CN104749595A - 一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及*** - Google Patents

一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及***，在得到高精度定位差分数据后，可以以普通精度接收机支持的协议格式对其进行转换，得到普通精度接收机识别的定位差分数据发送至普通精度接收机，这样普通精度接收机可以从其能识别的定位差分数据中得到高精度定位差分数据，并基于高精度定位差分数据进行定位，从而提高普通精度接收机的定位精度，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。

Description

一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及***
技术领域
本发明涉及全球导航卫星***高精度地基增强***技术领域，更具体地说，涉及一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及***。
背景技术
作为当今世界最具发展前途的高科技领域之一，全球导航卫星***(GNSS，Global Navigation Satellite System)是一个国家综合国力、核心竞争力与科技创新能力的重要标志和集中体现。中国的北斗(Compass或者BeiDou)卫星导航***与美国的全球定位***(GPS，Global Positioning System)、俄国的格洛纳斯(GLONASS)和欧洲的伽利略(Galileo)***一起，称为全球四大GNSS，这四大GNSS的基本定位原理完全相同，在此以中国的北斗卫星导航***为例来解释GNSS卫星伪距测量值和GNSS伪距定位原理。
在北斗卫星导航***中，每一颗北斗卫星在同一载波频率B1上同时向地面播发B1I导航信号，不同卫星在其播发信号上调制着不同的伪随机码(PRN，Pseudo Random Noise Code，简称伪码)。伪码除了实现扩频调制以外，伪码的另一个功能是测距，即让接收机测量出接收到的北斗卫星信号的伪码相位，结合调制在导航信号上的时间信息和接收机本地时间值，进而将伪码相位组装成从卫星到接收机的距离(伪距)。接收机u对卫星i的伪距的观测方程式为： ρ u ( i ) = r u ( i ) + δ t u - δ t ( i ) + I u ( i ) + T u ( i ) + ϵ u ( i ) .
其中，是接收机u到卫星i的几何距离，和分别为电离层延时和对流层延时，δtu和δt(i)分别是相对于北斗卫星导航***时间的接收机钟差和卫星钟差，为测量误差。正是由于接收机时钟和卫星时钟不同步，因而接收机通过求得信号接收时间和信号发射时间之差再乘以光速所得值等于接收机到卫星的伪距测量值在几何距离的计算中，卫星位置坐标(x(i),y(i),z(i))可根据卫星星历计算出来，而求解出未知的接收机位置坐标(xu,yu,zu)正是接收机的定位功能。卫星钟差δt(i)也可以根据卫星星历计算出来,电离层延时和对流层延时通常利用一定的数学模型估算出来，测量误差未知(其不用进行求解)。这样，在伪距的观测方程式的等号左右两边的所有参量中，接收机位置坐标(xu,yu,zu)和接收机钟差δtu为代求的未知量。
假设在某一时刻的某一地球表面上，接收机u同时接收到N颗卫星的导航信号，也就是说，接收机产生N个伪距测量值其中i＝1,2,…,N。这样将相应的N个伪距观测方程式排列在一起，组成如下伪距计算的方程式：
ρ u ( 1 ) = r u ( 1 ) + δ t u - δ t ( 1 ) + I u ( 1 ) + T u ( 1 ) + ϵ u ( 1 ) ρ u ( 2 ) = r u ( 2 ) + δ t u - δ t ( 2 ) + I u ( 2 ) + T u ( 2 ) + ϵ u ( 2 ) . . . ρ u ( N ) = r u ( N ) + δ t u - δ t ( N ) + I u ( N ) + T u ( N ) + ϵ u ( N )
可见，在上述方程组中，一共有N个方程式，包含着(xu,yu,zu)和δtu这4个未知数。当N≥4时，可以从方程组中求解出(xu,yu,zu)和δtu四个代求的未知数，实现定位和定时，这就是伪距定位(和定时)原理。
测量误差(其中i＝1,2,…,N)的大小，极大程度地决定着伪距定位的误差大小：测量误差越大，则伪距定位误差也就相应地越大。测量误差包括接收机噪声、接收机算法误差、多径误差、卫星星历误差以及电离层延时和对流层延时的估算误差等。
除了伪距定位，GNSS还可以实现测量误差在米内级甚至是毫米级的高精度定位，其是将位于高精度接收机附近的、位置坐标值已知的GNSS基准站接收机R实时产生的伪距测量误差校正量或者载波相位测量值，通过无线通信方式播发给高精度接收机，使得高精度接收机可以基于接收到的伪距测量误差校正量抵消相应伪距测量值的测量误差，或者基于接收到的载波相位测量值组成误差抵消后的差分测量值量，从而提高定位精度。其中高精度接收机是在高精度定位服务登记注册的接收机，其可以是能进行差分定位或者是进行实时动态(RTK，Real-time Kinematic)定位的单频或者多频多模接收机。
在GNSS基础上衍生出GNSS地基增强***(GBAS，Ground-BasedAugmentation Systems)，其是高精度地基增强***，以一系列高精度地基增强接收机基准站组成的基准站网络为基础设施，GNSS地基增强***的高精度定位服务中心向其服务区域内的高精度接收机提供高精度定位服务。比如中国和美国的连续运行参考站(CORS，Continuous Operational Reference System)网络。
