Ntrip差分数据的标准化和可靠传输的研究与实现

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为了提高导航定位精度,国家建设了北斗地基增强系统,在系统设计过程中,对数据进行单独的标准化预处理,这样能够使得大系统各模块分离,减少相互的依赖,据此规划建设数据标准化平台。标准化平台的主要任务是从150个地面基准站接收原始接收机二进制数据,将数据进行标准化处理,再将标准化后的数据发布出去。基于标准化平台的需求,本文研究数据的标准化和传输,并实现数据标准化平台。首先,数据标准化和传输的研究从以下三个方面展开,包括数据标准化方式的研究、标准化过程的研究和数据可靠传输的研究。第一,对于数据标准化的方式从RINEX,BINEX,多种版本RTCM的特点和效率比较展开研究,发现RINEX不符合实时性要求,BINEX虽然符合平台的实时性要求但是从实现的难易程度,对于数据的压缩效果和传输效率多方面都不如RTCM,比较各个版本的RTCM,最终发现我国扩展版的RTCM3.2标准化方式设计更加规范,同时满足我国北斗高精度定位的要求,所以本研究选用基于Ntrip协议的扩展版RTCM3.2差分标准化方式。第二,研究各种数据的特征,针对BD、GPS、GLONASS各类数据将RTCM3.2全面应用到实际工程中,研究北斗导航数据,GPS导航数据,原始观测数据的RTCM标准化特点和数据处理压缩方式,最终得出各类数据相应的标准化过程算法。第三,通过NtripCaster的身份验证、观察者模式、自由配置、锁机制、备份部署的研究,确定通过NtripCaster实现可靠的数据传输。然后,按照研究结果设计和实现数据标准化平台,将整个平台分成了数据接收、粘包解析、标准化、数据传输四大模块,通过包图和类图对于标准化平台进行设计,再经过流程图和序列图实现各个模块。重点设计和实现与研究内容相关的标准化,数据传输模块。最后,在实际环境中对平台进行了测试,通过表格的形式记录了测试步骤和结果,用实际运行的效果图补充展示了测试结果。对导航和原始观测数据进行RTCM标准化,达到各类数据可以被识别,数值正确,能够被完整使用的效果。平台运行半小时,在各站每秒一条同类型数据的情况下各站标准化数据量在900KB左右,单站传输率为大约4kbps。通过我国扩展版的RTCM3.2差分标准化方式和NtripCaster传输方式能够确保平台投入使用。
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