【期刊精选】基于区块链的高可靠北斗RTK服务系统研究

北斗卫星导航系统是中国自主建设和运行的全球卫星导航系统，与世界其他卫星导航系统兼容。北斗卫星导航系统(BDS)的发展战略分为三个步骤。自20世纪90年代发展起步以来，北斗、北斗Ⅱ、北斗Ⅲ的建设已按照“三步”战略实施。随着北斗Ⅲ基础系统建设的完成，2018年12月27日提供了全球服务。

与北斗Ⅱ相比，北斗Ⅲ网络覆盖了全球。该系统在负载、卫星间链路和激光通信等方面都得到了改进。此外，还增加了卫星搜救功能和全球位置报告功能。与其他卫星导航系统相比，增加了性能和兼容性更好的B1C和B2a信号，并根据国际标准提供了基于卫星的增强服务。同时，配置了性能更高的铯原子钟和氢原子钟，铯原子钟的稳定性在E-14级，氢原子的稳定性在E-15级。北斗Ⅲ的详细信息如表1所示。新技术极大地提高了北斗Ⅲ的性能。通过全球测试，对北斗基础服务的性能进行了评估，如表2所示。北斗Ⅲ在北斗Ⅱ的基础上，定位精度提高了1~2倍，卫星设计寿命提高到10~12年。保留了短信的通信功能。

本文设计了基于区块链的北斗RTK服务系统架构，系统中两台接收机(一台基准站，一台流动站)都在接收北斗卫星NMEA(National Marine Electronics Association)数据，是美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式，目前业已成了GPS/北斗导航设备统一的RTCM标准协议。同时，基准站通过将所接收的载波相位信号(或载波相位差分校正信号)进行处理，转换格式后通过网络传输给NTRIP服务器，服务器把GNSS差分数据提交给NTRIP分发服务器；分发服务器接收、发送GNSS差分数据；流动站注册NTRIP客户端并登录后，NTRIP分发服务器把GNSS差分数据发送给它。流动站不仅要指定挂载点，还要发送自身的坐标给NTRIP分发服务器，分发服务器根据这个坐标选择或产生差分数据，将NMEA和RTCM数据上传至区块链并发送给流动站。流动站基于这些数据开展位置校正，通过流动站上的固化软件进行一定时间的反复运算，就可以实现差分计算，从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系，并利用区块链提高北斗数据的完整性和可靠性。系统架构如图2所示。

本文提出了一种基于区块链的高可靠北斗RTK服务系统，利用区块链使所有用户都可以使用合约地址检查特定地点的RTK数据以及操作流程，确保了数据的完整性，提升了服务的可靠性；优化了计费方案，按实际使用报文流量采用流量计费，使付费模式更加合理精细，并在私有链中进行了实现。地籍调查等容易被操纵和造成个人经济损失，本研究如果应用于此类事件中，将有助于政府记录并给出令人信服的调查全流程信息，可以有效防止法律纠纷，提高行政效率。