高精度地基增强***中的数据处理和定位服务中心服务器接收到从该CORS网络的各个基准站传送过来的测量值和导航电文数据后，经数据分析和处理，计算出伪距差分修正量及其变化率、载波相位差分修正量、电离层延时量和对流层延时量等高精度定位差分数据，并根据用户高精度接收机的不同定位方式请求，将伪距差分修正量及其变化率等高精度定位差分校正量提供给高精度接收机，或者将载波相位等原始测量值提供给高精度接收机，以实现高精度接收机的伪距差分或者RTK形式的高精度定位。然而，基于CORS网络的高精度定位服务目前只向高精度接收机服务，这限制了CORS网络及其高精度定位服务、甚至是北斗卫星导航***的应用范围和程度。
发明内容
有鉴于此，本发明的提供一种基于高精度地基增强***的定位服务方法及装置，用于扩展基于高精度地基增强***的高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种基于高精度地基增强***的定位服务方法，应用于所述高精度地基增强***中的数据处理和定位服务中心服务器，所述定位服务方法包括：
获取高精度地基增强***中各个基准站对全球导航卫星***星座卫星的测量值；
对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，所述高精度定位差分数据用于进行高精度定位；
以普通精度接收机支持的协议格式转换所述高精度定位差分数据，得到所述普通精度接收机识别的定位差分数据，所述普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，所述普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度；
发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
优选地，所述发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机，包括：在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至发送所述定位数据请求的普通精度接收机。
优选地，所述对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，包括：对所述测量值进行反演计算，得到所述高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，其中所述定位差分数据用于由位于所述服务区域范围中的所述普通精度接收机插出针对自身的高精度定位差分数据；
所述发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机，包括：以广播形式发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
优选地，所述定位服务方法还包括：获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据，在所述导航电文数据验证通过后将所述导航电文数据组成辅助全球导航卫星***数据，发送所述辅助全球导航卫星***数据至所述普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务方法还包括：获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据，在验证所述导航电文数据有效后，发送所述导航电文数据至辅助全球导航卫星***服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务方法还包括：由所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送导航电文数据至辅助全球导航卫星服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
优选地，所述定位服务方法还包括：搜集卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。
本发明还提供一种基于高精度地基增强***的定位服务***，包括基准站和高精度接收机，所述定位服务***还包括：数据处理和定位服务中心服务器和普通精度接收机；其中所述数据处理和定位服务中心服务器包括：第一获取模块、处理模块、转换模块和发送模块；
所述第一获取模块，用于获取高精度地基增强***中各个基准站对全球导航卫星***星座卫星的测量值；
所述处理模块，用于对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，所述高精度定位差分数据用于进行高精度定位；
所述转换模块，用于以普通精度接收机支持的协议格式转换所述高精度定位差分数据，得到所述普通精度接收机识别的定位差分数据，所述普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，所述普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度；
所述发送模块，用于发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
优选地，所述发送模块具体用于：在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至发送所述定位数据请求的普通精度接收机。
