基于區塊鏈的高可靠北斗RTK服務系統研究
網絡安全與數據治理 4期
袁小溪1，孫 舟1，陳 平1，及洪泉1，劉祥璐1，潘鳴宇1，陳思源2，3
(1.國網北京市電力公司電力科學研究院，北京100075； 2.重慶倍來電新能源有限公司，重慶401122；3.北京理工大學 計算機學院，北京100081)
摘要： 高精度的全球導航衛星系統測量必須采用載波相位觀測值，RTK是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果。北斗衛星導航系統在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。然而，在中心化存儲條件下，這些數據很容易被篡改，如果篡改發生在地籍調查、森林防火、海上救援等事件中，可能會對公民和國家利益相關者造成生命和經濟損害。因此，有必要識別錯誤、偽造的數據來確保北斗定位數據的完整性，通過支持溯源和公開可驗證來提高數據的可靠性。區塊鏈是一個分布式賬本系統，天然具有去中心化、公開可驗證、防篡改、可溯源等性質。提出了一種新的北斗衛星導航系統RTK服務框架，使用區塊鏈網絡來記錄北斗數據，利用區塊鏈公開可驗證和不可篡改特性，保證了北斗數據的完整性和可靠性；利用流動站監控RTCM數據流，改進包月包年計費模式，實現按流量計費使付費模式更加合理精細，并利用以太坊客戶端搭建私有鏈加以實現。
中圖分類號： TP393
文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2097-1788.2022.04.001
引用格式： 袁小溪，孫舟，陳平，等. 基于區塊鏈的高可靠北斗RTK服務系統研究[J].網絡安全與數據治理，2022，41(4)：4-10，36.
文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2097-1788.2022.04.001
引用格式： 袁小溪，孫舟，陳平，等. 基于區塊鏈的高可靠北斗RTK服務系統研究[J].網絡安全與數據治理，2022，41(4)：4-10，36.
Research on high reliable RTK service framework of Beidou satellite navigation system based on blockchain
Yuan Xiaoxi1，Sun Zhou1，Chen Ping1，Ji Hongquan1，Liu Xianglu1，Pan Mingyu1，Chen Siyuan2，3
(1.Electric Power Research Institute of State Grid Beijing Electric Power Limited Company，Beijing 100075，China； 2.Chongqing Double Power New Energy Limited Company，Chongqing 401122，China； 3.School of Computer Science，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China)
Abstract： High precision global navigation satellite system(GNSS) measurement must adopt carrier phase observation value. RTK is a real-time kinmeatic technology based on carrier phase observation value. It can provide three-dimensional positioning results of instrument station in the specified coordinate system in real time. In the RTK operation mode of Beidou navigation satellite system(BDS), the base station transmits its observation values and station coordinate information to the rover station through the data link. However, under the condition of centralized storage, these data are easy to be tampered. If tampering occurs in cadastral survey, forest fire prevention, maritime rescue and other events, it may cause life and economic damage to citizens and national stakeholders. Therefore, it is necessary to identify wrong and forged data to ensure the integrity of Beidou data, and improve the reliability of data by supporting traceability and public verifiability. Blockchain is a distributed ledger system, which is naturally decentralized, publicly verifiable, tamper proof and traceable. In this paper, a new RTK service framework of Beidou satellite navigation system is proposed. The blockchain network is used to record Beidou data, and the public verifiability and non-tamperability of blockchain are used to ensure the integrity and reliability of Beidou data. The rover station is used to monitor the RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services) data flow, improve the monthly package annual billing mode, realize the billing by data traffic, make the payment mode more reasonable and refined, and use the Ethereum client to build a private chain for implementation.
Key words : Beidou；RTK；blockchain；tamper proof；data reliability
0 引言
全球導航衛星系統(GNSS)是一種基于衛星的導航技術，它可以在任何時間、任何地點和任何天氣條件下給出三維位置信息。中國北斗衛星導航系統(BDS)是自主創新的衛星導航系統。它是繼美國全球定位系統(GPS)和俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)之后的第三個成熟的衛星導航系統。隨著北斗系統Ⅲ的運行，北斗衛星導航系統覆蓋了世界大部分地區，其綜合定位服務能力部分優于GPS系統，安全性比GPS系統高，還具有短消息數據通信等差別功能。
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作者信息：
袁小溪1，孫 舟1，陳 平1，及洪泉1，劉祥璐1，潘鳴宇1，陳思源2，3
(1.國網北京市電力公司電力科學研究院，北京100075；
2.重慶倍來電新能源有限公司，重慶401122；3.北京理工大學 計算機學院，北京100081)
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