（精密仪器及机械专业论文）基于GPRSInternet的GPS信息服务系统的设计与实现(精密仪器及机械专业优秀论文).pdf

摘要 摘要 为了提高g p s 定位精度，常采用g p s 差分技术。实时差分定位系统是g p s 测量技术与数据传输技 术相结合而构成的组合系统，是g p s 测量技术发展中的进步。将实时差分技术应用到土地变更调查中， 克服了传统野外监测方法的弊端，实现了动态监测的实时性，保证了土地利用数据的现势性，可以满足 高标准，高要求的土地利用调查的需要，在土地利用调查中具有广泛的应用前景。 本文介绍了实时差分技术的基本原理，通讯链路是实时差分技术实现的关键环节。传统的电台模式 因作用范围有限、误码率高、成本昂贵等缺陷，制约了实时差分系统的应用范围因此提出基于 g p r s i n t e m e t 的g p s 实时差分系统的总体结构，采用基于i n t e r t m t g p r s 的数据传输方式作为基准站和 移动站之间的通讯链路，并对r t c m 数据电文格式进行分析，确定实时差分系统需传输的数据量，从 而论证g p r s i n t e m e t 网络数据传输方式的可行性，并进一步对其可靠性和稳定性进行了实际测试。基 于i n t e m e t g p r s 差分网络的建成，使得数据通讯不受距离限制，低成本投入实现大范围、无盲区覆盖， 该差分网络用于土地调查管理，移动站只需记录变更界限拐点位置数据，数据量大大减少，作业效率大 大提高。用统一建模语言( u m l ) 对整个系统进行分析与设计，采用支持面向对象的c + + 语言的可视 化软件开发环境，基于多线程技术的串口数据收发，基于a d o 数据库引擎的数据库建设和w i n d o w s 模式下t c p i p 编程技术，完成基准站g p s 信息服务系统的软件设计。基站服务器软件主要负责对基站 接收机的相关参数进行设置；通过授权用户，使合法用户接收基站的差分改正信息，同时显示目前的网 络状况和接入网络中的合法用户数目：为了方便基站操作人员了解目前外业调查状况，调用所调查区域 的地图，在地图中显示基站位置和移动站位置：显示卫星星空图的状况，接收基站的定位信息为事后差 分提供便利，同时针对目前电文数据格式的不统一，提供了数据转换功能。结合大量的测试和工程实际 应用，对该系统的可行性和适用性进行了深入地研究。基于g p r s i n t e r n e t 的g p s 实时差分系统使土地 调查业务的点位精度大大提高，实时性增强，在国士资源调查新技术示范应用中，取得良好效果，为基 于g p s ，p d a 现代技术在土地调查中的应用奠定了有利基础。 关键字：g p sg p r s 通讯链路实时差分r i n e x 东南大学硕士学位论文 a b s t r a c t g p sd i f f e r e n c et e c h n i q u ei sa l w a y sa d o p t e dt oi m p r o v et h ep r e c i s i o no fg p sp o s i t i o n i n g r e a l - t i m e k i n e m a t i cd i f f e r e n c em o d e l st h ec o m b i n a t i o no fg p sm e a s u r i n gt e c h n i q u ea n dd a t at r a n s m i s s i o nt e c h n i q u e , w h i c hi san e wb r e a k t h r o u g hi nt h ed e v e l o p m e n to fg p sm e a s u r i n gt e c h n i q u e t h a ta p p l y i n gr e a l t i m e d i f f e r e n c et e c h n i q u et ot h eu p d a t i n gi n v e s t i g a t i t o no f t h ea c t u a l i t yo f u t i l i z i n gl a n do v e r c o m e ss h o r t c o m i n g so f t r a d i t i o n a lf i e l dm o n i t o r i n gm e t h o da n dr e a l i z e sar e a l - t i m em o n i t o r , w h i c ha