CN110376617A - 一种生成电文的方法、存储介质和装置 - Google Patents

一种生成电文的方法、存储介质和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种生成电文的方法：接收同一GNSS历元时刻的RTCM电文，进行完整性检验；提取完整的RTCM电文的电文头部信息；提取完整的RTCM电文的卫星数据和信号数据；按照预设的电文格式，生成新电文。相应地，公开了存储有执行生成电文的方法的计算机程序的存储介质。还公开了生成电文的装置，包括接收模块、完整性判断模块、电文信息提取模块和协议封装模块。本发明的一些技术效果在于：减少了降低了电文数据的冗余程度，减少了数据传输的流量，减轻了服务器的运行压力。

Description

一种生成电文的方法、存储介质和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种生成电文的方法、存储介质和装置。
背景技术
目前GNSS电文数据采用了RTCM(国际海事无线电技术委员会)标准，观测电文采用了多信号电文(MSM)格式。MSM电文内容包括电文头、卫星数据、信号数据。电文头中包含了电文类型、参考站ID、GNSS历元时刻、卫星和信号信息等；卫星数据中包含了所有卫星数据，对于每颗卫星则是其所有信号的公共部分；信号数据包含所有信号数据，对于每种信号则是其信号的特定数据，如精确的相位距离。
当前采用了RTCM3标准在传输观测电文数据时，将所有导航***的电文分开传输，每种导航***的每条电文中都包含了参考站ID、GNSS历元时刻等相同信息，同时也包含了一些在实际应用中不需要的信息，如时钟校准标志、扩展时钟标志、数据龄期等。
可以理解的，对某一具体的运用场景而言，现有的RTCM电文在使用过程中存在信息的冗余；冗余的RTCM电文在传输时，也数据量大且占用更多的服务器运算空间。
发明内容
为至少解决RTCM电文冗余和数据量大的问题，本发明提出了一种生成电文的方法，其技术方案如下：
一种生成电文的方法，包括以下步骤：接收同一GNSS历元时刻的RTCM电文，并进行完整性检验；提取完整的RTCM电文的电文头部信息；提取完整的RTCM电文的卫星数据和信号数据；按照预设的电文格式，生成新电文。
优选地，RTCM电文包括GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种或几种。
优选地，完整性检验是通过RTCM电文中的MSM多电文标志的有无进行判断；若RTCM电文中检验到MSM多电文标志，则判断RTCM电文完整；反之，则判断不完整，并继续接收电文。
优选地，电文头部信息包括电文类型、参考站ID、GNSS历元时刻、GNSS卫星掩码、GNSS信号掩码和GNSS单元掩码。
优选地，卫星数据包括概略距离的整毫秒数和概略距离的毫秒余数，所述的信号数据包括精确伪距观测值、精确相位距离数据、锁定时间标志、半周模糊度指标和GNSS信号CNR。
优选地，预设的电文格式为：
导言(D3) 消息长度 参考站ID GNSS历元时刻 RTCM电文观测数据 24位CRC校验
其中，按照预设的电文格式生成的每条新电文，其RTCM电文观测数据包括GPS、GLONASS、BDS、Galileo中的一种或几种。
优选地，RTCM电文观测数据格式为：
电文类型号 GNSS卫星掩码 GNSS信号掩码 GNSS单元掩码 卫星数据 信号数据
优选地，消息长度为参考站ID、GNSS历元时刻和RTCM电文观测数据的总字节数。
本发明相应地提出了一种可读存储介质，所述计算机程序被处理器运行以执行前述的方法。
本发明还提出了一种生成电文的装置，其特征在于：包括接收模块、完整性判断模块、电文信息提取模块和协议封装模块；所述的接收模块用于接收GNSS的RTCM电文；所述的完整性判断模块用于RTCM电文数据的完整性判断；所述的电文数据提取模块用于提取电文头部信息、卫星数据和信号数据；所述的协议封装模块用于按照预设的电文格式，将同一历元时刻的一种或者多种GNSS电文的提取数据进行数据封装成新的电文。
本发明一些效果在于可以将同一个GNSS历元时刻的一条或者多条观测电文按照格式删除部分非必须字段的冗余信息，合并成生成一条新的电文进行传输。这种方法减少了降低了电文数据的冗余程度，减少了数据传输的流量，减轻了服务器的运行压力。
附图说明
