一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统
阅读说明：本技术 一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统 (Simple and feasible monitoring method and system for satellite-based augmentation system ) 是由 周泉 陈卓敏 周俊 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统,第一方面包括了一种星基增强系统监测参数体系,具体分为地面基准站状态、星基增强产品、产品播发状态及终端服务性能四大项和第二方面包括了BDS/GNSS星基增强系统每类监测项的分类、文件命名、文件格式、告警阈值、更新频率和延迟时间；监测系统能够系统出现异常时,第一时间发现问题,告警并通知相关负责人；具备对异常事件的统计分析功能,便于后期分析系统存在的问题；系统扩展性强,在本发明的基础上可以根据新的需求增加新的监测项。(The invention relates to a simple and feasible monitoring method and system of a satellite-based augmentation system, wherein the first aspect comprises a monitoring parameter system of the satellite-based augmentation system, which is specifically divided into four items of ground reference station state, satellite-based augmentation product, product broadcasting state and terminal service performance, and the second aspect comprises classification, file naming, file format, alarm threshold, updating frequency and delay time of each type of monitoring items of a BDS/GNSS satellite-based augmentation system; when the system is abnormal, the monitoring system can find problems at the first time, alarm and inform relevant responsible persons; the system has the function of statistical analysis of abnormal events, and is convenient for later analysis of problems in the system; the system has strong expansibility, and new monitoring items can be added according to new requirements on the basis of the invention.)
技术领域
本发明涉及到卫星导航技术领域，尤其涉及到一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统。
背景技术
世界上目前主要有四个全球卫星导航系统，中国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧盟GALILEO，各卫星导航系统提供的标准服务精度一般是10m量级，精度较低，无法满足工程施工、精密农业、自动驾驶等亚米、厘米级高精度定位需求。传统的地基增强系统可以较好的解决定位精度的问题，但其存在着建设成本过高，后期运维压力大、无法实现全球覆盖及用户总体数量受限等问题。星基增强系统相对于地基增强系统是一种天基增强系统，而采用PPP定位技术的星基增强系统可以达到地基增强系统同样的定位精度，而且其具有不受地域限制，可以实现全球覆盖，全球用户总量不受限等优点。
但当前尚没有一中简单可行的星基增强系统监测方法，已有的关于卫星导航领域的监测方法大部分也是针对导航系统本身的监控，比如星座状态、空间信号质量、空间信号精度、导航系统服务性能等，侧重于卫星导航系统自身及其运控角度；因此设计一套简单可行的星基增强系统监测方法及系统就显得十分必要。
发明内容