c c o r d i n g l yi n s u r e st h ea c t u a l 时o f u t i l i z i n gl a n da n dm e e t sh i g h l e v e lr e q u i r e m e n t s n 圮n e wt e c h n i q u ew i l lh a v eaf a r - r a n g i n ga p p l i c a t i o n f o r e g r o u n di nt h eu p d a t i n gi n v e s t i g a t i o no f i a n d 1 、ep r i m a r yp r i n c i p i eo ft h er e a l - t i m ed i f f e r e n c es y s t e mi sp r e s e n t e d c o m m u n i c a t i o nl i n ki st h ek e y s e g m e n t b e c a u s et h et r a d i t i o n a lr a d i om o d e lh a sal o to fs h o r t c o m i n g s ，s u c ha sl i m i t e dr a n g e ，w r o n gc e d e s a n dh i e , hc o s t i ti sn o tu s e db r o a d l y t h eo v e r a l ls t r u c t u r eo ft h eg p sr e a l - t i m ed i f f e r e n t i a ls y s t e mb a s e do n g p r s i n t e r n e ti sp u tf o r w a r d 1 1 他e x i s t i n gp r o b l e m so fc o m m u n i c a t i o nl i n k sa r ea n a l y z e db yc o m p a r i n g d i g i t a lr a d i ow i t l lg p r s i n t e - w i e lm e a n w h i l er t c md a t af o r m a ti ss t u d i e di no r d e rt od e t e r m i n et r a n s m i s s i o n d a t aq u a n t i t yo ft h er e a l - t i m ed i f f e r e n c es y s t e m c o n s e q u e n t l yt h ef e a s i b i l i t yo fm e a n so fg p r s i n t e m e ti s d e m o n s t r a t e da n dt h er e l i a b i l i t ya n ds t a b i l i t yi s u l t e r i o r l yt e s t e d s o f t w a r eo fd a t as e r v i c es y s t e mo fb a s e s t a t i o ni sd e s i g n e db yu m lm e c h a n i s ma n dc o m p l e t e db ym a k i n gu s eo fm u l t i t h r e a d i n gt e c h n i q u e ，a d o d a t a - b a s ea d o p t i o na n dt c p i pp r o g r a m m i n gt e c h n i q u eu n d e rv c + + d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t i ti s r e s p o n s i b l ef o rs e t t i n gt h er e l a t e dp a r a m e t e r so fg p sr e c e i v e r , m a k i n gt h el e g a lm o v i n gs t a t i o n sr e c e i v e r t c mi n f o r m a t i o nb ya u t h o r i z i n gm o v i n