一种时空网体系建设方法

1.本发明属于网络技术领域，特别是涉及一种时空网体系建设方法。

背景技术：

2.相较于传统的网络体系，融合时空信息的网络对于信息的智能感知与处理能力、信息的安全接入和快速传输能力都有更高的要求。但现有互联网的数据接入和传输技术不能直接用于融合了高精度时空信息的时空网数据信息，物联网的信息感知和采集技术尚不能满足时空网对全域信息实时采集的要求，且由于现有网络标准不统一，使其在实现全球无缝覆盖和切换方面需要攻克难题。
3.为此，时空网需要具备对多源、全域信息的智能感知与处理能力，并能够产生时空增强信息来增强物理层通过传感器等获取到的信息，进而得到高精度的时空信息。其次，为保证时空信息在网络中的安全和快速传输，需要有安全透明的时空网接入协议与高效快速的传输协议。此外，面向未来复杂多样的应用场景，需要具备高性能、高可信的面向用户的服务平台，以保障时空网应用的顺利展开。进一步，还需要设计应用终端的软件和硬件算法来实现用户接入时空网即可获取高精度时空服务。

技术实现要素：

4.为解决现有技术在实现用户接入时空网即可获取高精度时空服务方面存在的问题，面向未来复杂多样的应用场景与新兴技术的发展需要，本发明提出一种融合通信和定位网络，集成多种通信和定位技术，融合通信网络融合播发与多种增强技术，结合智能信息处理算法和智能计算架构的时空网体系建设方法。
5.采用的技术方案如下：
6.本发明提供的一种时空网体系建设方法，具体步骤如下：
7.s1、构建通导融合的时空增强子系统：基于移动通信网和北斗高精度定位网，融合网络融合播发和多种增强技术，构建通导融合数据基础和播发网络，支撑多源、全空域、全时域的定位、授时服务；
8.s2、构建智能感知与信息处理子系统：集成高精度时间传递与定位技术、移动通信技术、大数据及机器学习技术，构建智能感知与信息处理子系统，基于s1所述时空增强信息和获取到的用户信息生成高精度的时空信息，实现多源全域的定位与授时服务；
9.s3、搭建时空网服务平台：基于s1的通导融合的时空增强子系统和s2智能感知与信息处理子系统提供的高精度时空数据信息，搭建高性能、智能化、高可信的时空网服务平台，实现技术与服务解耦、时空与通信融合，构建多场景差异化需求条件下的海量用户高精度时空信息服务体系；
10.s4、设计时空网应用终端与接入协议：设计应用终端的软件和硬件算法，以及时空网接入协议；所述应用终端借助安全透明的时空网接入协议，在较低成本下即可获取高精度的定位、导航和授时服务。
11.进一步，所述时空网体系建设方法还包括：s5：高可信时空网应用：借助s4所述的应用终端和接入协议接入时空网，基于s3所述的时空网服务平台，获取到可用于大众消费领域的低成本、高精度的时空信息。
12.进一步，s1具体包括如下步骤：
13.1-1、搭建通导融合一体化的增强信息播发平台：基于地面移动通信网、低轨卫星通信网和北斗高精度导航定位网，融合通信网络融合播发技术，搭建通信、定位、导航多载荷于一体的平台；
14.1-2、构建高质量、高可用的通导融合数据基础：基于所述通导融合一体化的增强信息播发平台，融合精度增强、时间增强和服务质量增强方法，构建通导融合数据基础，建立时空增强子系统；精度增强包括星基增强和地基增强。
15.进一步，s1中步骤1-2的时间增强包括北斗实时轨道和钟差的快速确定算法，以及钟差基准高稳定算法，从而实现轨道和钟差参数稳定连续输出，以满足高精度时间比对需求。
16.进一步，s1中步骤1-2的服务质量增强包括服务端和用户端，服务端包括对卫星星座、卫星信号、数据信息的完好性监测，以保证整个运行服务系统的可靠；用户端使用接收机自主完好性监测技术。
17.进一步，s2具体包括如下步骤：
18.2-1、通过高精度导航、定位与授时技术，全面感知和获取时空信息；
19.2-2、将获取到的所述时空信息通过地面移动通信网、卫星通信网、专用网联结起来；
20.2-3、利用智能计算框架和智能数据处理算法对时空信息进行处理。
21.进一步，s4具体包括如下步骤：
22.4-1、设计所述应用终端的软硬件能力，包括低成本、低功耗的导航芯片，多模定位技术，按需分级的定位算法，智能处理信息算法，以及基于终端的应用软件；
