文件包括如下步骤：

S801：由串口数据接收模块100接收来自接收机的信息帧，即原始串口数据，并对信息帧进行处理；

S802：判断信息类型，当信息类型为GPS导航电文时，执行步骤S803，当信息类型为GLONASS导航电文时，执行步骤S804，当信息类型为GPS观测数据时，执行步骤S805；

S803：处理GPS导航电文，执行函数CMainFrame::OnGPSEphemerisInfoExplain，转至步骤S806；

S804：处理GLONASS导航电文，执行函数CMainFrame::OnNEInfoExplain，转至步骤S807；

S805：处理GPS观测数据，执行函数CMainFrame::OnGTInfoExplain，转至步骤S808；

S806：判断是否需要生成GPS导航数据，如果需要，即m_RenixNavFile！＝NULL，则执行步骤S809；

S807：判断是否需要生成GLONASS导航数据，如果需要，即m_RenixGlonassNavFile！＝NULL，则执行步骤S810；

S808：判断是否需要生成GPS观测数据，如果需要，即m_RenixObserverFile！＝NULL，则执行步骤S811；

S809：存储GPS导航数据，执行函数RenixNavFile::AddItem；

S810：存储GLONASS导航数据，执行函数RenixGlonassNavFile::AddItem；

S811：存储GPS观测数据，执行函数RenixObserverFile::AddNewItem。

GPS导航数据：CMainFrame收到GPS导航电文后在CMainFrame::OnGPSEphemerisInfoExplain中响应，更新星历数据并存入星历文件中。GPS导航数据实现类为RenixNavFile类，该类用于实现对GPS导航数据的生成、存储接口。GPS导航数据的生成代码如下：

每次收到GPS导航电文后进行存储动作，进行存储前调用CheckGpsNavFile，检测是否满足生成GPS导航数据的条件。

GLONASS导航数据：CMainFrame收到GLONASS星历信息后在CMainFrame::OnNEInfoExplain中响应，更新星历数据并存入星历文件中。GLOANSS星历文件实现类为RenixGlonassNavFile类，该类用于实现对GLONASS导航数据的生成、存储接口，GLONASS导航数据生成部分实现代码如下：

与GPS导航数据类似的，每次收到GLONASS导航电文后执行存储动作，首先调用CheckGlonassFile函数检测是否满足生成GLONSSS星历文件的条件。

观测文件：观测文件的实现类为RenixObserverFile，该类用于实现观测文件的创建、存储接口。由于观测文件中每个记录需要多个变量，这些变量来自不同的信息中，因此需要在前一历元内收集齐，在下一历元到达时再对上一历元的数据进行处理：

当GT信息到达时该函数被调用，GT信息就是时间信息，每秒上报一次。在每个历元内GT信息先于EL、AZ、EC等卫星的状态信息到达，所以此时软件收集的卫星状态信息代表前一历元的卫星状态信息，m_CurUTCTime也代表前一历元的时刻。如果发现前一历元有效，则首先处理前一历元的状态。

下述部分代码用于存储观测文件

其中，观测星每个历元的状态信息保存在CMainFrame::m_SatStates变量中。

图8至图10分别示出了Rinex文件的存储设置窗口、Renix参数设置窗口和文件信息生成窗口。其中，Renix文件的存储设置窗口的实现类为CFileSaveSetDlg，Renix参数设置窗口的实现类为CRenixParamsSet，文件信息生成窗口的实现类为CFileStateDlg。

Rinex文件生成存储模块400根据GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据，生成并存储Rinex文件。

CA值及P3值生成存储模块500在处理每个历元状态时，均会计算该历元时刻每个卫星的CA值和P3值。处理函数为CMainFrame::UpdateCAAndP3()，该函数在CMainFrame::ChangeTimeInfo中调用，最终实现CA、P3值算法的函数包括：

CMainFrame::CalcuGlonassCA：用于计算GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值。