本发明设计了一种简单可行的星基增强系统监测方法，建立了BDS/GNSS星基增强监测与显示系统，解决了星基增强系统运行监测难题，提高了星基增强系统运行的完好性与可靠性。
本发明一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统第一方面包括了一种星基增强系统监测参数体系，具体分为地面基准站状态、星基增强产品、产品播发状态及终端服务性能四大项；地面基准站状态用于监测全球基准站运行状态是否正常，具体包括全球基准站分布、全球基准站状态、测站信息、接收机类型、天线信息、天线DELTA H/E/N、观测值类型、数据状态、数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、实时位置、跟踪卫星列表、卫星高度角、卫星方位角、实时DOP值、实时定位精度ENU以及实时接收机钟差；星基增强产品用于监测星基增强系统解算的轨道产品、钟差产品、电离层产品和未校准相位延迟UPD产品的产品状态，具体包括在轨导航卫星信息、实时星下点位置、卫星预报位置、定轨测站数、定轨验后sigma、定轨测站残差、定轨卫星残差、轨道确定精度、轨道预报精度、轨道产品连续性、实时钟差解算测站数、实时钟差确定精度、电离层解算测站数、全球电离层TEC、全球电离层TEC精度、测站电离层模型精度、未校准相位延迟UPD解算测站数、UPD产品精度、空间增强信号连续性、空间增强信号精度和星座全球DOP值；产品播发状态用于监测星基增强产品的播发状态，包括实时轨道改正数播发状态、实时轨道改正数播发正确性、实时钟差改正数播发状态、实时钟差改正数播发正确性、电离层产品播发状态、电离层产品播发正确性、UPD产品播发状态、UPD产品播发正确性；终端定位性能用于监测全球基准站和导航定位终端利用星基增强产品获得的定位性能，具体包括全球定位平面精度、全球定位高程精度、PPP定位连续性、PPP定位可用性、PPP定位精度时间序列、终端实时定位精度靶点图、终端实时定位位置与轨迹、终端卫星跟踪情况、终端天空图、终端DOP值、终端接收机钟差。
本发明第二方面包括了BDS/GNSS星基增强系统每类监测项（见本发明第一方面描述）的分类、文件命名、文件格式、告警阈值、更新频率和延迟时间。
本发明中文件格式说明采用的是Fortran程序设计语言中的方式，一个格式通常具有如下形式：[r]fw.[m]其中r为重复因子，表示后面的内容讲重复的次数，r部分为可选；f为数据类型符，本发明用到的有X，A，I，F，X表示空格，A表示字符型，I为整型，F为单精度浮点型；w表示字段宽度；m表示当前字段中的最少的数字或字符数，当数据类型为浮点型时表示小数位数。
地面基准站状态监测归为两类，一类是基准站总体信息total_list，用于记录全球基准站的测站信息、接收机类型、天线类型、观测值类型和数据状态；另一类是单站信息site_list，用于记录某个基准站的数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、实时位置、跟踪卫星列表、卫星高度角、卫星方位角、实时定位精度ENU、实时接收机钟差。
基准站总体信息total_list设计为每1s更新一次，实时更新，基准站总体信息包含时间信息和基准站列表信息两个部分。时间信息用简化儒略日（整型）和天内秒（浮点型）表示，基准站列表信息用一个长字符串表示，其中字符串按基准站顺序依次包含了每个基准站的纬度、经度、大地高、数据状态标识、接收机类型、天线类型、天线高、系统频率信息，同一个站的不同类型数据用‘,’分隔，不同站数据用‘；’分隔。
单站信息site_list设计为每1s更新一次，实时更新，单站信息包含时间信息和定位信息两个部分；时间信息用简化儒略日（整型）和天内秒（浮点型）表示，定位信息用一个长字符串表示，其中字符串按顺序依次包含了纬度、经度、大地高、数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、dE、dN、dU、可观测卫星总数、BDS卫星数、GPS卫星数、GLONASS卫星数、GALILEO卫星数、QZSS卫星数、PDOP、HDOP、VDOP、TDOP、接收机钟差、卫星PRN号、高度角、方位角、卫星PRN号、高度角、方位角、卫星PRN号、高度角、方位角…，不同类型数据间用‘,’分隔，‘；’表示结束符。
星基增强产品监测归为6类，卫星位置、精密轨道确定、实时钟差解算、电离层解算、UPD解算和空间增强信号。
卫星位置类包含在轨卫星信息、实时卫星位置和卫星预报位置。
在轨卫星信息设计了一个文本文件satInfo.dat，更新频率为3小时更新一次，与精密轨道确定更新频率相同，延迟时间为5分钟。satInfo.dat中包含卫星PRN号、SVN号、卫星类型、COSPAR ID、启用日期、失效日期、质量、射频号等信息，其中文件前5行为时间和格式描述性信息，从第6行开始为卫星参数信息，每颗卫星占一行，依次为GPS卫星信息、BDS卫星信息、GLONASS卫星信息、GALILEO卫星信息和QZSS卫星信息。