23.4-2、设计时空网接入协议，时空网接入协议是所述应用终端在时空网中通行的“身份证”；接入的实体包括人、事、物，相应的，接入协议需要具备多种终端接入模式和接入控制策略；海量接入还需要协议能够辅助所述应用终端具备大容量并发信号的检测与分离能力；融合高精度时空信息的接入技术便于对应用终端进行接入控制和溯源，有利于对敏感时空信息进行集中管控。
24.一种融合高精度时空信息的时空网系统，包括通导融合的时空增强子系统、智能感知与信息处理子系统、高性能时空网服务平台、时空网应用终端和接入协议，和高可信时空网应用，该系统上述的一种时空网体系建设方法，搭建时空网体系。
25.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
26.1.本发明提供的一种时空网体系建设方法，基于通信网和定位网，融合各种通信、定位和增强技术，构建通导一体化网络，可以基于生成的时空增强信息与采集到的用户信息生成高精度的时空信息，支撑多源、全域的高精度定位与授时服务。
27.2.本发明通过融合地面移动通信网、卫星通信网和水下通信网实现网络服务的全球覆盖，便于终端接入和数据传输，可实现时空信息服务的全球无缝覆盖。
28.3.本发明融合各种智能信息感知、采集、处理和分析技术，使得时空网体系具备智
能感知全域时空信息的能力，以及根据用户需求智能提供定制化服务的能力。
29.4.本发明可以推动技术和服务解耦，用户接入网络即可获取高质量的时空服务，转变时空信息产业供给模式，催生全新应用和产业生态。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明提供的一种时空网体系建设方法流程简图；
32.图2为本发明提供的一种融合高精度时空信息的时空网体系架构以及效果的示意图；
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.下面通过一个具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
35.本发明提出的一种时空网体系建设方法，如图1所示，包括通导融合的时空增强子系统、智能感知与信息处理子系统、高可信时空网服务平台、时空网应用终端和接入协议和高可信时空网应用。
36.具体步骤如下：
37.步骤1、基于移动通信网和北斗高精度定位网，融合网络融合播发和各种增强技术，构建通导融合数据基础和播发网络，支撑多源、全空域、全时域的高精度定位、授时服务。具体方法如下：
38.1-1、搭建通导融合一体化的增强信息播发平台：基于地面移动通信网、低轨卫星通信网和北斗高精度导航定位网，搭建通信、定位、导航多载荷于一体的平台，融合通信网络融合播发技术；
39.1-2、构建高质量、高可用的通导融合数据基础：基于所述通导融合一体化的增强信息播发平台，融合精度增强、时间增强和服务质量增强方法，以保障所述子系统输出差分信息和完好性监测信息，构建通导融合数据基础，建立时空增强子系统。
40.其中，精度增强包括星基增强和地基增强；
41.其中，时间增强包括北斗实时轨道和钟差的快速确定算法，及钟差基准高稳定算法，从而实现轨道和钟差参数的稳定连续输出，以满足高精度时间比对需求；研究北斗时与国际标准时utc溯源算法，以满足高精度单向授时需求。以北斗广域高精度时间服务(wpt)为例，其通过测站原子钟和utc(k)/bdt引入连续、稳定、可溯源的时间基准，继而基于全球分布的gnss跟踪站生成相应时间基准下的广域实时差分改正产品，并通过网络将产品播发至用户；用户端基于实时精密单点定位(ppp)时间传递算法获取本地钟与系统时间基准的
差异，并采用精密调钟技术实现终端与系统的同步。
42.其中，服务质量增强主要包括服务端和用户端。服务端包括卫星星座和增强信息的完好性监测，参考站数据完好性监测和实时增强服务信号完好性监测，以保证系统可靠运行；研究北斗之外的其他全球卫星导航系统系统异常检测技术，以应对特殊极端情况。用户端通常使用接收机自主完好性监测技术。
43.其中，差分信息指的是基于精度增强和时间增强输出的广域实时差分改正信息，包括实时精密轨道、钟差、大气延迟、硬件延迟。
44.步骤2、集成时空信息的全面感知、获取和智能处理技术，构建智能感知与信息处理子系统：提供高精度、高可靠、高并发、高可用的综合时空服务，具体方法如下：
