本发明涉及一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，包括基准站接收机子系统、控制中心子系统、数据传输子系统以及流动站接收机子系统；基准站接收机子系统和控制中心子系统相连，控制中心子系统和数据传输子系统相连，数据传输子系统和流动站接收机相连。控制中心子系统将生成的增强数据通过因特网向外播发；在各网络端口，增强数据通过网络与电台接口模块传递给转发电台；转发电台通过无线电向附近的流动站电台进行广播。本发明一方面，弥补了使用GPRS、3G无线网络进行数据传输时偏远地区信号覆盖不够以及无线网络时延较大的弊端，另一方面，解决了传统电台转发方法中作用距离受到较大限制的弊端。
1.一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，包括：基准站接收机子系统（1）、控制中心子系统（2）、数据传输子系统（3）和流动站接收机子系统（4）；所述的基准站接收机子系统（1）和所述的控制中心子系统（2）相连，所述的控制中心子系统（2）和所述的数据传输子系统（3）相连，所述的数据传输子系统（3）和所述的流动站接收机子系统（4）相连；
所述的基准站接收机子系统（1）通过专网与所述的控制中心子系统（2）进行数据交互，所述的控制中心子系统（2）通过因特网与所述的数据传输子系统（3）之间进行数据交互，所述的数据传输子系统（3）通过无线链路与所述的流动站接收机子系统（4）进行数据交互，所述的各子系统之间采用双向通信方式；其特征在于：所述的数据传输子系统（3）包括因特网模块（31）、网络端口模块（32）、网络与电台接口模块（33）和转发电台（34）；所述的网络端口模块（32）一端通过所述的因特网模块（31）与所述的控制中心子系统（2）相连，另一端与所述的网络与电台接口模块（33）相连，所述的转发电台（34）一端与所述的网络与电台接口模块（33）相连，另一端通过无线链路与所述的流动站接收机子系统（4）相连。
2.根据权利要求1所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的网络与电台接口模块（33）能对RS232/RS485/RS422串口接口数据和TCP/IP协议数据进行相互转换，具备RS232/RS485/RS422串口接口与RJ45网络接口的相互转换能力。
3.根据权利要求1所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的转发电台（34）为具备RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF数字电台。
4.根据权利要求1所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的数据传输子系统（3）链路的拓扑结构为两级星形级联结构；在所述的控制中心子系统（2）可承载的负荷范围内时，任意一个所述的转发电台（34）都可以通过所述的网络与电台接口模块（33）连接到所述的网络端口（32），构成第一级星形链路，所述的转发电台（34）通过所述的网络端口（32）的IP地址进行区分；在一个所述的转发电台（34）的无线电信号覆盖范围内，可以同时与多个所述的流动站接收机子系统（4）进行数据接收，构成第二级星形链路。
5.根据权利要求1所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的流动站接收机子系统（4）包括流动站电台（41）和流动站接收机（42），所述的流动站电台（41）一端通过无线链路与所述的数据传输子系统（3）相连，另一端与所述的流动站接收机（42）连接，通过RS232与所述的流动站接收机（42）进行数据交换。
6.根据权利要求5所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的流动站电台（41）为具备RS232接口的UHF/VHF数字电台。
7.根据权利要求1所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的双向通信方式的数据传输包括增强信息请求和增强信息应答。
8.根据权利要求7所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
步骤1.1：所述的流动站接收机子系统（4）将所述的增强信息请求通过无线电对外进行广播；
步骤1.2：所述的数据传输子系统（3）通过无线电接收增强信息请求后将增强信息请求发往所述的控制中心子系统（2）；
步骤2.1：所述的控制中心子系统（2）通过因特网将所述的增强信息发往所述的数据传输子系统（3）；