实时卫星位置和预报位置设计了一个后缀名为sat的文件，更新频率为3小时，延迟时间为2小时。卫星位置文件*.sat包含了当前时间点前24小时和后24小时的卫星位置，用GPST的历元时间和纬度、经度、大地高（BLH）表示，时间间隔为15分钟一组，每个历元依次包括GPS卫星BLH位置、BDS卫星BLH位置、GLONASS卫星BLH位置和GALILEO卫星BLH位置。
精密轨道确定设计了一个后缀名为orb的文件来记录定轨的相关状态，包含定轨测站数、定轨验后单位权中误差sigma、轨道确定精度、轨道预报精度、轨道产品连续性，更新频率为3小时，延迟时间为2小时。orb文件中依次包括轨道确定开始时间、定轨弧长、处理间隔、定轨卫星数、定轨测站数、验后单位权中误差、每颗卫星的三维位置误差、径向误差。
实时钟差解算设计了一个后缀名为clk的文件来记录实时钟差确定精度和钟差产品连续性，更新频率为3小时，延迟时间为3小时。clk文件内容包含开始时间、弧长、处理间隔、参考卫星、评估卫星、每颗卫星的钟差精度。
电离层解算设计了4个类型的文件分别记录全球电离层TEC、全球电离层TEC精度、测站电离层模型精度和频间偏差DCB文件。
全球电离层TEC用后缀名为inx的文件来记录全球电离层TEC的格网数据，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟。inx文件包含开始时间、处理间隔、纬度范围、经度范围、纬度间隔值、经度间隔值、每个格网点TEC值等信息。其中格网数据点设计为经度每5度、纬度每2.5度一个点。
全球电离层TEC精度设计了一个用后缀名为rms的文件来记录全球电离层TEC精度的格网数据，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟。与inx文件类似，rms文件包含开始时间、处理间隔、纬度范围、经度范围、纬度间隔值、经度间隔值、每个格网点TEC精度等信息。其中格网数据点设计为经度每5度、纬度每2.5度一个点。
测站电离层模型精度设计用后缀名为blh的文件记录全球测站进行电离层解算时的rms值，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟。blh文件包含开始时间、处理间隔、测站总数，每个站的经纬度和rms值。
未校准相位延迟UPD解算包含UPD产品精度和UPD产品连续性，设计一个后缀名为fcb的文件来记录UPD的相关信息，更新频率为3小时，延迟时间为5分钟。fcb文件包含历元时间、卫星PRN号、频点标识、宽巷值、宽巷sigma、窄巷值、窄巷sigma。
空间增强信号包含空间增强信号连续性、空间增强信号精度以及星座全球DOP值。
空间增强信号连续性及精度设计了一个后缀名为sis的文件来记录，其更新频率为3小时，延迟时间为5小时，文件包含处理间隔、处理时长、每颗卫星预报轨道的径向、切向、法向精度、钟差精度以及综合得出的空间信号增强精度。
星座全球DOP值设计了一个后缀名为dop的文件来记录全球DOP值，更新频率为1天，延迟时间为一天。文件包含起始时间、结束时间、参与计算的卫星系统、卫星PRN号、处理间隔、截至高度角、每一格网点一天HDOP、VDOP和PDOP的95%分位点数值。
终端定位性能用于监测基于BDS/GNSS星基增强产品的全球基准站和各类定位终端可以达到的定位精度。本发明设计了一个后缀名为pos的文件来记录全球基准站定位精度统计情况，各类终端单站实时定位见单站信息设计部分。
全球基准站定位精度文件pos更新频率为1小时，延时时间为5分钟。pos文件包含统计起始时间、结束时间、采样间隔、截至高度角，每个基准站的经度、纬度、大地高、东方向偏差、北方向偏差、高程方向偏差、水平方向偏差和三维位置偏差。
本发明第三方面设计实现了一套基于BDS/GNSS星基增强系统的监测与显示系统，能够对星基增强系统的关键项进行监测，对发现的异常进行告警，对各类监测参数和监测结果进行直观的可视化显示，提高星基增强系统的运行可靠性。
本发明设计的监测与显示系统包含数据输入模块，数据处理模块、显示模块、告警模块和系统管理模块，详见附图16所示。
输入模块为监测显示系统的数据来源，一般是星基增强系统各子系统的状态文件、产品文件等，这些文件根据本发明第一和第二方面所设计的数据类型和格式进行编码，作为监测显示系统的数据输入，输入数据根据更新频率分别推送到文件FTP服务器和Mysql数据库进行数据保存，其中基准站总体信息、单站信息、用户终端信息等更新频率高的存入数据库，其余类型的文件存入文件FTP服务器。
