專利名稱：一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電臺對網絡數據進行廣播轉發(fā)而實現(xiàn)增強信息播發(fā)的定位系統(tǒng)，尤其是一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，屬于定位和測量方法技術領域。
背景技術：
目前導航定位增強方法有區(qū)域厘米級實時定位、廣域分米級定位以及實時精密單點定位等方法，精密定位在氣象、交通、測繪、國土、農業(yè)、林業(yè)、地質調查等行業(yè)有著廣闊的應用前景。GPS定位技術在林業(yè)工作中的應用已經非常廣泛，諸如森林資源綜合管理和研究，森林火災和病蟲害災情定位及評估，森林資源動態(tài)監(jiān)測，植樹造林，珍稀苗木定位研究和森林分布圖的繪制等工作都已經應用GPS技術。隨著中國北斗定位系統(tǒng)區(qū)域服務的建成，基于GPS和北斗的林業(yè)測量監(jiān)測方面的應用將會更加廣泛。而這些技術的使用也勢必使得林業(yè)工程項目在規(guī)劃、實施過程中更加規(guī)范、標準。然而，目前實現(xiàn)精密定位的網絡RTK和廣域精密定位都需要數據處理中心播發(fā)定位增強信息進行輔助定位。常用的增強信息的播發(fā)方法有兩種:一、利用無線電臺進行廣播播發(fā)；二、利用GPRS或者3G網絡進行播發(fā)。無線電臺由于受到電磁波信號視距傳播的限制而在使用上有諸多不便，目前正被GPRS和3G網絡傳輸方法逐步取代?；贕PRS或3G的移動網絡傳輸方法由于其覆蓋率高和便攜性而得到推廣，在城市和近郊的測量中移動網絡完全能夠滿足測量的要求。但在林業(yè)測量中由于測量作業(yè)地點偏遠，部分地區(qū)的移動網絡覆蓋依然不夠或者信號不好，使得定位的精度以及實時性下降或者定位測量完全不能使用，而在林場的看守所等地方一般具有有線因特網連接的條件。

發(fā)明內容
為了讓GPS和北斗在林業(yè)測量方面的應用能夠深入到偏遠林區(qū)，本發(fā)明提出了一種利用因特網結合電臺對導航定位增強信息進行播發(fā)的方法。該發(fā)明彌補了傳統(tǒng)電臺廣播方法數據傳輸距離短的不足，利用了現(xiàn)有因特網傳輸的速率以及覆蓋率的優(yōu)勢，使得GPS和北斗在林業(yè)測量中的應用實現(xiàn)全覆蓋，而不再受限于移動信號在偏遠林區(qū)覆蓋不足的現(xiàn)實。本發(fā)明提供的技術方案是:一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:基準站接收機子系統(tǒng)、控制中心子系統(tǒng)、數據傳輸子系統(tǒng)和流動站接收機子系統(tǒng)；所述的基準站接收機子系統(tǒng)和所述的控制中心子系統(tǒng)相連，所述的控制中心子系統(tǒng)和所述的數據傳輸子系統(tǒng)相連，所述的數據傳輸子系統(tǒng)和所述的流動站接收機子系統(tǒng)相連；所述的基準站接收 機子系統(tǒng)通過專網與所述的控制中心子系統(tǒng)進行數據交互，所述的控制中心子系統(tǒng)通過因特網與所述的數據傳輸子系統(tǒng)之間進行數據交互，所述的數據傳輸子系統(tǒng)通過無線鏈路與所述的流動站接收機子系統(tǒng)進行數據交互，所述的各子系統(tǒng)之間采用雙向通信方式。作為優(yōu)選，所述的數據傳輸子系統(tǒng)包括因特網模塊、網絡端口模塊、網絡與電臺接口模塊和轉發(fā)電臺；所述的網絡端口模塊一端通過所述的因特網模塊與所述的控制中心子系統(tǒng)相連，另一端與所述的網絡與電臺接口模塊相連，所述的轉發(fā)電臺一端與所述的網絡與電臺接口模塊相連，另一端通過無線鏈路與所述的流動站接收機子系統(tǒng)相連。作為優(yōu)選，所述的網絡與電臺接口模塊能對RS232/RS485/RS422串口接口數據和TCP/IP協(xié)議數據進行相互轉換，具備RS232/RS485/RS422串口接口與RJ45網絡接口的相互轉換能力。作為優(yōu)選，所述的轉發(fā)電臺為具備RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF數字電臺。作為優(yōu)選，所述的數據傳輸子系統(tǒng)鏈路的拓撲結構為兩級星形級聯(lián)結構；在所述的控制中心子系統(tǒng)可承載的負荷范圍內時，任意一個所述的轉發(fā)電臺都可以通過所述的網絡與電臺接口模塊連接到所述的網絡端口，構成第一級星形鏈路，所述的轉發(fā)電臺通過所述的網絡端口的IP地址進行區(qū)分；在一個所述的轉發(fā)電臺的無線電信號覆蓋范圍內，可以同時與多個所述的流動站接收機子系統(tǒng)進行數據接收，構成第二級星形鏈路。作為優(yōu)選，所述的流動站接收機子系統(tǒng)包括流動站電臺和流動站接收機，所述的流動站電臺一端通過無線鏈路與所述的數據傳輸子系統(tǒng)相連，另一端與所述的流動站接收機連接，通過RS232與所述的流動站接收機進行數據交換。作為優(yōu)選，所述的流動站電臺為具備RS232接口的UHF/VHF數字電臺。作為優(yōu)選，所述的雙向通信方式的數據傳輸包括增強信息請求和增強信息應答。作為優(yōu)選，所述的增強信息請求的流程包括以下步驟:
步驟1.1:所述的流動站 接收機子系統(tǒng)將所述的增強信息請求通過無線電對外進行廣播請求信息；
步驟1.2:所述的數據傳輸系統(tǒng)系通過無線電接收增強信息請求后將增強信息請求發(fā)往所述的控制中心子系統(tǒng)；
所述的增強信息應答的流程包括以下步驟:
步驟2.1:所述的控制中心子系統(tǒng)通過因特網將所述的增強信息發(fā)往所述的數據傳輸系統(tǒng)系;
步驟2.2:所述的數據傳輸系統(tǒng)系利用無線電將所述的增強信息對外廣播，所述的流動站接收機子系統(tǒng)通過無線電信號接收到所述的增強信息。作為優(yōu)選，所述的流動站接收機子系統(tǒng)在向所述的控制中心子系統(tǒng)發(fā)送所述的增強信息請求時，該請求的第一個字節(jié)為所述的流動站接收機子系統(tǒng)中流動站接收機ID號，該ID號在同一個轉發(fā)電臺覆蓋區(qū)域內唯一，所述的控制中心子系統(tǒng)接收到該請求后返回的增強信息的第一個字節(jié)也為該ID號，所述的數據傳輸子系統(tǒng)收到所述的控制中心子系統(tǒng)返回的增強信息后對其進行廣播播發(fā)，轉發(fā)電臺覆蓋區(qū)域內的所有流動站接收機都接收該廣播信號，通過識別所述的ID號判斷是否接收返回的增強信息，若所述的ID號和自身ID號相同則接收，否則丟棄該次增強信息數據。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，一方面，彌補了使用GPRS、3G無線網絡進行數據傳輸時偏遠地區(qū)信號覆蓋不夠以及無線網絡時延較大的弊端，另一方面，解決了傳統(tǒng)電臺轉發(fā)方法中作用距離受到較大限制的弊端。


圖1:為本發(fā)明的框架圖。圖2:為本發(fā)明具體實施例的數據傳輸子系統(tǒng)和流動接收機子系統(tǒng)內部模塊連接示意圖。圖3:為本發(fā)明具體實施例的數據傳輸鏈路拓撲結構圖。圖4:為本發(fā)明具體實施例的數據傳輸流程圖。圖5:為本發(fā)明具體實施例的流動站接收機數據接收流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的描述。請見圖1，本發(fā)明所采取的技術方案是:一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，包括:基準站接收機子系統(tǒng)1、控制中心子系統(tǒng)2、數據傳輸子系統(tǒng)3和流動站接收機子系統(tǒng)4 ;基準站接收機子系統(tǒng)I和控制中心子系統(tǒng)2相連,控制中心子系統(tǒng)2和數據傳輸子系統(tǒng)3相連，數據傳輸子系統(tǒng)3和流動站接收機子系統(tǒng)4相連；基準站接收機子系統(tǒng)I通過專網與控制中心子系統(tǒng)2進行數據交互，控制中心子系統(tǒng)2通過因特網與數據傳輸子系統(tǒng)3之間進行數據交互，數據傳輸子系統(tǒng)3通過無線鏈路與流動站接收機子系統(tǒng)4進行數據交互，各子系統(tǒng)之間采用雙向通信方式。

請見圖2，本發(fā)明的數據傳輸子系統(tǒng)3包括因特網模塊31、網絡端口模塊32、網絡與電臺接口模塊33和轉發(fā)電臺34 ;網絡端口模塊32 —端通過因特網模塊31與控制中心子系統(tǒng)2相連，另一端與網絡與電臺接口模塊33相連，轉發(fā)電臺34—端與網絡與電臺接口模塊33相連，另一端通過無線鏈路與流動站接收機子系統(tǒng)4相連。網絡與電臺接口模塊33能對RS232/RS485/RS422串口接口數據和TCP/IP協(xié)議數據進行相互轉換，具備RS232/RS485/RS422串口接口與RJ45網絡接口的相互轉換能力。