适用于多种定位体制的定位装置及GNSS信号补盲定位系统的制作方法

适用于多种定位体制的定位装置及gnss信号补盲定位系统
技术领域
1.本实用新型涉及无线通信领域，具体涉及一种适用于多种定位体制的定位装置及gnss信号补盲定位系统。


背景技术：

2.随着城市建设的快速发展，人们生活水平的不断提高，驾驶车辆或步行到城市陌生路段及区域的场景越来越多见，导致了人们使用导航设备进行导航的频率日益升高。现有的导航设备无论是车载导航设备还是手机等终端导航设备都是基于gnss(global navigation satellite system)卫星信号实现定位的，例如，美国的gps卫星信号、俄罗斯glonass卫星信号、欧盟galileo卫星信号和中国的北斗卫星信号等。然而，在室内、城市建筑密集区域、隧道、高架下方以及地下停车场等环境中，接收到的gnss卫星信号会非常微弱甚至无法接收到gnss卫星信号。此时，导航设备无法利用gnss卫星信号实现导航和定位，这给用户带来了极大的不便。
3.现有技术中，具有在gnss卫星信号无法覆盖的区域增设自建的定位系统以弥补gnss无法定位的方案，例如，在地下停车场、商场、隧道等处集成基于uwb、wifi、蓝牙、rfid、雷达、激光等信号体制的定位系统。在利用上述自建的定位系统进行定位及导航时，由于现有的车载导航或手机等终端没有集成能够适应所有信号体制的定位模块，因此需要使用者额外配备与定位系统中特定的信号体制相匹配的定位终端设备，这种操作会降低用户体验，且需要增设自建定位系统的额外运营成本。
4.因此，如何提供一种适用于多种定位体制的定位装置及gnss信号补盲定位系统，成为了本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.依据本实用新型的一个方面，公开了一种适用于多种定位体制的定位装置，包括：第一天线组，包括一个或多个天线，所述一个或多个天线能够支持一种或多种gnss补盲信号；第二天线，支持gnss信号，所述第一天线组和第二天线分别耦接至所述第一工分/合路器；所述第一工分/合路器耦接至第二工分/合路器，以使所述第一工分/合路器将来自所述第一天线组和/或第二天线的信号合路后传输至所述第二工分/合路器，或将来自所述第二工分/合路器的信号传输至所述第一天线组和第二天线；所述第二工分/合路器耦接至gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块，以使所述第二工分/合路器将来自所述第一工分/合路器的信号功率分配成两路信号分别传输至所述gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块，或将来自所述gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块的信号合成一路信号传输至的第一工分/合路器。
6.依据本实用新型的另一个方面，公开了一种适用于多种定位体制的定位装置，包括：多功能天线，支持一种或多种gnss补盲信号和gnss信号；工分/合路器耦接至所述多功能天线以及gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块，以使所述工分/合路器将来自所
述多功能天线的信号传输至所述gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块，或将来自所述gnss补盲信号处理模块和gnss信号处理模块的信号合路后传输至所述多功能天线。
7.依据本实用新型的又一个方面，公开了一种gnss信号补盲定位系统，包括，多个定位基站和定位装置，其中，所述定位装置与所述多个定位基站交互gnss补盲信号，所述定位系统记录发射和/或接收定位信号的时间信息，以解算所述定位装置的位置信息。
8.本实用新型公开的适用于多种定位体制的定位装置及gnss信号补盲定位系统，通过在gnss信号遮挡区域自建定位系统，在定位目标上加装适用于多种定位体制的定位装置，根据利用自建的定位系统获得的定位目标的位置信息，以使定位目标在gnss信号覆盖区和gnss信号遮挡区都能够实现定位和导航。且由于所述定位装置能够适应多种定位信号体制，进而不需要使用者在进出自建定位系统区域时来回进行设备切换，解决了用户体验差的问题，实现了定位的无缝连接。
附图说明