数据处理模块对输入数据进行读取、分析、处理、绘图、生成告警信息等。数据处理模块实际对应处理了24项图表内容，分别是实时站分布、导航卫星分布、全球定位平面精度、全球定位高程精度、轨道产品连续性、最新轨道产品精度、历史轨道产品精度、钟差产品连续性、最新钟差产品精度、历史钟差产品精度、全球电离层TEC、全球电离层RMS、观测站电离层模型精度、差分码偏差（DCB）时间序列、卫星端相位偏差（UPD）时间序列、GEO卫星服务范围、空间增强信号精度、全球DOP值、导航终端天空图、导航终端DOP值、导航终端精度、导航终端轨迹、导航终端钟差、导航终端定位精度时间序列。每张图表所对应的接口、更新频率、延迟时间、阈值设置等信息。
显示模块对数据处理模块生成的各类图表进行显示。
实时站分布图显示全球基准站的实时运行状态及分布情况，运行状态分为正常和异常两种状态，点击某个基准站，可以得到基准站信息和实时星空图。
导航卫星分布图显示全球BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的实时星下点位置，点击某颗卫星显示卫星的实时状态信息。
全球定位平面精度和全球定位高程精度显示全球基准站基于星基增强产品和PPP算法获得的东方向、北方向和高程方向的定位精度统计结果。全部基准站的定位统计结果以颜色条对应数值大小的方式进行显示。
轨道产品连续性显示最近一周BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的轨道产品状态，以X轴表示时间，Y轴表示卫星的条状图方式进行显示，绿色表示正常，红色表示中断。
最新轨道产品精度显示最近一次精密轨道确定得到的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星轨道径向精度和三维精度，以X轴表示卫星，Y轴表示精度值的柱状图方式显示。
历史轨道产品精度显示最近一个月精密轨道确定得到的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星轨道径向精度和三维精度时间序列，从中可以看出最近一个月轨道精度的整体情况和趋势，以X轴表示时间、Y轴表示精度的折线图方式显示。
钟差产品连续性显示最近一周BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差产品的状态，以X轴表示时间，Y轴表示卫星的条状图方式进行显示，绿色表示正常，红色表示中断。
最新钟差产品精度显示最近一次钟差解算的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差精度，以X轴表示卫星，Y轴表示钟差精度值的柱状图方式显示。
历史钟差产品精度显示最近一个月钟差解算确定的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差精度时间序列，从中可以看出最近一个月钟差精度的整体情况和趋势，以X轴表示时间、Y轴表示精度的折线图方式显示。
全球电离层TEC、全球电离层RMS图以热力图的形式显示出全球的电离层TEC含量以及全球电离层的RMS值。
观测站电离层模型精度图显示电离层解算时参与解算的全球基准站RMS值大小，以颜色条对应数值大小的方式进行显示。
差分码偏差（DCB）时间序列显示最近一年的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO各卫星码偏差数值大小，以X轴表示卫星、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
卫星端相位偏差（UPD）时间序列显示最近一周的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星未校准相位延迟大小，以X轴表示卫星、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
GEO服务范围显示播发增强信息的GEO卫星的覆盖范围。
空间信号增强精度显示最近一个月BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的空间增强信号精度，以X轴表示时间、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
全球DOP值显示最近一小时的全球DOP值分布情况，以热力图的形式进行显示。
导航终端星空图显示导航终端的实时星空图情况。
导航终端DOP值显示导航终端最近设定时间段的PDOP、VDOP和HDOP数值，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
导航终端精度显示导航终端实时的定位精度情况，以靶点图的方式进行显示。
导航终端位置显示导航终端实时的位置和最近时间段的轨迹，以卫星图上打点的方式进行显示。
导航终端钟差显示导航终端最近设定时间段的接收机钟差大小，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
