本發(fā)明涉及共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法。更具體地，涉及一種北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法。

背景技術(shù)：

共視是目前應(yīng)用最為成熟的一種高精度遠程時間頻率傳遞技術(shù)，這種方法以GNSS衛(wèi)星為媒介，兩個相距甚遠的時間頻率實驗室同時對同一顆GNSS衛(wèi)星進行觀測，將該GNSS衛(wèi)星鐘時間作為兩者的公共參考源，測定實驗室時鐘與衛(wèi)星鐘時間之差，經(jīng)數(shù)據(jù)交換，將兩個實驗室的觀測結(jié)果作差，最終得到兩實驗室時間偏差，從而實現(xiàn)遠程時間頻率傳遞。這種方法有效消除了衛(wèi)星鐘差的影響，削弱了與站間距離密切相關(guān)的衛(wèi)星軌道誤差和大氣延遲的影響，因此能夠有效提高遠程時間傳遞精度，是世界各國時頻實驗室應(yīng)用最為普及的一種遠程時間傳遞方法，具有成本低、數(shù)據(jù)處理技術(shù)簡單成熟等優(yōu)點，而且可以連續(xù)運行。

為改善共視時間傳遞性能，國際計量局(BIPM)主持制定了國際共視時間頻率傳遞交換的數(shù)據(jù)格式，即GPS共視法標準數(shù)據(jù)格式GGTTS(The Group on GPS Time Transfer Standards)。在GPS共視法標準數(shù)據(jù)格式GGTTS中，規(guī)定了共視數(shù)據(jù)的處理方法，傳遞的各參數(shù)符號及含義，以及數(shù)據(jù)格式。因此，共視數(shù)據(jù)交換是以GGTTS文件的形式完成的，每個GGTTS文件包含有一天的數(shù)據(jù)，相應(yīng)的共視結(jié)果滯后一天。

北斗短報文通信技術(shù)是我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)特有的一個功能，由于北斗短報文采用GEO衛(wèi)星完成通信，北斗短報文通信覆蓋能力和生存能力均優(yōu)于現(xiàn)有的移動和固定電話網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)，為遠程共視時間頻率傳遞提供了一種可用通信鏈路。然而，由于北斗短報文通信信道資源有限，GGTTS數(shù)據(jù)格式規(guī)定的各項參數(shù)遠遠超過北斗短報文通信容量，缺乏合理的共視數(shù)據(jù)壓縮方法。

因此，需要提供一種北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，解決了在利用北斗短報文進行共視數(shù)據(jù)傳輸時，由于信道容量有限，無法完成全部共視數(shù)據(jù)傳遞的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，該方法包括如下步驟：

對北斗短報文共視數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，生成電文內(nèi)容；

將電文內(nèi)容進行傳輸；

所述電文內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)頭、時差數(shù)目、各衛(wèi)星與系統(tǒng)時差對應(yīng)的協(xié)調(diào)世界時、對本地與GPS系統(tǒng)時差平均值取ms部分、對本地與BD系統(tǒng)時差平均值取ms部分、依據(jù)各衛(wèi)星觀測量計算的本地與系統(tǒng)時差的0.1ns部分和校驗位。

優(yōu)選地，所述對本地與GPS系統(tǒng)時差平均值取ms部分和所述對本地與BD系統(tǒng)時差平均值取ms部分的取值范圍均為±500ms。

優(yōu)選地，所述依據(jù)各衛(wèi)星觀測量計算的本地與系統(tǒng)時差的0.1ns部分中包括：衛(wèi)星編號、用于偽距測量的頻率和碼類型、依據(jù)相應(yīng)用于偽距測量的頻率和碼類型觀測量計算的本地與相應(yīng)系統(tǒng)時差與對本地與GPS系統(tǒng)時差平均值取ms部分/對本地與BD系統(tǒng)時差平均值取ms部分的差值。

優(yōu)選地，所述依據(jù)各衛(wèi)星觀測量計算的本地與系統(tǒng)時差的0.1ns部分中還可以增加各衛(wèi)星信息，例如：各衛(wèi)星的方位角和高度角信息。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述技術(shù)方案解決了在利用北斗短報文進行共視數(shù)據(jù)傳輸時，由于信道容量有限，無法完成全部共視數(shù)據(jù)傳遞的問題，可以實現(xiàn)快速連續(xù)共視數(shù)據(jù)傳輸。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出GGTTS中參數(shù)含義示意圖。

圖2示出北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮編碼格式示意圖。

圖3示出頻率和碼類型編碼示意圖。

圖4示出各衛(wèi)星的方位角和高度角信息示意圖。

圖5示出用戶至短報文模塊的信息傳輸格式示意圖。

圖6示出短報文模塊至用戶的信息傳輸格式示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

本實施方式提供的北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法綜合考慮了GPS共視法標準數(shù)據(jù)格式GGTTS中對于時間傳遞不可或缺的參數(shù)以及北斗短報文通信容量，可以實現(xiàn)快速連續(xù)共視數(shù)據(jù)傳輸。

本實施方式提供的北斗短報文共視數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法包括如下步驟：

對北斗短報文共視數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，生成電文內(nèi)容；

將電文內(nèi)容進行傳輸。

其中，對北斗短報文共視數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式的設(shè)定如下：

一方面，需要考慮的是標準共視中需要傳遞的參數(shù)：

GPS共視法標準數(shù)據(jù)格式GGTTS中參數(shù)含義如圖1所示，其中，對于時間傳遞不可或缺的參數(shù)包括：

1)MJD和STTIME：表示比對的起始時間，因為這關(guān)系到兩站數(shù)據(jù)交換后，觀測時間段的對應(yīng)關(guān)系；

2)PRN：表示衛(wèi)星的偽隨機編碼號，目前接收機均為多通道接收機，可以同時跟蹤多顆衛(wèi)星，針對每顆衛(wèi)星，數(shù)據(jù)交換后需要分星對齊；