45.2-1、通过高精度导航、定位与授时技术，全面感知和获取时空信息。其中，高精度授时技术可提供精确的时间信息；通过精确的时间同步，融合卫星导航、惯性导航、匹配导航、激光导航等技术提供室内外无缝定位；
46.2-2、将获取到的时空信息通过地面移动通信网、卫星通信网、水下通信网联结起来；
47.2-3、利用智能计算框架和智能数据处理算法对联结后的综合时空信息进行处理。其中，智能计算框架将数据处理中心的数据处理压力转移到更加广泛分布的节点网络中，减少数据传输过程中能量和时间的消耗，为用户提供低时延和位置感知，更加适应移动性的应用；智能数据处理算法指的是部署在计算节点上的数据处理算法，包括大数据、机器学习和人工智能等算法。
48.步骤3、搭建时空网服务平台，基于步骤1的通导融合的时空增强子系统和步骤2智能感知与信息处理子系统提供的时空数据信息，搭建高性能、智能化、高可信的时空网服务平台。
49.步骤4、设计高可信时空网应用终端和时空网接入协议，具体方法如下：
50.4-1、设计所述应用终端的软硬件能力，包括低功耗的导航芯片、多模定位技术、按需分级的定位算法和流程、智能处理信息算法，以及基于终端的应用软件，从而使其能够根据差异化应用场景提供定制化信息服务；进一步开展终端应用产业化推广，使其具备能够在较低成本下实现高精度时空服务能力；
51.4-2、时空网接入协议是所述应用终端在时空网中通行的“身份证”；接入技术的实体包括人、事、物；差异化的应用场景、海量接入和快速增长的网络终端数量需要终端具备大容量并发信号的检测和分离技术，并设计多种终端接入模式和控制策略；所述融合高精度时空信息的接入技术有利于对大容量高并发信号进行检测分离，以及对终端进行接入控制和溯源，便于对终端进行接入控制和溯源，有利于对敏感时空信息进行集中管控。
52.步骤5、基于所述应用终端和协议接入所述时空网服务平台，获取到可用于大众消费领域的低成本、高精度的时空信息，例如，获取的上述时空信息能够满足多场景、差异化的应用场景，支持智慧城市、数字孪生等高可信时空应用的发展。以智能手机低成本车道级导航为例，手机端通过通信鉴权模块验证接入高可信时空网，对获取到高精度的时空信息进行坐标转换，进一步与地图道路适配，实现低成本的车道级导航。
53.综上，本发明提出了一种融合高精度的时空信息的时空网体系建设方法。该方法首先基于通信网和定位网，融合多种通信、定位和增强技术，融合通信网络融合播发技术，
构建通导融合的时空增强子系统，搭建高质量、高可用的通导融合数据基础和播发网络，支撑高精度的时空信息的产生；其次，集成多种时空信息智能感知和处理技术，构建智能感知与信息处理子系统，基于前述时空增强信息和获取到的用户信息产生高精度的时空信息；继而，基于前述数据信息和网络，搭建高性能、智能化、高可信的时空网服务平台，并设计时空网应用终端和安全透明的时空网接入协议，开展终端应用的产业化推广，在较低成本下实现高精度时空服务能力；最后，基于前述终端、接入协议和服务平台开展面向大众消费领域的时空信息服务应用示范，满足多场景、差异化的应用需求，进一步支持智慧城市、数字孪生等高可信时空应用的发展。本发明融合各种智能信息感知、采集、处理和分析技术，使得时空网体系具备智能感知全域时空信息的能力，并能根据用户需求智能提供定制化服务的能力。
54.通过以上实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可以借助软件加上必须的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rok/rak、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
55.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种时空网体系建设方法，其特征在于，具体步骤如下：s1、构建通导融合的时空增强子系统：基于移动通信网和北斗高精度定位网，融合网络融合播发和多种增强技术，构建通导融合数据基础和播发网络，支撑多源、全空域、全时域的定位、授时服务；s2、构建智能感知与信息处理子系统：集成高精度时间传递与定位技术、移动通信技术、大数据及机器学习技术，构建智能感知与信息处理子系统，基于s1所述时空增强信息和获取到的用户信息生成高精度的时空信息，实现多源全域的定位与授时服务；s3、搭建时空网服务平台：基于s1的通导融合的时空增强子系统和s2智能感知与信息处理子系统提供的高精度时空数据信息，搭建高性能、智能化、高可信的时空网服务平台，实现技术与服务解耦、时空与通信融合，构建多场景差异化需求条件下的海量用户高精度时空信息服务体系；s4、设计时空网应用终端与接入协议：设计应用终端的软件和硬件算法，以及时空网接入协议；所述应用终端借助安全透明的时空网接入协议，在较低成本下即可获取高精度的定位、导航和授时服务。