导航终端定位精度时间序列显示导航终端最近时间段在东方向、北方向和高程方向精度的时间序列，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
告警模块对全球BDS/GNSS星基增强系统出现的异常情况进行实时告警。
第一步，监测系统实时监测星基增强系统的运行情况；
第二步，系统运行正常时不生成任何告警信息，当系统出现异常时生成告警信息；
第三步，根据告警信息的内容，通过邮件或短信方式通知相关负责人；
第四步，相关负责人处理解决告警内容；
第五步，监测系统实时监测到上述异常情况解决；
第六步，告警信息状态更新，显示上述告警内容为已解决状态。
本发明中设计的告警内容，其中“***”为本发明第二方面提到的文件类型或者基准站名称。
本发明设计的告警信息包括告警内容、告警时间、恢复时间、持续时间、当前状态、负责人、类型、告警级别。
本发明设计的告警查询功能，查询条件为告警类型、状态、持续时间、负责人和告警级别5项，可以选择一项或者多项进行查询。
本发明设计内容可以全面监测星基增强系统的运行状态，将后台数据转换为丰富的动态可视化显示图表，易于展示；另外本发明能够对星基系统运行过程中的异常或者故障进行实时状态监控和告警，第一时间通知相关负责人进行处理，根据处理结果返回对应的处理状态，以此保障系统的连续稳定运行。
附图说明
图1为本发明的设计的星基增强系统监测参数体系示意图；
图2为本发明设计的地面基准站状态相关监测项；
图3为本发明设计的基准站总体信息total_list输出格式；
图4为本发明设计的单站信息site_list输出格式；
图5为本发明设计的星基增强产品监测分类；
图6为本发明设计的在轨卫星信息文件示例；
图7为本发明设计的卫星实时与预报位置格式文件示例；
图8为本发明设计的精密轨道确定精度文件示例；
图9为本发明设计的实时钟差解算精度文件示例；
图10为本发明设计的全球电离层TEC文件示例；
图11为本发明设计的测站电离层模型精度文件示例；
图12为本发明设计的未校准相位延迟精度和连续性文件示例；
图13为本发明设计的空间增强信号连续性与精度的文件示例；
图14为本发明设计的星座全球PDOP值的文件示例；
图15为本发明设计的全球基准站定位精度评估文件示例；
图16为本发明设计的监测与显示系统的模块结构设计图；
图17为本发明设计的监测与显示系统显示效果图；
图18为本发明设计的星基增强系统监测中告警部分的处理流程；
图19为本发明设计的系统告警模块的具体故障类型；
图20为本发明设计的系统告警模块的告警信息内容；
图21为本发明设计的系统告警模块中告警查询的输入条件项。
具体实施方式
本发明设计了一种简单可行的星基增强系统监测方法，建立了BDS/GNSS星基增强监测与显示系统，解决了星基增强系统运行监测难题，提高了星基增强系统运行的完好性与可靠性。
本发明一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统第一方面包括了一种星基增强系统监测参数体系，具体分为地面基准站状态、星基增强产品、产品播发状态及终端服务性能四大项，详细见附图1。
地面基准站状态用于监测全球基准站运行状态是否正常，具体包括全球基准站分布、全球基准站状态、测站信息、接收机类型、天线信息、天线DELTA H/E/N、观测值类型、数据状态、数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、实时位置、跟踪卫星列表、卫星高度角、卫星方位角、实时DOP值、实时定位精度ENU以及实时接收机钟差。
星基增强产品用于监测星基增强系统解算的轨道产品、钟差产品、电离层产品和未校准相位延迟UPD产品的产品状态，具体包括在轨导航卫星信息、实时星下点位置、卫星预报位置、定轨测站数、定轨验后sigma、定轨测站残差、定轨卫星残差、轨道确定精度、轨道预报精度、轨道产品连续性、实时钟差解算测站数、实时钟差确定精度、电离层解算测站数、全球电离层TEC、全球电离层TEC精度、测站电离层模型精度、未校准相位延迟UPD解算测站数、UPD产品精度、空间增强信号连续性、空间增强信号精度和星座全球DOP值。
产品播发状态用于监测星基增强产品的播发状态，包括实时轨道改正数播发状态、实时轨道改正数播发正确性、实时钟差改正数播发状态、实时钟差改正数播发正确性、电离层产品播发状态、电离层产品播发正确性、UPD产品播发状态、UPD产品播发正确性。
终端定位性能用于监测全球基准站和导航定位终端利用星基增强产品获得的定位性能，具体包括全球定位平面精度、全球定位高程精度、PPP定位连续性、PPP定位可用性、PPP定位精度时间序列、终端实时定位精度靶点图、终端实时定位位置与轨迹、终端卫星跟踪情况、终端天空图、终端DOP值、终端接收机钟差。
