导航方法及导航设备与流程

本公开涉及导航
技术领域：
，特别涉及卫星导航方法及导航设备。
背景技术：
：导航设备(例如手机、便携式电脑或车载导航设备等)在卫星定位(以下简称“定位”)过程中，由于受外部因素的影响，不能一直获得高精度的定位结果，如卫星与导航设备的相对位置发送变化、卫星信号传播过程被树木或高楼遮挡等情况，均会对导航设备的定位准确性造成影响。当用户在陌生环境进行导航时，一般会在导航设备上打开导航软件，将在导航软件的电子地图上显示的定位点作为导航路线的起点，但由于受外部因素的影响，当显示的定位点与用户所在的真实位置点的偏差较大时，用户据此进行决策而规划出导航路线往往是不准确的。技术实现要素：为至少地解决该技术问题——在用户进行导航过程中，监测影响定位精度变量的数值，并按照设定进行提示，本公开提出了一种导航方法和导航设备。主要技术方案如下：导航方法，其包括以下步骤：对gnss数据进行处理，获得变量的信息，所述变量包括精度因子、信噪比以及根据预设的过滤条件筛选得到的合格卫星数；响应于导航操作指令，并监控所述变量的数值，据此判断是否满足预设的触发条件；若满足，则基于所述触发条件选择与之对应的提示信息，并进行提示。优选地，所述导航操作指令，包括通过导航设备操作界面获取的、以当前定位点作为起点而进行导航线路规划的输入指令。优选地，按照设定的导航线路进行导航时，检测当前定位点相对于所述导航线路位置偏移量；当所述位置偏移量在设定时长内超出设定阈值，且不满足所述触发条件时，以当前定位点作为起点，重新规划并生成导航线路。优选地，判断是否满足预设的触发条件，具体包括：确定与所述变量的类型、数值对应的权值，并进行加权计算，得到分数值s；判断所述分数值s是否落入预设的第一数值区间。优选地，所述第一数值区间包括多个细分区间；根据所述分数值s对应的细分区间，选择对应的提示信息。优选地，所述过滤条件包括卫星信号频率、卫星高度角的数值或伪距值处于设定范围内。优选地，根据所述分数值s，显示估计误差信息以及可信度信息；所述估计误差的数值与所述可信度的数值分别与所述分数值s具有预设的第一映射关系以及第二映射关系。优选地，所述精度因子包括水平精度因子；所述信噪比包括根据所述合格卫星数得到的平均信噪比；所述分数值s与所述变量的数值具有第一映射关系；所述第一映射关系包括：所述分数值s分别与所述水平精度因子的数值s1、所述合格卫星数s2、所述平均信噪比的数值s3具有的正相关关系、负相关关系、负相关关系。优选地，所述第一映射关系包括：s＝(c1·s1)·(c2·s2)·(c3·s3)，其中c1、c2、c3为与所述水平精度因子的数值s1、所述合格卫星数s2、所述平均信噪比的数值s3相对应的权值；确定与所述变量的类型、数值对应的权值，包括：调取用于存储s1、s2、s3与c1、c2、c3的对应关系的第一数据表；根据s1、s2、s3，搜索获得对应的权值c1、c2、c3。执行所述导航方法的步骤的导航设备，其包括：卫星定位模块，用于收取、处理卫星信号，得到gnss数据；变量获取模块，用于根据所述gnss数据，获得所述变量的信息；监测模块，用于接收所述变量获取模块的数据，并判断是否满足预设的触发条件；信息生成模块，用于响应监测模块的指令，当满足所述触发条件时，生成所述提示信息；显示模块，用于显示所述提示信息。本公开的一些技术效果在于：通过监测影响定位准确性的变量的数值，基于预设的触发条件而进行提示，可以使用户在导航过程中获得关于定位准确性的提示，为导航决策提供了帮助。附图说明为更好地理解本公开的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本公开部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：图1为一个实施例中，卫星、导航设备与服务器的通信关系示意图；图2为一个实施例中，分数值与实测误差数值的关系示意图。