一种定位方法、系统及导航装置与流程

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种定位方法、系统及导航装置。

背景技术：

卫星定位导航系统的普及，极大的方便了人们的工作和生活。目前世界上应用最为广泛的全球卫星定位导航系统主要有美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、中国北斗卫星导航系统(BDS)、欧盟伽利略卫星导航系统(GALILEO)。

卫星导航系统的基本原理是使用太空中的多颗卫星发射信号到达接收机，通过信号传播时间乘以光速计算出接收机与每颗卫星的距离，综合分析用于确定接收机的位置。但由于接收机的时钟误差、星历表误差、大气效应等多种因素常造成卫星导航出现较大误差，且由于地理环境不同，接收机搜索捕获的卫星信号质量也时常发生不稳定的情况，十分影响人们的使用体验。

因此，如何提供一种定位速度更快，定位精度更高的定位方法、系统及导航装置，成为本领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种定位速度更快，定位精度更高的定位方法、系统及导航装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种定位系统，包括：

第一定位模块，用于获取卫星信号，根据所述卫星信号得到第一定位结果；

第二定位模块，用于获取星历信息，根据所述星历信息得到第二定位结果；

第三定位模块，用于获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果；

第四定位模块，用于获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果；

筛选模块，用于根据预设规则，从所述第一定位结果、第二定位结果、第三定位结果和第四定位结果中选取一种或几种作为最终定位结果。

优选的，所述第二定位模块具体用于：

向辅助服务中心发送获取星历信息的请求；

获取辅助服务中心发送的星历信息，所述星历信息BDS或/和GPS星历信息；

定位芯片根据星历信息进行搜星及单点定位，获取第二定位结果。

优选的，所述第三定位模块具体用于：

向辅助服务中心发送获取伪距修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的伪距修正信息，其中所述伪距修正信息为所述辅助服务中心通过多个基准站的伪距差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的伪距信息与时间信息；

根据伪距修正信息、伪距信息和时间信息进行计算得到第三定位结果。

优选的，所述第四定位模块具体用于：

向辅助服务中心发送获取RTK修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的RTK修正信息，其中所述RTK修正信息为辅助中心通过多个基准站的RTK差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的载波相位信息和时间信息；

根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息计算得到第四定位结果。

优选的，所述第四定位模块具体用于：

通过整周解模糊计算或部分解模糊计算或精确定位计算得到第四定位结果。

优选的，所述系统包括4G通信模块，通过4G通信模块获取辅助服务中心发送的星历信息、伪距修正信息和RTK修正信息。

优选的，所述预设规则包括：按照第四定位结果，第三定位结果，第一定位结果，第二定位结果的优先顺序选择其中一项定位结果。

优选的，所述最终定位结果为每0.1秒筛选一次。

本发明公开一种导航装置，包括如上述任一所述的一种定位系统。

本发明公开一种定位方法，包括：

获取卫星信号，根据所述卫星信号得到第一定位结果；

获取星历信息，根据所述星历信息得到第二定位结果；

获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果；

获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果；

根据预设规则，从所述第一定位结果、第二定位结果、第三定位结果和第四定位结果中选取一种或几种作为最终定位结果。

相比现有技术，本发明具有以下优点：本发明的定位系统包括：第一定位模块，用于获取卫星信号，根据所述卫星信号得到第一定位结果；第二定位模块，用于获取星历信息，根据所述星历信息得到第二定位结果；第三定位模块，用于获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果；第四定位模块，用于获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果；筛选模块，用于根据预设规则，从所述第一定位结果、第二定位结果、第三定位结果和第四定位结果中选取一种或几种作为最终定位结果。这样，第一定位结果可以通过卫星定位，第一定位结果的定位所需时间和定位精度都一般；而第二定位结果定位速度快，定位精度一般；第三定位结果定位速度较快，精度高；第四定位结果定位速度较慢，定位精度最高。这样通过将这四种定位结果进行结合，可以结合这四种定位的优点，让定位的速度和精度更快，大大提高定位的效率，并且定位成本更低，本发明应用在车辆导航系统上可以提供高精度定位，提高驾车安全行，增加高速公路和街道上以及公共交通系统的车辆的安全和效率，减少车辆的分派和调度的问题。同时，也可以解决公交系统、道路维修和急救车辆所面临的路线规划等问题，提高了本发明的通用性和适用范围。