本发明第二方面包括了BDS/GNSS星基增强系统每类监测项（见本发明第一方面描述）的分类、文件命名、文件格式、告警阈值、更新频率和延迟时间，详细见表1。其中YYYY、MM、DD、HH、mm分别标识年、月、日、时、分。
本发明中文件格式说明采用的是Fortran程序设计语言中的方式，一个格式通常具有如下形式：[r]fw.[m]其中r为重复因子，表示后面的内容讲重复的次数，r部分为可选；f为数据类型符，本发明用到的有X，A，I，F，X表示空格，A表示字符型，I为整型，F为单精度浮点型；w表示字段宽度；m表示当前字段中的最少的数字或字符数，当数据类型为浮点型时表示小数位数。
表1 星基增强系统监测项具体设计
地面基准站状态监测归为两类，详见附图2；一类是基准站总体信息total_list，用于记录全球基准站的测站信息、接收机类型、天线类型、观测值类型和数据状态；另一类是单站信息site_list，用于记录某个基准站的数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、实时位置、跟踪卫星列表、卫星高度角、卫星方位角、实时定位精度ENU、实时接收机钟差。
基准站总体信息total_list设计为每1s更新一次，实时更新，详细输出格式如附图3所示，包含时间信息和基准站列表信息两个部分；时间信息用简化儒略日（整型）和天内秒（浮点型）表示，基准站列表信息用一个长字符串表示，其中字符串按基准站顺序依次包含了每个基准站的纬度、经度、大地高、数据状态标识、接收机类型、天线类型、天线高、系统频率信息。同一个站的不同类型数据用‘,’分隔，不同站数据用‘；’分隔。
单站信息site_list设计为每1s更新一次，实时更新，详细输出格式如附图4所示，包含时间信息和定位信息两个部分；时间信息用简化儒略日（整型）和天内秒（浮点型）表示，定位信息用一个长字符串表示，其中字符串按顺序依次包含了纬度、经度、大地高、数据接收率、观测值状态、星历状态、周跳状态、dE、dN、dU、可观测卫星总数、BDS卫星数、GPS卫星数、GLONASS卫星数、GALILEO卫星数、QZSS卫星数、PDOP、HDOP、VDOP、TDOP、接收机钟差、卫星PRN号、高度角、方位角、卫星PRN号、高度角、方位角卫星PRN号、高度角、方位角…；不同类型数据间用‘,’分隔，‘；’表示结束符。
星基增强产品监测归为6类，卫星位置、精密轨道确定、实时钟差解算、电离层解算、UPD解算和空间增强信号，详见附图5。
卫星位置类包含在轨卫星信息、实时卫星位置和卫星预报位置。
在轨卫星信息设计了一个文本文件satInfo.dat，更新频率为3小时更新一次，与精密轨道确定更新频率相同，延迟时间为5分钟；satInfo.dat中包含卫星PRN号、SVN号、卫星类型、COSPAR ID、启用日期、失效日期、质量、射频号等信息，其中文件前5行为时间和格式描述性信息，从第6行开始为卫星参数信息，每颗卫星占一行，依次为GPS卫星信息、BDS卫星信息、GLONASS卫星信息、GALILEO卫星信息和QZSS卫星信息，具体格式见表2，实例见附图6。
表2 satInfo.dat文件格式说明
实时卫星位置和预报位置设计了一个后缀名为sat的文件，更新频率为3小时，延迟时间为2小时；卫星位置文件*.sat包含了当前时间点前24小时和后24小时的卫星位置，用GPST的历元时间和纬度、经度、大地高（BLH）表示，时间间隔为15分钟一组，每个历元依次包括GPS卫星BLH位置、BDS卫星BLH位置、GLONASS卫星BLH位置和GALILEO卫星BLH位置，具体格式见表3，实例见附图7。
表3 sat文件格式说明
精密轨道确定设计了一个后缀名为orb的文件来记录定轨的相关状态，包含定轨测站数、定轨验后单位权中误差sigma、轨道确定精度、轨道预报精度、轨道产品连续性，更新频率为3小时，延迟时间为2小时；orb文件中依次包括轨道确定开始时间、定轨弧长、处理间隔、定轨卫星数、定轨测站数、验后单位权中误差、每颗卫星的三维位置误差、径向误差，具体格式见表4，实例见附图8。
表4 orb文件格式说明
实时钟差解算设计了一个后缀名为clk的文件来记录实时钟差确定精度和钟差产品连续性，更新频率为3小时，延迟时间为3小时；clk文件内容包含开始时间、弧长、处理间隔、参考卫星、评估卫星、每颗卫星的钟差精度，具体格式见表5，实例见附图9。
表5 clk文件格式说明
电离层解算设计了4个类型的文件分别记录全球电离层TEC、全球电离层TEC精度、测站电离层模型精度和频间偏差DCB文件。
全球电离层TEC用后缀名为inx的文件来记录全球电离层TEC的格网数据，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟。inx文件包含开始时间、处理间隔、纬度范围、经度范围、纬度间隔值、经度间隔值、每个格网点TEC值等信息。其中格网数据点设计为经度每5度、纬度每2.5度一个点，文件具体格式见表6，实例见附图10。