步骤2.2：所述的数据传输子系统（3）利用无线电将所述的增强信息对外广播，所述的流动站接收机子系统（4）通过无线电信号接收到所述的增强信息。
9.根据权利要求8所述的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，其特征在于：
所述的流动站接收机子系统（4）在向所述的控制中心子系统（2）发送所述的增强信息请求时，该请求的第一个字节为所述的流动站接收机子系统（4）中流动站接收机ID号，该ID号在同一个转发电台覆盖区域内唯一，所述的控制中心子系统（2）接收到该请求后返回的增强信息的第一个字节也为该ID号，所述的数据传输子系统（3）收到所述的控制中心子系统（2）返回的增强信息后对其进行广播播发，转发电台覆盖区域内的所有流动站接收机都接收广播信号，通过识别所述的ID号判断是否接收返回的增强信息，若所述的ID号和自身ID号相同则接收，否则丢弃增强信息数据。
一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电台对网络数据进行广播转发而实现增强信息播发的定位系统，尤其是一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，属于定位和测量方法技术领域。
背景技术
[0002] 目前导航定位增强方法有区域厘米级实时定位、广域分米级定位以及实时精密单点定位等方法，精密定位在气象、交通、测绘、国土、农业、林业、地质调查等行业有着广阔的应用前景。GPS定位技术在林业工作中的应用已经非常广泛，诸如森林资源综合管理和研究，森林火灾和病虫害灾情定位及评估，森林资源动态监测，植树造林，珍稀苗木定位研究和森林分布图的绘制等工作都已经应用GPS技术。随着中国北斗定位系统区域服务的建成，基于GPS和北斗的林业测量监测方面的应用将会更加广泛。而这些技术的使用也势必使得林业工程项目在规划、实施过程中更加规范、标准。
[0003] 然而，目前实现精密定位的网络RTK和广域精密定位都需要数据处理中心播发定位增强信息进行辅助定位。常用的增强信息的播发方法有两种：一、利用无线电台进行广播播发；二、利用GPRS或者3G网络进行播发。无线电台由于受到电磁波信号视距传播的限制而在使用上有诸多不便，目前正被GPRS和3G网络传输方法逐步取代。基于GPRS或3G的移动网络传输方法由于其覆盖率高和便携性而得到推广，在城市和近郊的测量中移动网络完全能够满足测量的要求。但在林业测量中由于测量作业地点偏远，部分地区的移动网络覆盖依然不够或者信号不好，使得定位的精度以及实时性下降或者定位测量完全不能使用，而在林场的看守所等地方一般具有有线因特网连接的条件。
发明内容
[0004] 为了让GPS和北斗在林业测量方面的应用能够深入到偏远林区，本发明提出了一种利用因特网结合电台对导航定位增强信息进行播发的方法。该发明弥补了传统电台广播方法数据传输距离短的不足，利用了现有因特网传输的速率以及覆盖率的优势，使得GPS和北斗在林业测量中的应用实现全覆盖，而不再受限于移动信号在偏远林区覆盖不足的现实。
[0005] 本发明提供的技术方案是：一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，包括：基准站接收机子系统、控制中心子系统、数据传输子系统和流动站接收机子系统；所述的基准站接收机子系统和所述的控制中心子系统相连，所述的控制中心子系统和所述的数据传输子系统相连，所述的数据传输子系统和所述的流动站接收机子系统相连；所述的基准站接收机子系统通过专网与所述的控制中心子系统进行数据交互，所述的控制中心子系统通过因特网与所述的数据传输子系统之间进行数据交互，所述的数据传输子系统通过无线链路与所述的流动站接收机子系统进行数据交互，所述的各子系统之间采用双向通信方式；其特征在于，所述的数据传输子系统包括因特网模块、网络端口模块、网络与电台接口模块和转发电台；所述的网络端口模块一端通过所述的因特网模块与所述的控制中心子系统相连，另一端与所述的网络与电台接口模块相连，所述的转发电台一端与所述的网络与电台接口模块相连，另一端通过无线链路与所述的流动站接收机子系统相连。
[0006] 作为优选，所述的网络与电台接口模块能对RS232/RS485/RS422串口接口数据和TCP/IP协议数据进行相互转换，具备RS232/RS485/RS422串口接口与RJ45网络接口的相互转换能力。
[0007] 作为优选，所述的转发电台为具备RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF数字电台。
[0008] 作为优选，所述的数据传输子系统链路的拓扑结构为两级星形级联结构；在所述的控制中心子系统可承载的负荷范围内时，任意一个所述的转发电台都可以通过所述的网络与电台接口模块连接到所述的网络端口，构成第一级星形链路，所述的转发电台通过所述的网络端口的IP地址进行区分；在一个所述的转发电台的无线电信号覆盖范围内，可以同时与多个所述的流动站接收机子系统进行数据接收，构成第二级星形链路。
