面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务方法及系统与流程

本发明属于铁路卫星定位，具体涉及面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务方法及系统。

背景技术：

1、铁路北斗地基增强系统面向工程测量、施工放样、轨道精测精调、基础设施监测、线路巡检、运营维护、应急抢险和综合管理等多类用户。不同用户对定位精度、实时性、连续性、完整性告警、数据安全和授权范围的需求具有较大差异。如工程测量用户通常需要厘米级网络rtk服务，变形监测用户则关注于长期稳定性和告警连续性，巡检用户关注服务覆盖范围和定位连续性，而应急用户则需要高优先级链路和异常情况下的快速服务恢复。

2、而现有的地基增强系统主要以账号权限、挂载点、统一差分产品或简单的服务套餐为管理形式，基于不同用户权限配备不同的定位权限。这种简单的定位权限分配方式难以适应铁路线路、标段、站场、股道和里程范围等工程化授权边界，无法将用户的类型、终端能力、服务质量需求与系统的实时状态联合进行动态匹配。这导致常规地基增强系统往往对所有用户采用统一的服务策略，这导致了高等级差分产品和计算资源浪费，另一方面又导致不具备相应权限或终端能力的用户获取与之权限不匹配的数据产品，造成数据安全、服务质量或运维管理风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务方法，用以解决现有地基增强系统无法适用于铁路高差异化服务需求且无法动态实时调整服务策略的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务方法，其包括如下步骤：

3、s1、构建用户服务画像：为每个用户建立用户服务画像，所述用户服务画像包括用户的身份标识、用户类型、授权线路、授权标段、站场或股道范围、里程起止范围、终端编号、终端能力、服务质量需求、安全等级、服务优先级和服务有效期；

4、s2、服务等级模板库构建：建立服务等级模板库，将增强服务分为多个服务等级，多个所述服务等级对应不同差分产品类型、目标精度、播发频率、完整性告警内容、授权区域范围、数据安全等级和调度优先级；

5、s3、用户接入认证与线路里程权限判定：用户终端接入时，读取用户身份标识与用户服务画像库中用户服务画像进行比对完成身份认证，将认证通过后用户当前位置或作业范围转换为铁路线路编号、标段编号、站场、股道和里程信息，判断用户是否处于授权区域内；

6、s4、终端能力识别与服务等级匹配：识别终端能力，将用户服务画像、终端能力、授权区域和系统运行状态输入服务等级匹配模块，采用规则约束与评分决策相结合方式确定服务等级；

7、s5、差分产品动态生成与播发：根据匹配得到的服务等级，从差分产品模板库中选取对应的数据产品和播发参数，并根据线路、标段和里程范围限制数据覆盖区域，生成并播发差分产品。

8、作为本发明的进一步改进，所述s1中，所述用户类型包括工程测量用户、施工放样用户、轨道精测精调用户、基础设施监测用户、线路巡检用户、运营维护用户、应急抢险用户和综合管理用户；

9、所述终端能力包括单频、双频或多频观测能力选择、rtk支持能力选择以及数据定位方式选择；

10、所述服务质量需求包括目标精度、播发频率、时延允许、连续性要求、完整性告警要求和定位结果可用率要求。

11、作为本发明的进一步改进，所述s2中，所述服务等级包括s0基础服务、s1差分增强服务、s2高精度服务、s3监测增强服务和s4应急保障服务；

12、所述s0基础服务对应基础定位辅助和低频状态信息，定位效果为米级至亚米级；

13、所述s1差分增强服务对应dgnss和基础rtcm改正，定位效果为亚米级至分米级；

14、所述s2高精度服务对应网络rtk、vrs和rtcm msm数据，定位效果为厘米级且实时定位；

15、所述s3监测增强服务对应高频差分、区域电离层/对流层改正和稳定性信息，定位效果为厘米级稳定性或毫米级后处理支撑；

16、所述s4应急保障服务对应高优先级实时改正、完整性告警和备用链路服务，定位效果为连续性和可靠性定位。

17、作为本发明的进一步改进，在所述s3中：

18、若用户位于授权线路和里程范围内，则进入终端能力识别和服务等级匹配流程；若用户超出授权范围，则根据安全策略执行拒绝服务、降级为基础服务或差分增强服务、仅提供告警信息或要求重新授权。

