成果详情
北斗地基增强系统

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【技术简介】通过在一定区域建设地面参考站网,利用GNSS网络差分技术、大数据分析技术、数据安全加密等技术在数据中心搭建云平台架构,充分利用包括广域网、无线移动通信、数字广播等通信手段将分布于一定区域内各参考站的实时数据引入数据中心进行分布式解算,实现对北斗卫星导航系统空间信号精度和完好性性能增强检测的技术实验系统。采用先进组网算法,构建DELAUNAY网络RTK基准站三角形,实现了基站网络的自动构造,且支持网络基站的动态升级;采用长距离基准站间模糊度确定方法(三步法),有效的扩大的网络RTK基准站网的间距,可以满足大范围基线长度的网络RTK系统;支持用网络共享的形式向授权用户发送基站原始观测数据,提供高精度事后处理服务;兼容国内外各种主流设备的各种数据格式,兼容BDS、GPS、GLONASS多个卫星导航系统多个频点观测数据的处理;改进的误差估计和误差内插方法,确保了虚拟参考站数据的真实性和准确性,为用户得到精确测量结果提供了保障;可支持大用户量并发和管理,分布式运行,实现为不同服务器提供数据分流、子网计算及差分信息发布等服务;支持三频模糊度解算,在有三频数据的情况下,可以实现长基线模糊度的快速固定。


【主要技术指标】网络RTK在覆盖95.0%以上,DGNSS在CORS网内以及网外100km,PPP不受区域限制。系统精度水平1~75px,垂直小于125px,事后服务精度毫米级。要求导航与定位可用性满足95.0%(365天)。报警时间< 6秒,误报率< 0.3%。采用国际标准RTCM数据格式,与各类北斗、GPS接收机和后处理软件兼容,支持传输协议RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2、CMR。


【技术特点】课题组开发的北斗平台GNSS数据处理软件(GPAS)能够对北斗数据进行基线解算及网平差。可支持北斗三频、GPS双频等数据的基线解算和网平差;利用三频数据解算模糊度,解决较长基线模糊度固定不好的问题,获得更高精度的基线解。系统全部基准站采用北斗三频接收机,自主开发的GAUSS数据处理软件支持三种系统,软件采用独有的解码方式,可以同时播发多种广播格式(SCMR、RTCM3.2、RTCM3.1、RTCM3.0、CMR、RTCM2.3、RTD),能够实时解算GPS/GLONASS/BDS数据,且北斗能够完全独立使用(单北斗),实现高精度网络RTK定位,其总体性能与基于GPS的CORS系统相当。具备在线质检功能,可实现对实时单历元原始观测数据流的质量检核,包括数据完整率、多路径效应、SNR统计和电离层跳变等,并可显示任意组合卫星系统的质检数据。能够对电离层模型、对流层模型、多路径效应等进行临时改进、修正。课题组撰写的北斗高精度导航定位基准站网系统建设解决方案获得了青岛北斗导航创新大赛最具商业潜力奖。该方案针对北斗卫星星座的结构特点提出了对适合北斗混合星座观测值随机模型研究,针对北斗三频数据特点优化了多频数据的周跳探测、模糊度解算,探索出快速、可靠的基准站网长距离三频模糊度确定方法。在北斗地基增强系统卫星数据质量方面提出了GNSS数据质量评价体系,编制了数据质量分析软件。对精密单点定位Kalman滤波进行了优化设计,提出了观测量先验方差确定方法及北斗导航系统与其它导航系统间同类观测量的权比。


【适用范围】智能交通、智慧农业、智慧城市、测绘与工程建设、城市管理、地质安全、减灾救灾、地理国情监测等行业用户的示范应用。通过行业示范应用,可以完善应用标准和规范,培育一批北斗卫星导航产业化的骨干企业,全面推动北斗卫星导航系统在各领域各行业的广泛应用,推动上游设备建设,加快下游系统服务建设,为基于北斗地基增强系统的高精度导航产业化奠定基础。可提供高精度定位、导航服务,基于高精度位置信息,提供高附加值的增值信息服务,形成以北斗地基增强系统为基础的高精度位置服务产业,提升卫星导航产业的质量。


【专利状态】授权专利2项,分别是北斗地基增强系统数据处理软件[简称  GAUSS]、北斗平台GNSS数据处理软件[简称  GPAS]。


【技术状态】批量生产、成熟应用阶段


【合作方式】

技术转让:将技术成果、专利及所属权利转让于受让单位。

许可使用:允许其他单位根据范围、时限、数量等约定条件使用相关技术成果和专利。

合作研发:与其他单位合作进行技术开发、市场开拓等,并共享新产品有关权益。

技术服务:系统建成后,充分利用信息工程大学牵头的协同创新中心,发挥产学研用的优势,优势互补,在技术创新、人才培养、市场培育等发挥突出作用。解决工程生产瓶颈并进行导航人才的培养;系统的软件可应用于各种导航定位服务,系统可服务于政府、事业单位、企业、大众消费的基于位置信息的应用,全面提升相关产业的效益。


【预期效益】

(1)推广效益:系统建成后将在很多行业都有着非常广阔的产业化前景。能广泛应用于国土测绘、工程勘测、城市规划、城乡建设、道路修测与更新、车辆导航监控、智慧城市、地籍管理、水利建设、防灾减灾、搜索救援、地质勘测、地震监测、大坝变形监测、气象探测、海洋勘测、地面沉降监测、环境监测、资源调查、林业管理、精细农业等高精度导航定位、高完好性需求等领域。

(2)经济效益:系统建设投入运行以后,不仅能够拉动数十亿产业规模,并且还可以形成市场规模超百亿的产业,将有力地支援经济建设。

(3)社会效益:北斗地基增强系统的建设能够发展自主知识产权核心技术,培养一批北斗系统应用人才,促进自主知识产权的卫星导航系统综合应用。