[发明专利]基于地图映射的卫星导航数据分布式实时处理方法和系统

说明书

一种基于地图映射的卫星导航数据分布式实时处理方法和系统，本发明针对传统的单机集中式处理方法在处理海量GNSS数据时计算和存储资源不能满足需求的问题，分布式处理能够实现地域上的分布以及计算资源、存储资源软硬件部署上的分布。将主计算问题划分为多个子计算问题，通过并行解决子计算问题来提高计算性能，同时能够有效利用整个分布式系统的硬件资源，实现资源的高效利用。另外，通过地域上的分布能够减少网络传输距离，降低网络时延，解决集中式处理中所面临的时效性差的问题。

技术领域

本发明涉及卫星导航数据处理技术领域，特别涉及一种基于地图映射的卫星导航数据分布式实时处理方法和系统。

背景技术

随着北斗三号卫星导航系统的正式开通以及我国信息化建设的进一步深入，基于北斗卫星导航系统的位置服务产业已经迎来了创新发展的新时期，各行各业对位置服务的需求越来越旺盛。近年来，高精度定位技术俨然成为了位置服务领域的研究热点，众多学者致力于研究高精度定位算法来提高定位精度。同时，由于高精度定位的实现依赖于高精度的差分产品，而精密产品需要通过大量跟踪站的海量实时数据解算得到，所以在高精度定位中对海量全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）实时数据的处理也越来越关键。

GNSS实时数据总量呈指数级递增趋势，特别是随着连续运行基准站（ContinuousOperating Reference System , CORS）的大量建立，相应的处理运算量更是迅速增加。GNSS数据处理中基线解算是影响定位精度的关键一步，也是计算量最大、处理时长最长的过程之一。GNSS载波观测量做双差是最常用的GNSS基线解算方法，但是如果参与解算的测站数量大大增加，载波双差解算的时间复杂度将会呈几何级数增长（），普通单机难以支撑短时间内完成大数据量的基线解算的需求。

传统的GNSS数据的处理方法多采用单机集中式处理。由于海量GNSS数据处理过程中需要极大的计算和存储资源，所以传统的单机集中式处理方法在处理海量的GNSS数据时面临计算和存储资源不足问题，通常通过增加单机计算机性能和通过增加计算机节点数的方法来进行系统扩展，但是这两种扩展方式仅可以满足在短时间内达到提高系统性能的需要，从系统的长远发展来看，当计算机节点增加到一定程度后，继续增加节点数量系统性能不再具有明显的提升。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明针对传统的单机集中式处理方法在处理海量GNSS数据时计算和存储资源不能满足需求的问题，提出了一种基于地图映射的卫星导航数据分布式实时处理方法和系统。分布式处理能够实现地域上的分布以及计算资源、存储资源软硬件部署上的分布。将主计算问题划分为多个子计算问题，通过并行解决子计算问题来提高计算性能，同时能够有效利用整个分布式系统的硬件资源，实现资源的高效利用。另外，通过地域上的分布能够减少网络传输距离，降低网络时延，解决集中式处理中所面临的时效性差的问题。

本发明由下述技术方案实现：

本发明的第一方面提供了一种基于地图映射的卫星导航数据分布式实时处理方法，包括如下步骤：

步骤S100，通过主控制机获取观测网络的原始观测数据和分布式网络节点的相关信息，并通过观测网络的原始观测数据计算生成多个独立基线；

步骤S200，根据分布式网络节点的信息将生成的基线数据划分成大小相等且独立的小数据块；

步骤S300，将分解后的子基线解算分配到分布式网络的各个节点上；

步骤S400，将每个小数据块上的数据格式化为键值对形式的数据；

步骤S500，每个节点对格式化后的基线数据分别进行子基线解算，进一步生成键值对形式的结果数据；

步骤S600，将步骤S500中生成的子解算结果映射到主控机不同的存储桶中，同时对每个节点初步的子解算结果进行分区、排序和溢写；

步骤S700，对第一个存储桶的子基线解算结果进行合并、二次排序形成一个结果文件；