优选地，所述处理模块具体用于：对所述测量值进行反演计算，得到所述高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，其中所述定位差分数据用于由位于所述服务区域范围中的所述普通精度接收机插出针对自身的高精度定位差分数据；
所述发送模块具体用于：以广播形式发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
优选地，所述定位服务***还包括：第二获取模块，用于获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据；
所述处理模块还用于，在所述导航电文数据验证通过后将所述导航电文数据组成辅助全球导航卫星***数据，并触发所述发送模块发送所述辅助全球导航卫星***数据至所述普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务***还包括：第三获取模块，用于获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据；
所述处理模块还用于，在验证所述导航电文数据有效后，触发所述发送模块发送所述导航电文数据至辅助全球导航卫星***服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务***中的基准站还用于解调并发送导航电文数据至辅助全球导航卫星服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
优选地，所述定位服务***还包括：搜索模块，用于搜集卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法，在得到高精度定位差分数据后，可以以普通精度接收机支持的协议格式对其进行转换，得到普通精度接收机识别的定位差分数据发送至普通精度接收机，这样普通精度接收机可以从其能识别的定位差分数据中得到高精度定位差分数据，并基于高精度定位差分数据进行定位，从而提高普通精度接收机的定位精度，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法的第一种流程图；
图2为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法采用的通信方式的一种示意图；
图3为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法采用的通信方式的另一种示意图；
图4为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法的第二种流程图；
图5为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法中提供A-GNSS服务的一种示意图；
图6为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法中提供A-GNSS服务的另一种示意图；
图7为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法中提供A-GNSS服务的再一种示意图；
图8为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***的一种结构示意图；
图9为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***的另一种结构示意图；
图10为本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***的再一种结构示意图。
具体实施方式
目前高精度地基增强***提供的高精度定位服务仅适用于高精度接收机，为了打破其局限性，扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展，本发明提供一种基于高精度地基增强***的定位服务方法，以为普通精度接收机提供高精度定位服务。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务方法的第一种流程图，其中基于高精度地基增强***的定位服务方法应用于高精度地基增强***中的数据处理和定位服务中心服务器，可以包括以下步骤：
101：获取高精度地基增强***中各个基准站对GNSS星座卫星的测量值。其中测量值包括伪距测量值和载波相位测量值等，并由高精度地基增强***中各个基准站发送至数据处理和定位服务中心服务器，并且各个基准站可以是基于CORS网络的基准站，其可以通过专用数据线或者Internet等网络通信设施连接数据处理和定位服务中心服务器，将测量值发送至数据处理和定位服务中心服务器中。
102：对测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，高精度定位差分数据用于进行高精度定位。
在本发明实施例中，数据处理和定位服务中心服务器对测量值的分析和处理过程与现有技术基本相同，对此本发明实施例不再阐述，其中高精度定位差分数据作为进行高精度定位的数据，可以包括：伪距差分修正量及其变化率、载波相位差分修正量、电离层延时量和对流层延时量等数据，这些数据可以加载至后续用于进行伪距定位计算的方程式中，使得得到的定位精度提高。
103：以普通精度接收机支持的协议格式转换高精度定位差分数据，得到普通精度接收机识别的定位差分数据，普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度。
