专利名称：基于可编程智能手机的cors定位的实现方法
技术领域：
本发明属于GPS应用技术领域中的实时动态伪距差分定位技术，主要包括连续运行卫星定位综合服务系统(Continuous Operational Reference System，C0RS)技术，实时定位实时差分解算技术，智能手机二次开发技术等。尤其是基于可编程智能手机的CORS定位的实现方法。
背景技术：
CORS是空间数据基础设施重要的组成部分，已在我国许多城市建成并投入运行， 在某些国家已经覆盖全国。连续运行卫星定位综合服务系统是通过在某个区域范围内，建立若干永久性的连续运行定位卫星数据接收站(简称参考站)，利用现代通信技术接受各个参考站卫星数据并进行处理，为用户提供各种高精度空间定位服务和多元化信息服务的系统。连续运行卫星定位综合服务系统的技术基础是全球定位系统(GPQ和通信技术，是卫星定位技术发展的产物，是卫星定位技术应用的扩展和深化。手机定位是指通过特定的定位技术来获取移动手机或终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图上标出被定位对象的位置的技术或服务。定位技术有两种，一种是基于GPS的定位(5-10米)，一种是基于移动运营网的基站的定位(30米)。基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。后者不需要手机具有GPS定位能力，但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。前者定位精度较高。无线数据通信是通过无线电波传送数据信息的一种通信方式。它是在有线数据通信的基础上发展起来的，能实现移动状态下的数据通信。现有的无线通信技术主要有GPRS、 CDMA、GSM 等。通过对手机的二次开发，实现手机能够直接接受手机GPS模块串口的原始定位数据(伪距)，接受CORS中心的改正数，并运用一定算法进行改正，最终得到高精度的定位数据。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供一种基于可编程智能手机的CORS定位的实现方法。一种基于可编程智能手机的CORS定位的实现方法，包括以下步骤1)系统初始化；由用户选择定位结果输出的坐标系统和高程系统，比如经纬度信息、北京M坐标系坐标及高程或者重庆独立坐标系的坐标及高程等；2)获取定位数据；手机移动终端自带的GPS模块采集定位数据，数据主要有经纬度信息，大地高，高程异常，卫星状态信息及定位状态，并传送给解析模块；其数据主要遵循的是NMEA-0183协议；
3)获取CORS中心改正数；手机移动终端通过GPRS/CDMA等无线网络方式连接服务器，并通过通信模块获得CORS系统的改正数据；然后传输给解析模块；4)解析模块根据NMEA-0183和RTCM数据格式提取出经纬度信息和改正数传输给计算模块和精度评定模块；5)计算模块通过加权平均算法模型或线性内插算法模型或低次曲面模型对数据进行处理，得到改正后的坐标和高程，并把改正后的坐标和高程传输给坐标转换模块和精度评定模块；6)坐标转换模块根据第一步中用户输入的需求信息，对步骤5)得到的改正后的坐标和高程进行坐标转换，得到最终的坐标和高程；然后把坐标和高程传输给精度评定模块和显示模块；7)精度评定模块根据步骤幻所得定位数据、步骤幻所采用的计算模型和步骤6) 所采用的坐标转换方法，分析步骤6)所得的坐标和高程的精度，得到精度信息，并将精度信息传输给显示模块；8)显示模块显示步骤6)所得的坐标和高程和步骤7)所得的精度信息。相比现有技术，本发明具有如下有益效果1、手机定位精度更高。现有的手机移动终端都是通过辅助GPS、集成GPS、Wi_Fi网络或手机网络实现手机定位，其定位精度最多能够达到5-10米，甚至更低。本发明能够实现分米级的定位结果，真正实现手机的高精度定位。2、手机应用更广泛。现有手机的定位由于其定位精度的影响，使其应用范围狭窄， 现主要体现在手机粗略导航方面，其他的应用较少。本发明使手机可用于精密导航与定位， 一般的工程测量、城市管线调查等。3、实现高精度定位，无需更改手机硬件，可以直接通过手机二次开发实现。
图1是本发明方法说明图；图2是本发明方法数据流向图。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。实施例1参考图1，为本发明系统工作流程图，是通过手机运用CORS系统的改正数据解算得到高精度定位结果的方法。参考图2，为本发明系统的数据流向图。步骤如下1)系统初始化。由用户选择定位结果输出的坐标系统和高程系统，比如经纬度信息、北京M坐标系坐标及高程或者重庆独立坐标系的坐标及高程等；2)定位数据的获取。手机移动终端自带的GPS模块采集定位数据，数据主要有经纬度信息，大地高，高程异常，卫星状态信息及定位状态，并传送给解析模块。其数据主要遵循的是NMEA-0183协议。针对现有移动终端本身具有GPS模块，且智能手机都提供二次开发。所以本说明采用symbian系统的一种开发软件Carbide C++实现手机GPS模块原始数据的提取。