具体实施方式下文将对本公开涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本公开的部分实施方式，而并非全部。基于本公开中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本公开保护的范围之内。总体思路上，导航方法，包括以下步骤：对gnss数据进行处理，获得变量的信息，所述变量包括精度因子、信噪比以及根据预设的过滤条件筛选得到的合格卫星数；响应于导航操作指令，并监控所述变量的数值，据此判断是否满足预设的触发条件；若满足，则基于所述触发条件选择与之对应的提示信息，并进行提示。所述gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球导航卫星系统)数据是由对卫星信号进行处理所得的导航电文数据。不同的国家或不同的组织，对于不同的卫星导航定位系统的数据可能有不同的规范，在一个实施例中，gnss数据包括了nmea-0183(nmea是nationalmarineelectronicsassociation的缩写，可理解为美国国家海洋电子协会)标准的六种类型数据：$gpgga、$gpgll、$gpgsa、$gpgsv、$gprmc及$gpvtg，从这些数据中可以读取到以历元为单位的卫星定位的时间、位置、精度因子、卫星数量、仰角、方位角、信噪比等参数。对gnss数据进行处理，包括直接提取其中的可用数据，也包括对其中的数据进行数学运算而得到相应的结果，对gnss数据进行何种处理，由需要获得何种变量的信息而定，例如需要获得的变量的信息包括精度因子的信息，则可以直接从gnss数据中提取精度因子的数据。所述变量指的是影响卫星定位质量好坏的变量，在总体思路上，以三种类型的变量(精度因子、信噪比、合格卫星数)作为评价卫星定位质量好坏的基础，具有较高的可信度。本领域技术人员可以理解的是，影响定位误差变化的原因有多方面，例如对卫星运行状态的监测产生的误差、卫星信号在传播过程中受干扰而产生的误差、卫星信号接收装置(如接收机、所述导航设备)自身产生的误差，这些均会对定位结果的精确度造成影响，且不能进行绝对精准的测量。事实上，由于选取的变量数量是有限的，因此并不能绝对、百分百地反映出受到外部因素影响时，定位准确性的真实变化情况，但通过对有限的、被选取的变量的数值进行监控，根据变量的数值的变化情况作出一定关联的关于定位准确性改变的提示(如提示当下定位误差较大)，能增加为用户在导航决策上提供参考的维度。基于上述思路，选取的变量应当是与定位误差具有相关关系的，如精度因子的数值与定位误差的数值具有正相关关系，信噪比的数值与定位误差的数值具有负相关关系，合格卫星数的数值与定位误差的数值具有负相关关系。选取这些变量来进行监控，主要是因为它们的确与定位误差大小有较好相关性；同时也出于提高数据处理效率目的的考虑，因为这些参量只需要对卫星信号作较小运算量的处理即可获得。所述精度因子包括了pdop(positiondilutionofprecision，位置精度因子)、tdop(timedilutionofprecision，钟差精度因子)、hdop(horizontaldilutionofprecision，水平分量精度因子)、vdop(verticaldilutionofprecision，垂直分量精度因子)中的一种或多种，它们属于公知常识范畴，在此不作展开。一些情况下，变量可以包括多种类型的精度因子，一些情况下，也可以只采用一种的精度因子。在一个实施例中，所述精度因子指的是hdop，公知地，hdop的数值与定位误差的数值具有正相关关系。所述信噪比，所述信噪比的包括了平均信噪比、最小信噪比中的一种或两种。平均信噪比的数值可以由对可视卫星的信噪比的数值取平均而得到，可以由对可用卫星(其信号可用于进行定位解算)的信噪比的数值取平均而得到，也可以由对按照设定筛选条件筛选出来的卫星(其信号不仅可用于定位解算，还需满足其他设定条件)的信号的信噪比的数值取平均而得到。