附图说明

图1是本发明实施例一的定位方法的流程图；

图2是本发明实施例一的定位方法的示意图；

图3是本发明实施例二的定位系统的示意图。

具体实施方式

虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。

在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制，使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，本实施例中公开一种定位方法，包括：

S101、获取卫星信号，根据所述卫星信号得到第一定位结果；

S102、获取星历信息，根据所述星历信息得到第二定位结果；

S103、获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果；

S104、获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果；

S105、根据预设规则，从所述第一定位结果、第二定位结果、第三定位结果和第四定位结果中选取一种或几种作为最终定位结果。

这样，第一定位结果可以通过卫星定位，第一定位结果的定位所需时间和定位精度都一般；而第二定位结果是结合网络基准站信息和卫星定位信息进行定位，首次捕获卫星信号的时间仅需几秒，缺点在于误差较大，城市峡谷地区误差甚至超过10米；第三定位结果是通过在全球范围内设置已知位置基准站，通过基准站与卫星进行信号通讯获得改正数发送至接收机，接收机通过该改正数修正误差，定位速度较快，精度高；第四定位结果是在某区域内设置多个基准站，以基准站中的一个或多个为基准，对于接受机进行实时改正的定位方式，在开阔路面能达到厘米级精度，静态精度能达到毫米级，定位速度较慢，定位精度最高。这样通过将这四种定位结果进行结合，可以结合这四种定位的优点，让定位的速度和精度更快，大大提高定位的效率，并且定位成本更低，本发明应用在车辆导航系统上可以提供高精度定位，提高驾车安全行，增加高速公路和街道上以及公共交通系统的车辆的安全和效率，减少车辆的分派和调度的问题。同时，也可以解决公交系统、道路维修和急救车辆所面临的路线规划等问题，提高了本发明的通用性和适用范围。

结合图2所示，本实施例中，在定位区域内会有至少一个基准站201，本实施例中设置有两个基准站201，基准站201能够接收BDS/GPS卫星205的卫星信号，基准站201连续不间断传输伪距差分信息、伪距修正数据、载波差分信息、RTK定位修正信息、星历信息等信息；

区域内设置一个辅助服务中心202，辅助服务中心202接收上述辅助信息(包括但不限于伪距差分信息、伪距修正数据、载波差分信息、RTK定位修正信息、星历信息)，并输出完整的星历信息等信息。辅助服务中心可通过4G基站203向导航装置204发送上述辅助信息，导航装置204也可以直接接收BDS/GPS卫星205的卫星信号。本实施例中导航装置204可以以车载终端进行说明。

本实施例中以车载终端为例进行详细说明，但是本发明或实施例不局限于使用在车载终端上，也可以使用在其他导航装置或终端，例如手机、平板、导航仪等。

本实施例中，步骤S101、S102、S103、S104是可以同时进行的，并不限制具体的执行顺序，当然步骤S105是要在步骤S101、S102、S103、S104进行之后才会开始的。

第一定位结果一般是通过中国北斗卫星导航系统(BDS)或/和美国全球定位系统(GPS)的卫星信号获取的，因此第一定位结果在本实施例中示例为GPS定位结果，这种定位方式比较简便，但是不稳定，误差较大。

本实施例中，第二定位结果可以示例为辅助快速定位结果；步骤S102获取卫星信号，根据所述星历信息得到第二定位结果的步骤具体包括：

向辅助服务中心发送获取星历信息的请求；

获取辅助服务中心发送的星历信息，所述星历信息BDS或/和GPS星历信息；

定位芯片根据星历信息进行搜星及单点定位，获取第二定位结果。

其中，所述第二定位结果计算频率为每秒50次。

更加具体的，本实施例的辅助快速定位步骤包括；启动车载终端；主CPU发出指令向辅助服务中心请求BDS或/和GPS星历信息；辅助服务中心通过4G网络将星历信息发送至车载终端的主CPU；主CPU将星历信息发至定位芯片，并发出定位指令；定位芯片根据星历信息进行搜星及单点定位，从而获取辅助快速定位结果；然后将辅助快速定位结果发送至至主CPU及筛选模块；辅助快速定位结果的计算频率为50Hz，即每秒返回50次定位结果。