CMainFrame::CalcuGlonassP3：用于计算GLONASS卫星的P3码测量的接收机钟差值。

CMainFrame::CalcuGPSCA：用于计算GPS卫星的CA码测量的接收机钟差值。

CMainFrame::CalcuGPSP3：用于计算GPS卫星的P3码测量的接收机钟差值。

如图11所示，CA值及P3值生成存储模块500对GPS观测数据和GLONASS观测数据中不同类型的观测数据以及GPS导航电文、GLONASS导航电文进行处理，生成并存储对应GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及对应GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，具体包括如下步骤：

S1201：由串口数据接收模块100接收来自接收机的信息帧，即原始串口数据，并对原始串口数据进行处理；

S1202：判断信息类型，如果为GPS观测数据，则执行S1204，如果为其他类型信息，则执行S1203；

S1203：执行其他处理函数；

S1204：处理GPS观测数据，执行函数CMainFrame::OnGTInfoExplain；

S1205：更新历元状态，执行函数CMainFrame::ChangeTimeInfo；

S1206：计算当期每颗跟踪星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，执行函数CMainFrame::UpdateCAAndP3；

S1207：判断卫星类型；

S1208：当跟踪卫星为GLONASS卫星时，计算GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，执行函数CMainFrame::CalcuGlonassCA和CMainFrame::CalcuGlonassP3；

S1209：当跟踪卫星为GPS卫星时，计算GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，执行函数CMainFrame::CalcuGPSCA和CMainFrame::CalcuGPSP3；

S1210：对GPS卫星和GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值进行野值处理，执行函数CMainFrame::UpdateSatYeZhiCalcu；

具体地，通过设置野值处理对GPS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值进行野值处理。并且，通过设置野值处理对GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值进行野值处理。

在本发明的一个实施例中，GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值每隔预定时间进行更新。

S1211：更新CGGTTS信息窗口信息。

计算出每个卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值后要分给相关的窗口进行显示和处理。其中，相关显示窗口包括：CA、P3值曲线图窗口和CA、P3野值统计窗口。

(1)CA、P3值曲线图窗口

CA、P3值曲线图窗口的实现类为CCGGTTSView类，核心函数为voidCCGGTTSView::UpdateShowCGGTTS(int SatType，int SatNum1，double CA，doubleP3，double time)；

计算出每个卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值后调用该函数，更新曲线图的显示。其中，时间的类型为double，当转化为double型后，曲线图中可以直接识别时间。

CA、P3曲线图的显示采用Teechart控件，该控件为ActiveX控件，在CCGGTTSView中实现为CCGGTTSView::m_Chart。

(2)CA、P3野值统计窗口

在CMainFrame::CalcuSatCAYeZhi和CMainFrame::CalcuSatP3YeZhi函数中可以实现CA和P3野值的统计功能。

在本发明的一个实施例中，野值统计策略为：从第一次统计开始，前30个点不考虑，取后5个点的平均值作为后305个点的比较基准，如果CA、P3值与比较基准的差值的绝对值大于预设范围，则认为该CA、P3值为野值，然后将305个点的后5个点的平均值作为后305个点的比较基准，依次类推。

图12为CA值曲线和P3值曲线的显示界面。用户可选择当前显示何种曲线。具体地，用户可以选择卫星类型及卫星星号、显示CA值曲线或P3值曲线。

CGGTTS文件生成存储模块900在每个历元记录当前每颗跟踪星的状态信息，当满足预定时间间隔的数据后，再生产一条CGGTTS文件的记录，并存入对应的CGGTTS文件中。CGGTTS文件每隔预定时间进行更新。其中，CGGTTS文件包括GLONASS卫星的CA值对应的GLONASS卫星的CA码CGGTTS文件、GLONASS卫星的P3值对应的GLONASS卫星的P3码CGGTTS文件、GPS卫星的CA值对应的GPS卫星的CA码CGGTTS文件、GPS P3值对应的GPS P3码CGGTTS文件。