在现有技术中，数据处理和定位服务中心服务器所得到高精度定位差分数据都是基于高精度接收机支持的协议格式编写，并且这样的高精度定位差分数据又仅被发送至注册后的高精度接收机识别。因此为了使数量巨大的无需注册的普通精度接收机也能够接受高精度定位差分数据服务，数据处理和定位服务中心服务器在解析出高精度定位差分数据后，可以按照普通精度接收机支持的协议格式进行转换，更重要的是将这些定位差分数据广播出去，使得大规模普通精度接收机能有机会获取所能识别的定位差分数据。
在本发明实施例中，普通精度接收机支持的协议格式比如可以是RTCMSC 104(Radio Technical Commission for Maritime Special Committee 104)协议，RTCM SC104是由海事无线电技术委员会(RTCM)第104专门委员会(SC-104)制定的关于差分全球导航卫星***(DGNSS，Differential Global NavigationSatellite System)电文数据格式协议。
104：发送普通精度接收机识别的定位差分数据至普通精度接收机。
普通精度接收机在接收到普通精度接收机识别的定位差分数据后，可以从其能识别的定位差分数据中得到高精度定位差分数据，并基于高精度定位差分数据进行定位，从而提高普通精度接收机的定位精度，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
在本发明实施例中，高精度地基增强***中数据处理和定位服务中心服务器向普通精度接收机发送普通精度接收机识别的定位差分数据的方式可以为广播式和应答式等多种不同方式。
例如，为了支持向大规模普通精度接收机发送普通精度接收机识别的定位差分数据，数据处理和定位服务中心服务器可以以广播形式发送，实现一对多地向位于同一区域的数量巨大的普通精度接收机发送定位差分数据，其所发送的定位差分数据的数据内容对于不同普通精度接收机来说是相同的，不管不同普通精度接收机是否位于相距很远的不同区域，然后不同的普通精度接收机可从接收的定位差分数据(比如格网点上的数据)中插值出针对自身位置的差分数据值。相应的数据处理和定位服务中心服务器所得到的高精度定位差分数据为其以广播形式发送数据对应的区域范围内普通精度接收机使用的数据，其得到高精度定位差分数据的过程可以是：
对测量值进行反演计算，得到高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，并广播至位于服务区域范围内的普通精度接收机，由普通精度接收机从所接收到的定位差分数据内插出针对自身位置的高精度定位差分数据。
理论上以广播形式发送数据可以支持无限个数量的普通精度接收机，这是广播式的一大优点，是发明利实现高精度差分数据服务大规模应用的核心方法。
本发明实施例提供的广播形式可以经由不同的通信方式实现，比如图2所示的无线电广播和卫星广播等。进一步，高精度地基增强***基于的CORS网络的覆盖范围不同，随着GNSS的发展，国内和国际上的原本相互独立的CORS网络之间会有一个跨地区、跨行业的整合优化，使得CORS网络变大、变强。如果一个CORS网络的覆盖范围很大或者为了更加有效地向普通精度接收机发送数据，可以使一个基于CORS网络的高精度地基增强***在不同区域播发针对该区域的数据内容，使得高精度地基增强***所需播发的数据量相对减少，数据播发周期率增加，或者在相同的播发数据量条件下，提高网格密度和数据精度。
这样数据处理和定位服务中心服务器在从分布各地的CORS网络基准站获取测量值后，反演计算出在其服务区域范围内格网点上的定位差分数据，将其中针对某一区域的一部分数据交由本区域内的无线广播站或者负责本区域的卫星播发，使得这一区域中的任何普通精度接收机可以得到所能识别的高精度定位差分数据。
当数据处理和定位服务中心服务器可以向普通精度接收机广播定位差分数据内容时，其方式可以与星基增强***(SBAS，Satellite Based AugmentationSystems)和北斗卫星导航***中的地球静止轨道(GEO，Geostationary Orbit)等卫星广播格网点上的垂直电离层延时类似，例如与后者播发覆盖全球的格网点上的垂直电离层延时那样，播发高精度定位服务可自行设定的、覆盖整个服务区域范围或某个特定区域范围的格网点上的电离层延时、对流层延时、伪距差分校正量等定位差分数据。
以北斗卫星导航***采用的电离层格网为例，其是一个经度和纬度间隔均为5°的方格网，覆盖在地球表面的一定南北区间，这在赤道附近相当于边长为88.5千米(km)的正方形格网。相对而言，基于CORS网络的地基增强***的基准站分布密集，相邻基准站之间的距离通常比88.5km短很多，平均距离约在30～40km左右，短的甚至达10km，且多数分布在GNSS应用需求最广泛、最频繁的人口稠密、经济发达地区。因此，基于CORS网络的地基增强***可以在其服务区域范围内计算出更准确的电离层延时量，更有效地服务于大量普通精度接收机。另外，高精度地基增强***中的基准站连续运行，并且高精度地基增强***中的数据处理和定位服务中心服务器可以通过无线通信方式向普通精度接收机提供实时服务，因此借助高精度地基增强***可以将更加准确的电离层延时估算参数更快地或者实时地发送给普通精度接收机。基于此数据处理和定位服务中心服务器可以从基准站数据中挖掘出更准确的电离层延时和对流层延时值，这样普通精度接收机接收到这些播发数据后，利用其附近四周格点上的电离层延时和对流层延时播发值，插值出普通精度接收机定位所需的各颗定位卫星方向上的电离层延时对流层延时值等高精度定位差分数据，从而提高定位精度。