3)REFGPS：表示本地與衛(wèi)星導航系統(tǒng)的最終時差結(jié)果，精度為0.1ns；

4)FRC：表示觀測偽距的頻率和碼類型，由于各站接收機觀測類型不一致，單頻接收機僅提供L1C(GPS)/B1C(BD)數(shù)據(jù)，雙頻接收機還可以提供L3P數(shù)據(jù)；

5)CK：表示校驗信息，如果發(fā)現(xiàn)校驗碼有誤可以丟棄本幀數(shù)據(jù)，避免在最終共視結(jié)果中引入粗大誤差。

另一方面，需要考慮的是北斗短報文通信容量和傳輸頻度：

依據(jù)北斗短報文傳輸協(xié)議4.0版，目前北斗短報文通信為特許用戶提供通道容量為1680bit，傳輸頻度為1s；為一般用戶提供通道容量為616bit(經(jīng)實際測試)，傳輸頻度為60s。

綜合考慮以上兩方面內(nèi)容，本實施方式中將北斗短報文共視數(shù)據(jù)按照圖2所示方式進行壓縮編碼，即本實施方式中對北斗短報文共視數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式如圖2所示，對北斗短報文共視數(shù)據(jù)的壓縮編碼后生成的電文內(nèi)容包括：

第一部分、數(shù)據(jù)頭：占32bit，固定為“$DBW”；

第二部分、時差數(shù)目N：與接收機偽距觀測量和觀測衛(wèi)星數(shù)目有關(guān)，例如，觀測到PRN1號星和PRN2號星，其中PRN1號星L1C、L1P、L2P、L3P可用，PRN2號星僅有L1C可用，則時差數(shù)目N＝4+1＝5；

第三部分、時間MJD：表示各衛(wèi)星與系統(tǒng)時差對應(yīng)的協(xié)調(diào)世界時UTC；

第四部分、REFGPS的ms部分：其值為對本地與GPS系統(tǒng)時差(依據(jù)當前可視衛(wèi)星分別計算)平均值取ms(毫秒)部分，范圍為±500ms；

第五部分，REFBD的ms部分：其值為對本地與BD系統(tǒng)時差(依據(jù)當前可視衛(wèi)星分別計算)平均值取ms(毫秒)部分，范圍為±500ms；

第六部分、依據(jù)各衛(wèi)星觀測量計算的本地與系統(tǒng)時差的0.1ns部分：本部分包括三項，分別為PRN、deltaREFSYS和FRC，其中，PRN為衛(wèi)星編號，F(xiàn)RC為用于偽距測量的頻率和碼類型(如圖3所示)，deltaREFSYS為依據(jù)相應(yīng)FRC觀測量計算的本地與相應(yīng)系統(tǒng)時差與REFGPS的ms部分/REFBD的ms部分的差值，單位為0.1ns；

第七部分、校驗位：8位校驗位，采用從起始符“$”起到校驗位前一字節(jié)，按字節(jié)異或的結(jié)果。

其中，

需要說明的是，基于圖2所示的壓縮編碼方式，對于特許用戶，電文最長為1680bit，傳輸頻度為1s，相應(yīng)的：

32+8+40+20+20+24*N+8≤1680

有N≤64。

由于通常情況下GPS、BD可視衛(wèi)星達到18顆，但一般不會超過24顆，因此特許用戶可以同時發(fā)送兩種系統(tǒng)兩種碼類型。

對于一般用戶，電文最長為616bit，傳輸頻率為60s，相應(yīng)的：

32+8+40+20+20+24*N+8≤616

有N≤20。

由于GPS、BD可視衛(wèi)星超過20顆的情況比較常見，因此，一般用戶在進行共視時間頻率傳遞信息交換時，如果剔除低仰角情況，選擇仰角比較高的20顆星，則可實現(xiàn)一次發(fā)送一種系統(tǒng)兩種碼類型或者同時發(fā)送兩種系統(tǒng)各一種碼類型，但是由于發(fā)送頻度有限，需要對60s內(nèi)的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合后發(fā)送。為保證數(shù)據(jù)完整性，本實施方式中采用的是兩種系統(tǒng)的共視數(shù)據(jù)間隔發(fā)送，即前次發(fā)送GPS共視數(shù)據(jù)后次發(fā)送BD共視數(shù)據(jù)，只需將擬合時間延長至120s。

此外，圖2中的第六部分可擴展加入各衛(wèi)星相關(guān)的其他參數(shù)，例如：除圖2包含的各項參數(shù)以外，方位角和高度角也是共視時間頻率傳遞信息中一項非常重要的參數(shù)，可以用于權(quán)值的設(shè)定。如果傳輸容量足夠，可以增加各衛(wèi)星的方位角和高度角信息，如圖4所示。

依據(jù)北斗短報文傳輸協(xié)議4.0版，北斗短報文接口數(shù)據(jù)傳輸格式如圖5和圖6所示，其中，數(shù)據(jù)發(fā)送方依據(jù)圖5所示進行數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)接收方依據(jù)圖6所示進行數(shù)據(jù)解碼，其中數(shù)據(jù)編碼和解碼方式均依據(jù)北斗短報文傳輸協(xié)議規(guī)定完成，電文內(nèi)容部分則依據(jù)圖2所示內(nèi)容完成編碼和解碼，即可實現(xiàn)采用北斗短報文進行共視數(shù)據(jù)傳輸。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。