一种定位方法及装置与流程

本发明涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种定位方法及装置。

背景技术

目前，巡检工作基本上都是以人工巡检的方式来完成的。为了防止岗位工作人员玩忽职守、工作敷衍没有及时对各种安全隐患进行排查检修，需要对巡检人员的位置进行监督。

现有技术中，监督巡检人员主要有两种方式：第一种方式，采用条码、集成电路(integratedcircuit，ic)卡在巡查地点打卡的方式，是指在巡检路线指定的巡查地点设置打卡地点，巡检人员到达指定的地点打卡或者刷条码进行作业，但这种方式无法判定巡检人员的行走路线是否符合规范，也无法知悉打卡时间间隔内巡检人员的位置；第二种方式，采用全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)的单点定位技术实时获取巡检人员的位置。如图1所示，终端接收卫星定位信号，根据卫星定位信号，确定终端的位置。这种方式虽然能够对巡检人员近乎全程监控，但是由于仅依靠卫星定位信号中的伪距定位，其定位精度不高，误差较大，所以仍然难以准确判定巡检人员的行走路线，并且在卫星信号遮挡严重或者失去卫星信号的区域无法定位。

因此，亟待找到一种可以对巡检人员进行定位的方法，提高对巡检人员的定位精度，进而及时发现隐患和消除故障。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种定位的方法及装置，用以解决现有技术中卫星定位的精度较低的问题。

本发明实施例提供一种定位方法，该方法包括：

终端接收m颗卫星发送的m条卫星定位信号，所述终端根据所述m条卫星定位信号确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值；m为大于1的整数；

所述终端从基准站接收m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值；

所述终端根据所述m条gnss伪距、所述m条gnss载波相位观测值、所述m条基准站伪距、所述m条基准站载波相位观测值、所述终端的ins定位坐标，确定所述终端的位置调整量；

所述终端根据上次定位位置和所述位置调整量，确定所述终端的位置。

可选的，所述终端根据所述m条gnss伪距确定m-1个gnss伪距单差；所述终端根据所述m条基准站伪距确定m-1个基准站伪距单差；

所述终端根据所述m条gnss载波相位观测值确定m-1个gnss载波相位观测值单差；所述终端根据所述m条基准站载波相位观测值确定m-1个基准站载波相位观测值单差；

所述终端根据所述m-1个gnss伪距单差和所述m-1个基准站伪距单差，确定m-1个伪距双差；所述终端根据所述m-1个gnss载波相位观测值单差和所述m-1个基准站载波相位观测值单差，确定m-1个载波相位观测值双差；

所述终端根据所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，确定整周模糊度向量；所述终端根据整周模糊度向量，确定所述位置调整量。

可选的，所述终端从所述m个卫星中确定第一卫星，所述第一卫星为所述m个卫星中高度角最大的卫星；所述终端将所述m条gnss伪距中，除所述第一卫星对应的gnss伪距之外的每个gnss伪距，分别减去所述第一卫星对应的gnss伪距的差值作为所述m-1个gnss伪距单差；

所述终端将所述m条基准站伪距中，除所述第一卫星对应的基准站伪距之外的每个基准站伪距，分别减去所述第一卫星对应的基准站伪距的差值作为所述m-1个基准站伪距单差。

可选的，所述终端将所述m条gnss载波相位观测值中，除所述第一卫星对应的gnss载波相位观测值之外的每个gnss载波相位观测值，分别减去所述第一卫星对应的gnss载波相位观测值的差值作为所述m-1个gnss载波相位观测值单差；

所述终端将所述m条基准站载波相位观测值中，除所述第一卫星对应的基准站载波相位观测值之外的每个基准站载波相位观测值，分别减去所述第一卫星对应的基准站载波相位观测值的差值作为所述m-1个基准站载波相位观测值单差。

可选的，所述m-1个gnss伪距单差中的每个gnss伪距单差分别减去所述m-1个基准站伪距单差中对应的基准站伪距单差，作为所述m-1个伪距双差；

所述m-1个gnss基准站载波相位观测值单差中的每个gnss基准站载波相位观测值单差分别减去所述m-1个基准站载波相位观测值单差中对应的基准站载波相位观测值单差，作为所述m-1个伪距双差。