[0009] 作为优选，所述的流动站接收机子系统包括流动站电台和流动站接收机，所述的流动站电台一端通过无线链路与所述的数据传输子系统相连，另一端与所述的流动站接收机连接，通过RS232与所述的流动站接收机进行数据交换。
[0010] 作为优选，所述的流动站电台为具备RS232接口的UHF/VHF数字电台。
[0011] 作为优选，所述的双向通信方式的数据传输包括增强信息请求和增强信息应答。
[0012] 作为优选，所述的增强信息请求的流程包括以下步骤：
[0013] 步骤1.1：所述的流动站接收机子系统将所述的增强信息请求通过无线电对外进行广播请求信息；
[0014] 步骤1.2：所述的数据传输系统系通过无线电接收增强信息请求后将增强信息请求发往所述的控制中心子系统；
[0015] 所述的增强信息应答的流程包括以下步骤：
[0016] 步骤2.1：所述的控制中心子系统通过因特网将所述的增强信息发往所述的数据传输系统系；
[0017] 步骤2.2：所述的数据传输系统系利用无线电将所述的增强信息对外广播，所述的流动站接收机子系统通过无线电信号接收到所述的增强信息。
[0018] 作为优选，所述的流动站接收机子系统在向所述的控制中心子系统发送所述的增强信息请求时，该请求的第一个字节为所述的流动站接收机子系统中流动站接收机ID号，该ID号在同一个转发电台覆盖区域内唯一，所述的控制中心子系统接收到该请求后返回的增强信息的第一个字节也为该ID号，所述的数据传输子系统收到所述的控制中心子系统返回的增强信息后对其进行广播播发，转发电台覆盖区域内的所有流动站接收机都接收广播信号，通过识别所述的ID号判断是否接收返回的增强信息，若所述的ID号和自身ID号相同则接收，否则丢弃增强信息数据。
[0019] 本发明相对于现有技术，一方面，弥补了使用GPRS、3G无线网络进行数据传输时偏远地区信号覆盖不够以及无线网络时延较大的弊端，另一方面，解决了传统电台转发方法中作用距离受到较大限制的弊端。
附图说明
[0020] 图1：为本发明的框架图。
[0021] 图2：为本发明具体实施例的数据传输子系统和流动接收机子系统内部模块连接示意图。
[0022] 图3：为本发明具体实施例的数据传输链路拓扑结构图。
[0023] 图4：为本发明具体实施例的数据传输流程图。
[0024] 图5：为本发明具体实施例的流动站接收机数据接收流程图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的描述。
[0026] 请见图1，本发明所采取的技术方案是：一种因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，包括：基准站接收机子系统1、控制中心子系统2、数据传输子系统3和流动站接收机子系统4；基准站接收机子系统1和控制中心子系统2相连，控制中心子系统2和数据传输子系统3相连，数据传输子系统3和流动站接收机子系统4相连；基准站接收机子系统1通过专网与控制中心子系统2进行数据交互，控制中心子系统2通过因特网与数据传输子系统3之间进行数据交互，数据传输子系统3通过无线链路与流动站接收机子系统4进行数据交互，各子系统之间采用双向通信方式。
[0027] 请见图2，本发明的数据传输子系统3包括因特网模块31、网络端口模块32、网络与电台接口模块33和转发电台34；网络端口模块32一端通过因特网模块31与控制中心子系统2相连，另一端与网络与电台接口模块33相连，转发电台34一端与网络与电台接口模块33相连，另一端通过无线链路与流动站接收机子系统4相连。网络与电台接口模块33能对RS232/RS485/RS422串口接口数据和TCP/IP协议数据进行相互转换，具备RS232/RS485/RS422串口接口与RJ45网络接口的相互转换能力。转发电台34为具备RS232/RS485/RS422接口的UHF/VHF数字电台，转发电台34通过UHF/VHF波段无线电对外进行广播播发数据；本发明的流动站接收机子系统4包括流动站电台41和流动站接收机42，流动站电台41一端通过无线链路与数据传输子系统的转发电台34相连，另一端与流动站接收机42连接，流动站电台41通过接收UHF/VHF波段无线电信号解调数据，通过RS232与流动站接收机42进行数据交换。流动站电台41为具备RS232接口的UHF/VHF数字电台。
