基于Android系统的高精度定位系统和方法_2

文档序号:9287947阅读:来源:国知局
和方向。
[0037] 5. 1. 3. 4)输出结果平滑:利用稳态滤波器,对计算的位置(经炜度数据)进行平 滑处理。
[0038] 5. 1. 3. 5)静态抑制:应对手机处在低速及停止情况下的定位场景,进行静态抑制 处理并得到高精度定位结果。
[0039] 5. 1. 4)伪距差分计算单元输出高精度定位结果至人机交互单元进行显示。
[0040] 5. 2)当卫星定位工作状态不正常,即移动终端能够观测到的卫星少于4颗时,使 用普通精度定位方式,即伪距差分计算单元根据定位增强系统返回的增强数据解析出普通 精度定位结果并输出至人机交互单元进行显示。
[0041] 5. 3)跳转至步骤3,进行下一次定位。 技术效果
[0042] 与现有技术相比,本发明公布的基于Android系统的高精度定位方法,在卫星定 位正常工作,即能够观测到不少于4颗卫星的时候,能够快速以低成本获得差分数据,运行 差分算法,将定位精度从10米以上提高到3~5米;在卫星定位不能工作的时候,也能够 获得普通精度的定位结果,确保了定位的可用性。使用该方法获得差分数据,相对普通差分 GPS减少了一次交互,高精度定位速度得到提高;同时,差分数据量也减少到普通差分GPS 的一半以下,减少了数据通讯的成本。
【附图说明】
[0043] 图1为本发明系统结构示意图。
[0044] 图2为实施例中基于Android系统的高精度定位方法流程图。
[0045] 图3为实施例中高精度差分算法逻辑图。
【具体实施方式】
[0046] 下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施。 实施例1
[0047] 如图1所示,本实施例包括:定位增强系统及采用Android操作系统的移动终端, 其中:定位增强系统提供伪距差分数据和一般精度定位结果,采用Android操作系统的移 动终端利用观测到的卫星信号及从差分服务系统获得的差分数据,运行伪距差分算法,获 得高精度的定位结果;在卫星定位不能工作的时候,移动终端直接使用普通精度定位结果。
[0048] 所述的定位增强系统包括:卫星观测数据采集模块、差分数据解算模块、Wi-Fi热 点定位模块(含Wi-Fi热点数据库)、基站定位模块(含基站地址数据库)、IP定位模块 (含IP地址数据库),以及服务发布模块,其中:卫星观测数据采集模块采集基准站的卫星 原始观测数据并输出至差分数据解算模块;差分数据解算模块对卫星观测数据进行解码, 获得伪距值,并计算出伪距改正数;Wi-Fi热点定位模块、基站定位模块及IP定位模块,用 于计算出一个普通精度的定位结果;服务发布模块将差分数据或普通精度定位结果发送给 采用Android操作系统的移动终端。
[0049] 所述的采用Android操作系统的移动终端包括:GNSS定位单元、Android操作系 统、伪距差分计算单元,以及人机交互单元,其中:GNSS定位单元提供卫星原始观测数据和 星历;Android操作系统提供接口供伪距差分计算单元访问GNSS定位单元;伪距差分计算 单元分别从定位增强系统获取差分数据,从GNSS定位单元获取卫星原始观测数据和星历, 运行差分算法,获得高精度定位结果,输出给人机交互单元;在卫星定位无法正常工作的 时候,伪距差分计算单元直接将定位增强系统提供的普通精度定位结果输出给人机交互单 元;人机交互单元是伪距差分计算单元定位输出结果的最终使用者。
[0050] 如图2所示,上述系统按以下方式进行工作:
[0051] 1)定位增强系统计算差分数据:
[0052] 1. 1)定位增强系统的卫星观测数据采集模块每秒从基准站获得卫星原始观测数 据,并转发给差分数据解算模块。
