DB42-T 2182-2024 GNSS差分格网监控与诊断技术规程

ICS07.040CCSM50DB42TechnicalregulationsforGNSSdif湖北省市场监督管理局发布IDB42/T2182—2024前言 V 2规范性引用文件 3术语和定义 4监控内容及方法 24.1监控内容 24.2监控方法 35诊断 35.1诊断指标 35.2故障分类 45.3故障处理 56后置分析 56.1时间序列生成 56.2分析指标 56.3故障修复与处理 6参考文献 7DB42/T2182—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖北省测绘工程院提出。本文件由湖北省自然资源厅归口。本文件起草单位：湖北省测绘工程院、武汉大学、湖北地信科技集团股份有限公司、湖北省标准化与质量研究院、湖北省测绘质量监督检验站。本文件主要起草人：邹崇尧、厉芳婷、魏以宽、聂桂根、王波、杨华先、陈渠森、贺喜、钟静、姜楠、黄海英、赵鹏、胡菡、梁斌、唐晓霏、陈华、王均浩、林晓静、谢秋琪、修延霞。箱:1556154372@；对本文件的有关修改意见建议请反馈至湖北省测绘工程院，联系电话邮箱:625932085@。VDB42/T2182—2024GNSS差分格网监控与诊断的目的是监控GNSS地基增强系统向用户终端提供实时位置服务的全流程可用性，包括实时监控卫星导航定位基准站网的观测数据是否满足解算要求，数据中心网络延迟是否满足实时处理要求，电离层TECu是否满足外业作业要求，数据中心差分格网生成是否满足终端差分定位要求。诊断因网络、数据服务等因素产生的故障，为运维人员提供便捷的监控与诊断依据，进而实现为高精度位置服务用户提供高质量服务保障。1DB42/T2182—2024GNSS差分格网监控与诊断技术规程本文件规定了GNSS差分格网监控与诊断的监控内容及方法、诊断、修复、后置分析等内容。本文件适用于GNSS差分服务格网数据的监控与诊断。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T28588—2012全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范GB/T39611—2020卫星导航定位基准站术语3术语和定义GB/T39611—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1全球卫星导航系统globalnavigationsatellitesystem；GNSS在全球范围提供定位、导航和授时服务的卫星系统的统称。如全球定位系统(GPS)、格洛纳斯导航卫星系统(GLONASS)、伽利略导航卫星系统(Galileo)和北斗卫星导航系统(BDS)等。[来源：GB/T39611—2020,2.3.1]3.2差分differential一种改进无线电导航系统定位精度的技术。通过确定已知位置的定位误差，随后将该误差或校正因子发送给在相同地理区域内使用同一个无线电导航系统信号源的用户。3.3虚拟参考站技术virtualreferencestation；VRS在某一区域内建立构成网状覆盖的多个GNSS基准站，在流动站附近建立一个虚拟基准站，根据周围各基准站上的实际观测值算出该虚拟基准站的虚拟观测值，将虚拟基准站的差分改正传输给用户终端，实现用户终端的高精度定位。[来源：GB/T39611—2020,5.2.10]3.4差分改正differentialcorrection利用用户终端和基准站接收机测量误差的相关性，求定卫星定位误差的改正参数，用户终端利用这些改正参数进行处理得到定位结果，可提高直接定位精度。[来源：GB/T39611—2020,5.2.7]3.5差分格网differentialgrid2DB42/T2182—2024在区域内按经纬度划分格网，在格网中心坐标生成VRS并实时的播发格网中心点的差分改正数。流动站使用最近的格网中心点进行差分改正，实现用户终端的高精度定位。3.6位置服务locationbasedservice；LBS基于卫星导航或其他手段获取时空信息，向用户提供与位置相关联的服务。[来源：GB/T39611—2020,5.2.1]3.7卫星导航定位基准站网GNSSreferencestationsnetwork由若干卫星导航定位基准站、数据中心及数据通信网络组成,用于提供数据、定位、导航、授时、位置、气象、地震等服务的系统。[来源：GB/T39611—2020,2.2]3.8数据中心datacenter由服务器、网络设备、专业软件系统以及机房等构成，具备数据管理、数据处理分析及产品服务等功能，用于汇集、存储、处理、分析和分发基准站数据，形成产品和开展服务。[来源：GB/T39611—2020,3.1.3]3.9实时服务real-timeservice时间延迟在6s以内的数据服务。[来源：GB/T28588—2012,3.7]3.10电离层电子总含量totalelectroncontent；TEC在信号传播路径上，横截面为1㎡柱体所含电子总量。[来源：GB/T39611—2020,5.1.7]3.11天顶方向总电子含量verticaltotalelectroncontent；VTEC垂直于测站上方的电离层电子总含量。3.12时间序列timeseries将同一统计指标的数值按其发生的时间先后顺序排列而成的数列。4监控内容及方法4.1监控内容4.1.1基准站数据信息对基准站数据进行监控的主要内容包括：a)基准站名称、位置、编码、数据延迟、接收机、天线类型，天线高、天线高量取方式等基本信息；b)每个基准站观测值中观测到的卫星系统、各系统卫星数量、卫星编号、卫星高度角；c)基准站观测数据质量，包括观测值频段、信噪比、数据完好率、采样率、周跳比、多路径误差等信息。