如图13所示，CGGTTS文件生成存储模块生成并存储CGGTTS文件包括如下步骤：

S1301：由串口数据接收模块100接收来自接收机的信息帧，即原始串口数据，并对原始串口数据进行处理；

S1302：判断信息类型，如果为GPS观测数据，则执行S1304，如果为其他类型信息，则执行S1303；

S1303：执行其他处理函数；

S1304：处理GPS观测数据，执行函数CMainFrame::OnGTInfoExplain；

S1305：更新历元状态，执行函数CMainFrame::ChangeTimeInfo；

S1306：进行CGGTTS信息的计算和存储，

执行函数CMainFrame::UpdateGPSCGGTTSInfo。

下面参考图14描述UpdateGPSCGGTTSInfo函数的执行流程。

S1401：计算从跟踪时刻开始到当前的历元的数量；

S1402：判断是否在预定时间的观察范围内，其中，预定时间为780秒，如果是，则执行S1404；否则执行S1403；

S1403：记录每颗跟踪星的当期历元的CGGTTS信息(Struct CGGTTSInfo)；

S1404：判断是否满足预定时间的观测要求，其中，预定时间为780秒，如果满足，即时间(以秒数统计)大于等于779秒，seconds＞＝779，则执行S1405，否则执行S1407；

S1405：向GPS卫星的GPS卫星的CA码CGGTTS文件和P3码CGGTTS文件添加记录；

S1406：向GLONASS卫星的CA码CGGTTS文件和P3码CGGTTS文件添加记录；

S1407：计算下次预设时间的跟踪时刻，其中，预定时间为780秒。

CGGTTS文件用于确定跟踪时刻和记录跟踪时间内每个历元的原始数据。

确定跟踪时刻：当第一次收到UTC时间信息后将调用CalcuNextTraceTime函数计算跟踪时刻，并为每个卫星建立一个数组，准备存储预定时间的跟踪时间内的原始数据，其中，预定时间为780秒。在CMainFrame::ChangeTimeInfo函数通过下述实现：

记录观测时间内每个历元的原始数据：参考CMainFrame::UpdateGPSCGGTTSInfo函数，该函数内判断如果在13分钟(即780s)的观测周期内则存储原始数据，如果13分钟观测完毕，则将每颗卫星13分钟内的数据按CGGTTS规范进行处理，存入相应文件中。

CGGTTS文件的实现类为CGGTTSFile，该类用于实现CGGTTS文件的生成、记录存储功能。

JPS文件生成存储模块600存储二进制格式的原始串口数据，在CMainFrame::OnCreate函数中注册监听回调函数：

在本发明的一个实施例中，本发明的基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000还包括在视卫星实时状态信息显示模块710、CGGTTS数据实时显示模块720和CA值及P3值实时数据及曲线显示模块730。其中，卫星实时状态信息显示模块710在每个历元显示GPS卫星和GLONASS卫星的星空视图和卫星信息以及GNSS接收机的PVT信息。CGGTTS数据实时显示模块720每隔16分钟显示CGGTTS数据信息。CA值及P3值实时数据及曲线显示模块730每隔预定时间实时显示CA值数据及曲线和P3值数据及曲线。其中，预定时间是可以调节的。CA值及P3值实时数据及曲线显示模块730可以每隔1秒钟实时显示曲线。这也是这个时频传递接收机的一个特点。

(1)星空视图窗口：窗口类为CWorkspaceBar，窗口中包含了一个星图控件CGPSInfoCtrl，所有的绘制操作都在CGPSInfoCtrl控件中实现。每个历元都更新一次星图的显示。

在CMainFrame::OnChangeTimeInfo中调用m_wndWorkSpace.UpdateSateView()；函数进行更新。

(2)卫星信息窗口：窗口类为CSatsInfoView，软件每个历元都更新一次星图的显示。

在CMainFrame::OnChangeTimeInfo中调用

((CSatsInfoView*)(theApp.m_pFrame-＞GetActiveView()))-＞UpdateShowSatsInfo()；函数进行更新。