gs t a t i o n s ，d i s p l a y i n gn e t w o r ks i t u a t i o na n dn u m b e ro fm o v i n g s t a t i o n si nn e t w o r k t h el a n di n v e s t i g a t i o nm a pi si n p u t ，o nw h i c ht h eb a s es t a t i o na n dm o v i n gs t a t i o n sa r e s h o w e di no r d e rt ob r i n go p e r a t o rc o n v e n i e n c ef o rk n o w i n go u t s i d ec o n d i t i o n m e a n w h i l eg p ss a t e l l i t e s l o c a t i o ni sa l s os h o w e d r a wg p sd a t ai sr e c e i v e df o rd i f f e r e n c ea n di sc h a n g e dt or i n e xf o r m o nb a s i so f a g r e a td e a lo ft e s t i n ga n de l l g l n e e r i n gp r a c t i c a la p p l i c a t i o n , t h ef e a s i b i l i t ya n da p p l i c a b i l i t yi sw o r k e do v e r t h o r o u g h l y 1 【e yw o r d s ：g p sg p r s c o m m u n i c a t i o nl i n kr e a l - t i m ed i f f e r e n c er i n e x 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 研究生签名： 圣4 ：盈垒硷日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和 纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办 理。 研究生签名：越：避导师签名： 、 日期： 以- 7 、7 j 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 g p s ( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ) 具有定位的灵活性和高精度、快速、全天候作业、操作简便等特 点。为全球范围的陆地、海上、空中及空间各类用户提供连续实时的高精度三维定位、三维测速和精确 的时间信息。随着g p s 仪器设备的更新、成本的f 降和定位算法的完善，g p s 技术在各个民用领域被 迅速地推广。将g p s 定位技术运用剑土地变更调查中，有助于提高我国国士资源管理的信息化水平。 它与传统方法相比较，具有明显的优势：g p s 不要求测站之间通视，不受时间、气象条件限制，野外操 作简单、工作效率高。但g p s 受到电离层延迟、对流层延迟、多路径效戍的影响，g p s 观测值中包含 有系统误差和随机误差，降低了g p s 单点定位的精度。目前单频g p s 接收机的单点定位精度为3 5 m ( 不同品牌产品存在一定的差异) ，不能满足土地变更调查等行业的精度要求。 为了提高g p s 定位精度，常采用g p s 差分技术。事后差分模式是最早的g p s 动态差分技术方式， 采用数据后处理，也即基准站和移动站之间不需要建立通讯链路。这种模式无法实时给出移动站的定位 结果，也无法及时监测数据质量和测量成果是否合格，如果事后发现成果不合格。需要返工重测。为了 减少返工重测的情况发生，外业时总是延长观测时阀，以获取大量的多余观测量。来保证测量结果的可 靠性。显然，这样必然降低g p s 测鼙的j 作效率。因此在这种方式下，外业采集数据量大，内业数据 处理工作繁琐，现场得不到准确的定位结果也限制了事后差分g p s 定位模式的应用。 实时差分定位模式是g p s 测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统，是g p s 测量技术发 展中一个新的突破。