为更好地理解本发明的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本发明部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：
图1是一个实施例中公开的生成电文的流程图。
图2是一个实施例中公开的电文格式的示意图。
具体实施方式
下文将对本发明涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本发明的部分实施方式，而并非全部。基于本发明中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本发明保护的范围之内。
在总体思路上，本发明公开了一种生成电文的方法，包括以下步骤：接收同一GNSS历元时刻的RTCM电文，并进行完整性检验；提取完整的RTCM电文的电文头部信息；提取完整的RTCM电文的卫星数据和信号数据；按照预设的电文格式，生成新电文。
相应地，一个实施例中，本发明提出了一种可读存储介质，用于读存储介质上存储有计算机程序，并执行本发明提出的生成电文的方法。
相应地，一个实施例中，本发明提出了一种生成电文的装置，其特征在于：包括接收模块、完整性判断模块、电文信息提取模块和协议封装模块；所述的接收模块用于接收GNSS的RTCM电文；所述的完整性判断模块用于RTCM电文数据的完整性判断；所述的电文数据提取模块用于提取电文头部信息、卫星数据和信号数据；所述的协议封装模块用于按照预设的电文格式，将同一历元时刻的一种或者多种GNSS电文的提取数据进行数据封装成新的电文。
本发明一些效果在于可以将同一个GNSS历元时刻的一条或者多条观测电文按照格式删除部分非必须字段的冗余信息，合并成生成一条新的电文进行传输；从而减少了降低了电文数据的冗余程度，减少了数据传输的流量，减轻了服务器的运行压力。
在一些实施例中，所述的生成电文的方法是通过接收同一GNSS历元时刻的RTCM电文，并进行完整性检验；提取完整的RTCM电文的电文头部信息；提取完整的RTCM电文的卫星数据和信号数据；按照预设的电文格式，生成新电文。
这里的GNSS指的是全球卫星导航***，即覆盖全球的自主地利空间定位的卫星***。RTCM即国际海运事业无线电技术委员会(Radio Technical Commission ForMaritime)。国际海事无线电技术委员会制定了差分全球导航***服务标准，按照发展年代分为第2版本和第3版本两个阶段，每个阶段都由一系列电文结构、电文内容近似的标准组成(可简称RTCM10402.X系列和RTCM 10403.X系列)，已在卫星导航领域得到广泛使用。
在一些实施例中，所接收的RTCM电文，可以是GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种或几种。
这里的GPS，即全球定位***(Global Positioning System)；GLONASS，即格洛纳斯***。BDS，即北斗卫星导航***。Galileo，即伽利略定位***。
在一些实施例中，对所接收到的RTCM电文进行完整性检验。所述的完整性检验是通过检测MSM多电文标志的有无进行判断：当RTCM电文中检测到MSM多电文标志，则判断所接收的RTCM电文完整；反之，则判断RTCM电文不完整，继续接收电文。
这里的MSM即多信号电文，Multiple Signal Message。多信号电文(MSM)的目标是以通用方法组织GNSS接收机观测值，满足越来越多的GNSS及其信号的需求。一个实际观测历元可能会传输多个MSM电文。为标识出“历元结束”，引入DF393(MSM多电文标志)，该字段的值为1则表示该电文的GNSS历元的所有数据接收完毕。所以，当检测到DF393＝1时，这时称检测到MSM多电文标志，判断电文完整；当检测到DF393＝0时，这时称未检测到MSM多电文标志，判断电文不完整，继续接收电文。
在一些实施例中，RTCM电文完整性验证是针对GNSS历元时刻的所有观测电文。首先判断当前收到的RTCM电文的GNSS历元时刻是否与上一条电文的GNSS历元时刻是否相同，如果不相同，则上一条电文给定的历元时刻的电文收齐；如相同，继续判断当前收到的RTCM电文中的MSM多电文标志是否为0。如果MSM多电文标志不为0，则后续还有电文，该GNSS历元时刻的电文还未全部收到，如果为1，则当前历元时刻的电文收齐。
在一些实施例中，从经检验完整的RTCM电文中提取所需的电文头部。所述的电文头部信息电文类型、参考站ID、GNSS历元时刻、GNSS卫星掩码、GNSS信号掩码和GNSS单元掩码。