可选的，将所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，代入预设的双差公式；

根据所述预设的双差公式的解，确定所述模糊度浮点解向量；

根据所述模糊度浮点解向量，确定所述整周模糊度向量。

本发明实施例中，终端除了确定伪距外，还确定了载波相位观测值。而且，除了终端自身确定的gnss伪距和gnss载波相位观测值外，还接收由基准站转发的基准站伪距和基准站载波相位观测值。终端根据所述gnss伪距、gnss载波相位观测值、基准站伪距、基准站载波相位观测值和自身的ins定位坐标组合处理，解决了现有技术中对终端定位的位置精度低的问题，提高了对终端定位的位置精度。

基于同样的发明构思，本发明实施例进一步地提供一种定位装置，该装置包括：

数据传输模块，用于终端接收m颗卫星发送的m条卫星定位信号，所述终端根据所述m条卫星定位信号确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值；m为大于4的整数；

所述数据传输模块，用于所述终端从基准站接收m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值；

组合导航模块，用于所述终端根据所述m条gnss伪距、所述m条gnss载波相位观测值、所述m条基准站伪距、所述m条基准站载波相位观测值、所述终端的ins定位坐标，确定所述终端的位置调整量；

所述组合导航模块，用于所述终端根据上次定位位置和所述位置调整量，确定所述终端的位置。

可选的，所述组合导航模块具体用于：

根据所述m条gnss伪距确定m-1个gnss伪距单差；所述终端根据所述m条基准站伪距确定m-1个基准站伪距单差；所述终端根据所述m条gnss载波相位观测值确定m-1个gnss载波相位观测值单差；以及，所述终端根据所述m条基准站载波相位观测值确定m-1个基准站载波相位观测值单差；

根据所述m-1个gnss伪距单差和所述m-1个基准站伪距单差，确定m-1个伪距双差；以及，所述终端根据所述m-1个gnss载波相位观测值单差和所述m-1个基准站载波相位观测值单差，确定m-1个载波相位观测值双差；

根据所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，确定整周模糊度向量；所述终端根据整周模糊度向量，确定所述位置调整量。

可选的，所述组合导航模块具体用于：

所述m-1个gnss伪距单差中的每个gnss伪距单差分别减去所述m-1个基准站伪距单差中对应的基准站伪距单差，作为所述m-1个伪距双差；

所述m-1个gnss基准站载波相位观测值单差中的每个gnss基准站载波相位观测值单差分别减去所述m-1个基准站载波相位观测值单差中对应的基准站载波相位观测值单差，作为所述m-1个伪距双差。

可选的，所述组合导航模块具体用于：

将所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，代入预设的双差公式；根据所述预设的双差公式的解，确定所述模糊度浮点解向量；以及，根据所述模糊度浮点解向量，确定所述整周模糊度向量。

附图说明

图1为现有技术中的一种定位方法的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种定位系统结构的图；

图3为本发明实施例提供的一种定位方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

下面对本发明实施例提供的定位方法做详细描述。参考图2，为本发明实施例提供的定位系统结构示意图。

终端接收卫星定位信号；基准站也接收卫星定位信号，并将接收到的卫星定位信号转化为定位信息后，发送给终端。终端根据接收的卫星定位信号、基准站发送的定位信息、惯性导航系统(inertialnavigationsystem，ins)定位坐标，确定终端的位置。

基准站包括：全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem,gnss)天线、gnss高精度接收机、网络服务器。gnss高精度接收机接收卫星定位信号生成rtcm(radiotechnicalcommissionformaritimeservices)差分电文，通过串口与网络服务器相连接，将输出的rtcm差分电文发送给终端。

终端包括：gnss天线、数据传输模块、处理模块。首先gnss天线将接收导航卫星信号转换为电信号，数据传输模块接收来自基准站的rtcm电文，二者一起进入处理模块并与ins得到的信息进行组合导航定位解算，最终得到终端位置。

其中，基准站是对卫星定位信号进行长期连续观测，并将定位信息实时或定时传送至终端的地面固定观测站。

下面对本发明实施例提供的定位流程做详细描述。参考图3，为本发明实施例提供的一种定位流程示意图。

步骤301：终端接收m颗卫星发送的m条卫星定位信号，并根据所述m条卫星定位信号确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值。