2.根据权利要求1所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，所述时空网体系建设方法还包括：s5：高可信时空网应用：借助s4所述的应用终端和接入协议接入时空网，基于s3所述的时空网服务平台，获取到可用于大众消费领域的低成本、高精度的时空信息。3.根据权利要求1所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，s1具体包括如下步骤：1-1、搭建通导融合一体化的增强信息播发平台：基于地面移动通信网、低轨卫星通信网和北斗高精度导航定位网，融合通信网络融合播发技术，搭建通信、定位、导航多载荷于一体的平台；1-2、构建高质量、高可用的通导融合数据基础：基于所述通导融合一体化的增强信息播发平台，融合精度增强、时间增强和服务质量增强方法，构建通导融合数据基础，建立时空增强子系统；精度增强包括星基增强和地基增强。4.根据权利要求3所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，s1中步骤1-2的时间增强包括北斗实时轨道和钟差的快速确定算法，以及钟差基准高稳定算法，从而实现轨道和钟差参数稳定连续输出，以满足高精度时间比对需求。5.根据权利要求3所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，s1中步骤1-2的服务质量增强包括服务端和用户端，服务端包括对卫星星座、卫星信号、数据信息的完好性监测，以保证整个运行服务系统的可靠；用户端使用接收机自主完好性监测技术。6.根据权利要求1所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，s2具体包括如下步骤：2-1、通过高精度导航、定位与授时技术，全面感知和获取时空信息；2-2、将获取到的所述时空信息通过地面移动通信网、卫星通信网、专用网联结起来；2-3、利用智能计算框架和智能数据处理算法对时空信息进行处理。7.根据权利要求1所述的一种时空网体系建设方法，其特征在于，s4具体包括如下步骤：4-1、设计所述应用终端的软硬件能力，包括低成本、低功耗的导航芯片，多模定位技
术，按需分级的定位算法，智能处理信息算法，以及基于终端的应用软件；4-2、设计时空网接入协议，时空网接入协议是所述应用终端在时空网中通行的“身份证”；接入的实体包括人、事、物，相应的，接入协议需要具备多种终端接入模式和接入控制策略；海量接入还需要协议能够辅助所述应用终端具备大容量并发信号的检测与分离能力；融合高精度时空信息的接入技术便于对应用终端进行接入控制和溯源，有利于对敏感时空信息进行集中管控。8.一种融合高精度时空信息的时空网系统，其特征在于，包括通导融合的时空增强子系统、智能感知与信息处理子系统、高性能时空网服务平台、时空网应用终端和接入协议，和高可信时空网应用，该系统采用如权利要求1-7任一项所述的一种时空网体系建设方法，搭建时空网体系。

技术总结

本发明涉及一种时空网体系建设方法，包括：S1：构建通导融合的时空增强子系统，融合网络融合播发和各种增强技术，提供通导融合数据基础和播发网络；S2：构建智能感知与信息处理子系统，实现多源全域的定位和授时服务；S3：搭建高性能的时空网服务平台，满足多场景差异化条件下海量用户的高精度时空信息需求；S4：设计时空网应用终端和安全透明的接入协议，终端接入时空网即可获取到高精度的时空服务；S5：基于时空网服务平台和应用终端，面向差异化的应用场景，提供时空网应用。本发明通过整合多种技术和资源，构建时空网体系，使得用户接入时空网即可获得高精度的时空服务，具备通导融合、智能感知、自主可控、安全可信等优势。安全可信等优势。安全可信等优势。