CN110461037B - 一种动态格网化网络rtk定位方法及*** - Google Patents

Abstract

本申请所提供的一种动态格网化网络RTK定位方法及***，包括：从用户定位请求中提取用户的概略坐标；计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据；将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据。本发明提供的动态格网化网络RTK定位方法可以直接为用户计算最近的格网点坐标，解放了“动态格网路由”对该列表文件的依赖性，具有“即插即用”的便捷性，也更加具有格网点坐标的动态扩展性能。

Description

一种动态格网化网络RTK定位方法及***

技术领域

本申请涉及RTK算法定位技术领域，尤其是涉及一种动态格网化网络RTK定位方法及***。

背景技术

网络RTK算法的计算主要分为两块：基线解算、虚拟参考站生成。为保证网络RTK算法可以实时计算虚拟参考站服务数据，算法持续进行基线解算。传统网络RTK算法，直接响应用户的定位请求，以用户坐标为基准，由虚拟参考站生成部分为用户生成虚拟参考站服务数据。用户收到虚拟参考站服务数据后，进行单站RTK定位，获取高精度定位结果。一般认为单站RTK作业可以在10km内获得厘米级的定位结果，因此如果10km内有多个用户向网络RTK算法请求位置服务，会造成算法的重复计算，引起计算资源的浪费；同时，由于算法直接响应用户定位请求，网络RTK算法的计算能力直接决定了***的用户承载能力。

针对传统网络RTK算法的资源浪费问题，一些现代网络RTK算法引入网格的概念，将基准站网进行格网化处理，得到格网点的坐标，实时向网络RTK算法请求所有格网点的虚拟参考站服务数据，并将所有格网点的服务数据写入格网数据缓存中。格网化算法应用的前提是需要在基准站网内生成格网点，并且为了保证可以为用户提供实时服务，格网化算法必须连续计算基准站网内所有格网点的虚拟参考站数据，造成了计算资源的浪费。为解决传统网络RTK算法和格网化网络RTK算法计算资源浪费的问题，基于格网化网络RTK算法的基准站网内格网点，我们引入“动态格网路由”，提出一种“动态格网化网络RTK算法”。对于动态格网化网络RTK算法，动态格网路由收到用户定位请求之后，在基准站网内格网点查询里用户最近的基准站格网点，首先查询格网数据缓存中是否存在该格网点的虚拟参考站数据，如果查询不到数据则直接向算法请求数据。

格网化网络RTK算法和用户接入模块需要共用一个预先准备的格网点列表，并且在格网点列表中查找距离用户最近的一个点，向格网数据缓存检索一个点的虚拟参考站数据。动态格网化网络RTK算法的“动态格网路由”也需要这个预先准备的格网点列表，并查找距离用户最近的一个点，向格网数据缓存检索一次。这里的格网点列表与基准站网直接相关，当基准站网有变化时需要更新格网点列表文件；当格网点较多、用户数量较大时，对每个用户都要查找距离该用户最近的一个格网点，该查找算法的效率很低。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本申请提供一种动态格网化网络RTK定位方法及***，解决了现有技术中计算资源极大浪费及查找用户最近格网点导致的定位效率低等问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种动态格网化网络RTK定位方法，包括：