最小信噪比的数值的选取，也可以按照类似思路，选取可视卫星、可用卫星或按照设定筛选条件筛选出来的卫星中信噪比最低的值作为最小信噪比的数值。所述合格卫星数是指该历元符合过滤条件的卫星数，卫星定位误差与卫星信号质量高度相关，卫星信号质量好则对于提高定位解算精度的帮助大。过滤条件设计的目的，是在于筛选出卫星信号质量好的“合格卫星”，一般来说，合格卫星的数量越多(即合格卫星数的数值越大)对于提高定位精度的帮助越大。一些实施例中，执行所述过滤条件的方式包括：(1)判断卫星信号频率是否处于设定范围内，不同的卫星导航定位系统，其卫星信号的频率一般来说会有所不同，一些定位解算的算法只适用于特定的数个卫星导航定位系统而不适用于其他，例如可能适用于北斗、gps、格洛纳斯导航定位系统，而不适用于伽利略导航定位系统。通过卫星信号的频率作为筛选依据，可以得到对定位解算具有贡献的卫星的数量；(2)判断卫星高度角数值是否处于设定范围内(如小于20°或10°)，总体来说，当处于设定范围内的卫星的数量越大，对于提高定位精度的帮助也会越大；(3)判断该卫星的信噪比的数值是否处于设定范围内(如大于30)。(4)判断伪距值是否处于设定范围内，当计算得到的伪距值过高或者过低时，则说明明显不符合实际情况，可以将该历元数据视为噪声特别大的数据，进而进行剔除。例如，对于gps信号的历元数据，若算得伪距值小于2万公里或大于10万公里，则可以认为该历元数据的噪声特别大，可以进行剔除。总体来说，当处于所述设定范围内的卫星的数量越大，对于提高定位精度的帮助也会越大。“响应于导航操作指令，并监控所述变量的数值，据此判断是否满足预设的触发条件”可以理解为：感知到导航操作指令的输入后，进行触发条件的判断。所述导航操作指令包括了对导航线路的规划(例如选择线路起点、选择线路终点、在可选线路中进行选择等)，以及启用/变更/维持导航状态的指令。这些指令一些情况下包括了用户在导航设备操作界面上输入的指令；一些情况下，包括了服务器给导航设备发出的指令；一些情况下，包括了导航设备内部控制中心发出的相关指令。所述触发条件可以是一个也可以是多个。触发条件的设立，主要目的是为了依据变量的情况，预估当下定位的准确性(或准确度)，而使得可以通过提示信息给用户进行反馈。因此，触发条件的设计，可以具有多种形式。下面将给出一些实施例，以供本领域技术人员理解。一些实施例中，可以分别对精度因子、信噪比、合格卫星数的数值设置对应的阈值，当变量的数值超出设定阈值时，则可视为满足触发条件。考虑到这些变量数值与定位误差数值的相关关系，可以设置为：当精度因子的数值大于第一阈值(如hdop大于1.0)，信噪比的数值小于第二阈值(如平均信噪比小于30)，合格卫星数大于第三阈值时(如大于15)，视为满足触发条件。即触发条件为：变量的数值超出设定阈值。具体的阈值取值，是自定义的，而且也应该根据实际的要求进行取值(因此，取值的多少并非本公开最关注的地方)，如对于定位精度要求极高的场合，阈值可以取得更严格一些，如hdop大于0.7，平均信噪比小于35，合格卫星数大于18。一些实施例中，可以对一个或多个变量对应地设置一个或多个数值区间，例如，对hdop设置三个数值区间：0.8-1.0(不含本数)，1.0-1.2(不含本数)，大于等于1.2。当监控到的hdop数值落入某一数值区间时，视为满足不同的触发条件，从而可(选择不同的提示信息)进行不同内容的提示。当对多个变量均设置了对应的多个数值区间，监控到的变量的数值会落入这些数值区间会从而产生形成不同的组合的情况，可以针对每一种情况设置与之对应的提示信息，也可以针对几种情况设置同一类的提示信息。一些实施例中，可以对变量的数值进行数学运算，如加、减、乘、除，得到一个参考值，根据参考值是否超出设定阈值而判断是否满足触发条件。即触发条件为：参考值超出设定阈值。同理，设定阈值的取值的多少并非本公开最关注的地方。一些实施例中，可以对变量的数值进行加权，然后通过累加的方式得到参考值，根据参考值是否超出设定阈值而判断是否满足触发条件。