再比如，随着高精度定位服务应用和网络通信技术的发展，数据处理和定位服务中心服务器可以按照RTCM SC-104协议，播发各颗卫星在该高精度地基增强***服务范围内的伪距测量值校正量和伪距校正量变化率等定位差分数据。根据这些播发数据，普通精度接收机可以在一定区域和在一定时段内拟合出普通精度接收机进行伪距差分GNSS定位所需的伪距测量值校正量等高精度定位差分数据，进一步提高定位精度。
进一步若有必要，数据处理和定位服务中心服务器可以对播发的数据进行压缩和/或者加密。对于由政府性、非营利性组织所拥有的高精度地基增强***，可以不加密而免费面向普通精度接收机，以鼓励支持CORS网络和GNSS的大规模应用。对于商业运行的高精度地基增强***，对播发数据进行加密是向其普通精度接收机进行收费的一种手段，而只有向高精度地基增强***运行者缴费、注册之后才能获得数据解密的钥匙，并且钥匙可以定期更新。另外，对播发数据加密也是对高精度地基增强***应用和普通精度接收机进行安全性保护的一种措施。
在本发明实施例中，高精度地基增强***中数据处理和定位服务中心服务器也可以采用应答式发送定位差分数据给普通精度接收机，在采用应答式发送时数据处理和定位服务中心服务器可以通过码分多址(CDMA，CodeDivision Multiple Access)、全球移动通信***(GSM，Global System for Mobilecommunications)和通用分组无线服务技术(GPRS，General Packet RadioService)等通信方式与普通精度接收机进行通信，如图3所示。
在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，向发送该定位数据请求的普通精度接收机发送普通精度接收机识别的定位差分数据。更重要的是，在发生定位数据请求时，普通精度接收机还应当附带发送其当前位置的估计值，这样数据处理和定位服务中心可以针对位于不同位置的普通精度接收机发送针对性更强的定位差分数据，以向普通精度接收机提供更准确的高精度定位差分数据，又极大地减小普通精度接收机所需接收的数据量。然而，采用应答式发送的一大缺点是限于高精度地基增强***中数据处理和定位服务中心服务器的服务能力，只能服务于有限个数量的普通精度接收机。
从上述技术方案可以看出，在得到高精度定位差分数据后，可以以普通精度接收机支持的协议格式对其进行转换，得到普通精度接收机识别的定位差分数据发送至普通精度接收机，这样普通精度接收机可以从其能识别的定位差分数据中得到高精度定位差分数据，并基于高精度定位差分数据进行定位，从而提高普通精度接收机的定位精度，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
进一步，在得到高精度定位差分数据后，数据处理和定位服务中心通过一些通信途径比如广播等将这些数据提供给普通精度接收机，而只要普通精度接收机接收并按照相应的广播数据格式协议解调出这些高精度定位差分数据，那么普通精度接收机就可以基于这些高精度定位差分数据进行精度得到提高的定位，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
除上述扩展高精度定位服务的应用范围和程度之外，本发明实施例提供的基于地基增强网的设施和高精度定位服务***的服务方法还可以提供其他更多的服务，如图4所示，其示出了本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的服务的第二种流程图，在图1基础上，还包括以下步骤：
在步骤101中还可以获取高精度地基增强网中各个基准站解调并发送的导航电文数据，其中导航电文数据包括卫星星历、历书、电离层延时估算参数等。
在导航电文数据验证通过后将导航电文数据组成辅助GNSS(A-GNSS，Assisted Global Navigation Satellite Service)数据，发送A-GNSS数据至给普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供A-GNSS服务。或者在导航电文数据验证通过后直接将导航电文数据转发给A-GNSS服务器。
在上述伪距计算的方程组中卫星位置坐标(x(i),y(i),z(i))和卫星钟差δt(i)均可以根据卫星i的星历计算出来，而这些作为导航电文数据一部分的星历参数调制在卫星i所播发的导航信号上。这样，为了计算卫星位置坐标和卫星钟差以及为了实现最后的定位，普通精度和高精度接收机需要在跟踪卫星信号的同时，解调出调制在卫星信号上的星历参数等导航电文数据。普通精度和高精度接收机这种从实时的卫星信号中解调出星历参数等导航电文数据的功能需求，限制了普通精度和高精度接收机的定位性能，例如延长接收机首次定位所需时间(TTFF，Time To First Fix)，其原因一方面是普通精度和高精度接收机解调出一定数据量的星历参数需要一定的时间，另一方面是由于导航信号微弱和导航信号间歇性阻挡等原因使得普通精度和高精度接收机不能解调出星历参数。
为了解决普通精度和高精度接收机数据解调的困难，辅助GNSS技术应运而生，其通过移动通信网络、Internet等将星历参数等导航电文数据发送给普通精度和高精度接收机，从而避免普通精度和高精度接收机为了实现定位而不得不从实时卫星信号中解调出星历参数，以缩短TTFF。为了获取A-GNSS服务器所转发的星历参数等导航电文数据，A-GNSS通常在全球各地设置多个专门的GNSS卫星跟踪基准站，以实时收集所有卫星播发的星历参数等导航电文数据，以备A-GNSS服务器转发所用，其中A-GNSS服务器是采用A-GNSS技术的服务器，其可以提供A-GNSS服务。A-GNSS服务是通过某种数据通信方式，向普通精度和高精度接收机提供星历、历书、电离层延时估算模型参数、导航电文原始数据比特以及其他用于信号搜索捕获的一些位置、时间等辅助数据信息。