其中，m为大于1的整数。

步骤302：所述终端从基准站接收m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值。

步骤303：所述终端根据所述m条gnss伪距、所述m条gnss载波相位观测值、所述m条基准站伪距、所述m条基准站载波相位观测值、所述终端的ins定位坐标，确定所述终端的位置调整量。

步骤303中，所述终端根据传感器获取运动信息，运动信息包括三轴加速度、角速度等。根据所述运动信息，利用ins，计算出所述ins定位坐标。

步骤304：所述终端根据上次定位位置和所述位置调整量，确定所述终端的位置。

步骤301中，终端根据一条卫星定位信号，确定一条gnss伪距和一条gnss载波相位观测值。因此，终端根据所述m条卫星定位信号，确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值。本发明实施例对终端如何确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值并不限定，具体可以参考现有技术中的实施方式，在此不再赘述。

步骤301中，伪距是由gps观测而得的gps观测站到卫星的距离，由于终端尚未对因“卫星时钟与接收机时钟同步误差”的影响加以改正，在所测距离中包含着时钟误差因素在内，故称“伪距”。载波相位观测值是指在同一接受时刻终端接收的卫星信号的相位相对于终端产生的载波信号相位的测量值。

步骤302中，所述m条基准站伪距、所述m条基准站载波相位观测值由基准站根据m条基准站卫星定位信号确定；所述m条基准站卫星定位信号由所述基准站接收；所述m条基准站卫星定位信号由所述m颗卫星发送。

步骤302中，终端根据一条基准站卫星定位信号，确定一条基准站伪距和一条基准站载波相位观测值。因此，终端根据所述m条基准站卫星定位信号，确定m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值。本发明实施例对如何确定m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值并不限定，具体可以参考现有技术中的实施方式，在此不再赘述。

步骤303中，所述终端从所述m个卫星中确定第一卫星，所述第一卫星为所述m个卫星中高度角最大的卫星。

所述终端根据所述m条gnss伪距确定m-1个gnss伪距单差。举例来说，所述终端将所述m条gnss伪距中，除所述第一卫星对应的gnss伪距之外的每个gnss伪距，分别减去所述第一卫星对应的gnss伪距的差值作为所述m-1个gnss伪距单差。

所述终端根据所述m条基准站伪距确定m-1个基准站伪距单差。举例来说，终端将所述m条基准站伪距中，除所述第一卫星对应的基准站伪距之外的每个基准站伪距，分别减去所述第一卫星对应的基准站伪距的差值作为所述m-1个基准站伪距单差。

所述终端根据所述m条gnss载波相位观测值确定m-1个gnss载波相位观测值单差。举例来说，所述终端将所述m条gnss载波相位观测值中，除所述第一卫星对应的gnss载波相位观测值之外的每个gnss载波相位观测值，分别减去所述第一卫星对应的gnss载波相位观测值的差值作为所述m-1个gnss载波相位观测值单差。

所述终端根据所述m条基准站载波相位观测值确定m-1个基准站载波相位观测值单差。举例来说，所述终端将所述m条基准站载波相位观测值中，除所述第一卫星对应的基准站载波相位观测值之外的每个基准站载波相位观测值，分别减去所述第一卫星对应的基准站载波相位观测值的差值作为所述m-1个基准站载波相位观测值单差。

所述m-1个gnss伪距单差中的每个gnss伪距单差分别减去所述m-1个基准站伪距单差中对应的基准站伪距单差，作为所述m-1个伪距双差。

所述m-1个gnss基准站载波相位观测值单差中的每个gnss基准站载波相位观测值单差分别减去所述m-1个基准站载波相位观测值单差中对应的基准站载波相位观测值单差，作为所述m-1个载波相位观测值双差。

步骤303中，所述终端根据所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、ins定位坐标，确定整周模糊度向量。举例来说，

终端根据所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，得到双差公式。

双差公式以公式(1)为例：

xins＝x0+δx+ω··········(1)

其中表示伪距双差，为向量，表示伪距观测噪声双差值，为向量，λ表示载波波长，为常数，表示载波相位双差，为向量，表示整周模糊度浮点解，为向量，表示站星几何距离双差值，为向量，表示观测误差双差值，为向量，xins表示ins定位坐标，为向量，δx表示位置调整量，为向量，x0表示上次定位位置，为向量，ω为观测噪声，为向量。其中，λ、x0、xins、ω为已知量；δx为未知量。