19、作为本发明的进一步改进，在所述s4中，所述规则约束用于排除不满足授权条件、安全条件或终端能力条件的服务等级；所述评分决策用于在多个候选服务等级中选择最优服务策略，所述评分决策的评分因子包括用户业务等级、目标精度、实时性要求、完整性要求、系统负载、基准站状态、网络延迟和用户当前定位质量。

20、作为本发明的进一步改进，在所述s5中播发差分产品包括：对基础服务和差分增强服务用户播发低频基础定位辅助信息、dgnss改正或基础rtcm数据；

21、对高精度服务用户生成网络rtk、vrs或rtcm msm数据；

22、对监测增强服务用户在高精度差分产品基础上增加区域电离层改正、对流层改正、基准站质量信息、长期稳定性指标和监测告警信息；

23、对应急保障服务用户启用高优先级播发链路、备用服务节点和完整性告警策略。

24、作为本发明的进一步改进，还包括：

25、s6、服务质量监测与动态调整：实时监测系统运行指标，当监测指标低于对应服务等级阈值时，对用户的服务等级进行动态调整。

26、作为本发明的进一步改进，在所述s6中，所述系统运行指标包括：

27、基准站数据完整率、基准站可用状态、数据链路时延、差分产品生成成功率、用户固定率、卫星可用数、服务区可用性和系统并发负载；

28、所述服务等级动态调整的方式包括切换服务子网、切换数据播发链路、调整播发频率、降低服务等级、提升应急用户优先级、推送服务质量告警和记录审计日志。

29、本发明还包括一种面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务系统，其特征在于，包括相互通信连接的用户身份认证模块，所述用户身份认证模块用于读取并验证用户账号、数字证书、终端编号、设备指纹和sim卡身份标识，并与用户服务画像库进行比对完成身份认证；

30、铁路区域权限管理模块，所述铁路区域权限管理模块用于管理线路、标段、站场、股道和里程范围授权，并将用户当前位置或作业范围转换为铁路线路编号、标段编号、站场、股道和里程信息，以判断用户是否处于授权区域内；

31、终端能力识别模块，所述终端能力识别模块用于根据终端注册信息和接入握手信息识别终端能力，所述终端能力包括观测频点、支持协议、解算模式、最大接收频率、差分数据格式、是否支持完整性信息和是否具备本地质量控制能力；

32、用户服务画像库，所述用户服务画像库用于存储每个用户的用户服务画像，所述用户服务画像包括用户身份标识、用户类型、所属单位、授权线路、授权标段、站场或股道范围、里程起止范围、终端编号、终端能力、服务质量需求、安全等级、服务优先级和服务有效期；

33、服务等级模板库，所述服务等级模板库用于存储多个服务等级模板，每个服务等级模板对应差分产品类型、目标精度、播发频率、完整性告警内容、授权区域范围、数据安全等级和调度优先级；

34、服务等级匹配模块，所述服务等级匹配模块用于将用户服务画像、终端能力、授权区域和系统运行状态作为输入，采用规则约束与评分决策相结合的方式确定服务等级；其中，规则约束用于排除不满足授权、安全或终端能力条件的服务等级，评分决策用于在多个候选服务等级中选择最优服务策略；

35、差分产品生成模块，所述差分产品生成模块用于根据匹配得到的服务等级从差分产品模板库中选取对应的数据产品和播发参数，根据线路、标段和里程范围限制数据覆盖区域，生成并播发差分产品；

36、动态服务调度模块，所述动态服务调度模块用于当监测指标低于对应服务等级阈值时执行服务等级动态调整，所述服务等级动态调整的内容包括切换服务子网、切换数据播发链路、调整播发频率、降低服务等级、提升应急用户优先级和推送服务质量告警。

37、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

38、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

39、（1）本发明的面向铁路北斗地基增强系统的用户分级服务方法，其针对铁路系统的高差异化需求，其基于用户服务画像配置多种服务等级，并基于用户权限和用户所处线路里程权限进行双重判定，使得铁路服务人员在执行相应任务时具有对应权限，确保了工程测量、施工放样、用户巡检及运营维护等多职能的稳定执行。另一方面，本发明基于多种应用场景生成不同的差分产品，除了满足常规多种职能权限的正常使用，还可针对用户所处区域（授权区域）、当前系统运行状态等动态确定服务等级，以适应突发情况，提高铁路场景下多路径识别的针对性。