辅助快速定位是结合网络基准站信息和卫星定位信息进行定位，首次捕获卫星信号的时间仅需几秒，缺点在于误差较大。

本实施例中，第三定位结果可以示例为伪距差分定位结果；步骤S103获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果的步骤具体包括：

向辅助服务中心发送获取伪距修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的伪距修正信息，其中所述伪距修正信息为所述辅助服务中心通过多个基准站的伪距差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的伪距信息与时间信息；

根据伪距修正信息、伪距信息和时间信息进行计算得到第三定位结果。

其中，所述第三定位结果的计算频率为每秒50次。

更加具体的，本实施例的伪距差分定位的步骤包括：启动车载终端，主CPU发出指令向辅助服务中心请求伪距差分修正信息；辅助服务中心通过多个基准站的伪距差分信息计算得出伪距修正信息，通过4G网络将伪距修正信息发至主CPU；主CPU发出指令请求定位芯片输出伪距信息与时间信息，定位芯片发送后伪距及时间信息至主CPU；主CPU根据伪距修正信息、伪距信息及时间信息进行计算，获取伪距差分定位结果；将伪距差分定位结果发送至筛选模块；伪距差分定位结果的计算频率为50Hz，即每秒返回50次定位结果。

伪距差分定位是通过在全球范围内设置已知位置基准站，通过基准站与卫星进行信号通讯获得改正数发送至接收机，接收机通过该改正数修正误差，提高位置精度。

本实施例中，第四定位结果可以示例为RTK高精度定位结果。RTK(Real-time kinematic)，含义是载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够实时得到厘米级定位精度的测量方法。

步骤S104获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果的步骤具体包括：

向辅助服务中心发送获取RTK修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的RTK修正信息，其中所述RTK修正信息为辅助中心通过多个基准站的RTK差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的载波相位信息和时间信息；

根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息计算得到第四定位结果。

更加具体的，本实施例的RTK高精度定位步骤包括：启动车载终端；主CPU发出指令向辅助服务中心请求RTK差分修正信息；辅助服务中心通过多个基准站的RTK差分信息计算的出RTK修正信息；主CPU发出指令向定位芯片请求载波相位信息与时间信息；定位芯片发送载波相位信息及时间信息至主CPU；主CPU根据RTK修正信息、载波相位信息及时间信息算得到RTK高精度定位结果，并将结果发送至筛选模块。

其中，计算得到第四定位结果的步骤具体包括：

通过整周解模糊计算或部分解模糊计算或精确定位计算得到第四定位结果。

这样，在首次定位时，可以通过整周解模糊计算得到定位结果，在非首次定位并且出现整周跳变时，通过部分解模糊计算得到定位结果，在非首次定位且无整周跳变时，通过精确定位计算得到定位结果。

上述均为以车载终端为案例进行说明，本实施例的方法或系统并不局限于车载终端，也可以用于例如手机导航等等。

本实施例中，通过4G网络获取辅助服务中心发送的星历信息、伪距修正信息和RTK修正信息。4G网络通讯速度快，可以快捷的获取数据。

本实施例中，所述预设规则包括：按照第四定位结果，第三定位结果，第一定位结果，第二定位结果的优先顺序选择其中一项定位结果。

其中，所述最终定位结果为每0.1秒筛选一次。

这样可以快速更新定位结果可以让定位结果更加准确，实时的掌握定位。

本实施例中的定位方法将上述四种定位方式进行结合，综合了上述四种定位方式的优点，可以准确快速的进行定位，获取更加精确的定位结果，方便导航系统的使用。

此处对差分GPS作出更加详细的说明，差分GPS是利用基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，利用接收到的基准站的改正数，对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。其基本原理是由于接收机间的GPS观测值中存在与距离或空间相关的系统误差，通过相对定位技术(即差分处理)，不同观测值中的共有系统误差得到消除或减弱(主要取决于基准站与流动站的距离)，这样就可以得到比单点定位(或称绝对定位)更高的精度。根据差分基准站发送的信息方式，可将差分定位分为位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分和载波相位差分四类。发送改正数的具体内容不同，其差分定位精度也不同。差分定位技术的最新发展主要有两种趋势。一种是利用伪卫星技术和卫星通讯技术构建增强型系统，另一种则是发展网络RTK系统。