如上所述，为了获取星历参数等导航电文数据，A-GNSS服务一种做法是在全球各地设置专门的GNSS卫星跟踪基准站，另一种做法是借助移动通信基站设施而设置GNSS卫星跟踪基准站接收机，以降低基础设施建设费用，提高资源利用有效率。
普通精度和高精度接收机可根据一定数学模型对电离层延时进行估算。除了星历参数以外，卫星播发的导航信号中还包含用于电离层延时估算的模型参数，而A-GNSS服务通常也向普通精度和高精度接收机转发电离层延时估算参数。目前，高精度地基增强***基于的网络与A-GNSS服务器基于的网络各自为政，没有交集，而不同地域、不同行业的高精度地基增强***所基于的网络遍布全国、乃至全球，所以如果这些高精度地基增强***中的基准站又被用作A-GNSS基准站，那么就可以避免A-GNSS接收机基准站的重复建设，避免资源浪费。如图5所示，在一个高精度地基增强***中，各个基准站接收、跟踪卫星导航信号，并将解调出的导航电文数据发送给数据处理和定位服务中心服务器，数据处理和定位服务中心服务器对来自多个基准站的包含星历参数等导航电文数据进行验证，在验证通过后将导航电文数据组成辅助数据并将这些A-GNSS数据信息发送给普通精度和高精度接收机。这样相当于在数据处理和定位服务中心服务器中设立AGNSS服务器，比如可以按照安全用户面定位(SUPL，Secure User Plane Location)协议直接向普通精度和高精度接收机提供A-GNSS服务，这是高精度地基增强***帮助提供A-GNSS服务的第一种可行方案。
在本发明实施例中，帮助提供A-GNSS服务的第二种可行方式是：数据处理和定位服务中心获取来自高精度地基增强***中各个基准站所发送的星历参数等卫星导航电文数据，在简单验证通过后这些星历参数等卫星导航电文数据正确有效后，转发给A-GNSS服务器。相对应的高精度地基增强***中数据流向如图6所示，高精度地基增强***中的每一个基准站可以看成是个间接的A-GNSS基准站，其正常功能包括从卫星信号中解调出星历参数等卫星导航电文数据，而所有基准站与高精度地基增强***的数据处理和定位服务中心服务器保持着通信联系，而它们不直接与A-GNSS服务器联系。
因为在同一区域的高精度地基增强***基准站分布比较密集，多个不同的基准站会跟踪同一颗卫星，所以当所有基准站将各自收集的星历参数等卫星导航电文数据传送给数据处理和定位服务中心服务器后，数据处理和定位服务中心服务器中的卫星导航电文数据会显得重复和冗余，可这为数据处理和定位服务中心服务器对这些星历参数等卫星导航电文数据进行检验创造了条件，并且也很有这个必要。数据处理和定位服务中心服务器在验证来自基准站的星历等卫星导航电文数据有效后，转发给A-GNSS服务器，也就是说，高精度地基增强***只通过数据处理和定位服务中心将星历参数等卫星导航电文数据转发给A-GNSS服务器，但并不直接面向普通精度和高精度接收机提供A-GNSS服务。
在本发明实施例中，帮助提供A-GNSS服务的第三种可行方式是：由高精度地基增强***中的各个基准站不但如常地服务于高精度定位，而且也可被直接当成A-GNSS基准站，直接连接并转发星历等卫星导航电文数据于某个附近的A-GNSS服务器，如图7所示。在这里需要说明的一点是：图5至图7中仅以普通精度接收机为例，并未在图中给出高精度接收机。
此外由于高精度地基增强***中的各个基准站连续运行，且又分布广泛，因而对一个服务范围较广的高精度地基增强***而言，每一颗卫星必然在绝大部分的时间里被跟踪着，换句话说，高精度地基增强***基本上可以搜集到每一颗卫星所播发的所有卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。预测星历算法服务器预测星历的算法可简单描述如下：
根据以往卫星星历，通过一定的卫星轨道运行微分方程式外推算出从当前时刻开始之后预设天数(目前通常不超过2星期)的卫星轨道运行情况，即将来的卫星星历。简而言之，如图4所示，高精度地基增强***可与预测星历算法服务器联合起来，为预测星历算法提供所必需的过去的卫星星历。
至此，基于高精度地基增强***的定位服务方法除可以扩展高精度定位服务的应用范围和程度、提供A-GNSS服务、预测星历服务以外，在本发明实施例中基于高精度地基增强***的定位服务方法还可以如图4所示的播发精密单点定位(PPP)数据等，其中PPP数据可以由高精度地基增强***中数据处理和定位服务中心服务器生成或者由外界***提供。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种基于高精度地基增强***的定位服务***，其结构示意图可以如图8所示，可以包括：基准站11、高精度接收机12、数据处理和定位服务中心服务器13和普通精度接收机14。其中数据处理和定位服务中心服务器13包括：第一获取模块131、处理模块132、转换模块133和发送模块134。
第一获取模块131，用于获取高精度地基增强***中各个基准站11对全球导航卫星***星座卫星的测量值。其中测量值包括伪距测量值和载波相位测量值等，并由高精度地基增强***中各个基准站11发送至数据处理和定位服务中心服务器13，并且各个基准站11可以是基于CORS网络的基准站，其可以通过专用数据线或者Internet等网络通信设施连接数据处理和定位服务中心服务器13，将测量值发送至数据处理和定位服务中心服务器13中。
处理模块132，用于对测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，高精度定位差分数据用于进行高精度定位。在本发明实施例中，处理模块12对测量值的分析和处理过程与现有技术基本相同，对此本发明实施例不再阐述，其中高精度定位差分数据作为进行高精度定位的数据，可以包括：伪距差分修正量及其变化率、载波相位差分修正量、电离层延时量和对流层延时量等数据，这些数据可以加载至后续用于进行伪距定位计算的方程式中，使得得到的定位精度提高。
