Ntrip差分数据的标准化和可靠传输的研究与实现

摘要

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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