表6 inx和rms文件格式说明
全球电离层TEC精度设计了一个用后缀名为rms的文件来记录全球电离层TEC精度的格网数据，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟；与inx文件类似，rms文件包含开始时间、处理间隔、纬度范围、经度范围、纬度间隔值、经度间隔值、每个格网点TEC精度等信息；其中格网数据点设计为经度每5度、纬度每2.5度一个点，文件具体格式见表7。
表7 rms文件格式说明
测站电离层模型精度设计用后缀名为blh的文件记录全球测站进行电离层解算时的rms值，更新频率为5分钟，延迟时间为5分钟；blh文件包含开始时间、处理间隔、测站总数，每个站的经纬度和rms值，文件具体格式见表8，实例见附图11。
表8 blh文件格式说明
未校准相位延迟UPD解算包含UPD产品精度和UPD产品连续性，设计一个后缀名为fcb的文件来记录UPD的相关信息，更新频率为3小时，延迟时间为5分钟。fcb文件包含历元时间、卫星PRN号、频点标识、宽巷值、宽巷sigma、窄巷值、窄巷sigma，文件具体格式见表9，实例见附图12。
表9 fab文件格式说明
空间增强信号包含空间增强信号连续性、空间增强信号精度以及星座全球DOP值。
空间增强信号连续性及精度设计了一个后缀名为sis的文件来记录，其更新频率为3小时，延迟时间为5小时，文件包含处理间隔、处理时长、每颗卫星预报轨道的径向、切向、法向精度、钟差精度以及综合得出的空间信号增强精度。文件具体格式见表10，实例见附图13。
表10 sis文件格式说明
星座全球DOP值设计了一个后缀名为dop的文件来记录全球DOP值，更新频率为1天，延迟时间为一天；文件包含起始时间、结束时间、参与计算的卫星系统、卫星PRN号、处理间隔、截至高度角、每一格网点一天HDOP、VDOP和PDOP的95%分位点数值，具体格式为表11，实例文件见附图14。
表11 dop文件格式说明
终端定位性能用于监测基于BDS/GNSS星基增强产品的全球基准站和各类定位终端可以达到的定位精度；本发明设计了一个后缀名为pos的文件来记录全球基准站定位精度统计情况，各类终端单站实时定位见单站信息设计部分。
全球基准站定位精度文件pos更新频率为1小时，延时时间为5分钟；pos文件包含统计起始时间、结束时间、采样间隔、截至高度角，每个基准站的经度、纬度、大地高、东方向偏差、北方向偏差、高程方向偏差、水平方向偏差和三维位置偏差，具体格式为表12，实例文件见附图15。
表12 pos文件格式说明
本发明第三方面设计实现了一套基于BDS/GNSS星基增强系统的监测与显示系统，能够对星基增强系统的关键项进行监测，对发现的异常进行告警，对各类监测参数和监测结果进行直观的可视化显示，提高星基增强系统的运行可靠性。
本发明设计的监测与显示系统包含数据输入模块，数据处理模块、显示模块、告警模块和系统管理模块，详见附图16所示。
输入模块为监测显示系统的数据来源，一般是星基增强系统各子系统的状态文件、产品文件等，这些文件根据本发明第一和第二方面所设计的数据类型和格式进行编码，作为监测显示系统的数据输入，输入数据根据更新频率分别推送到文件FTP服务器和Mysql数据库进行数据保存，其中基准站总体信息、单站信息、用户终端信息等更新频率高的存入数据库，其余类型的文件存入文件FTP服务器。
数据处理模块对输入数据进行读取、分析、处理、绘图、生成告警信息等；数据处理模块实际对应处理了24项图表内容，分别是实时站分布、导航卫星分布、全球定位平面精度、全球定位高程精度、轨道产品连续性、最新轨道产品精度、历史轨道产品精度、钟差产品连续性、最新钟差产品精度、历史钟差产品精度、全球电离层TEC、全球电离层RMS、观测站电离层模型精度、差分码偏差（DCB）时间序列、卫星端相位偏差（UPD）时间序列、GEO卫星服务范围、空间增强信号精度、全球DOP值、导航终端天空图、导航终端DOP值、导航终端精度、导航终端轨迹、导航终端钟差、导航终端定位精度时间序列。每张图表所对应的接口、更新频率、延迟时间、阈值设置等信息见表13所示。
表13 监测图表与接口关系追踪表
显示模块对数据处理模块生成的各类图表进行显示。本发明设计的监测显示系统显示效果如附图17所示，总计24张图表，每行4张，共6行。
实时站分布图显示全球基准站的实时运行状态及分布情况，运行状态分为正常和异常两种状态，点击某个基准站，可以得到基准站信息和实时星空图。
导航卫星分布图显示全球BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的实时星下点位置，点击某颗卫星显示卫星的实时状态信息。
