沿海RBN-DGPS系统应用实例
1.目标:突破RBN北斗差分关键技术、研制基准站设备、进行测试,为后期的国产北斗软件和硬件全面应用于RBN系统做可行性验证和技术准备。
(1)实现北斗伪距差分改正数生成方法和终端伪距差分算法;
(2)初步完成RBN差分系统北斗/GPS兼容的差分基准站和监测接收机的研制;
(3) 完成RTCM北斗伪距差分格式标准修改建议;
(4)完成RBN 北斗/GPS播发试验,测试RBN-DGPS系统同时播发北斗差分信号的可行性、可用性、连续性、时间延迟和定位精度。
2.RBN差分技术基础:
(1)北斗/GPS差分算法技术;
(2)北斗/GPS差分生成软件;
(3)北斗/GPS接收机技术;
(4)RBN-DGPS差分系统软硬件技术
3.工作参数及性能:
参数 |
性能
|
工作频率 | 283.5~325.0kHz |
单站作用信号距离 | 差分校正信号:海上接收场强在75mV/m时,作用距离为300 km |
差分信息调制方法及播发类别 | 最小移频键控(MSK)调制方式,为调相单信道数据传送(G1D) |
信号格式和蒂娜文类型 | RTCM 104信号格式标准,电文类型为9-3、16 |
差分信息传输率 | 200波特 |
坐标系统 | 基准站坐标采用WGS-84坐标系 |
定位精度 | 基准台300km的海域内,米级接收机的定位精度优于10 m (2drms), 亚米级接收机的定位精度优于5 m (2drms) |
4.设备
机房设备
接收机设备
5.主要内容:
(1)RBN北斗/GPS 差分算法:载波相位平滑伪距算法、北斗伪距差分改正数生成方法、北斗伪距差分定位算法;
(2)RBN北斗/GPS 差分编解码方法:增加41号电文(所有卫星北斗伪距差分改正数)、增加42号电文(3颗及以下卫星北斗伪距差分改正数)
6.连续性监测和测试
上古林站点
测试效果图
7.研究成果:北斗/GPS RBN基准站、监控站接收机:
(1)具备RJ45形式的网络接口、串口;
(2)RTCM差改正数输出和接收;
(3)RSIM格式信息输出和接收;
(4)对调制/解调器进行控制;
(5) 通过按键和显示屏对接收机进行网络参数、数据存储等进行设置,显示当前的卫星、定位状态、网络参数等信息;
(6)长期可靠稳定工作,并具有一定的适应性和故障恢复性能;
(7) 可长期记录观测数据;
(8)接收机具备访问认证等功能,即通过网络进行数据传输和远程控制时,可通过设置不同安全访问级别;
(9)Linux操作系统
8.解决的关键问题及创新点
(1)实现了软件差分播发功能:现有的RBN-DGPS系统中,都是采用基准站接收机直接发送差分信号给信号调制器。因此,国内尚没有专门为RBN-DGPS系统的差分播发功能软件。本项目研制的北斗/GPS软件差分播发软件尚属首次。这对于以后实现基准站接收机的通用化奠定了基础。
(2)北斗/GPS伪距差分改正数的融合播发: 本项目在不改变原有的通信链路的条件下,对北斗/GPS伪距差分改正数进行同时播发,实现了不影响原有GPS用户前提下的北斗差分改正数的播发。
(3)RBN差分系统北斗/GPS国产化开始 : 本项目从卫星导航系统、基准站、监控站接收机、软件系统,打破了原有RBN-DGPS系统一直被国外导航系统、硬件设备和软件系统垄断的局面,真正实现了各方面均具有我国自主知识产权的北斗卫星RBN差分系统,彻底改变了我国沿海导航定位完全依赖国外技术的现状,进一步提升了我国海事信息获取和航海保障安全服务的能力。
(4)基准站接收机和监测站接收机在通信方式上的改变: 原有RBN差分系统控制端口采用的是串口通信方式,由于串口短距离有线传输的特点,使得RBN差分基准站和流动站的控制只能在本地完成,无法远程控制。本项目研制的北斗/GPS RBN差分基准站接收机和监测站接收机增加了RJ45网络接口和TCP/IP方式输入、输出RSIM信息的功能,实现远程控制。这为今后的RBN差分系统实现集中式的远程管理,建设RBN-DGNSS监控中心提供了可能、并且将大大减少台站值班的人员
(5)单个监测站接收机实现北斗、GPS和北斗/GPS联合三种模式的监控:本项目采用单个监测站(或移动站)接收机同时实现北斗、GPS和北斗/GPS联合三种模式的监控(或定位)。
(6)RBN-(DBDS+DGPS)系统建设标准探讨: 通过工程实践和调查研究,掌握客观规律,探索了RBN-(DBDS+DGPS)系统、原有资源整合、工程实施、运行维护的标准,在此项目研究基础上,制定了RBN-(DBDS+DGPS)台站建设方案。
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