g p s 实时差分系统，利用基站给出的差分改正信息修正移动站接收的g p s 数据， 从而削去卫星轨道误差和卫星钟差，并大大减弱大气延迟效应的影响，提高定位精度。采用不同的差分 技术能够实现不同的定位精度，从而能够满足土地管理等业务的精度要求。 通讯链路是实时差分技术实现的关键环节。数据传输的手段目前主要有电台和公用网两种，通过对 国外及我国东南沿海地区已有差分网络的调研分析，认为当前制约g p s 实时差分技术有效应用的瓶颈 是数据传输手段，传统的电台通讯模式因为作用范围有限，误码率高，成本昂贵等固有的缺陷。制约了 实时差分系统的应用范围。 随着i n t e m e t 技术的成熟和g p r s 技术的发展，新的通讯方式应运而生。g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i o s e r v i c e ) 是对原g s m 网络结构的扩展，在承载语音业务同时，数据传输功能日益完善，现已广泛应用于 电力、水利、交通等行业。基于g p r s 差分网络的建成，数据通讯不受距离限制，低成本投入实现大范 围、无盲区覆盖，并保证1 0 0 数据传输的有效性。该差分网络用于十地调壳管理，移动站只需记录变 更界限拐点位置数据，数据量人丈减少，同时内业处理省左事后差分和差分替换两个环节，作业效率大 大提高。所以，实时差分系统不仅提高了变更调查现场测绘的精度，也大大简化了事后差分模式的作业 流程。除此之外，合理地进行网络分布并拓展，差分网络可以为其他行业如交通管制、工程建设、灾毁 预警、桥梁建筑实时监控、个人定位提供服务。促进全社会的科技经济发展，便利人们的生活。 本课题是针对g p s 单点导航定位精度低的缺点，采用实时差分定位技术来实时地提高观测站点在 指定坐标系中的三维定位结果。首先，放弃传统的数据传输模式- 数传电台链路，采用基于i n t e m e t g p r s 的数据传输方式作为基准站和移动站之间的通讯链路，设计并实现了基准站g p s 信息服务系统。该系 统应用到土地变更调查中，可以满足高标准，高要求的 十- 地利用调查的需要，而且具有省工、省时、省 力、速度快，精度高等特点，在土地利用调查中具有，“泛的应用前景。 1 2 国内外研究现状 g p s 差分技术总体上分为事后差分和实时筹分两种。事后差分和实时差分原理基本相同，都需要 两台g p s 接收机，一台称作移动站，另一台称为基准站，通过基准站获得p 星轨道和大气误差来修正 移动站的定位数据，从而实现更精确的定位。不同行业对差分精度和实时性要求不同，从而采用不同的 模式，具体如r 表1 一l 所示。 东南大学硕士学位论文 表1 - 1g p s 差分技术行业应用及技术指标 颁域主要用途 精度需求( m )可用性需求实时性需求 测绘工程测图、施工控制 士o 0 1 士0 1 t 2 小时3 6 5 天准实时或事后 建筑形变监测安全监测士o 0 0 1 士o 0 0 52 4 小时，3 6 5 天 准实时或事后 工程施工 施工、放样、管理 i - 0 0 l 士o 1 2 4 小时3 6 5 天准实时 地理信息更新 城市规划、管理 士o 0 l 士o 11 2d x 时3 6 5 天 准实时 线路施工测绘通信、电力、石油化工 i - 0 0 l 士o 12 04 q 寸3 6 5 天 准实时 地恧交通监控 车船行程管理、自主导航 i - 0 0 l 士0 1 2 4 小时3 6 5 天延时1 3 s 空中交通监控 飞机进近与着陆 士o o l 士o 12 4 小时3 6 5 天延时 4 有效观测甲星总数 4 观测时段数兰1 6 时段长度 4 5 r a i n 采样间隔1 0 3 0s e c 时段中任一卫星有效观测时问1 5 r a i n 注： 1 在对段中观测时何符合表4 - l 中第七项规定的卫星，为有效观测卫星； 2 计算有效观测p 星总数时，戍将各时段的肓效观测卫星数扣除其问的重复卫星数； 3 观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时问段； 4 观测时段效三1 6 ，指每观测一时段，至少6 0 测站再观测一时段。 3 基站坐标潮定 ( 1 ) 联测点数量不得少于3 个，视作业范围而定，以5 8 个为宣。 ( 2 ) 联测点应均匀覆盖近期并尽可能兼顾远期作业范围周围及内部。 ( 3 ) 为进行坐标系统转换布设的g p s 网，在条件许可时应与高等级g p s 点进行联测。联测点中建议 包括一个c 级以上国家g p s 网控制点作为起算点。 ( 联测点的坐标系必须与士地利用现状图的坐标系一致。若土地利用现状图是地方独立坐标系， 联测控制点必须同时提供北京5 4 或曲安8 0 平面坐标。 ( 5 ) 控制网的布设应根据精度要求进行综合设计。 a ) g p s 网的布没麻视卫星状况、接收机类型和数鼍、测区已有的资料、铡区地形和交通状 况以及作业效率综合考虑，按照优化设计原则进行，可实行分区观测。 b ) 相邻分区应设置公共观测点，且公共点数量不锝少于2 个。 c ) 6 p s 网可布设成多边形或附合路线。 d ) g p s 网中最简独立闭合环或附台线路的边数应鸶 东南大学硕士学位论文 e ) 相邻点间的平均距离应在1 0 l s k m 。相邻点最小距离为平均距离的1 3 1 2 ，最大距离 可为平均距离的2 3 倍。 f )当网中相邻点问距离小于所要求的相邻点问最小距离时，两相邻点必须直接进行同步观 测。 曲新设置的基站必须与已知控制点进行联测。 ( 6 ) g p s 测量选用标称精度不低于5 r a m + 1 p p m x d 的双频接收机进行观测。 ( 7 ) 观测基本技术规定 n 任一个同步观测单元参加观测的接收机台数应三3 。 g p s 测量基本技术规定应符合表2 l 要求。 4 坐标转换 ( 1 ) 坐标系统转换原则上可以在两个不同的空间直角坐标系、大地坐标系或高斯平面直角坐标系 进行，一般多在高斯平面直角坐标系中进行。 ( 2 ) 在高斯平面直角坐标系中进行坐标系统转换时，必须注意联测点所在参考坐标系中的平面坐 标所在的投影带是否一致。 ( 3 ) 若联测点所在参考坐标系中的平面坐标不在同一投影带，应化算到同一投影带下，或换算为 空间直角坐标系中的坐标后进行坐标系统转换，然后分别投影成不同投影带中的成果。 ( 4 ) 平面坐标系统转换模型中，应包括两个平移参数、个旋转角参数和一个尺度比参数。 ( 5 ) 空间直角坐标系统转换模型中，应包括三个平移参数，三个旋转角参数和一个尺度参数。 ( 6 ) 坐标转换软件应具有对转换模型的内外精度和转换结果精度进行评价的功能。 ( 7 ) 求解的转换参数仅适用于转换基准点所控制的区域，不宜进行外推。 2 2 2 移动站组成 图2 7 中等精度外业调查装备图2 - 8 高精度外业调查装备 移动站作为外业数据采集部分，它将十地利用现状信息与遥感信息集成到p d a 上，借助卫星定位 及其它辅助手段，由基层土地调查人员在现场对变化图斑的几何信息和属性信息进行采集和记录，将调 查的数据提供给数据库，从而实现土地利_ 【 现状数据库的更新。 移动站部分由g p s 接收主机、g p s 天线、掌上电脑p d a 以及专用背包构成( 如图2 7 所示) 。其 中，双频高精度仪器还配有专用的测量对中杆( 如图2 8 所示) 。 现场调查时，调有人员身背g p s ，手持p d a ( 如图2 - 9 所示) ，在现场进行调查及数据采集，既可 步行也可乘乍，g p s 开机即可l ：作，p d a 按界面提示逐步操作，记录变更地块的坐标、面积、届类、 地类，编号等信息。移动站外业数据采集系统以网格算法调_ j 矢量底图，实时串口接收g p s 差分或单 1 2 第二章g p s 信息服务系统设计 点定位数据，并进行相应的坐标匹配，在p d a 屏幕显示底图及g p s 接收点，进行矢量放大、缩小、漫 游，选取网格、屏幕取点、选点、构图斑、图斑属性修改、信息查询等操作，实时接收来自基站服务器 的数据信息，支持压缩影像图的导入、显示和前方交汇、直线求交、距离量算、面积求取、等辅助功能， 录入属性后生成土地变更调查的空间数据及属性数据文件。 2 2 3 通讯链路设计 图2 - 9 用于数据显示和存储的p d a 通讯链路传输数据的实时性和准确性是保证差分精度的关键。g p s 基准站将差分改正信息传送到 移动站，差分定位的精度与差分改正信息的更新速度。数据传输的准确性密切相关。因此，要求数据链 传输快速，准确，可靠。 1 通讯链路的设计要求 选择传输便捷、可靠、费用合理、网络覆盖广的通讯方式，是我们的设计目标。实时差分系统最 关键的是差分改正信息传输的实时性。为了满足g p s 实时差分系统高精度、高可靠性的要求，应当尽 量减小数据在通讯网络中的传输时延，移动站每秒输出一次g p s 信息，由于差分改正信息中存在差分 改正信息变化率的数据，即在没有收到新的差分改正数据的情况下，系统可以根据上一次的数据推算出 改正数据来用于定位信息的校正。一般要求伪距差分系统的时延不超过5 秒，载波相位差分系统的时延 不超过3 秒。同时通讯链路应具备较高的可靠性和稳定性，保证数据的稳定传输。整个通讯网络应按照 满足数据传输实时性的前提下尽可能压缩成本的原则进行设计。 2 通讯链路的选择 g p s 实时差分系统传统的数据传输多采用由调制解调器和电台组成的数据通讯链路。