9.图1给出依据本实用新型一种实施例的gnss信号补盲定位系统100的示意图；
10.图2给出依据本实用新型一种实施例的适用于多种定位体制的定位装置200的模块化示意图；
11.图3给出依据本实用新型另一种实施例的适用于多种定位体制的定位装置300的模块化示意图；
12.图4给出依据本实用新型又一种实施例的适用于多种定位体制的定位装置400的模块化示意图。
具体实施方式
13.下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路、材料或方法。
14.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“连接”到另一元件时，它可以是直接连接或连接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
15.图1给出依据本实用新型一种实施例的gnss信号补盲定位系统100的示意图。所述gnss信号补盲定位系统100包括架设在gnss信号遮挡区的多个定位基站bs、置于定位目标
上的定位装置tag。其中，所述gnss信号遮挡区包括城市建筑密集区域、隧道中、高架下方、地下停车场、室内区域等无法接收gnss信号或接收的gnss信号微弱的区域。
16.在一个实施例中，所述定位装置tag包括第一天线a1和第二天线a2，其中，所述第一天线a1与所述多个定位基站bs交互定位信号，gnss信号补盲定位系统100记录发射和/或接收定位信号的时间信息，以解算定位装置tag所在定位目标的位置信息。在一个实施例中，所述定位信号为uwb(ultra wideband，超宽带)信号、wifi信号、蓝牙信号、rfid信号、雷达信号或激光信号；所述第一天线a1为能够支持上述信号中的一种或多种信号的天线。所述第二天线a2为能够接收gnss信号的天线，以实现在gnss信号覆盖区能够利用gnss信号实现对定位目标的定位和导航。
17.又在一个实施例中，所述定位装置tag包括第一天线组ga1和第二天线a2，第一天线组ga1中包含多个天线。其中，所述第一天线组ga1中的一个或多个天线与所述多个定位基站bs交互定位信号，gnss信号补盲定位系统100记录发射和/或接收定位信号的时间信息，以解算定位装置tag所在定位目标的位置信息。在一个实施例中，所述定位信号为uwb(ultra wideband，超宽带)信号、wifi信号、蓝牙信号、rfid信号、雷达信号或激光信号；所述第一天线组ga1中包含能够支持上述信号中的一种或多种信号的多个天线。所述第二天线a2为能够接收gnss信号的天线，以实现在gnss信号覆盖区能够利用gnss信号实现对定位目标的定位和导航。
18.又在一个实施例中，所述定位装置tag包括能够同时实现与所述多个定位基站bs交互定位信号以及接收gnss信号的多功能天线。在一个实施例中，所述多功能天线为宽带天线。
19.在一个实施例中，定位基站bs至少为三个，且具有已知位置，以使gnss信号补盲定位系统100记录发射和/或接收定位信号的时间信息后，利用定位基站bs的位置信息以及发射和/或接收定位信号的时间信息后采用tdoa(time difference of arrival，到达时间差)或toa(time of arrival，到达时间)解算定位目标的位置信息。
20.在一个实施例中，所述定位装置tag还利用运动状态信息获取装置，获得定位目标的运动状态信息，以在定位目标位于gnss信号覆盖区和gnss信号遮档区的交界处，而自建的定位系统还没有开始正常工作时，利用所述运动状态信息估计定位目标的位置信息，或在自建的定位系统已经开始工作后，利用所述运动状态信息修正测得的定位目标的位置信息。所述运动状态信息获取装置包括加速度计、陀螺仪、磁力计中的一个或多个，所述运动状态信息包括定位目标的速度、加速度、空间运动角度中的一个或多个。
21.在一个实施例中，gnss信号补盲定位系统100解算的定位目标的位置信息是基于经纬度的大地坐标，又在一个实施例中，所述定位目标的位置信息时基于自建的坐标系，gnss信号补盲定位系统100还需将所述基于自建坐标系的定位目标的位置信息转换成基于经纬度的大地坐标。