实施例二

如图3所示，本实施例中公开一种定位系统，包括：

第一定位模块301，用于获取卫星信号，根据所述卫星信号得到第一定位结果；

第二定位模块302，用于获取星历信息，根据所述星历信息得到第二定位结果；

第三定位模块303，用于获取伪距修正信息、伪距信息和时间信息，根据所述伪距修正信息、伪距信息和时间信息得到第三定位结果；

第四定位模块304，用于获取RTK修正信息、载波相位信息和时间信息，根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息得到第四定位结果；

筛选模块305，用于根据预设规则，从所述第一定位结果、第二定位结果、第三定位结果和第四定位结果中选取一种或几种作为最终定位结果。

这样，第一定位结果可以通过卫星定位，第一定位结果的定位所需时间和定位精度都一般；而第二定位结果是结合网络基准站信息和卫星定位信息进行定位，首次捕获卫星信号的时间仅需几秒，缺点在于误差较大，城市峡谷地区误差甚至超过10米；第三定位结果是通过在全球范围内设置已知位置基准站，通过基准站与卫星进行信号通讯获得改正数发送至接收机，接收机通过该改正数修正误差，定位速度较快，精度高；第四定位结果是在某区域内设置多个基准站，以基准站中的一个或多个为基准，对于接受机进行实时改正的定位方式，在开阔路面能达到厘米级精度，静态精度能达到毫米级，定位速度较慢，定位精度最高。这样通过将这四种定位结果进行结合，可以结合这四种定位的优点，让定位的速度和精度更快，大大提高定位的效率，并且定位成本更低，本发明应用在车辆导航系统上可以提供高精度定位，提高驾车安全行，增加高速公路和街道上以及公共交通系统的车辆的安全和效率，减少车辆的分派和调度的问题。同时，也可以解决公交系统、道路维修和急救车辆所面临的路线规划等问题，提高了本发明的通用性和适用范围。

本实施例中，在定位区域内会有至少一个基准站，基准站能够接收BD或GPS卫星信号，基准站连续不间断传输伪距差分信息、伪距修正数据、载波差分信息、RTK定位修正数据、星历数据；

区域内设置一个辅助服务中心，辅助服务中心接收上述信息，并输出完整的星历信息。辅助服务中心通过4G网络与手机定位模块进行上述信息数据通信。

本实施例中以车载终端为例进行详细说明，但是本发明或实施例不局限于使用在车载终端上，也可以使用在其他导航装置或终端，例如手机、平板、导航仪等。

本实施例中，第一定位模块301、第二定位模块302、第三定位模块303、第四定位模块304是可以同时进行的，并不限制具体的执行顺序，当然筛选模块305是要得到第一定位模块301、第二定位模块302、第三定位模块303、第四定位模块304才会开始计算的。

第一定位结果一般是通过中国北斗卫星导航系统(BDS)或/和美国全球定位系统(GPS)的卫星信号获取的，因此第一定位结果在本实施例中示例为GPS定位结果，这种定位方式比较简便，但是不稳定，误差较大。

本实施例中，第二定位结果可以示例为辅助快速定位结果；所述第二定位模块302具体用于：

向辅助服务中心发送获取星历信息的请求；

获取辅助服务中心发送的星历信息，所述星历信息BDS或/和GPS星历信息；

定位芯片根据星历信息进行搜星及单点定位，获取第二定位结果。

其中，所述第二定位结果的计算频率为每秒50次。

更加具体的，本实施例的辅助快速定位步骤包括；启动车载终端；主CPU发出指令向辅助服务中心请求BDS或/和GPS星历信息；辅助服务中心通过4G网络将星历信息发送至车载终端的主CPU；主CPU将星历信息发至定位芯片，并发出定位指令；定位芯片根据星历信息进行搜星及单点定位，从而获取辅助快速定位结果；然后将辅助快速定位结果发送至至主CPU及筛选模块；辅助快速定位结果的计算频率为50Hz，即每秒返回50次定位结果。