轉發(fā)電臺34為具備RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF數字電臺，轉發(fā)電臺34通過UHF/VHF波段無線電對外進行廣播播發(fā)數據；本發(fā)明的流動站接收機子系統(tǒng)4包括流動站電臺41和流動站接收機42，流動站電臺41 一端通過無線鏈路與數據傳輸子系統(tǒng)的轉發(fā)電臺34相連，另一端與流動站接收機42連接，流動站電臺41通過接收UHF/VHF波段無線電信號解調數據，通過RS232與流動站接收機42進行數據交換。流動站電臺41為具備RS232接口的UHF/VHF數字電臺。為了實現(xiàn)一個控制中心同時服務于多個流動站接收機以及一個無線電臺覆蓋區(qū)域內多臺流動站接收機同時工作的要求，請見圖3，本發(fā)明的數據傳輸子系統(tǒng)3鏈路的拓撲結構為兩級星形級聯(lián)結構；在控制中心子系統(tǒng)2可承載的負荷范圍內時，任意一個轉發(fā)電臺34都可以通過網絡與電臺接口模塊33連接到網絡端口 32，構成第一級星形鏈路；由于控制中心子系統(tǒng)2和網絡端口 32通過因特網相連，已經具備了復雜的網絡連接結構，在忽略傳輸線路的路由器部分后控制中心子系統(tǒng)2的服務器到網絡端口 32即可看成是一個中心負載多個子系統(tǒng)的星形結構，在控制中心系統(tǒng)2的服務器可承載的負荷范圍內時，任意一個轉發(fā)電臺34都可以通過網絡與電臺接口模塊33連接到網絡端口 32從而通過網絡傳輸線路連接到控制中心子系統(tǒng)2而不受距離的限制，由于每個網絡端口 32都分配有不同的IP地址，因此各個轉發(fā)電臺34可通過IP地址進行區(qū)分。在一個轉發(fā)電臺34的無線電信號覆蓋范圍內，可以同時與多個流動站接收機子系統(tǒng)4進行數據接收，構成第二級星形鏈路。請見圖4，為本發(fā)明具體實施例的數據傳輸流程圖。本發(fā)明雙向通信方式的數據傳輸包括增強信息請求和增強信息應答。轉發(fā)電臺34和流動站電臺41實現(xiàn)雙向的數據轉發(fā)，轉發(fā)電臺34將從網絡與電臺接口模塊33接收的數據通過無線電對外進行廣播或將無線接收到的數據通過RS232/RS485/RS422接口發(fā)往網絡與電臺接口模塊33，流動站電臺41通過RS232接口和流動站接收機42定位核心模塊相連，當流動站電臺41通過無線電接收到數據后，將數據通過RS232接口發(fā)送到流動站接收機42，當流動站電臺41接收到流動站接收機42發(fā)送的數據后通過無線電對外進行廣播。其具體流程為:首先流動站接收機42通過RS232接口向流動站電臺41發(fā)送請求消息，流動站電臺41接收到請求消息后利用UHF/VHF波段無線電波將消息對外進行廣播，轉發(fā)電臺34接收到無線電信號后解調出請求消息并通過RS232/RS485/RS422串口接口發(fā)往網絡與電臺接口模塊33，網絡與電臺接口模塊33實現(xiàn)串口數據到TCP/IP數據包的轉換并從RJ45網絡接口 32向外輸出到因特網，控制中心子系統(tǒng)2接收到請求信息后將增強信息通過因特網返回給網絡與電臺接口模塊33，網絡與電臺接口模塊33通過RJ45網絡接口接收到TCP/IP數據包后解析出數據并轉換成RS232/RS485/RS422串口接口的數據發(fā)送給轉發(fā)電臺34，轉發(fā)電臺34接收到串口數據后利用UHF/VHF波段無線電波將數據對外進行廣播，最后流動站電臺41接收到無線電信號后解調出增強信息并通過RS232接口發(fā)送給流動站接收機42，流動站接收機42實現(xiàn)精密定位。請見圖5，為本發(fā)明具體實施例的流動站接收機數據接收流程圖。在增強信息請求與增強信息應答中由于轉發(fā)電臺34和流動站電臺41是一對多的星形結構，所以同一轉發(fā)電臺34覆蓋區(qū)域內的流動站電臺41必須進行區(qū)分，從而控制中心子系統(tǒng)2能夠確定是哪一個流動站接收機子系統(tǒng)4發(fā)出請求消息，并且在增強信息返回時流動站接收機42可以判斷流動站電臺41接收到的增強信息是否和自己的請求相對應，如果是則從中獲取增強信息，否則丟棄該信息。具體實現(xiàn)流程為，在流動站接收機42初始化后向流動站電臺41發(fā)送包含ID號的增強信息請求消息，由于控制中心子系統(tǒng)2負載能力有限，此處ID號占用消息的第一個字節(jié)，即一個轉發(fā)電·臺34覆蓋區(qū)域最多可有256個流動站，根據前述的數據傳輸流程，當控制中心子系統(tǒng)2接收到該請求消息后返回增強信息，該增強信息的第一個字節(jié)為請求消息的ID號，同樣根據前述的數據傳輸流程，轉發(fā)電臺34會將包含ID號的增強信息對外進行廣播，此時轉發(fā)電臺34覆蓋區(qū)域內的所有流動站電臺41都可以對該廣播信號進行接收，當流動站電臺41將接收到的增強信息通過RS232接口發(fā)送給流動站接收機42后，流動站接收機42將增強信息包含的ID號與自身ID號進行比較，如果ID號相同則表示該增強信息應該接收，否則丟棄增強信息。