卫星掩码satellite mask，用于描述卫星跟踪状态。卫星掩码字段由一个64bit的字组成，每一位代表一颗特定编号的卫星，如果该位置1表示观测到对应的卫星，否则即为没有观测，保留位应置0。所有置1的位数之和为观测到的卫星总数。
信号掩码signall mask，用于表示卫星信号状态。信号掩码字段由一个32bit的字组成，每类信号对应一个比特位，如果后续数据中有该信号的数据，则相应比特位置1，否则置0，保留位应置0。所有置1的位数之和为信号总数。
单元掩码cell mask，用于表示跟踪卫星以及跟踪信号。单元掩码字段由一个可变的长度的比特字组成，总长度＝跟踪卫星总数×跟踪信号总数。在逻辑上构成一个二维表，行表示信号序号，列表示卫星序号。表中每个单元占一位，为1或0。如果后续数据正有某卫星的某类型信号的观测数据，则相应单元置1，否则置0。
在一些实施例中，从经检验完整的RTCM电文中提取所需的卫星数据和信号数据。所述的卫星数据包括概略距离的整毫秒数和概略距离的毫秒余数，所述的信号数据包括精确伪距观测值、精确相位距离数据、锁定时间标志、半周模糊度指标和GNSS信号CNR。
每条MSM电文均由电文头、卫星数据和信号数据3个数据块构成。一般地，电文头包含本电文所播发卫星和信号的所有信息；卫星数据包含所有卫星数据，对于每颗卫星则是其所有信号的公共部分(如：概略距离信息)；信号数据包含所有信号数据，
对于每种信号则是其信号的特定数据(如：精确相位距离)。
电文头含有的常见内容包括如下数据字段：电文类型号、参考站ID、GNSS历元时刻、MSM多电文标志、IODS、时钟校准标志、扩展时钟标志、GNSS平滑类型标志、GNSS平滑区间、GNSS卫星掩码、GNSS信号掩码、GNSS单元掩码和保留字段。
卫星数据含有的常见内容包括如下数据字段：GNSS卫星概略距离的整毫秒数、GNSS卫星概略距离的毫秒余数、GNSS卫星概略相位距离变化率和扩展卫星信息字段。
信号数据含有的常见内容包括如下数据字段：GNSS信号精确伪距观测值、GNSS信号精确相位距离数据、GNSS相位距离锁定时间标志、半周模糊度指标、GNSS信号CNR、GNSS信号精确相位距离变化率、具有扩展分辨率的GNSS信号精确伪距值、具有扩展分辨率的GNSS信号精确相位距离、具有扩展范围和分辨率的GNSS相位距离时间锁定标志、具有扩展分辨率的GNSS信号信噪比。
可以理解的是，在前述的实施例中，提了RTCM电文的有用数据信息，弃用了一部分的无用信息。有用数据信息进入后续的数据封装步骤，据此可以有效降低数据冗余。
还可以理解的是，在实际的运用场景中，可以根据具体的场景需求，提取所需的不同的有用数据信息。有用数据信息是个可变化的概念和范围。
在一些实施例中，所提取的电文头部信息、卫星数据和信号数据等按照预设的电文格式进行数据封装。
在一些实施例中，所述的预设的电文格式为：
导言(D3) 消息长度 参考站ID GNSS历元时刻 RTCM电文观测数据 24位CRC校验
其中，按照预设的电文格式生成的每条新电文，其RTCM电文观测数据包括GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种或几种。
在一些实施例中，来自某一GNSS历元时刻的RTCM电文只有GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种电文，经完整性检验、数据提取和封装后，生成的新电文中RTCM电文观测数据也相应地只有一种RTCM电文的观测数据。
在一些实施例中，来自某一GNSS历元时刻的RTCM电文有GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的2种或多种电文，经完整性检验、数据提取和封装后，生成的新电文中RTCM电文观测数据也相应地有2种或多种RTCM电文的观测数据。
在一些实施例中，所述的RTCM电文观测数据格式为：
电文类型号 GNSS卫星掩码 GNSS信号掩码 GNSS单元掩码 卫星数据 信号数据
可以理解的是，预设的电文格式还可以根据实际的电文数据使用场景的数据需求，设置其它的电文格式。经预设的电文格式协议封装后，生成新的电文，相对原RTCM电文很好地降低了信息冗余程度，减少了电文数据大小。
在一些实施例中，消息长度为参考站ID、GNSS历元时刻和RTCM电文观测数据的总字节数，即剔除导言(D3)字段、消息长度字段自身长度、和24位CRC校验字段长度后剩余的数据长度。消息长度字段在所有其它数据都编码封装完成，计算长度值后再填充。