在x0处将公式(1)进行泰勒级数一阶展开得到公式(2)；

为终端根据上次定位位置x0＝[x0y0z0]计算得到的卫星到终端的几何距离，为卫星到基准站和卫星到终端的方向三维余弦双差值，δx、δy、δz分别为本次位置调整量在x、y、z三个方向的调整量。

由公式(2)可得到公式(3)；

公式(3)可写成l＝g·y；其中，

终端根据公式(3)，由整体最小二乘平差法，得到模糊度浮点解。

如，由整体最小二乘平差法，可以得到公式(4)；

其中，δxfloat表示位置调整量浮点解，表示模糊度浮点解向量，w表示观测值权矩阵；由公式(4)可解出所述模糊度浮点解向量。

终端根据所述模糊度浮点解向量，利用整数最小二乘模糊度降相关平差法(lambda算法)，确定所述整周模糊度向量。

步骤303中，根据整周模糊度向量，确定位置调整量。

将整周模糊度向量代入公式(5)；

公式(5)可简写成：l2＝g2·δx，其中，

由整体最小二乘平差法，可得公式(6)；

δxfix＝(g2^t·w2·g2)^-1·g2^t·w2·l2..............(6)；

由公式(6)解出位置调整量δxfix。

步骤304中，所述终端的位置可由如下方法确定：

如，由公式(7)，可得所述终端的位置xfix为

xfix＝x0+δxfix(7)。

本发明实施例中，终端除了确定伪距外，还确定了载波相位观测值。而且，除了终端自身确定的gnss伪距和gnss载波相位观测值外，还接收由基准站转发的基准站伪距和基准站载波相位观测值。终端根据所述gnss伪距、gnss载波相位观测值、基准站伪距、基准站载波相位观测值和自身的ins定位坐标组合处理，解决了现有技术中对终端定位的位置精度低的问题，提高了对终端定位的位置精度。

下面对本发明实施例提供的定位装置做详细描述。参考图4，为本发明实施例提供的定位装置详细示意图。其中，图4表示定位装置的结构示意图。

数据传输模块401，用于终端接收m颗卫星发送的m条卫星定位信号，所述终端根据所述m条卫星定位信号确定m条gnss伪距、m条gnss载波相位观测值；m为大于4的整数；

所述数据传输模块401，用于所述终端从基准站接收m条基准站伪距、m条基准站载波相位观测值；

组合导航模块402，用于所述终端根据所述m条gnss伪距、所述m条gnss载波相位观测值、所述m条基准站伪距、所述m条基准站载波相位观测值、所述终端的ins定位坐标，确定所述终端的位置调整量；

所述组合导航模块402，用于所述终端根据上次定位位置和所述位置调整量，确定所述终端的位置。

可选的，所述组合导航模块402具体用于：

根据所述m条gnss伪距确定m-1个gnss伪距单差；所述终端根据所述m条基准站伪距确定m-1个基准站伪距单差；所述终端根据所述m条gnss载波相位观测值确定m-1个gnss载波相位观测值单差；以及，所述终端根据所述m条基准站载波相位观测值确定m-1个基准站载波相位观测值单差；

根据所述m-1个gnss伪距单差和所述m-1个基准站伪距单差，确定m-1个伪距双差；以及，所述终端根据所述m-1个gnss载波相位观测值单差和所述m-1个基准站载波相位观测值单差，确定m-1个载波相位观测值双差；

根据所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，确定整周模糊度向量；所述终端根据整周模糊度向量，确定所述位置调整量。

可选的，所述组合导航模块402具体用于：

所述m-1个gnss伪距单差中的每个gnss伪距单差分别减去所述m-1个基准站伪距单差中对应的基准站伪距单差，作为所述m-1个伪距双差；

所述m-1个gnss基准站载波相位观测值单差中的每个gnss基准站载波相位观测值单差分别减去所述m-1个基准站载波相位观测值单差中对应的基准站载波相位观测值单差，作为所述m-1个伪距双差。

可选的，所述组合导航模块402具体用于：

将所述m-1个伪距双差、所述m-1个载波相位观测值双差、所述ins定位坐标，代入预设的双差公式；根据所述预设的双差公式的解，确定所述模糊度浮点解向量；以及，根据所述模糊度浮点解向量，确定所述整周模糊度向量。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。