[0053] 1. 2)差分数据解算模块对卫星原始观测数据进行解码,获得各基准站观测到的所 有可视卫星的伪距观测值,结合各地面基准站的精准坐标,计算出差分数据。
[0054] 2)移动终端定位增强服务激活:
[0055] 2. 1)移动终端向定位增强系统申请激活码,增强系统通过短信发送激活码给移动 终端。
[0056] 2. 2)移动终端将激活码发送给定位增强系统,激活该移动终端用户的定位增强服 务。
[0057] 3)移动终端申请位置增强数据:
[0058] 3. 1)伪距差分计算单元通过GNSS芯片获得卫星原始观测数据,运用单点定位算 法,计算出基本定位信息。如果无法进行单点定位,即移动终端能够观测到至少4颗卫星 时,在步骤3. 3的增强数据编码中,将卫星定位标志置为零。
[0059] 3. 2)伪距差分计算单元读取定位辅助信息,包括IP地址、扫描到的WIFI热点地 址、基站LANID及CelllD。如果无法获得相关数据,则根据3. 3的增强数据编码规则,不包 含相关信息,或者置零。
[0060] 3. 3)伪距差分计算单元将基本定位信息及定位辅助信息,按照如下方式编码为增 强数据申请信息:
[0061] 基本定位信息包内容包括:
[0062] 辅助定位信息包内容包括:
[0063] 3. 4)伪距差分计算单元向定位增强系统发送定位增强数据申请。
[0064] 4)定位增强系统响应申请:
[0065] 4. 1)定位增强系统的服务发布模块收到移动终端的增强数据申请之后,解析出 "卫星定位标志位",判断卫星定位是否正常工作。
[0066] 4. 2如果卫星定位正常工作,则计算差分数据:
[0067] 4. 2. 1)服务发布模块根据基本定位信息中的概要位置,选择合适的基准站。
[0068] 4. 2. 2)服务发布模块从缓存中取得对应基准站的差分数据。
[0069] 4. 3)计算普通精度定位结果:
[0070] 4. 3. 1)服务发布模块从定位辅助信息中解析WIFI热点地址、基站定位信息 (LAC,CellId),以及IP地址。
[0071] 4. 3. 2)如果定位辅助信息中包含WIFI热点地址,则启动WIFI热点定位模块,后者 根据WIFI热点地址数据库的信息,得到移动终端所在位置的地址,并跳转至步骤4. 4。
[0072] 4. 3. 2)如果定位辅助信息中不包含WIFI热点地址,则调用基站定位模块,后者根 据基站信息,得到移动终端所在位置的地址,并跳转至步骤4. 4。
[0073] 4. 3. 3)如果定位辅助信息中不包含基站定位信息(数据为空),则调用IP定位模 块,后者根据IP地址信息,得到移动终端所在位置的地址。
[0074] 4. 4)服务发布模块将普通精度定位结果信息及差分数据按如下方式编码,产生增 强信息:
[0075] 一般精度位置信息包内容包括:
[0076] 差分数据信息包内容包括:
[0077] 4. 5)服务发布模块将增强信息发送给移动终端。
[0078] 5)移动终端计算定位结果
[0079] 5. 1)如卫星定位正常工作,则计算出高精度差分定位结果:
[0080] 5. 1. 1)伪距差分计算单元收到定位增强系统返回的伪距差分数据,放入缓存。
[0081] 5. 1. 2)伪距差分计算单元每秒读取GNSS芯片观测到的卫星观测数据。
[0082] 5. 1. 3)伪距差分计算单元每秒采用当前秒的卫星观测数据和星历,以及缓存中最 新的差分数据,运行伪距差分算法,主要包括以下步骤:
[0083] 5. 1. 3. 1)多普勒平滑:探测观测数据中的粗差,根据信噪比和伪距、多普勒值进 行平滑。
[0084] 5. 1. 3. 2)定位解算:包括卫星位置、高度角计算、伪距差分,以及卡尔曼滤波。
[0085] 5. 1. 3. 3)计算输出数据:
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