辅助快速定位是结合网络基准站信息和卫星定位信息进行定位，首次捕获卫星信号的时间仅需几秒，缺点在于误差较大。

本实施例中，第三定位结果可以示例为伪距差分定位结果；所述第三定位模块303具体用于：

向辅助服务中心发送获取伪距修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的伪距修正信息，其中所述伪距修正信息为所述辅助服务中心通过多个基准站的伪距差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的伪距信息与时间信息；

根据伪距修正信息、伪距信息和时间信息进行计算得到第三定位结果。

其中，所述第三定位结果的计算频率为每秒50次。

更加具体的，本实施例的伪距差分定位的步骤包括：启动车载终端，主CPU发出指令向辅助服务中心请求伪距差分修正信息；辅助服务中心通过多个基准站的伪距差分信息计算得出伪距修正信息，通过4G网络将伪距修正信息发至主CPU；主CPU发出指令请求定位芯片输出伪距信息与时间信息，定位芯片发送后伪距及时间信息至主CPU；主CPU根据伪距修正信息、伪距信息及时间信息进行计算，获取伪距差分定位结果；将伪距差分定位结果发送至筛选模块；伪距差分定位结果的计算频率为50Hz，即每秒返回50次定位结果。

伪距差分定位是通过在全球范围内设置已知位置基准站，通过基准站与卫星进行信号通讯获得改正数发送至接收机，接收机通过该改正数修正误差，提高位置精度。

本实施例中，第四定位结果可以示例为RTK高精度定位结果。RTK(Real-time kinematic)，含义是载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够实时得到厘米级定位精度的测量方法。

所述第四定位模块304具体用于：

向辅助服务中心发送获取RTK修正信息的请求；

获取辅助服务中心发送的RTK修正信息，其中所述RTK修正信息为辅助中心通过多个基准站的RTK差分信息计算得出；

获取定位芯片发送的载波相位信息和时间信息；

根据所述RTK修正信息、载波相位信息和时间信息计算得到第四定位结果。

更加具体的，本实施例的RTK高精度定位步骤包括：启动车载终端；主CPU发出指令向辅助服务中心请求RTK差分修正信息；辅助服务中心通过多个基准站的RTK差分信息计算的出RTK修正信息；主CPU发出指令向定位芯片请求载波相位信息与时间信息；定位芯片发送载波相位信息及时间信息至主CPU；主CPU根据RTK修正信息、载波相位信息及时间信息算得到RTK高精度定位结果，并将结果发送至筛选模块。

其中，所述第四定位模块具体用于：

通过整周解模糊计算或部分解模糊计算或精确定位计算得到第四定位结果。

这样，在首次定位时，可以通过整周解模糊计算得到定位结果，在非首次定位并且出现整周跳变时，通过部分解模糊计算得到定位结果，在非首次定位且无整周跳变时，通过精确定位计算得到定位结果。

上述均为以车载终端为案例进行说明，本实施例的方法或系统并不局限于车载终端，也可以用于例如手机导航等等。

本实施例中，所述系统包括4G通信模块，通过4G通信模块获取辅助服务中心发送的星历信息、伪距修正信息和RTK修正信息。4G网络通讯速度快，可以快捷的获取数据。

本实施例中，所述预设规则包括：按照第四定位结果，第三定位结果，第一定位结果，第二定位结果的优先顺序选择其中一项定位结果。

其中，所述最终定位结果为每0.1秒筛选一次。

这样可以快速更新定位结果可以让定位结果更加准确，实时的掌握定位。

本实施例中的定位方法将上述四种定位方式进行结合，综合了上述四种定位方式的优点，可以准确快速的进行定位，获取更加精确的定位结果，方便导航系统的使用。

本发明公开一种导航装置，包括如上述任一所述的一种定位系统。

这种导航装置可以车载终端，也可以是手机、平板、导航仪等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。