从用户定位请求中提取用户的概略坐标；

计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；

确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据；

将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

优选的，所述从用户定位请求中提取用户的概略坐标，包括：

接收并响应用户端发送的定位请求；

从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

优选的，所述计算概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标，包括：

设置格网点采集数量为4个；

将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

优选的，所述轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据，包括：

按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；

确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；

修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

优选的，所述将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据，包括：

在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；

确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；

根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

本申请还提供一种动态格网化网络RTK定位***，包括：

坐标提取单元，配置用于从用户定位请求中提取用户的概略坐标；

格网定位单元，配置用于计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

格网请求单元，配置用于轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；

算法请求单元，配置用于确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据；

格网绑定单元，配置用于将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

优选的，所述坐标提取单元包括：

请求接收模块，配置用于接收并响应用户端发送的定位请求；

信息提取模块，配置用于从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

优选的，所述格网定位单元包括：

数量设置模块，配置用于设置格网点采集数量为4个；

坐标转换模块，配置用于将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

坐标计算模块，配置用于根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

优选的，所述格网请求单元包括：

轮询请求模块，配置用于按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；

轮询停止模块，配置用于确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；

格网绑定模块，配置用于修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

优选的，所述格网绑定单元包括：

连续请求模块，配置用于在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；

映射更新模块，配置用于确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；

数据提供模块，配置用于根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

1、相对于现有的格网化网络RTK算法的格网点列表与基准站网的具有强相关性，本发明提供的动态格网化网络RTK定位方法可以直接为用户计算最近的格网点坐标，解放了“动态格网路由”对该列表文件的依赖性，具有“即插即用”的便捷性，也更加具有格网点坐标的动态扩展性能。

2、本发明提供的动态格网化网络RTK定位方法，不需要通过查找算法在格网点列表中查找距离用户最近的一个点，而直接计算得到距离用户最近的四个格网点，免去了大量用户查找大量格网点列表引起的庞大计算量。

3、本发明提供的动态格网化网络RTK定位方法，通过缓存持续连接的用户绑定的格网点坐标，并由绑定格网点向用户提供虚拟参考站服务数据，进一步降低了根据用户位置计算用户最近四个格网点的计算量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为本申请实施例所提供的一种动态格网化网络RTK定位方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种动态格网化网络RTK定位***的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的动态格网化网络RTK定位方法，该方法包括：

S101：从用户定位请求中提取用户的概略坐标；

S102：计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

S103：轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；

S104:确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据；

S105：将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

基于上述实施例，作为优选的实施例所述，步骤S101从用户定位请求中提取用户的概略坐标，包括：

接收并响应用户端发送的定位请求；

从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

基于上述实施例，作为优选的实施例，步骤S102计算概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标，包括：

设置格网点采集数量为4个；

将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

基于上述实施例，作为优选的实施例，步骤S103轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据，包括：

按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；

确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；

修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

基于上述实施例，作为优选的实施例，步骤S105将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据，包括：

在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；

确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；

根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

需要说明的是，对于RTK算法，虚拟参考站数据，下面根据定义分别做出解释：

（1）RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。

（2）虚拟参考站技术（Virtual Reference Station，简称虚拟参考站）也称虚拟基准站技术，是一种网络实时动态测量（RTK）技术，通过在某一区域内建立构成网状覆盖的多个GPS基准站，在流动站附近建立一个虚拟基准站，根据周围各基准站上的实际观测值算出该虚拟基准站的虚拟观测值，实现用户站的高精度定位。

动态格网路由作业流程：动态格网路由向格网数据缓存请求用户最近的格网点虚拟参考站服务数据，如果请求成功则将服务数据发给用户，同时将该条服务数据的消费状态设置为“已消费”。如果请求失败，动态格网路由直接向网络RTK算法发出请求，要求算法计算该格网点的虚拟参考站服务数据。网络RTK算法作业流程网络RTK算法持续进行基线解算，当算法收到虚拟参考站服务请求时，为该点计算虚拟参考站服务数据，并将服务数据写入格网数据缓存中；同时将该条服务数据的消费状态设置为“未消费”。格网数据缓存中，存储每个格网点5秒的历史服务数据以及数据消费状态。网络RTK算法写入一条服务数据的同时检查之前5秒数据的消费状态，如果5秒状态均为未消费，则停止计算该格网点的虚拟参考站服务数据；如果历史数据不足5秒，或者5秒内有数据状态标志为已消费，网络RTK算法持续为该格网点计算虚拟参考站服务数据。