在基准站， 调制解调器将定位数据( 如改正数) 进行编码和调制，然后通过电台发射出去：在用户站，调制解调器 对接收到的数据进行解调，然后送入g p s 接收机进行数据处理。电台将调制后的数据变成强大的电磁 波辐射出去，能在作用范围内提供足够的信号强度，使用户站能可靠地接收。发射频率和辐射功率的选 择是数据链的重要技术指标，它视作用距离而定。电台数据传输多采用超高频( u h f ) 。甚高频( v h f ) 和高频( h f ) 播发差分信号。国际上般都采用u h f 电台播发差分信号，其频率约为4 5 0 - 4 7 0 m h z ， 波长6 0 c m 左右。根据电磁波理论，它属于一种视距传输( 准光学通视) ，其最大传输距离是由接收天 线的高度，地球曲率半径以及大气折射等因素决定的。目前，常用的单，双频实时差分系统的数传电台 多为美国p c c 公司的3 5 w ( 基准站) 和2 w ( 流动站) 电台，理论上作_ j 距离可达到几十公里。实际 作业时，由于受测区地形、气象、电磁干扰源等多种冈素的影响，一般的双频g p s 接收机的作用距离 通常只有5 - t o k m ：而在山区和城镇作业时，实时差分系统将无法工作。 移动站与基准站数据中心之间采用无线移动通讯网络，主要有以下两种方式： ( 1 ) g s m - c s d 方式 1 3 东南大学硕士学位论文 借助于移动g s m 网络的语音信道传输数据，要先建立一条语音信道，在该信道上传输数据。 这种方式传输时延小，缺点在于无论是否传输数据，要求语音信道始终存在，采用计时收费，不适 合于长时间数据传输。 ( 2 ) g p r s i n t e m e t 方式 用户端用p d a 或者专门的g p r s 模块接入移动g p r s 网络，并通过g p r s 网络接入i n t c r n e t 与同样接入i n t e m e t 的中心进行通信。g p r s 采用按流量计费的计费方式，比较适合长时间间隔性 的数据传输，此外g p r s 的网络覆盖范围广，在大多数地区都能进行g p r s 接入。 基于g p r s i n t c m c t 的g p s 实时差分系统具有以下特点： 作用范围不受距离限制，只受g p r s 信号覆盖范围的限制。而采用电台方式由于受电台发射功率 限制，覆盖范围有限，大功率的电台价格十分昂贵。 基于g p r s i n t e m e t 网络数据链的实时差分系统的基站选择更加灵活。传统的无线电台数据链系统 在基站选择时，既要顾虑数据链作用范围能否覆盖测区，又必须顾及基站的顶空条件与无线电发 射条件，而基于g p r s i n t e m e t 的系统在g p r s 信号覆盖范围内仅需考虑顶空条件即可，基站可架 设于最方便控制的地点，作业更加便捷灵活。 g p r s i n t e r n e t 网络数据链更加稳定。传统的无线电台数据链在作业过程中时常受到电台稳定性、 电源、外界无线电干扰、地形屏蔽等因素影响，而g p r s i m e m e t 网络数据链系统的稳定性依托于 完善的移动通讯网络和互联网络系统，出现故障的概率较低。 综上所述，g p r s i n t e n m 方式更符合通讯链路的设计要求。 3 g p r s 与h k m 矗的无缝链接 g p r s ( j t ! 用无线分组业务) ”4 是一种以g s m 为基础的数据传输技术，它在g s m 网络上增加g p r s 服务节点( s g s n ) 和g p r s 网关节点( s s g n ) ，通过这两个节点组成g p r s 骨干网。它是一种以无线方式 接入i n t c m e t 网络进行数据传输的方式，g p r s 网络本身使用t c p d p 协议栈进行组网，因此它可以实现 与i n t e r n e t 网络的无缝连接。g p r s 网络的这个特点，导致在数据传输的过程中，数据的格式应该符合 t c m p 协议栈的数据包格式。g p r s 具有网络覆盖广、数据传输可靠性高、频率利用率商，组网便捷、 动态链路适配，接入速度快等优点，特别是g p r s 能够与i n t e m e t 实现无缝链接，成为g p s 实时差分系 统的关键技术。 i n t e r a c t 的高速数据传输以及覆盖范围的广泛，加之传统数传电台的局限性使得应用i n t e r n c t 进行数 据传输成为可能。差分定位技术与g p r s i n t e m c t 技术的结合体现在：流动站与基准站间的通讯，由基准 站的单向u h f 无线发射方式，改为流动站通过g s m g p r s 等无线或有线通信方式上网与资料中心双向 联系的方式。