也可以设定多个数值区间，所述参考值落入每一个这样的数值区间都视为满足不同的触发条件，从而可(选择不同的提示信息)进行不同内容的提示。所述提示信息，对应于所述触发条件，主要包括了对于定位准确性的提示内容。提示信息内容本身可以多样的，一些实施例中，它包括但不限于下列的一种或多种形式的组合：(1)表述预估误差。(2)表述定位质量好坏。(3)表述定位可信度。(4)表述导航建议。关于表述预估误差的提示信息。若采用文字的形式进行显示，可以采用诸如“定位误差：0.50米”“估计误差：1.00米内”等文字进行显示。可以预先通过实验统计的方式，测量获得变量以及测量获得该变量对应的定位误差(即实测误差)，归纳出变量及实测误差在数值的关系；以这样的关系作为先验信息，当变量的数值满足某一触发条件时，则通过提示信息显示出相应的估计误差的数值。归纳出变量及实测误差的数值关系，可以采用通用的实验数据归纳方式进行，即根据变量的变化范围，归纳出对应的实测误差的数值范围，只需要大部分数据满足这样的关系即可，例如70％、80％的数据满足这样的关系即可。也可以采用这样的方式：选取hdop的值s1、合格卫星数量s2、平均信噪比的值s3、最小信噪比的值s4作为变量，可以以下列的自定义形式(也可以以其他形式)进行体现：使(c1·s1·c2·s2·c3·s3·c4·s4)与分数值s具有对应关系，其中c1、c2、c3、c4为自定义的常数/权值。对于某一个历元的gnss数据，c1、c2、c3、c4的取值被决定于下列的第一数据表：s1数值处于范围a1数值处于范围a2数值处于范围a3c1b1b2b3s2数值处于范围a4数值处于范围a5数值处于范围a6c2b4b5b6s3数值处于范围a7数值处于范围a8数值处于范围a9c3b7b8b9s4数值处于范围a10数值处于范围a11数值处于范围a12c4b10b11b12数据范围a1至a12可以自行设定，在此不作过多展开，仅举一例：例如范围a1可以设计为小于1.0，范围a2可以设计为1.0-1.5之间，范围a3可以设计为大于1.5；范围a4可以设计为大于10，范围a5可以设计为5-10之间，范围a6可以设计为小于5；范围a7可以设计为大于30，范围a8可以设计为20-30之间，范围a9可以设计为小于20；范围a10可以设计为大于15，范围a11可以设计为10-15之间，范围a12可以设计为小于10。相应地，可以据此计算得出分数值s，更具体地，在一个实施例中，如图2所示，通过实验统计，得到当对应的分数值s与实测误差数值的分布情况。即，利用更精准的定位设备测量获得导航设备在该历元的精准位置点，将精准位置点与导航设备自身实测获得的实测位置点相比较，便可得到实测误差，导航设备自身实测获得的实测位置点的过程，对这些gnss数据进行处理，可以得到分数值s，如此，便可得到图2的统计数据。更具体地，例如，采用定位精度为毫米级的rtk设备测量获得精准位置点，而导航设备自身定位得到的实测位置点是基于rtd技术，这两个点的距离有5米，则测量误差是5米，而假设根据计算出来的分数值为30，则形成了图2的横坐标为5，纵坐标为30的一个点。当获得多个历元的实测误差及分数值后，便形成了图2的散点分布情况。据此，则可以根据实验数据的统计情况，归纳出分数值s与实测误差的相关情况(不要求绝对相关)。例如，可以根据图2的情况，归纳出这样的相关情况：分数值数据范围设计为：0-25(不含本数)，25-100(不含本数)，大于100，对应地，实测误差数值范围为：大于15(米)、5-15(米)、小于5(米)。这样进行归纳后，便可得到先验关系，以先验关系作为触发条件，根据实时得到的变量数值，推算出当下定位的误差(即估计误差)。例如，当对实时监控到的变量数值进行计算，得到分数值落入25-100(不含本数)的范围，便可以以“估计误差为5-15(米)”作为提示信息的内容。显然，这样的归纳方式不能百分百地反映出图2的情况(因为实际场合影响定位误差变化的因素太多)，但可以在一定概率/程度上反映出来图2的情况。因此，当采用的变量越多，越有利于进行归纳及反映出真实情况。