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摘 要

GNSS基准站作为连续运行参考站网的核心，是国家和地区进行测绘建设的基础和重要设施。针对当下不同基准站间存在管理上不兼容不统一的问题，本文利用Qt框架下的C 语言，开发了一个基于TCP协议的可同时管理和监测多个GNSS基准站所的的管理平台。文章首先介绍了国内外基准站网的建设情况，详细分析了各个地区所使用的GNSS基准站管理软件的特点与不足。然后介绍了GNSS管理软件的通讯协议与开发工具，包括GNSS基准站信号播发所采用的NMEA-0183协议、实现程序编写所涉及的Qt软件和OpenGL接口模块。最后详细描述了管理平台的界面设计、功能设计及其实现。此外，探讨了本管理平台的不足和可改进之处，为软件的下一步扩展和更新提供思路和方向。由浅入深，循序渐进地记述了整个软件从设计、开发到完成的所有过程。

关键字：GNSS基准站 NMEA-0183 TCP协议 Qt软件编程

Abstract

GNSS reference station as a operation for Continuously Operating Reference Stations network, is a basic and important facility in national and regional mapping construction. In view of the problem of management incompatibility and disunity between many different reference stations at present, based on the Qt framework using the C language programming, this paper has written a program which use TCP protocol and can manage and monitor several GNSS reference stations.

The paper firstly introduces the construction of the reference station network in China and foreign countries, and analyzes the characteristics and shortcomings of the GNSS reference station management software used in various regions. Then communication protocol and development tools of GNSS management software are introduced, including the NMEA-0183 protocol used for the signal advertisement of GNSS reference station, the Qt software involved in programming and the OpenGL interface. Finally, describe the interface design, function design and implementation of the management platform. In addition, the shortcomings and improvements of this management platform are discussed, and the ideas and directions are provided for the next expansion and update of the software. From shallow to deep, step by step describes the entire software from design, development to completion of all the process.

Keywords：GNSS reference station；NMEA-0183；TCP protocol；Qt programming

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1基准站建设情况 1

1.1.2 基准站管理软件的必要性 2

1.2研究内容 3

第二章 基准站通信协议与开发工具介绍 4

2.1 NMEA—0183协议 4

2.2 Qt应用程序开发软件 6

2.3 OpenGL的介绍 6

第三章 管理平台的功能与实现 7

3.1 软件设计 7

3.1.1 软件界面 7

3.1.2 软件功能 8

3.2 软件实现 9

3.2.1 软件界面实现 9

3.2.2 NMEA语句的获取 9

3.2.3 NMEA语句的校验 11

3.2.4 NMEA语句的解读 13

3.2.5图表显示功能 14

3.2.6基准站管理 18

3.2.7 卫星坐标的三维显示 20

3.3 软件的测试 22

第四章 改进与优化 24

4.1 优化针对install窗口的读写 24

4.2 Qt子窗口内存堆积问题 24

4.3 单点偏位的单位换算 25

第五章 总结与展望 26

5.1 总结 26

5.2 存在的不足与展望 26

5.2.1 视频监控功能 26

5.2.2 观测文件的获取与储存 26

5.2.3 基准站网平差 27

5.2.4 展望 27

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 研究背景

GNSS基准站（以下简称基准站）是指，为了对卫星信号进行长时间的观测，在某些固定的地理位点，按照国家和行业要求标准设立的可长时间不间断运行的GNSS观测站。主要由GNSS接收机，天线和不间断电源等组成。相对于流动的观测站来说，基准站是固定不动的。现代的基准站不仅仅停留在简单的观测上，而且还配有成套的管理和维护设施，一同组成一套完整的GNSS基准站工作系统。

GNSS连续运行基准站网（简称“基准站网”），其组成部件为数据网络、数据中心以及基准站。标准的基准站网不仅可以提供定位服务，还可以支持定时和导航的功能需求。在当代，基准站网数据信息是测绘行业和地理信息行业的重要数据来源，建设基准站网也是城市测绘行业建设的重要步骤。

1.1.1基准站建设情况

随着GNSS发展，尤其是卫星定位的连续运行参考站（Continuously Operating Reference Stations ,CORS）系统的开发，大大增加了工作者们对基准站和基准站网的需求。作为CORS系统中的核心成分，不论是在国际上还是国内，基准站的设立都大范围的开展起来。例如：在亚洲，日本也已建成GEONET系统，该系统由近1200个GPS连续运行站网组成。GEONET站点覆盖了日本本土，站点的平均密度达到了20km。此外美国国家大地测量局（National Geodetic Survey，NGS）设计了美国的CORS系统。该系统拥有200多个不同组织管理的1900多个GPS连续运行站组成。在欧洲，英国的国家大地测量局设计的OSNet系统目前拥有140个GPS连续运行站。

中国与2015年总体完成国家基准站网的建设。其最终实现由410个全面搭载了可以接受北斗卫星导航定位系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）的接收机构成。这个项目的完成，标志着我国大部分区域实现了基于BDS的国家坐标框架维持及时导航定位服务。

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