22.图2给出依据本实用新型的一种适用于多种定位体制的定位装置200的模块化示意图。如图2所示，所述定位装置200示例性地包括第一天线201、第二天线202、第一工分/合路器203、第二工分/合路器204、gnss补盲信号处理模块205、gnss信号处理模块206。其中，第一天线201为能够支持uwb信号、wifi信号、蓝牙信号、rfid信号、雷达信号或激光信号中的一种或多种信号的天线。所述第二天线202为能够接收gnss信号的天线。其中，所述第一
工分/合路器203和第二工分/合路器204均能够实现功分器和合路器的功能。
23.所述第一天线201和第二天线202分别耦接至所述第一工分/合路器203的端口1和2，以使所述第一工分/合路器203将来自第一天线201和/或第二天线202的信号合成一路信号传输至的第一工分合/路器203的端口3，或所述第一工分合/路器203将来自端口3的信号功率分配成两路信号分别传输至所述第一天线201和第二天线202。
24.所述第一工分/合路器203的端口3耦接至所述第二工分/合路器204的端口1，所述第二工分合/路器204的端口2和3分别耦接至gnss补盲信号处理模块205和gnss信号处理模块206，以使所述第二工分/合路器204将来自所述第一工分/合路器203的信号功率分配成两路信号分别传输至所述gnss补盲信号处理模块205和gnss信号处理模块206，或将来自所述gnss补盲信号处理模块205和gnss信号处理模块206的信号合成一路信号传输至的第一工分/合路器203。
25.所述gnss补盲信号处理模块205，能够产生和/或处理uwb信号、wifi信号、蓝牙信号、rfid信号、雷达信号或激光信号中的一种或多种信号。在一个实施例中，所述gnss补盲信号处理模块205具有位置解算功能，以根据发射和/或接收上述信号的时间信息，解算定位装置200的位置信息。
26.所述gnss信号处理模块206，能够处理接收到的gnss信号，并利用所述gnss信号解算定位装置200的位置信息。
27.在一个实施例中，所述定位装置200还包括运动状态信息获取模块207耦接至所述gnss补盲信号处理模块205和gnss信号处理模块206，以获得定位目标的运动状态信息，并传输至所述gnss补盲信号处理模块205和gnss信号处理模块206，以使所述定位装置200位于gnss信号覆盖区和gnss信号遮档区的交界处，而自建的定位系统还没有开始正常工作时，利用所述运动状态信息估计定位目标的位置信息，或在自建的定位系统已经开始工作后，利用所述运动状态信息修正测得的定位装置200的位置信息。
28.图3给出依据本实用新型另一种实施例的适用于多种定位体制的定位装置300的模块化示意图。与图2所示实施例中的定位装置200相区别的是，定位装置300包括第一天线组301，所述第一天线组中包含多个天线，所述多个天线能够支持uwb信号、wifi信号、蓝牙信号、rfid信号、雷达信号或激光信号中的一种或多种信号。
29.图4给出依据本实用新型又一种实施例的适用于多种定位体制的定位装置400的模块化示意图。与图2所示实施例中的定位装置200相区别的是，定位装置400仅包括一个多功能天线401，以执行定位装置200中第一天线201和第二天线202的收发功能。在一个实施例中，所述多功能天线401为宽带天线。所述定位装置400还包括工分/合路器402，耦接至所述多功能天线401以及gnss补盲信号处理模块403和gnss信号处理模块404，以使所述工分/合路器402将来自所述多功能天线401的信号传输至所述gnss补盲信号处理模块403和gnss信号处理模块404，或将来自所述gnss补盲信号处理模块404和gnss信号处理模块403的信号合路后传输至所述多功能天线401。
30.本实用新型公开的适用于多种定位体制的定位装置及gnss信号补盲定位系统，通过在gnss信号遮挡区域自建定位系统，在定位目标上加装适用于多种定位体制的定位装置，根据利用自建的定位系统获得的定位目标的位置信息，以使定位目标在gnss信号覆盖区和gnss信号遮挡区都能够实现定位和导航。且由于所述定位装置能够适应多种定位信号
体制，进而不需要使用者在进出自建定位系统区域时来回进行设备切换，解决了用户体验差的问题，实现了定位的无缝连接。
31.如以上所提到的，虽然已经说明和描述了本实用新型的优选实施例，但在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可进行许多改变。由此，本实用新型的范围不由优选实施例的公开所限制。而是，应当完全参考随后的权利要求来确定本实用新型。