高速机电 | 基于北斗的高速公路高精度服务系统介绍

中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧洲伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system）之后第四个成熟的卫星导航系统。

交通运输行业是北斗系统的重点应用领域，经过多年的不断建设和持续推广，得到了广泛应用，取得了良好的应用效果。

基于北斗的高速公路高精度服务系统具备高速公路全路段亚米级高精度网络覆盖能力，通过接收终端提供全路段亚米级定位结果，为高速公路应急救援一体化管理系统和基于北斗高精度定位收费系统提供高精度位置服务能力。

工作原理

基准站网采集观测数据并将数据传送到网络RTK数据处理中心，数据处理中心基于基准站的观测数据，根据用户自身提供的概略位置，选择周边的基准站观测数据进行综合误差补偿，从而为用户提供高精度的差分信息并播发给用户，用户基于该差分信息执行高精度定位。

系统构成

系统主要包含高速路的区域增强基准站网络、高速路高精度数据处理中心和GNSS伪卫星车载高精度定位终端。

高速路的区域增强基准站网络包含北斗基准站、通信设施和防护设施。

北斗基准站主要包含北斗基准站接收机、北斗基准站天线和馈线等组成。

通信设施主要采用移动通信网络（4G）或地面通信网络（也可依赖已有的基础通信设施）。

防护设施包含视频监控设备、避雷设备等，其主要负责将基准站实时数据、设备状态和辅助信息等传输给高速路高精度数据处理中心。

其主要的物理部署和安装示意图如下所示：

高精度数据处理中心主要实现基准站的观测数据的综合处理，同时将差分增强信息发送给用户，同时实现用户的访问授权、系统状态管理和差分增强信息数据通信，其主要包含通信管理模块、增强处理模块、用户管理模块和系统管理模块，主要通过部署在已有的云平台上。

GNSS伪卫星车载高精度定位终端通过接收隧道内的北斗伪卫星增强信号和隧道外的北斗地基增强信号实现车辆亚米级的高精度定位，同时将车辆位置实时上报给监控中心。

系统功能要求

1.基准站观测数据采集、传输和管理

主要实现基准站导航电文、观测数据等综合数据采集，同时将相关的数据打包发送给数据处理中心，另外解析相关数据并提供给相应的数据综合分析和处理模块。

2.基准站观测数据的综合分析和处理

主要基于基准站观测数据，实现观测数据预处理、完好性综合分析和差分增强信息生成等综合分析和处理。

3.基准站观测数据和用户数据存储、查询和管理

主要实现基准站导航电文、观测数据和设备信息等分类存储、查询和管理，同时实现用户流量日志、用户状态综合信息等文件的存储、查询和管理。

4.定位用户综合管理和授权访问

主要实现不同类型用户的流量管理、设备状态等分类管理，并依据用户的类型差异、服务形式和用户优先级等实现授权访问的管理。

5.高精度数据处理软件状态和基准站设备状态等系统综合管理控制

主要实现基准站设备状态、卫星接收状态和数据传输状态等设备的基本管理和控制；同时实现数据处理软件的日志、运行状态和异常状态的监控和管理。

6.车载终端导航、定位与位置上报

具备接收北斗伪卫星和北斗地基增强信号，实现车辆实时的导航定位服务能力，同时具备将车辆的位置状态实时上报功能。

接口设计

北斗高精度服务系统的内外部接口关系如下表所示：

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