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沿海RBN-DGPS系統(tǒng)應(yīng)用實例
1.目標(biāo):突破RBN北斗差分關(guān)鍵技術(shù)、研制基準(zhǔn)站設(shè)備、進行測試,為后期的國產(chǎn)北斗軟件和硬件全面應(yīng)用于RBN系統(tǒng)做可行性驗證和技術(shù)準(zhǔn)備。
(1)實現(xiàn)北斗偽距差分改正數(shù)生成方法和終端偽距差分算法;
(2)初步完成RBN差分系統(tǒng)北斗/GPS兼容的差分基準(zhǔn)站和監(jiān)測接收機的研制;
(3) 完成RTCM北斗偽距差分格式標(biāo)準(zhǔn)修改建議;
(4)完成RBN 北斗/GPS播發(fā)試驗,測試RBN-DGPS系統(tǒng)同時播發(fā)北斗差分信號的可行性、可用性、連續(xù)性、時間延遲和定位精度。
2.RBN差分技術(shù)基礎(chǔ):
(1)北斗/GPS差分算法技術(shù);
(2)北斗/GPS差分生成軟件;
(3)北斗/GPS接收機技術(shù);
(4)RBN-DGPS差分系統(tǒng)軟硬件技術(shù)
3.工作參數(shù)及性能:
參數(shù) |
性能
|
工作頻率 | 283.5~325.0kHz |
單站作用信號距離 | 差分校正信號:海上接收場強在75mV/m時,作用距離為300 km |
差分信息調(diào)制方法及播發(fā)類別 | 最小移頻鍵控(MSK)調(diào)制方式,為調(diào)相單信道數(shù)據(jù)傳送(G1D) |
信號格式和蒂娜文類型 | RTCM 104信號格式標(biāo)準(zhǔn),電文類型為9-3、16 |
差分信息傳輸率 | 200波特 |
坐標(biāo)系統(tǒng) | 基準(zhǔn)站坐標(biāo)采用WGS-84坐標(biāo)系 |
定位精度 | 基準(zhǔn)臺300km的海域內(nèi),米級接收機的定位精度優(yōu)于10 m (2drms), 亞米級接收機的定位精度優(yōu)于5 m (2drms) |
4.設(shè)備
機房設(shè)備
接收機設(shè)備
5.主要內(nèi)容:
(1)RBN北斗/GPS 差分算法:載波相位平滑偽距算法、北斗偽距差分改正數(shù)生成方法、北斗偽距差分定位算法;
(2)RBN北斗/GPS 差分編解碼方法:增加41號電文(所有衛(wèi)星北斗偽距差分改正數(shù))、增加42號電文(3顆及以下衛(wèi)星北斗偽距差分改正數(shù))
6.連續(xù)性監(jiān)測和測試
上古林站點
測試效果圖
7.研究成果:北斗/GPS RBN基準(zhǔn)站、監(jiān)控站接收機:
(1)具備RJ45形式的網(wǎng)絡(luò)接口、串口;
(2)RTCM差改正數(shù)輸出和接收;
(3)RSIM格式信息輸出和接收;
(4)對調(diào)制/解調(diào)器進行控制;
(5) 通過按鍵和顯示屏對接收機進行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、數(shù)據(jù)存儲等進行設(shè)置,顯示當(dāng)前的衛(wèi)星、定位狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等信息;
(6)長期可靠穩(wěn)定工作,并具有一定的適應(yīng)性和故障恢復(fù)性能;
(7) 可長期記錄觀測數(shù)據(jù);
(8)接收機具備訪問認(rèn)證等功能,即通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制時,可通過設(shè)置不同安全訪問級別;
(9)Linux操作系統(tǒng)
8.解決的關(guān)鍵問題及創(chuàng)新點
(1)實現(xiàn)了軟件差分播發(fā)功能:現(xiàn)有的RBN-DGPS系統(tǒng)中,都是采用基準(zhǔn)站接收機直接發(fā)送差分信號給信號調(diào)制器。因此,國內(nèi)尚沒有專門為RBN-DGPS系統(tǒng)的差分播發(fā)功能軟件。本項目研制的北斗/GPS軟件差分播發(fā)軟件尚屬首次。這對于以后實現(xiàn)基準(zhǔn)站接收機的通用化奠定了基礎(chǔ)。
(2)北斗/GPS偽距差分改正數(shù)的融合播發(fā): 本項目在不改變原有的通信鏈路的條件下,對北斗/GPS偽距差分改正數(shù)進行同時播發(fā),實現(xiàn)了不影響原有GPS用戶前提下的北斗差分改正數(shù)的播發(fā)。
(3)RBN差分系統(tǒng)北斗/GPS國產(chǎn)化開始 : 本項目從衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、基準(zhǔn)站、監(jiān)控站接收機、軟件系統(tǒng),打破了原有RBN-DGPS系統(tǒng)一直被國外導(dǎo)航系統(tǒng)、硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)壟斷的局面,真正實現(xiàn)了各方面均具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星RBN差分系統(tǒng),徹底改變了我國沿海導(dǎo)航定位完全依賴國外技術(shù)的現(xiàn)狀,進一步提升了我國海事信息獲取和航海保障安全服務(wù)的能力。
(4)基準(zhǔn)站接收機和監(jiān)測站接收機在通信方式上的改變: 原有RBN差分系統(tǒng)控制端口采用的是串口通信方式,由于串口短距離有線傳輸?shù)奶攸c,使得RBN差分基準(zhǔn)站和流動站的控制只能在本地完成,無法遠程控制。本項目研制的北斗/GPS RBN差分基準(zhǔn)站接收機和監(jiān)測站接收機增加了RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和TCP/IP方式輸入、輸出RSIM信息的功能,實現(xiàn)遠程控制。這為今后的RBN差分系統(tǒng)實現(xiàn)集中式的遠程管理,建設(shè)RBN-DGNSS監(jiān)控中心提供了可能、并且將大大減少臺站值班的人員
(5)單個監(jiān)測站接收機實現(xiàn)北斗、GPS和北斗/GPS聯(lián)合三種模式的監(jiān)控:本項目采用單個監(jiān)測站(或移動站)接收機同時實現(xiàn)北斗、GPS和北斗/GPS聯(lián)合三種模式的監(jiān)控(或定位)。
(6)RBN-(DBDS+DGPS)系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)探討: 通過工程實踐和調(diào)查研究,掌握客觀規(guī)律,探索了RBN-(DBDS+DGPS)系統(tǒng)、原有資源整合、工程實施、運行維護的標(biāo)準(zhǔn),在此項目研究基礎(chǔ)上,制定了RBN-(DBDS+DGPS)臺站建設(shè)方案。
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