此后，每当该种型号的导航设备(如智能手机、车载导航终端)获取卫星信号而处理得到gnss数据时，便可根据前述的计算方式得到分数值s，然后确定其对应的估计误差，并在显示界面上以估计误差形式进行显示。如此，用户便可获得关于当下定位准确性的提示信息，这些提示信息具有一定的参考价值。关于表述定位质量好坏的提示信息。可以根据上述的方式，对定位质量进行自定义，例如分数值s在不同的数值区间，对应不同的质量等级(如定位质量高、定位质量一般、定位质量低)。用户收到这样的提示，可以预估当前导航的可靠性。关于表述定位可信度的提示信息。定位可信度主要是指前述预估误差的可信度，由于变量及实测误差的数值关系，可以采用通用的实验数据归纳方式进行，即根据变量的变化范围，归纳出对应的实测误差的数值范围，只需要大部分数据满足这样的关系即可，例如70％、80％的数据满足这样的关系即可。前述的70％或80％便是可信度。即，可信度表述的意思，是先验信息的可信度。关于表述导航建议的提示信息。可以根据变量的数值，自定义定位质量好坏，当当下定位质量较差时，可以提示进行手动选取导航起点，而非以当下定位点作为导航起点进行导航线路的规划。或者根据变量的数值，提示用于注意当下实际位置可能与定位点有较大偏差。至于具体的提示方式，可以通过声音的形式，也可以通过显示文字、图形的形式，也可以通过振动的形式进行设计。总的来说，通过对具体变量的数值的监控，依据预设的触发条件，判断当下定位质量较差(即电子地图上显示的定位点，与导航设备实际上的位置点的偏差较大时)时，进行相应的提示。用户获得提示后，可以据此进行导航决策的调整。在一个实施例中，所述导航操作指令，包括通过导航设备操作界面获取的、以当前定位点作为起点而进行导航线路规划的输入指令。当用户在导航设备的操作界面进行导航线路起点的选取，并以当前(电子地图显示的)定位点作为起点时，若此时定位质量较差(如当下历元hdop的数值大于1.5，合格卫星数的数值小于5，平均信噪比的数值小于20，最小信噪比的数值小于5，视为满足相应的触发条件)，可以生成关于当前定位质量较差的提示信息及进行提示。在一个实施例中，按照设定的导航线路进行导航时，检测当前定位点相对于所述导航线路位置偏移量；当所述位置偏移量在设定时长内超出设定阈值，且不满足所述触发条件时，以当前定位点作为起点，重新规划并生成导航线路。现有技术中，一般导航过程中，如果检测到当前定位点与导航线路具有一定偏移量时(如10米、50米等)，则可以自动进行导航线路的重新规划。但是由于在不同的环境中，定位误差也不同，一些环境下，定位误差本身就有10米或更大，此时如不判断当下的定位质量好坏，直接进行导航线路的重新规划，有可能会产生差错。因此可以设定触发条件，当定位质量较差时，视为满足触发条件；当定位质量较好或者一般时，视为不满足触发条件，则再进行自动重新规划并生成新的导航线路。本文所述的定位质量好、坏、一般，或所说的定位准确度(高、低、一般)，业内无通用标准，实施方可以根据自身要求进行设计，具体体现为：对变量的数值进行选取，把一些变量的数值范围定义为对应于定位质量好的情况；一些对应于定位质量一般的情况，一些对应于定位质量较差的情况。在一些实施例中，判断是否满足预设的触发条件，具体包括：确定与所述变量的类型、数值对应的权值，并进行加权计算，得到分数值s；判断所述分数值s是否落入预设的第一数值区间。在一些实施例中，所述第一数值区间包括多个细分区间；根据所述分数值s对应的细分区间，选择对应的提示信息。如图2，可以将所述分数值s的细分区间设置为0-25(不含本数)，25-100(不含本数)，大于100；对应的提示信息可以设置为：定位质量低，定位质量一般，定位质量好。在一些实施例中，所述过滤条件包括卫星信号频率及卫星高度角的数值均处于预设数值区间范围内。在一些实施例中，根据所述分数值s，显示估计误差信息以及可信度信息；所述估计误差的数值与所述可信度的数值分别与所述分数值s具有预设的第一映射关系以及第二映射关系。