现有的Carbide C++可以实现数据的采集。它是简化windows下串行通信编程的ActiveX控件，为应用程序提供通过串行接口接发数据的方法。通讯时，手机外部软件向 GPSOEM板发送命令帧，请求对方发回数据帧。该数据帧中包含有效数据长度、起始值等通过命令传过来。收到命令帧的GPSOEM板发送指定要求的数据帧到对方。3)CORS中心改正数的获取。手机移动终端通过GPRS/CDMA等无线网络方式连接服务器，并通过通信模块获得CORS系统的改正数据(主要是RTCM V2. 0/2. 1伪距差分修正信息)。然后传输给解析模块。4)解析模块根据NMEA-0183和RTCM数据格式提取出经纬度信息和改正数传输给计算模块和精度评定模块。5)计算模块通过加权平均算法模型或线性内插算法模型或低次曲面模型对数据进行处理，得到改正后的坐标和高程，并把改正后的坐标和高程传输给坐标转换模块和精度评定模块。加权平均法是将各基准站改正数的加权平均值作为用户的改正数。权的选取方法，常用的也是最简单的定权方法，是根据改正数的权与用户离基准站的距离成反比的原则，从而使得该方法顾及位置对差分改正的影响。线性内插法可以自主选择主基准站，因此使用起来比较灵活。模型中已顾及位置变化对差分改正的影响，用户的定位精度较单站差分有明显的提高，但是当用户位于由基准站所构成的多边形区域以外时效果就不太理想。对于低次曲面模型法来说，局域网中基准站的个数取决于低次曲面模型的变量个数和次数，通常使用平面模型的话，最少个数为4个。该方法不仅考虑了空间相关误差，而且还考虑了非空间相关误差如多路径效应等。6)坐标转换模块根据第一步中用户输入的需求信息，对步骤(5)得到的改正后的坐标和高程进行坐标转换，得到最终的坐标和高程。然后把坐标和高程传输给精度评定模块和显示模块。手机移动终端自带的GPS模块采集的定位数据是在WGS84坐标系下，而用户经常使用的坐标系是北京讨坐标系、西安80坐标系或地区的独立坐标系，不同的坐标系间存在着旋转和平移及比例的关系。坐标转换的关键是求出不同坐标系间的坐标转换参数，现主要的方法有七参数法和三参数法。7)精度评定模块根据步骤( 所得定位数据、步骤( 所采用的计算模型和步骤 (6)所采用的坐标转换方法，分析步骤(6)所得的坐标和高程的精度，得到精度信息，并将精度信息传输给显示模块。影响本系统最终的定位精度取决于几个方面。一是手机移动终端GPS本身的定位精度。二是计算模块所采用的计算模型。三是坐标转换误差，由WGS84转换到所需坐标系所造成的投影误差，变形误差等，精度评定模块根据上述几方面因素采用中误差、相对中误差对定位结果进行精度评定。8)显示模块显示步骤(6)所得的坐标和高程和步骤(7)所得的精度信息。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1. 一种基于可编程智能手机的CORS定位的实现方法，其特征在于，包括以下步骤1)系统初始化；由用户选择定位结果输出的坐标系统和高程系统，比如经纬度信息、 北京M坐标系坐标及高程或者重庆独立坐标系的坐标及高程等；2)获取定位数据；手机移动终端自带的GPS模块采集定位数据，数据主要有经纬度信息，大地高，高程异常，卫星状态信息及定位状态，并传送给解析模块；其数据主要遵循的是 NMEA-0183 协议；3)获取CORS中心改正数；手机移动终端通过GPRS/CDMA等无线网络方式连接服务器， 并通过通信模块获得CORS系统的改正数据；然后传输给解析模块；4)解析模块根据NMEA-0183和RTCM数据格式提取出经纬度信息和改正数传输给计算模块和精度评定模块；5)计算模块通过加权平均算法模型或线性内插算法模型或低次曲面模型对数据进行处理，得到改正后的坐标和高程，并把改正后的坐标和高程传输给坐标转换模块和精度评定模块；6)坐标转换模块根据第一步中用户输入的需求信息，对步骤5)得到的改正后的坐标和高程进行坐标转换，得到最终的坐标和高程；然后把坐标和高程传输给精度评定模块和显示模块；7)精度评定模块根据步骤幻所得定位数据、步骤幻所采用的计算模型和步骤6)所采用的坐标转换方法，分析步骤6)所得的坐标和高程的精度，得到精度信息，并将精度信息传输给显示模块；8)显示模块显示步骤6)所得的坐标和高程和步骤7)所得的精度信息。
全文摘要
本发明公开了基于可编程智能手机的CORS定位的实现方法，包括以下步骤1)系统初始化；2)获取定位数据；3)获取CORS中心改正数；4)提取出经纬度信息和改正数传输给计算模块和精度评定模块；5)得到改正后的坐标和高程，并把改正后的坐标和高程传输给坐标转换模块和精度评定模块；6)得到最终的坐标和高程；7)精度评定模块分析所得的坐标和高程的精度，得到精度信息；8)显示。系统通过CORS系统的改正数，真正实现手机高精度定位，定位精度能够达到亚米级。
文档编号H04W4/02GK102540225SQ201110407349
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者令狐进, 冯晓, 张远 申请人:重庆交通大学