一种GPS定位轨迹的噪声点漂移去除方法与流程

本发明涉及gps技术领域，具体来说，涉及一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法。

背景技术：

全球导航卫星系统(gnss，globalnavigationsatellitesystem)是一种能够提供全球、全天候、全天时的高精度地理位置信息以及导航、授时信息的卫星系统。这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。gps、glonass、bds和galileo四大全球卫星导航系统已经能够向各种用户持续提供导航定位服务。在常规条件下，gps的定位精度很高，在完成现代化之后，可为全球用户提供亚米级的导航定位服务。

在城市楼间、森林等由于遮挡而导致较差的观测条件时，其可见卫星数减少，定位精度下降，以及可用性变差，可能导致gps定位轨迹出现噪声漂移点，另外，gps发射器与接收器的瞬间接受数据的噪声干扰也可能导致gps定位轨迹出现噪声漂移点。再者，gps的接收器的运动可能导致接受数据的抖动从而产生定位的噪声偏移点。这些噪声偏移点将导致定位错误从而影响基于定位的下一步各种应用，比如导航应用。因此，去除gps噪声偏移点对定位及其应用很有必要。

目前去除噪声漂移点的主要方法是多种gnss系统融合定位，比如北斗/gps融合定位，但融合定位的难点在于：1)需要不同的坐标系的统一；2)需要时间尺度的统一；3)需要更复杂的选星算法；4)当gps信号搜星信号质量不好时，往往北斗的搜星信号质量也不好，所以融合定位的优化效果很有限。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，以解决了定位轨迹中间出现奇异点漂移的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括以下流程中的一种或者几种：

s1：去除不符合几何学特征的噪声漂移奇异点；

s2：去除加速度约等于重力加速度的漂移点；

s3：去除运动距离大于计步器估计距离的漂移点；

s4：去除相邻距离很小的临近漂移点；

s5：对定位轨迹进行平滑滤波以平滑几何突变噪声点。

进一步地，流程s1中去除不符合几何学特征的噪声的方法是：

a1.用计算机算法遍历所有的点，对于给定的任何一个点，分别计算这个点与前一个点的距离d1，计算这个点与后一个点的距离d2，计算前一个点与后一个点的距离d3；

a2.判断d1与d2的和是否大于1.5倍d3；

a3.如果大于，说明这个点为几何漂移点，删除这个点。

进一步地，流程s2中去除加速度约等于重力加速度的漂移点的方法是：

b1.收集加速度计在同一时刻的加速度值；

b2.计算加速度值与重力加速度的差的绝对值

b3.如果这个差的绝对值小于0.2,那么认为该点为静止点，该点视为漂移点删除。

进一步地，流程s3中去除运动距离大于计步器估计距离的漂移点的方法是：

c1.收集计步器在相邻两点之间的计步数；

c2.如果计步数在[2,10000]的范围内，视该段过程为步行状态；

c3.如果为步行状态，计算步数*1.0m作为最大步行距离；

c4.如果相邻定位点的距离大于最大步行距离，则将该点视为噪声点，删除该噪声点。

进一步地，流程s4中去除相邻距离很小的临近漂移点的方法是：

d1：计算相邻两点的距离；

d2：如果相邻两点的距离小于设定的阈值，则认为该点的运动属于噪声运动，视为该点静止不动；

d3.删除该噪声运动点。

进一步地，流程s5中对定位轨迹进行平滑滤波以平滑几何突变噪声点的方法是：

e1：对定位轨迹进行相邻5个点为滤波单位的平滑滤波；

e2：滤波后的轨迹会减少白噪声的干扰，为更接近真实轨迹的定位轨迹。

本发明通过上述提出的噪声点去除方法，能大幅度删除gps定位轨迹中的大量奇异点，使最终的定位轨迹更加清晰、合理、准确。

本发明的方法不仅适用于gps的轨迹噪声点去除，还普遍适用于gps、glonass、bds和galileo四大全球卫星的定位轨迹噪声点去除，同时，本发明的方法还适用于室内定位的噪声点去除，包括地磁定位、wifi定位、zigbee定位、uwb定位、蓝牙定位、rfid定位、超声波定位等领域的噪声点去除。

本发明的工作原理是：对于所有定位系统都是高度相似，是基于一个给定的定位系统，收集定位轨迹，然后基于定位轨迹进行噪声漂移点的去除，使定位轨迹更接近真实情况。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1.本发明引入了几何算法、加速度计融合定位、计步器融合定位、重复点去除、平滑滤波，更加智能化；2.本发明不依赖于gps本身硬件的提高升级，而是从其它维度进行辅助噪声点去除；3.本发明能将99％以上的轨迹漂移点进行去除，从而使定位轨迹更加接近真实轨迹，可视化效果也更佳；4.本发明的方法计算复杂度低，能够在普通的计算设备上实现实时漂移点去除；5.本发明不仅可以进行实时定位的矫正，也可实现回放轨迹的矫正。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法的流程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述：

实施例1：

如图1所示，一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括

s1：去除不符合几何学特征的噪声漂移奇异点。

流程s1中去除不符合几何学特征的噪声的方法是：

a1.用计算机算法遍历所有的点，对于给定的任何一个点，分别计算这个点与前一个点的距离d1，计算这个点与后一个点的距离d2，计算前一个点与后一个点的距离d3；

a2.判断d1与d2的和是否大于1.5倍d3；

a3.如果大于，说明这个点为几何漂移点，删除这个点。

实施例2：

一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括

s2：去除加速度约等于重力加速度的漂移点；

流程s2中去除加速度约等于重力加速度的漂移点的方法是：

b1.收集加速度计在同一时刻的加速度值；

b2.计算加速度值与重力加速度的差的绝对值

b3.如果这个差的绝对值小于0.2,那么认为该点为静止点，该点视为漂移点删除。

实施例3：

一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括

s3：去除运动距离大于计步器估计距离的漂移点。

流程s3中去除运动距离大于计步器估计距离的漂移点的方法是：

c1.收集计步器在相邻两点之间的计步数；

c2.如果计步数在[2,10000]的范围内，视该段过程为步行状态；

c3.如果为步行状态，计算步数*1.0m作为最大步行距离；

c4.如果相邻定位点的距离大于最大步行距离，则将该点视为噪声点，删除该噪声点。

实施例4：

一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括

s4：去除相邻距离很小的临近漂移点；

流程s4中去除相邻距离很小的临近漂移点的方法是：

d1：计算相邻两点的距离；

d2：如果相邻两点的距离小于设定的阈值，则认为该点的运动属于噪声运动，视为该点静止不动；

d3.删除该噪声运动点。

实施例5：

一种gps定位轨迹的噪声点漂移去除方法，包括

s5：对定位轨迹进行平滑滤波以平滑几何突变噪声点。

流程s5中对定位轨迹进行平滑滤波以平滑几何突变噪声点的方法是：

e1：对定位轨迹进行相邻5个点为滤波单位的平滑滤波；

e2：滤波后的轨迹会减少白噪声的干扰，为更接近真实轨迹的定位轨迹。

该发明不仅适用于gps的轨迹噪声点去除，还普遍适用于gps、glonass、bds和galileo四大全球卫星的定位轨迹噪声点去除，同时，本发明的方法还适用于室内定位的噪声点去除，包括地磁定位、wifi定位、zigbee定位、uwb定位、蓝牙定位、rfid定位、超声波定位等领域的噪声点去除。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。