网络RTK相关技术的研究

论文摘要

在一个较为广阔的区域均匀、稀疏地布设若干个(一般至少3个)固定观测站(称为基准站),构成一个基准站网。并以这些基准站中的一个或多个为基准,计算和发播改正信息,对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的技术称为网络RTK技术。它克服了常规RTK技术的缺陷,拓展了RTK定位的作用距离,其定位结果和可靠性都得到了很大的提高。网络RTK系统集GPS定位技术、计算机技术、数据库技术和通信技术于一身,代表了GPS定位技术的最新发展方向。本文主要完成了网络RTK中的实时无损数据压缩算法的研究及其软件实现,以及对数据传输软件的设计。首先,介绍了网络RTK系统的基本原理与系统构成,总结得出了基准站布设的基本原则,分析了对流动站定位精度影响的因素。然后,重点实现了适用于网络RTK中了一种新的、高效率的实时无损数据压缩算法。又对常见的4种压缩算法进行了程序实现,并且对新的压缩算法和4种常见的压缩算法在压缩效率和压缩速度方面进行了比较。通过试验分析得到,本文提出的压缩算法是可以满足网络RTK系统对卫星测量数据进行实时压缩的要求,并且该压缩算法在压缩效率(压缩比率稳定在75%左右)和压缩速度(压缩相同大小的文件,所需单位时间最少)方面具有优于其它常见的数据压缩算法特性。最后,在研究网络RTK系统中数据通信系统的构成和数据通信中的关键技术的基础上,开发设计了网络RTK中基准站与控制中心之间的点对点模式的数据传输软件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 常规RTK技术
• 1.3 网络RTK技术
• 1.3.1 网络RTK技术的优点
• 1.3.2 网络RTK系统的基本原理与组成
• 1.3.2.1 网络RTK系统的基本原理
• 1.3.2.2 网络RTK系统的构成
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 国内外基准站网建设发展状况
• 1.4.1.1 国外发展状况
• 1.4.1.2 国内GPS站网定位技术发展概况
• 1.4.2 网络RTK定位技术软件开发现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 基准站布设的基本原则及流动站定位精度分析
• 2.1 基准站布设的基本原则
• 2.2 流动站与基准站相对位置对流动站定位精度的影响
• 2.2.1 三个以上基准站时流动站的定位精度情况
• 2.2.2 少于三个基准站时流动站的定位精度分析
• 2.2.3 两种情况下的定位精度分析
• 2.3 流动站初始位置对最终点位精度的影响
• 2.3.1 流动站初始位置对内插改正数的影响
• 2.3.2 算例分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 网络RTK系统中数据压缩的算法研究及软件实现
• 3.1 RINEX格式观测值文件相关内容
• 3.1.1 RINEX格式
• 3.1.1.1 概述
• 3.1.1.2 文件类型
• 3.1.1.3 命名规则
• 3.1.1.4 文件结构及特点
• 3.2 RINEX2.10格式说明
• 3.2.1 格式说明方式
• 3.2.2 RINEX格式GPS观测值文件
• 3.3 压缩算法
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 几种常见的无损数据压缩编码
• 3.3.3 本文提出的压缩算法
• 3.4 压缩程序实现流程图
• 3.5 程序界面
• 3.6 数据分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 网络RTK系统中的数据传输
• 4.1 网络RTK系统数据链路系统的构成
• 4.1.1 基准站与控制中心的数据专线服务
• 4.1.2 控制中心与流动站之间的数据链路
• 4.1.3 控制中心部分的网络连接
• 4.1.4 网络RTK数据通信系统构成图
• 4.2 数据通信中的关键技术
• 4.2.1 TCP/IP体系
• 4.2.1.1 OSI参考模型
• 4.2.1.2 TCP/IP参考模型
• 4.2.1.3 TCP/IP体系的几个重要协议
• 4.2.2 C/S结构与B/S结构
• 4.2.2.1 基本的C/S结构
• 4.2.2.2 三层和多层Client/Server结构
• 4.2.2.3 B/S结构
• 4.2.3 Socket（套接字）技术
• 4.2.3.1 Socket分类
• 4.2.3.2 Socket与应用程序的关系
• 4.2.3.3 套接字的实现
• 4.3 网络数据传输软件的设计
• 4.3.1 数据传输软件发送端的设计
• 4.3.2 数据传输软件接收端的设计
• 4.3.3 数据传输软件主界面
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文的主要工作和创新点
• 5.2 结论及后续工作
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