基于现有动态格网化网络RTK算法的技术缺陷，本实施例提供一种动态格网化网络RTK定位方法，具体步骤如下：

S1、接收并响应用户端发出的定位请求，从定位请求中提取用户端概略坐标（概略经度和概略纬度）和定位请求发送时间（简称为定位时间）。

S2、计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标。

本实施例中分别以经度dL、纬度dB为间隔在基准站网内划分格网点，经度dL和纬度dB均为固定值，根据客户的精准度需要自行设定。假设步骤S1提取到用户概略经度L和概略纬度B，将概略经度L和概略纬度B的单位转换为分，例如对于经度117.534°、纬度39.815°，其以分为单位的表示形式为7052.04′、2388.9′。经度dL和纬度dB的单位也为分，并假设dL为4′、dB为3′。本实施例取4个用户附近的格网点，计算方法为计算用户经度最近的可以被dL整除的两个整数（7052和7056）、计算用户纬度最近的可以被dB整除的两个整数（2388和2391），这样四个数两两组合可以得到距离用户最近的四个格网点坐标。取4个用户附近的格网点是最佳数量，可以最快查找到用户的最近格网点坐标，且保证了虚拟参考站服务数据准确性。

在对虚拟参考站服务数据准确性要求降低的情况下可以放大用户附近格网点的数量取值范围。

S3、轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据。

计算步骤S2得到的4个格网点与用户端位置的距离，按照由近到远为4个格网点排序，如由近到远依次标记为格网点1、格网点2、格网点3、格网点4。首先向格网数据缓存请求获取格网点1的虚拟参考站服务数据，若获取到则不再访问其他格网点，若不可获取格网点1的虚拟参考站服务数据，则继续请求获取格网点2的虚拟参考站服务数据，以此类推。

S4、确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据。

若步骤S3中，格网点1、格网点2、格网点3和格网点4的虚拟参考站服务数据都获取不到，则直接向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据，将距离用户最近的格网点1和用户定位时间作为定位请求，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据（即请求网络RTK算法计算格网1的虚拟参考站服务数据，并将计算出的格网1的虚拟参考站服务数据写入网络数据缓存中）。将格网点1记录下来。

S5、将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

将步骤S3或步骤S4获取到的虚拟参考站服务数据的读取状态修改为“已消费”（前文已知格网数据缓存中，存储每个格网点5秒的历史服务数据以及数据消费状态。网络RTK算法写入一条服务数据的同时检查之前5秒数据的消费状态，如果5秒状态均为未消费，则停止计算该格网点的虚拟参考站服务数据；如果历史数据不足5秒，或者5秒内有数据状态标志为已消费，网络RTK算法持续为该格网点计算虚拟参考站服务数据。状态修改是为了保证在格网数据缓存中更新该格网点的虚拟参考站服务数据），并将虚拟参考站服务数据所属格网点作为用户端的绑定格网点，通过将该格网点坐标与用户端的通信端口进行绑定建立两者的映射关系。设定映射更新时间，本实施例设定为1分钟，即建立映射关系后，一分钟以内该用户端发送的所有定位请求均优先返回该绑定格网点的虚拟参考站服务数据。达到一分钟后，立即更新用户端的映射关系，即按照步骤S1-S5重新建立该用户端的绑定格网点。通过不断更新用户端的绑定格网点，保证用户端的绑定格网点为用户端最近格网点，从而提高了用户端的定位的精准度。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种动态格网化网络RTK定位***的结构示意图，该动态格网化网络RTK定位***200，包括：

坐标提取单元201，所述坐标提取单元用于从用户定位请求中提取用户的概略坐标；所述坐标提取单元包括：请求接收模块，配置用于接收并响应用户端发送的定位请求；信息提取模块，配置用于从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

格网定位单元202，所述格网定位单元用于计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；所述格网定位单元包括：数量设置模块，配置用于设置格网点采集数量为4个；坐标转换模块，配置用于将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；坐标计算模块，配置用于根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

格网请求单元203，所述格网请求单元用于轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；所述格网请求单元包括：轮询请求模块，配置用于按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；轮询停止模块，配置用于确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；格网绑定模块，配置用于修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