将估计误差信息以及可信度信息作为提示信息进行显示，能使用户更准确获得当下定位准确度的情况。所述第一映射关系主要是指估计误差的数值与分数值s具有预先设置的、对应的关系，即可以通过获取分数值s，确定提示信息里的估计误差的数值。第二映射关系可以作同理的理解。在一个实施例中，所述精度因子包括水平精度因子；所述信噪比包括根据所述合格卫星数得到的平均信噪比；所述分数值s与所述变量的数值具有第一映射关系；所述第一映射关系包括：所述分数值s分别与所述水平精度因子hdop的数值s1、所述合格卫星数s2、所述平均信噪比的数值s3具有的正相关关系、负相关关系、负相关关系。前述正相关关系、负相关关系具体的表现形式可以自定义。举例而言，hdop的数值s1与分数值s的正相关关系，可以以下列供参考的形式进行体现：(1)预设的线性关系：c1·s1+x＝e，其中，c1为自定义的常数，x可以是自定义的常数也可以是自定义的其他公式的计算结果；(2)预设的指数关系：c1·s1n+x＝e，其中c1为自定义的常数，n是自定义的指数，x可以是自定义的常数也可以是自定义的其他公式的计算结果；(3)预设的其他关系：例如当s1处于小于0.5的数值范围时，s取值1；当s1处于0.5至1.0的数值范围时，s取值2；当s1处于大于1.0的数值范围时，s取值3。在一个实施例中，所述第一映射关系包括：s＝(c1·s1)·(c2·s2)·(c3·s3)，其中c1、c2、c3为与所述水平精度因子的数值s1、所述合格卫星数s2、所述平均信噪比的数值s3相对应的权值；确定与所述变量的类型、数值对应的权值，包括：调取用于存储s1、s2、s3与c1、c2、c3的对应关系的第一数据表；根据s1、s2、s3，搜索获得对应的权值c1、c2、c3。该实施例意味着c1、c2、c3可以根据具体的s1、s2、s3值的不同，而取不同的值。例如，s1落入不同的数值区间，c1对应地取不同的数值，s1越大，c1越大；s2落入不同的数值区间，c2对应地取不同的数值，s2越大，c2越小；s3落入不同的数值区间，c3对应地取不同的数值，s3越大，c3越小。本公开还提供了一种执行所述导航方法的步骤的导航设备，其包括：卫星定位模块，用于收取、处理卫星信号，得到gnss数据；变量获取模块，用于根据所述gnss数据，获得所述变量的信息；监测模块，用于接收所述变量获取模块的数据，并判断是否满足预设的触发条件；信息生成模块，用于响应监测模块的指令，当满足所述触发条件时，生成所述提示信息；显示模块，用于显示所述提示信息。一种典型的通信关系如图1所示，卫星a、卫星b、卫星c、卫星d、、卫星e发出卫星信号，导航设备通过卫星定位天线接收到所述卫星信号，进行射频、基带处理后得到gnss数据，随即将gnss数据发送至服务器，服务器通过对变量处理得到分数值s，并返回数据至导航设备，当满足触发条件时，导航设备将提示信息进行显示提示。当然，在不特指的情况下，“对gnss数据的处理得到变量的值”、“监控所述变量的数值，据此判断是否满足预设的触发条件”等步骤，可以通过服务器执行(可以降低移动终端的计算工作量，或降低对移动终端性能的要求)，也可以通过移动终端执行(可以降低服务器的运算压力)，还可以通过其他中转设备进行执行。在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本公开揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。最后再次强调，上文所列举的实施例，为本公开较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本公开的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本公开的保护范围或者应用。因此，在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本公开的保护范围之内。当前第1页12