转换模块133，用于以普通精度接收机支持的协议格式转换高精度定位差分数据，得到普通精度接收机识别的定位差分数据，普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度。
在现有技术中，数据处理和定位服务中心服务器所得到高精度定位差分数据都是基于高精度接收机支持的协议格式编写，并且这样的高精度定位差分数据又仅被发送至注册后的高精度接收机识别。因此为了使数量巨大的无需注册的普通精度接收机也能够接受高精度定位差分数据服务，在解析出高精度定位差分数据后，转换模块13可以按照普通精度接收机支持的协议格式进行转换，更重要的是将这些定位差分数据广播出去，使得大规模普通精度接收机能有机会获取所能识别的定位差分数据。
在本发明实施例中，普通精度接收机支持的协议格式比如可以是RTCMSC 104(协议，RTCM SC104是由海事无线电技术委员会(RTCM)第104专门委员会(SC-104)制定的关于差分全球导航卫星***电文数据格式协议。
发送模块134，用于发送普通精度接收机识别的定位差分数据至普通精度接收机14。普通精度接收机在接收到普通精度接收机识别的定位差分数据后，可以从其能识别的定位差分数据中得到高精度定位差分数据，并基于高精度定位差分数据进行定位，从而提高普通精度接收机的定位精度，由此扩展高精度定位服务的应用范围和程度，以进一步使北斗卫星导航***的应用范围和程度得到扩展。
在本发明实施例中，发送模块134发送普通精度接收机识别的定位差分数据的方式可以为广播式和应答式等多种不同方式。例如发送模块134在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，发送普通精度接收机识别的定位差分数据至发送定位数据请求的普通精度接收机14，实现以应答方式发送普通精度接收机识别的定位差分数据，实现一对一的发送，如图3所示。
当然发送模块134还可以以广播形式发送普通精度接收机识别的定位差分数据至普通精度接收机，如图2所示。在以广播形式发送时，处理模块133需要对测量值进行反演计算，得到高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，其中定位差分数据用于由位于服务区域范围中的普通精度接收机插出针对自身的高精度定位差分数据，其具体过程请参阅方法实施例中的相关说明。
请参阅图9，其示出了本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***的另一种结构示意图，在图8基础上还可以包括：第二获取模块15，用于获取高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据。
相对应的处理模块133还用于，在导航电文数据验证通过后将导航电文数据组成辅助全球导航卫星***数据，并触发发送模块134发送辅助全球导航卫星***数据至普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
或者
本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***还可以包括：第三获取模块16，如图10所示。第三获取模块16，用于获取高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据。相对应的处理模块133还用于在验证导航电文数据有效后，触发发送模块134发送导航电文数据至辅助全球导航卫星***服务服务器，以间接地向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
或者
本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***中的基准站还用于解调并发送导航电文数据至辅助全球导航卫星服务服务器，以间接地向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
此外，本发明实施例提供的基于高精度地基增强***的定位服务***还包括：搜索模块，用于搜集卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于***类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于高精度地基增强***的定位服务方法，应用于所述高精度地基增强***中的数据处理和定位服务中心服务器，其特征在于，所述定位服务方法包括：
获取高精度地基增强***中各个基准站对全球导航卫星***星座卫星的测量值；
对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，所述高精度定位差分数据用于进行高精度定位；
以普通精度接收机支持的协议格式转换所述高精度定位差分数据，得到所述普通精度接收机识别的定位差分数据，所述普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，所述普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度；
发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