(3)PVT信息窗口：窗口类为CWorkspaceBar2，当收到PG信息时更新窗口的显示。

在CMainFrame::OnPGInfoExplain函数中调用

m_wndWorkSpace2.UpdatePosInfo(m_CurPosInfo)；进行更新显示。

FTP上传模块800分别与Rinex文件生成存储模块400和CGGTTS文件生成存储模块相连，用于上传Rinex文件和CGGTTS文件。在本发明的一个实施例中，FTP上传模块800采用FTP方式上传Rinex文件和CGGTTS文件。

具体而言，用户通过FTP窗口设置FTP上传模块800的FTP上传参数后，上传参数记录在CMainFrame类中，参数定义如下：

为了实现FTP的上传，FTP上传模块800在每个历元都检测是否有上传任务，以及是否到达预设上传时间，如果到达预设上传时间则将Rinex文件和CGGTTS文件进行上传，自动上传的逻辑在CMainFrame::OnChangeTimeInfo中实现，如图15所示。

S1501：由串口数据接收模块100接收来自接收机的信息帧，即原始串口数据，并对原始串口数据进行处理；

S1502：判断信息类型，如果为GPS观测数据，则执行S1504，如果为其他类型信息，则执行S1503；

S1503：执行其他处理函数；

S1504：处理GPS观测数据，执行函数CMainFrame::OnGTInfoExplain；

S1505：更新历元状态，执行函数CMainFrame::ChangeTimeInfo；

S1506：判断是否到达FTP的预设上传时间，如果是，则执行S1507；

S1507：检测Rinex文件和CGGTTS文件，从而防止出现漏传的情况；

S1508：上传队列中是否有任务，如果有，则执行S1509；

S1509：上传文件，执行函数CMainFrame::UpLoadFile。

为了安全性考虑，并不是严格在设置的时间点上传，而是在设置的时间点与下一个预设时间间隔内每一历元内都进行检测，防止在设置的时间点上历元丢失导致错过上传机会。在本发明的一个实施例中，下一个预设时间间隔可以为1分钟。

下面对FTP上传模块800涉及的类进行描述。

CFtpServer类的实现：该类是对FTP功能的封装，为了防止FTP服务器不支持多线程上传，该类用于实现顺序上传的功能。最多只能同时上传一个文件。CFtpServer类包括以下两个变量：

CArray<FileUpEnv，FileUpEnv>m_AllFileUp：记录所有已经上传或者正在上传的文件

CArray<FileUpEnv*，FileUpEnv*>m_WaitingQueue：等待队列，记录需要排队上传的文件

CFtpServer类的对外功能接口为CFtpServer::UpLoadFile函数。

图16示出了FTP上传模块800的FTP上传设置界面。FTP上传设置窗口实现类为CFTPTaskListDlg，在CMainFrame::OnCreate函数中创建CMainFrame::m_FTPTaskListDlg变量，在CFTPTaskListDlg::OnInitDialog()函数中从配置文件中提取保存的上传信息，并显示在窗口中。

综上所述，FTP上传模块800根据更新后的历元状态，在每个历元检测是否有Rinex文件和/或CGGTTS文件需要上传，如果有，则进一步判断是否到达预设上传时间，当到达预设上传时间后，检测全部Rinex文件和/或CGGTTS文件，并上传Rinex文件和/或所述CGGTTS文件至配置文件。

在本发明的一个实施例中，Rinex文件和/或述CGGTTS文件中的相应参数以XML保存至配置文件。配置文件的实现类为CIniFileOpe，实现对象为CIniFileOpeg_WorkParamFile；g_WorkParamFile为全局变量，在CGNSS_TimeTRApp::InitInstance()函数中调用CIniFileOpe::Init函数进行初始化。CIniFileOpe类实现较为简单，是对***API函数的二次封装。

下面对CMainFrame::ChangeTimeInfo函数进行描述，该函数在每个历元都要调用一次，主要实现每个历元CA、P3值的计算、界面信息的更新显示、Rinex文件和CGGTTS文件的存储等功能。