3DB42/T2182—20244.1.2网络通信数据信息对网络通信数据进行监控的主要内容包括：a)网络带宽、丢包率；b)每分钟单个基准站向数据中心发送的数据采样率和数据量；c)数据中心向用户终端发送的数据采样率和数据延迟。4.1.3差分格网数据信息对差分格网数据进行监控的主要内容包括：a)格网编号、格网尺度、格网中心点坐标、格网范围概略高程信息；b)格网解算状态信息：服务管理系统正常运行1小时后统计整网解算状态正常时间占总测试时间的百分比作为系统时间可用性。4.1.4电离层数据信息对电离层数据进行监控的主要内容包括：a)通过GNSS观测数据获取各卫星系统电离层穿透点的实时分布情况；b)观测站上空不同卫星的TEC实时变化曲线。4.1.5数据中心信息对数据中心进行监控的主要内容包括：a)服务器负载压力统计，包括：CPU、内存、磁盘读写等负载压力；b)用户终端信息，包括终端名、发起连接的起始时间、持续时长等。4.2监控方法监控内容中的实时数据通过数据传输解析获取，统计数据通过日志文件统计获取。5诊断5.1诊断指标5.1.1指标内容通过实时的基准站数据信息、网络通信数据信息、格网数据信息、电离层扰动指数、数据中心信息，排查故障节点上报给运维管理人员。实时服务诊断的主要指标应符合表1的规定。表1实时服务诊断指标通信总延迟主要由由发送延迟、传播延迟、处理延4DB42/T2182—2024表1实时服务诊断指标（续）—包含且不限于GPS、GLONASS、BDS、Galileo、QZSS、—5.1.2指标计算方法诊断指标中丢包率按照公式（1）来计算。式中：LP——丢失报文；TP——报文总数。诊断指标中信噪比按照公式（2）来计算。式中：SNR——信噪比；Ps——信号强度；Pn——噪声强度。诊断指标中电离层扰动指数按照公式（3）来计算。式中：dT——每小时电离层TEC相对偏移量；TECh——每小时电离层电子总含量的平均值；TECm——以当日为中心的27天该小时段电离层电子总含量的中值。5.2故障分类实时服务诊断差分格网服务数据故障类型主要包括：基准站数据故障、网络通信故障、电离层异常、差分格网数据故障四种。具体故障描述和故障代号见表2。表2实时服务诊断差分格网服务数据故障类型、描述和代号表基准站观测所有卫星系统包含卫星数量基准站通信延迟超限、数据中心到用户5DB42/T2182—2024表2实时服务诊断差分格网服务数据故障类型、描述和代号表（续）5.3故障处理在确定故障类型后，运维管理人员和用户终端应采取如下处理方式：a)基准站数据故障：复位基准站接收机工作状态；b)网络通信故障：检查用户终端的网络环境和信号强度、复位基准站接收机网络模块、调试数据中心网络设备；c)电离层异常：建议用户终端避开电离层活跃和异常时间段；d)差分格网数据故障：初始化数据中心差分格网模块重新解算模糊度，并向用户终端重新播发格网数据。6后置分析6.1时间序列生成通过长时间序列的数据累积，建立差分格网数据有效率时间序列、VTEC时间序列、基准站时间序列、服务器负载压力时间序列、终端连接次数时间序列，分析格网故障的相关性，建立各时间序列间的运维服务关联模型，分析诊断，并找出故障修复方法。不同监控内容的时间序列生成的方式如下：a)差分格网有效率（差分格网有效率=有效差分格网总数÷（总站点数量×24时间序列的生成：将格网可用率大于95%的1小时格网编号为1个有效格网，统计每天的差分格网有效率，形成差分格网有效率时间序列；b)VTEC时间序列的生成：每1小时为频率更新电离层扰动指数，形成电离层时间序列；c)基准站数据质量完好性时间序列的生成：将每天有效率大于85%的基准站观测值计为一个完好观测数据，形成每站对应的基准站数据质量完好性时间序列；d)基准站数据多路径误差时间序列的生成：将多路径误差大于0.5m的基准站编号和频点号形成基准站数据多路径误差时间序列；e)服务器负载压力时间序列的生成：根据时间需求自行定义统计差分解算服务器的CPU负载、内存使用率、硬盘读写速度，形成时服务器负载压力间序列；f)终端连接次数时间序列的生成：以天为间隔统计用户终端发起连接的次数，形成终端连接次数时间序列。6.2分析指标时间序列分析指标主要包括以下内容：a)基准站数据完整性≥85%；b)基准站数据各频点多路径误差≤0.5m；c)差分格网有效率＞95%；d)电离层扰动指数＞80%；6DB42/T2182—2024e)控制中心CPU平均占用率＜70%，内存使用率＜70%，以及CPU、内存余量应大于30%。6.3故障修复与处理通过本文件第6.1条生成的各项时间序列统计，分析差分格网服务过程中与时间相关的各项指标，给出以下故障修复办法：a)基准站数据质量完好性时间序列不足7天（日历日）的，应检查该基准站的基础设施、接收设备、网络设备和供电设备运行情况；b)基准站多路径误差时间序列存在2个频点以上多路径误差超限的，应检查该基准站的天线和接收设备运行情况及观测环境；c)基准站差分格网有效率时间序列不足7天的，应结合6.3a）、6.3b）两条时间序列分析，检查该基准站坐标稳定性和差分生成模块；d)服务器负载压力（CPU、内存、硬盘读写）时间序列超限的，应检查控制中心设备，并尝试复位服务器相关软硬件；e)分析用户终端的习惯作业时间，并根据用户终端习惯作业时间安排各类应急、值守和维保工作。f)统计服务区域范围内电离层误差显著的时段，并告知用户终端避免此时段作业。7DB42/T2182—2024参考文献[1]GB/T28827.1—2022信息技术服务运行维护第1部分：通用要求[2]GB/T31158—2014电离层电子总含量（TEC）扰动分级[3]GB/T35767—2017