2.根据权利要求1所述的定位服务方法，其特征在于，所述发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机，包括：在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至发送所述定位数据请求的普通精度接收机。
3.根据权利要求1所述的定位服务方法，其特征在于，所述对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，包括：对所述测量值进行反演计算，得到所述高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，其中所述定位差分数据用于由位于所述服务区域范围中的所述普通精度接收机插出针对自身的高精度定位差分数据；
所述发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机，包括：以广播形式发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
4.根据权利要求1所述的定位服务方法，其特征在于，所述定位服务方法还包括：获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据，在所述导航电文数据验证通过后将所述导航电文数据组成辅助全球导航卫星***数据，发送所述辅助全球导航卫星***数据至所述普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务方法还包括：获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据，在验证所述导航电文数据有效后，发送所述导航电文数据至辅助全球导航卫星***服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务方法还包括：由所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送导航电文数据至辅助全球导航卫星服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
5.根据权利要求4所述的定位服务方法，其特征在于，所述定位服务方法还包括：搜集卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。
6.一种基于高精度地基增强***的定位服务***，包括基准站和高精度接收机，其特征在于，所述定位服务***还包括：数据处理和定位服务中心服务器和普通精度接收机；其中所述数据处理和定位服务中心服务器包括：第一获取模块、处理模块、转换模块和发送模块；
所述第一获取模块，用于获取高精度地基增强***中各个基准站对全球导航卫星***星座卫星的测量值；
所述处理模块，用于对所述测量值进行分析和处理，得到高精度定位差分数据，所述高精度定位差分数据用于进行高精度定位；
所述转换模块，用于以普通精度接收机支持的协议格式转换所述高精度定位差分数据，得到所述普通精度接收机识别的定位差分数据，所述普通精度接收机是无需在高精度定位服务登记注册的接收机，所述普通精度接收机的定位精度小于高精度接收机的定位精度；
所述发送模块，用于发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
7.根据权利要求6所述的定位服务***，其特征在于，所述发送模块具体用于：在接收到普通精度接收机发送的定位数据请求后，发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至发送所述定位数据请求的普通精度接收机。
8.根据权利要求6所述的定位服务***，其特征在于，所述处理模块具体用于：对所述测量值进行反演计算，得到所述高精度地基增强***中各个基准站的服务区域范围内格网点上的定位差分数据，其中所述定位差分数据用于由位于所述服务区域范围中的所述普通精度接收机插出针对自身的高精度定位差分数据；
所述发送模块具体用于：以广播形式发送所述普通精度接收机识别的定位差分数据至所述普通精度接收机。
9.根据权利要求6所述的定位服务***，其特征在于，所述定位服务***还包括：第二获取模块，用于获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据；
所述处理模块还用于，在所述导航电文数据验证通过后将所述导航电文数据组成辅助全球导航卫星***数据，并触发所述发送模块发送所述辅助全球导航卫星***数据至所述普通精度和高精度接收机，以直接面向普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务***还包括：第三获取模块，用于获取所述高精度地基增强***中各个基准站解调并发送的导航电文数据；
所述处理模块还用于，在验证所述导航电文数据有效后，触发所述发送模块发送所述导航电文数据至辅助全球导航卫星***服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务；
或者
所述定位服务***中的基准站还用于解调并发送导航电文数据至辅助全球导航卫星服务服务器，以间接地向所述普通精度和高精度接收机提供辅助全球导航卫星***服务。
10.根据权利要求9所述的定位服务***，其特征在于，所述定位服务***还包括：搜索模块，用于搜集卫星星历，以向预测星历算法服务器提供所需的以往卫星星历，其中，预测星历算法服务器用于根据以往卫星星历推算出从当前时刻开始之后预设天数的卫星轨道运行情况。
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