本發(fā)明的基準站接收機子系統(tǒng)I的接收機首先對衛(wèi)星信號進行捕獲、跟蹤觀測量的提取以及導航電文解碼，在解調出足夠多的衛(wèi)星的導航電文后進行定位解算，然后通過自身已知坐標計算差分校正值并將差分校正值通過專用網絡傳輸到控制中心子系統(tǒng)2，控制中心子系統(tǒng)2在接收到多個基準站接收機的差分校正值后即可計算定位增強信息。流動站接收機42上電初始化后可向控制中心子系統(tǒng)2發(fā)出定位增強信息請求，控制中心子系統(tǒng)2接收到該請求信息后返回定位增強信息，最終流動站接收機42利用定位增強信息實現(xiàn)實時精密定位，流動站接收機42和控制中心子系統(tǒng)2之間增強信息請求以及增強信息應答的傳輸通過數據傳輸子系統(tǒng)3實現(xiàn)。本發(fā)明的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，針對GPRS和3G在城鎮(zhèn)和近郊基本實現(xiàn)全面覆蓋而在偏遠林區(qū)覆蓋不足的現(xiàn)狀，提供一種充分利用現(xiàn)有資源，結合因特網和電臺對導航定位增強信息進行播發(fā)的定位系統(tǒng)，從而實現(xiàn)測量勘測的全面覆蓋。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求
1.一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:基準站接收機子系統(tǒng)(I)、控制中心子系統(tǒng)(2)、數據傳輸子系統(tǒng)(3)和流動站接收機子系統(tǒng)(4)； 所述的基準站接收機子系統(tǒng)(I)和所述的控制中心子系統(tǒng)(2)相連，所述的控制中心子系統(tǒng)(2)和所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)相連，所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)和所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)相連； 所述的基準站接收機子系統(tǒng)(I)通過專網與所述的控制中心子系統(tǒng)(2)進行數據交互，所述的控制中心子系統(tǒng)(2)通過因特網與所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)之間進行數據交互，所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)通過無線鏈路與所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)進行數據交互，所述的各子系統(tǒng)之間采用雙向通信方式。
2.根據權利要求1所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)包括因特網模塊(31)、網絡端口模塊(32)、網絡與電臺接口模塊(33)和轉發(fā)電臺(34);所述的網絡端口模塊(32)—端通過所述的因特網模塊(31)與所述的控制中心子系統(tǒng)(2)相連，另一端與所述的網絡與電臺接口模塊(33)相連，所述的轉發(fā)電臺(34)—端與所述的網絡與電臺接口模塊(33)相連，另一端通過無線鏈路與所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)相連。
3.根據權利要求2所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的網絡與電臺接口模塊(33)能對RS232/RS485/RS422串口接口數據和TCP/IP協(xié)議數據進行相互轉換，具備RS232/RS485/RS422串口接口與RJ45網絡接口的相互轉換能力。
4.根據權利要求2所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的轉發(fā)電臺(34)為具備RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF數字電臺。