全球定位平面精度和全球定位高程精度显示全球基准站基于星基增强产品和PPP算法获得的东方向、北方向和高程方向的定位精度统计结果；全部基准站的定位统计结果以颜色条对应数值大小的方式进行显示。
轨道产品连续性显示最近一周BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的轨道产品状态，以X轴表示时间，Y轴表示卫星的条状图方式进行显示，绿色表示正常，红色表示中断。
最新轨道产品精度显示最近一次精密轨道确定得到的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星轨道径向精度和三维精度，以X轴表示卫星，Y轴表示精度值的柱状图方式显示。
历史轨道产品精度显示最近一个月精密轨道确定得到的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星轨道径向精度和三维精度时间序列，从中可以看出最近一个月轨道精度的整体情况和趋势，以X轴表示时间、Y轴表示精度的折线图方式显示。
钟差产品连续性显示最近一周BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差产品的状态，以X轴表示时间，Y轴表示卫星的条状图方式进行显示，绿色表示正常，红色表示中断。
最新钟差产品精度显示最近一次钟差解算的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差精度，以X轴表示卫星，Y轴表示钟差精度值的柱状图方式显示。
历史钟差产品精度显示最近一个月钟差解算确定的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星钟差精度时间序列，从中可以看出最近一个月钟差精度的整体情况和趋势，以X轴表示时间、Y轴表示精度的折线图方式显示。
全球电离层TEC、全球电离层RMS图以热力图的形式显示出全球的电离层TEC含量以及全球电离层的RMS值。
观测站电离层模型精度图显示电离层解算时参与解算的全球基准站RMS值大小，以颜色条对应数值大小的方式进行显示。
差分码偏差（DCB）时间序列显示最近一年的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO各卫星码偏差数值大小，以X轴表示卫星、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
卫星端相位偏差（UPD）时间序列显示最近一周的BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星未校准相位延迟大小，以X轴表示卫星、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
GEO服务范围显示播发增强信息的GEO卫星的覆盖范围。
空间信号增强精度显示最近一个月BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星的空间增强信号精度，以X轴表示时间、Y轴表示数值大小的折线图方式显示。
全球DOP值显示最近一小时的全球DOP值分布情况，以热力图的形式进行显示。
导航终端星空图显示导航终端的实时星空图情况。
导航终端DOP值显示导航终端最近设定时间段的PDOP、VDOP和HDOP数值，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
导航终端精度显示导航终端实时的定位精度情况，以靶点图的方式进行显示。
导航终端位置显示导航终端实时的位置和最近时间段的轨迹，以卫星图上打点的方式进行显示。
导航终端钟差显示导航终端最近设定时间段的接收机钟差大小，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
导航终端定位精度时间序列显示导航终端最近时间段在东方向、北方向和高程方向精度的时间序列，以X轴表示时间、Y轴表示数值的折线图方式显示。
告警模块对全球BDS/GNSS星基增强系统出现的异常情况进行实时告警，告警模块的工作流程如附图18所示。
第一步，监测系统实时监测星基增强系统的运行情况；
第二步，系统运行正常时不生成任何告警信息，当系统出现异常时生成告警信息；
第三步，根据告警信息的内容，通过邮件或短信方式通知相关负责人；
第四步，相关负责人处理解决告警内容；
第五步，监测系统实时监测到上述异常情况解决；
第六步，告警信息状态更新，显示上述告警内容为已解决状态。
本发明中设计的告警内容见附图19所示，其中“***”为本发明第二方面提到的文件类型或者基准站名称。
本发明设计的告警信息包括告警内容、告警时间、恢复时间、持续时间、当前状态、负责人、类型、告警级别，见附图20所示。
本发明设计的告警查询功能，查询条件为告警类型、状态、持续时间、负责人和告警级别5项，可以选择一项或者多项进行查询，见附图21所示。