算法请求单元204，所述算法请求单元用于确认所述多个最近格网点均无法提供虚拟参考站服务数据，向网络RTK算法请求虚拟参考站服务数据；

格网绑定单元205，所述格网绑定单元用于将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，并向用户端提供绑定格网点的虚拟参考站服务数据；所述格网绑定单元包括：连续请求模块，配置用于在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；映射更新模块，配置用于确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；数据提供模块，配置用于根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

说明书中各个实施例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部分互相参见即可。对于实施例提供的***而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，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。

Claims (10)

1.一种动态格网化网络RTK定位方法，其特征在于，包括：

从用户定位请求中提取用户的概略坐标；

计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；

若多个最近格网点的虚拟参考站服务数据都获取不到，则请求网络RTK算法计算最近格网点的虚拟参考站服务数据；

将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，通过将该格网点坐标与用户端的通信端口进行绑定建立两者的映射关系，建立映射关系后，一分钟以内该用户端发送的所有定位请求均优先返回该绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

2.根据权利要求1所述的动态格网化网络RTK定位方法，其特征在于，所述从用户定位请求中提取用户的概略坐标，包括：

接收并响应用户端发送的定位请求；

从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

3.根据权利要求1所述的动态格网化网络RTK定位方法，其特征在于，所述计算概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标，包括：

设置格网点采集数量为4个；

将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

4.根据权利要求1所述的动态格网化网络RTK定位方法，其特征在于，所述轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据，包括：

按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；

确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；

修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

5.根据权利要求1所述的动态格网化网络RTK定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；

确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；

根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

6.一种动态格网化网络RTK定位***，其特征在于，包括：

坐标提取单元，配置用于从用户定位请求中提取用户的概略坐标；

格网定位单元，配置用于计算所述概略坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

格网请求单元，配置用于轮询向所述多个最近格网点请求虚拟参考站服务数据；

算法请求单元，配置用于若多个最近格网点的虚拟参考站服务数据都获取不到，则请求网络RTK算法计算最近格网点的虚拟参考站服务数据；

格网绑定单元，配置用于将获取到的虚拟参考站服务数据所属的格网点与用户端绑定，通过将该格网点坐标与用户端的通信端口进行绑定建立两者的映射关系，建立映射关系后，一分钟以内该用户端发送的所有定位请求均优先返回该绑定格网点的虚拟参考站服务数据。

7.根据权利要求6所述的动态格网化网络RTK定位***，其特征在于，所述坐标提取单元包括：

请求接收模块，配置用于接收并响应用户端发送的定位请求；

信息提取模块，配置用于从所述定位请求中提取用户端的概略经度、概略纬度和定位时间。

8.根据权利要求6所述的动态格网化网络RTK定位***，其特征在于，所述格网定位单元包括：

数量设置模块，配置用于设置格网点采集数量为4个；

坐标转换模块，配置用于将用户概略坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

坐标计算模块，配置用于根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算用户位置最近的四个格网点坐标。

9.根据权利要求6所述的动态格网化网络RTK定位***，其特征在于，所述格网请求单元包括：

轮询请求模块，配置用于按照距离由近到远的顺序轮询获取所述多个最近格网点的虚拟参考站服务数据；

轮询停止模块，配置用于确认获取到虚拟参考站服务数据，停止轮询请求；

格网绑定模块，配置用于修改获取到的虚拟参考站服务数据的消费状态，并建立所述虚拟参考站服务数据所属格网点与用户端的映射关系。

10.根据权利要求6所述的动态格网化网络RTK定位***，其特征在于，所述***还包括：

连续请求模块，配置用于在预设时间段内连续向与用户端建立映射关系的格网点请求虚拟参考站服务数据；

映射更新模块，配置用于确认连续发送请求达到预设时间后，更新与用户端建立映射的格网点；

数据提供模块，配置用于根据用户端与格网点的映射关系，向用户端提供建立映射的格网点虚拟参考站服务数据。

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