在一些实施例中，导言(D3)字段标识一条电文的开始，以0XD3开头。
在一些实施例中，对每种观测电文依次编码电文类型、GNSS卫星掩码、GNSS信号掩码、卫星数据、信号数据。
在一些实施例中，生成24位CRC校验位并填充到电文尾部。
在一些实施例中，有可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行以执行前述所有实施例公开的生成电文的方法。
在一些实施例中，公开了一种生成电文的装置，包括接收模块、完整性判断模块、电文信息提取模块和协议封装模块；所述的接收模块用于接收GNSS的RTCM电文；所述的完整性判断模块用于RTCM电文数据的完整性判断；所述的电文数据提取模块用于提取电文头部信息、卫星数据和信号数据；所述的协议封装模块用于按照预设的电文格式，将同一历元时刻的一种或者多种GNSS电文的提取数据进行数据封装成新的电文。
可以理解的是，生成电文的装置，其每个模块可以独立存在，也可以其中任意2个或多个模块进行集成并执行相应的模块任务。
在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。
最后再次强调，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。
因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生成电文的方法，其特征在于：包括以下步骤：
接收同一GNSS历元时刻的RTCM电文，进行完整性检验；
提取完整的RTCM电文的电文头部信息；
提取完整的RTCM电文的卫星数据和信号数据；
按照预设的电文格式，生成新电文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的RTCM电文包括GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的完整性检验是通过RTCM电文中的MSM多电文标志的有无进行判断；若RTCM电文中检验到MSM多电文标志，则判断RTCM电文完整；反之，则判断不完整，继续接收电文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的电文头部信息包括电文类型、参考站ID、GNSS历元时刻、GNSS卫星掩码、GNSS信号掩码和GNSS单元掩码。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的卫星数据包括概略距离的整毫秒数和概略距离的毫秒余数，所述的信号数据包括精确伪距观测值、精确相位距离数据、锁定时间标志、半周模糊度指标和GNSS信号CNR。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的预设的电文格式为：
导言(D3) 消息长度 参考站ID GNSS历元时刻 RTCM电文观测数据 24位CRC校验
其中，按照预设的电文格式生成的每条新电文，其RTCM电文观测数据包括GPS电文、GLONASS电文、BDS电文、Galileo电文中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的RTCM电文观测数据格式为：
电文类型号 GNSS卫星掩码 GNSS信号掩码 GNSS单元掩码 卫星数据 信号数据
。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的消息长度为参考站ID、GNSS历元时刻和RTCM电文观测数据的总字节数。
9.可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行以执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.生成电文的装置，其特征在于：
包括接收模块、完整性判断模块、电文信息提取模块和协议封装模块；
所述的接收模块用于接收GNSS的RTCM电文；
所述的完整性判断模块用于RTCM电文数据的完整性判断；
所述的电文数据提取模块用于提取电文头部信息、卫星数据和信号数据；
所述的协议封装模块用于按照预设的电文格式，将同一历元时刻的一种或者多种GNSS电文的提取数据进行数据封装成新的电文。
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