CMainFrame::ChangeTimeInfo函数的工作流程如下：

步骤1：判断是否为第一次收到时间，此时m_CurUTCTime不为0，如果是第一次则转到步骤6，否则进行步骤2。

步骤2：调用CheckOberverFile函数，并实现观测文件的存储。

步骤3：调用UpdateCAAndP3函数每颗跟踪星当前历元CA、P3值的计算及显示，CCGGTTSView::UpdateShowCGGTTS函数实现CA、P3值的显示。

步骤4：调用UpdateGPSCGGTTSInfo函数更新CGGTTS文件的存储，CGGTTS文件包括四类文件：GPS CA码CGGTTS文件(m_CACGGTTSFile)、GPS P3码CGGTTS文件(m_P3CGGTTSFile)、GLONASS CA码CGGTTS文件(m_Glo_CACGGTTSFile)、GLONASS P3码CGGTTS文件(m_Glo_P3CGGTTSFile)。

步骤5：更新星空视图、CGGTTS信息窗口的显示。

步骤6：根据m_IfAutoSetTime变量判断是否自动进行授时，如果需要自动授时且满足授时的条件，调用SetLocalTime函数进行***授时。

步骤7：更新状态栏时间信息的显示。

步骤8：调用QueryWorkParams进行***参数的查询，***参数包括内频标、外频标、Event状态、PPS状态和位置状态。***每隔2分钟进行一次查询。

步骤9：如果是第一次收到UTC时间信息，则初始化CGGTTS存储结构：m_CGGTTSTraceInfo和m_Glo_CGGTTSTraceInfo，该结构用来保存预设时间的CGGTTS信息，满780秒后在UpdateGPSCGGTTSInfo函数中进行预设时间数据的处理，并将处理结果保存在CGGTTS文件中。其中，预设时间为780秒。

步骤10：判断是有FTP上传任务，如果有则调用OnFtpUpFile函数从上传队列中取出需要上传的文件进行上传。

由此可知，CMainFrame::ChangeTimeInfo函数是基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***1000工作过程中的重要函数。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种基于全球导航卫星***的时频传递数据采集处理***，其特征在于，包括：

串口数据接收模块，用于从全球导航卫星***接收机接收原始串口数据，对所述原始串口数据进行搜帧处理；

信息类型判断模块，所述信息类型判断模块与所述串口数据接收模块相连，用于对经过搜帧处理后的所述原始串口数据的信息类型进行判断，其中，所述原始串口数据的信息类型包括GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据；

信息处理模块，所述信息处理模块与所述信息类型判断模块相连，用于对不同类型的信息进行处理，包括对来自所述信息类型判断模块的所述GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据进行处理；

与接收机无关的交换格式Rinex文件生成存储模块，所述Rinex文件生成存储模块与所述信息处理模块相连，用于根据所述信息处理模块处理后的GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据分别生成并存储Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件；

CA值及P3值生成存储模块，所述CA值及P3值生成存储模块与所述信息处理模块相连，用于对所述GPS观测数据和所述GLONASS观测数据中不同类型的观测数据以及GPS导航电文、GLONASS导航电文进行处理以生成并存储对应GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及对应GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值；

CGGTTS文件生成存储模块，所述CGGTTS文件生成存储模块分别与所述信息处理模块和所述CA值及P3值生成存储模块相连，用于生成并存储所述CGGTTS格式文件，其中所述CGGTTS文件包括所述GLONASS卫星的CA值对应的所述GLONASS卫星的CA码CGGTTS文件、所述GLONASS卫星的P3值对应的所述GLONASS卫星的P3码CGGTTS文件、所述GPS卫星的CA值对应的所述GPS卫星的CA码CGGTTS文件、所述GPS P3值对应的所述GPS P3码CGGTTS文件；

JPS文件生成存储模块，所述JPS文件生成存储模块与所述串口数据接收模块相连，用于生成并存储JPS文件，其中，JPS文件记录所述二进制格式的原始测量数据；和

FTP上传模块，所述FTP上传模块分别与所述信息处理模块、所述Rinex文件生成存储模块和所述CGGTTS文件生成存储模块相连，用于在所述信息处理模块对GPS观测数据处理后，更新历元状态，根据更新后的历元状态判断是否到达预设上传时间，如果到达所述预设上传时间，则上传所述Rinex文件和所述CGGTTS文件。