[0028] 为了实现一个控制中心同时服务于多个流动站接收机以及一个无线电台覆盖区域内多台流动站接收机同时工作的要求，请见图3，本发明的数据传输子系统3链路的拓扑结构为两级星形级联结构；在控制中心子系统2可承载的负荷范围内时，任意一个转发电台34都可以通过网络与电台接口模块33连接到网络端口32，构成第一级星形链路；由于控制中心子系统2和网络端口32通过因特网相连，已经具备了复杂的网络连接结构，在忽略传输线路的路由器部分后控制中心子系统2的服务器到网络端口32即可看成是一个中心负载多个子系统的星形结构，在控制中心系统2的服务器可承载的负荷范围内时，任意一个转发电台34都可以通过网络与电台接口模块33连接到网络端口32从而通过网络传输线路连接到控制中心子系统2而不受距离的限制，由于每个网络端口32都分配有不同的IP地址，因此各个转发电台34可通过IP地址进行区分。在一个转发电台34的无线电信号覆盖范围内，可以同时与多个流动站接收机子系统4进行数据接收，构成第二级星形链路。
[0029] 请见图4，为本发明具体实施例的数据传输流程图。本发明双向通信方式的数据传输包括增强信息请求和增强信息应答。转发电台34和流动站电台41实现双向的数据转发，转发电台34将从网络与电台接口模块33接收的数据通过无线电对外进行广播或将无线接收到的数据通过RS232/RS485/RS422接口发往网络与电台接口模块33，流动站电台41通过RS232接口和流动站接收机42定位核心模块相连，当流动站电台41通过无线电接收到数据后，将数据通过RS232接口发送到流动站接收机42，当流动站电台41接收到流动站接收机42发送的数据后通过无线电对外进行广播。其具体流程为：首先流动站接收机42通过RS232接口向流动站电台41发送请求消息，流动站电台41接收到请求消息后利用UHF/VHF波段无线电波将消息对外进行广播，转发电台34接收到无线电信号后解调出请求消息并通过RS232/RS485/RS422串口接口发往网络与电台接口模块33，网络与电台接口模块33实现串口数据到TCP/IP数据包的转换并从RJ45网络接口32向外输出到因特网，控制中心子系统2接收到请求信息后将增强信息通过因特网返回给网络与电台接口模块33，网络与电台接口模块33通过RJ45网络接口接收到TCP/IP数据包后解析出数据并转换成RS232/RS485/RS422串口接口的数据发送给转发电台34，转发电台34接收到串口数据后利用UHF/VHF波段无线电波将数据对外进行广播，最后流动站电台41接收到无线电信号后解调出增强信息并通过RS232接口发送给流动站接收机42，流动站接收机42实现精密定位。
[0030] 请见图5，为本发明具体实施例的流动站接收机数据接收流程图。在增强信息请求与增强信息应答中由于转发电台34和流动站电台41是一对多的星形结构，所以同一转发电台34覆盖区域内的流动站电台41必须进行区分，从而控制中心子系统2能够确定是哪一个流动站接收机子系统4发出请求消息，并且在增强信息返回时流动站接收机42可以判断流动站电台41接收到的增强信息是否和自己的请求相对应，如果是则从中获取增强信息，否则丢弃该信息。具体实现流程为，在流动站接收机42初始化后向流动站电台41发送包含ID号的增强信息请求消息，由于控制中心子系统2负载能力有限，此处ID号占用消息的第一个字节，即一个转发电台34覆盖区域最多可有256个流动站，根据前述的数据传输流程，当控制中心子系统2接收到该请求消息后返回增强信息，该增强信息的第一个字节为请求消息的ID号，同样根据前述的数据传输流程，转发电台34会将包含ID号的增强信息对外进行广播，此时转发电台34覆盖区域内的所有流动站电台41都可以对广播信号进行接收，当流动站电台41将接收到的增强信息通过RS232接口发送给流动站接收机42后，流动站接收机42将增强信息包含的ID号与自身ID号进行比较，如果ID号相同则表示该增强信息应该接收，否则丢弃增强信息数据。
[0031] 本发明的基准站接收机子系统1的接收机首先对卫星信号进行捕获、跟踪观测量的提取以及导航电文解码，在解调出足够多的卫星的导航电文后进行定位解算，然后通过自身已知坐标计算差分校正值并将差分校正值通过专用网络传输到控制中心子系统2，控制中心子系统2在接收到多个基准站接收机的差分校正值后即可计算定位增强信息。流动站接收机42上电初始化后可向控制中心子系统2发出定位增强信息请求，控制中心子系统2接收到该请求信息后返回定位增强信息，最终流动站接收机42利用定位增强信息实现实时精密定位，流动站接收机42和控制中心子系统2之间增强信息请求以及增强信息应答的传输通过数据传输子系统3实现。
[0032] 本发明的因特网与电台协同信息传输的增强定位系统，针对GPRS和3G在城镇和近郊基本实现全面覆盖而在偏远林区覆盖不足的现状，提供一种充分利用现有资源，结合因特网和电台对导航定位增强信息进行播发的定位系统，从而实现测量勘测的全面覆盖。
[0033] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