5.根據權利要求2所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)鏈路的拓撲結構為兩級星形級聯(lián)結構；在所述的控制中心子系統(tǒng)(2)可承載的負荷范 圍內時，任意一個所述的轉發(fā)電臺(34)都可以通過所述的網絡與電臺接口模塊(33)連接到所述的網絡端口(32)，構成第一級星形鏈路，所述的轉發(fā)電臺(34)通過所述的網絡端口(32)的IP地址進行區(qū)分；在一個所述的轉發(fā)電臺(34)的無線電信號覆蓋范圍內，可以同時與多個所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)進行數據接收，構成第二級星形鏈路。
6.根據權利要求1所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)包括流動站電臺(41)和流動站接收機(42)，所述的流動站電臺(41) 一端通過無線鏈路與所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)相連，另一端與所述的流動站接收機(42)連接，通過RS232與所述的流動站接收機(42)進行數據交換。
7.根據權利要求6所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的流動站電臺(41)為具備RS232接口的UHF/VHF數字電臺。
8.根據權利要求1所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的雙向通信方式的數據傳輸包括增強信息請求和增強信息應答。
9.根據權利要求8所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的增強信息請求的流程包括以下步驟: 步驟1.1:所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)將所述的增強信息請求通過無線電對外進行廣播；步驟1.2:所述的數據傳輸系統(tǒng)系(3)通過無線電接收增強信息請求后將增強信息請求發(fā)往所述的控制中心子系統(tǒng)(2)； 所述的增強信息應答的流程包括以下步驟: 步驟2.1:所述的控制中心子系統(tǒng)(2)通過因特網將所述的增強信息發(fā)往所述的數據傳輸系統(tǒng)系(3)； 步驟2.2:所述的數據傳輸系統(tǒng)系(3)利用無線電將所述的增強信息對外廣播，所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)通過無線電信號接收到所述的增強信息。
10.根據權利要求9所述的因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)在向所述的控制中心子系統(tǒng)(2)發(fā)送所述的增強信息請求時，該請求的第一個字節(jié)為所述的流動站接收機子系統(tǒng)(4)中流動站接收機ID號，該ID號在同一個轉發(fā)電臺覆蓋區(qū)域內唯一，所述的控制中心子系統(tǒng)(2)接收到該請求后返回的增強信息的第一個字節(jié)也為該ID號，所述的數據傳輸子系統(tǒng)(3)收到所述的控制中心子系統(tǒng)(2)返回的增強信息后對其進行廣播播發(fā)，轉發(fā)電臺覆蓋區(qū)域內的所有流動站接收機都接收該廣播信號，通過識別所述的ID號判斷是否接收返回的增強信息，若所述的ID號和自身ID號相同則接收，否則丟棄該次增強信息數據。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種因特網與電臺協(xié)同信息傳輸的增強定位系統(tǒng)，包括基準站接收機子系統(tǒng)、控制中心子系統(tǒng)、數據傳輸子系統(tǒng)以及流動站接收機子系統(tǒng)；基準站接收機子系統(tǒng)和控制中心子系統(tǒng)相連，控制中心子系統(tǒng)和數據傳輸子系統(tǒng)相連，數據傳輸子系統(tǒng)和流動站接收機相連?？刂浦行淖酉到y(tǒng)將生成的增強數據通過因特網向外播發(fā)；在各網絡端口，增強數據通過網絡與電臺接口模塊傳遞給轉發(fā)電臺；轉發(fā)電臺通過無線電向附近的流動站電臺進行廣播。本發(fā)明一方面，彌補了使用GPRS、3G無線網絡進行數據傳輸時偏遠地區(qū)信號覆蓋不夠以及無線網絡時延較大的弊端，另一方面，解決了傳統(tǒng)電臺轉發(fā)方法中作用距離受到較大限制的弊端。
文檔編號H04L29/08GK103236152SQ20131014472
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者章紅平, 嚴昆侖, 張?zhí)嵘? 徐良春, 班亞龍 申請人:武漢大學