2.如权利要求1所述的数据采集处理***，其特征在于，所述串口数据接收模块对所述原始串口数据进行搜帧处理包括从所述原始串口数据中查找符合预设格式的信息帧。

3.如权利要求1所述的数据采集处理***，其特征在于，所述Rinex文件生成存储模块根据处理后的GPS导航电文、GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据判断是否需要分别生成Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件，如果是，则根据所述处理后的GPS导航电文、GLONASS导航电文和GPS观测数据更新相应的星历信息、生成并存储Rinex格式的GPS导航数据、GLONASS导航数据、GPS观测数据和GLONASS观测数据文件；

所述Rinex文件生成存储模块根据所述GPS导航电文、所述GLONASS导航电文、GPS观测数据和GLONASS观测数据，生成所述Rinex文件。

4.如权利要求1所述的数据采集处理***，其特征在于，所述CA值及P3值生成存储模块计算所述GPS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及所述GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，包括：判断所述每颗跟踪卫星的类型，

当所述跟踪卫星为GLONASS卫星时，计算所述GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，并通过设置野值处理对所述GLONASS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值进行野值处理；

当所述跟踪卫星为GPS卫星时，计算所述GPS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值，并通过设置野值处理对所述GPS卫星的CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值进行野值处理。

5.如权利要求3所述的数据采集处理***，其特征在于，所述Rinex文件、所述CGGTTS文件、所述JPS文件、所述GPS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值以及所述GLONASS卫星CA码测量的接收机钟差值和P3码测量的接收机钟差值每隔预定时间进行更新。

6.如权利要求1所述的数据采集处理***，其特征在于，还包括：

在视卫星实时状态信息显示模块，用于在每个历元显示所述GPS卫星和所述GLONASS卫星的星空视图和卫星信息以及GNSS接收机的PVT信息；

CGGTTS数据实时显示模块，用于实时显示CGGTTS数据信息；

CA值及P3值实时数据及曲线显示模块，用于实时显示CA值数据及曲线和P3值数据及曲线。

7.如权利要求1所述的数据采集处理***，其特征在于，所述FTP上传模块还用于上传所述CGGTTS文件。

8.如权利要求7所述的数据采集处理***，其特征在于，所述FTP上传模块根据所述更新后的历元状态，在每个历元检测是否有所述Rinex文件和/或所述CGGTTS文件需要上传，如果有，则进一步判断是否到达所述预设上传时间，当到达所述预设上传时间后，检测全部所述Rinex文件和/或所述CGGTTS文件，并上传所述Rinex文件和/或所述CGGTTS文件至所述FTP上传模块。

9.如权利要求1-8中任一项所述的数据采集处理***，其特征在于，还包括配置模块，所述配置模块分别与所述串口数据接收模块、所述信息类型判断模块、所述信息处理模块、所述Rinex文件生成存储模块、所述CA值及P3值生成存储模块、所述CGGTTS文件生成存储模块、所述在视卫星实时状态信息显示模块、所述CGGTTS数据实时显示模块、所述CA值及P3值实时数据及曲线显示模块、所述JPS文件生成存储模块和所述FTP上传模块相连，用于配置所述全球导航卫星***接收机、所述串口数据接收模块、所述信息类型判断模块、所述信息处理模块、所述Rinex文件生成存储模块、所述CA值及P3值生成存储模块、所述CGGTTS文件生成存储模块、所述JPS文件生成存储模块、所述在视卫星实时状态信息显示模块、所述CGGTTS数据实时显示模块、所述CA值及P3值实时数据及曲线显示模块和所述FTP上传模块，并以可扩展标记语言XML形式存储配置数据。

10.如权利要求1-9中任一项所述的数据采集处理***，其特征在于，还包括定时模块，所述定时模块与所述信息处理模块相连，用于将上位机的时间同步到由所述信息处理模块解析得到的协调世界时UTC时间。