g p r s 使用按流量计费的方式，其网络覆盖率高，无需使用执照费用和担心频段干扰问题 并且设备成本低。使用t c p i p , u d p 和i n t e r n e _ t 开放网络平台可以实现g p s 远程数据传输。应用以 g p r s d n t e m e t 作为g p s 实时差分定位所需信息的数据传输手段完全可行，且有以下几个优点：首先， 以i n t e m e t 来构建g p s 数据传输链路费用低廉且覆盖范围广泛( 前提是只要基准站与流动站间可以观测 到相同的卫星组，且电离层与对流层延迟效应的时空相关性随距离的增大而减小) 这点以电台作为数据 链路时无法做到；第二，以i n t e m e t 作为g p s 数据传输链路可以是双向通讯，这样，流动站可以根据自 己定位的精度不同需求相参考站发出相应的要求，参考站则根据流动站( 用户) 的需求提供相应的差分 改正信息，因而减少了在网上传输的数据流爱，进一步提高数据传输率和降低通讯费用。目前的i n t e r n c t 的稳定性并不尽人意，在数据传输的过程中有时会出现瓶颈效应甚至连接失败，但随着计算机网络技术 的发展以及新的网络特性应用，这些问题将得到圆满解决。 目前，基于g p r s i n t e m e t 的g p s 实时差分系统的应用还受到g p r s 信号覆盖范围，g p r s 网络稳 定性等客观条件的限制，但随着移动通讯与网络基础建设的逐步完善，尤其是移动通讯技术由2 g 向以 c d m a 技术为代表的3 g 技术的迈进，网络数据链的稳定性，覆盖范围都将得到进一步的改善。基于 g p r s d n t e m o 的g p s 实时差分系统具有作用范围广，便捷，高效，稳定性强，作业成本低等特点，作 业过程中基站搬迁少，对地形条件适麻性强，在城镇等g p r s 信号良好而无线电干扰较强地区尤其具备 较强的优势，与传统的基于无线电台数据收发的实时差分系统相比，无疑是个巨大的发展和进步。此外， 由 g p r s 网络数据链具备烈向数据通讯能力，因此实现移动站数据实时多点同传，远程实时传输成为 可能，这对于g p s 实时差分的作业模式，功能延伸都将产生影响，基丁网络数据链的g p s 实时差分系 1 4 第二章g p s 信息服务系统设计 统未来还具备巨大发展潜力与空间。 4 通讯链路的实时性分析及测试 基于g p r s 的实时差分系统的数据传输的实时性取决于三方面因素：需要传输的数据量、通讯链路 的传输速率和服务器的接入方式。 ( 1 ) g p r s 接入i n t e r n e t 作为通讯链路 g p r s 通用分组无线业务，它是在g s m 网络结构基础上，引入g g s n 和s g s n 两个网络支持单元， 用于实现与外部其他分组网络的无缝链接。g p r s 这种基于无线通讯的l p 数据传输方式，其技术的日 臻完善，在数据传输上的优势日渐凸现出来，具有实时性好，覆盖范围广，投入成本低，建设周期短， 维护费用少，组网方便等六大特点，渐成为国际主要的数字通讯方式，行业应用进入高速发展阶段。 g p r s 使用t d m a 的帧结构，目前有四种编码形式：c s l ，c s 2 ，c s - 3 和c s - 4 ，当采用c s - 4 每个时隙 最高可以实现2 1 4 k b p s 的数据传输速率，最多每崩户可以达到8 个时隙，实现1 7 1 2 k b p s 的数据速率。 c s - 3 和c s - 4 对无线通讯环境要求比较高，目前覆盖比较广的是c s - 2 的编码方式，每个时隙能达 到1 3 4 k b p s 的数据速率，根据g p r s 网络上下行的不对称分布和实时差分数据传输的特点( 主要是下 行数据) ，现在能够获得比较稳定2 6 8 k b p s ( 合2 7 4 4 3 2 b p s ) 以上的传输速率。随着网络的扩容和升级，还 可以获得更高的速率。 ( 2 ) 传输格式及数量 基于单频接收机实时差分( r t d ) 数据传输量 通讯链路传输的数据主要是将基站产生的差分改正信息发送给移动站。本系统中差分改正信息采用 r t c m 格式的电文，作为实时差分( r t d ) 只需要r t c ml 一种电文，当可视卫星为1 2 颗时r t c ml 的数据量为9 9 0 b i t s 。数据在g p r s 网上传输必须遵循t c p p 协议，经过t c p b p 协议对差分改正信息 封装，另外考虑通讯双方完成链接、结束链接和数据接收a c k 信息，