一种使用卫星定位数据进行车辆行驶里程计算的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能交通领域，具体涉及一种使用卫星定位数据进行车辆行驶里程计 算的方法。
【背景技术】
[0002] 卫星定位系统（如全球卫星定位系统GPS\北斗系统等）的诞生给我们的日常生活 带来了极大的变化，借助此项技术获取车辆的坐标位置，可以使我们方便的进行一些交通 数据的统计工作，比如车辆的行驶里程统计。尤其是道路运输企业进行安全和节能管理和 分析工作时，车辆行驶里程是非常重要的基础数据。目前，卫星定位系统已在各级道路运输 企业包括个人用户中得以广泛应用，如何充分利用这些海量的卫星定位数据来计算获得准 确的车辆行驶里程，具有重要的价值和实际意义。
[0003] 目前，在使用卫星定位系统计算和统计车辆行驶里程时，由于卫星定位系统自身 的信号感测误差，可能会造成对车辆当前的定位位置不够准确，俗称"漂移"。尤其当被定位 的车辆处于低速或者静止状态时，通过卫星定位系统感测到的该车辆的位置有可能并不是 该车辆的实际位置，而是随机分布在以该车辆的实际位置为圆心，具有一定半径的圆形区 域内，并随时有可能发生变化。而常用的统计车辆行驶里程的做法是将卫星定位系统每秒 上报的车辆即时速度乘以1秒计算出这一秒钟内车辆行驶的里程，再将车辆每秒钟内行驶 的里程进行累加得出总的行驶里程。但由于上述漂移现象的干扰，当车辆实际上处于静止 状态时，卫星定位系统还是有可能感测到其位置在发生变化，每秒钟仍然都可能会上报该 车辆的速度，并根据该虚假的速度上报信息继续计算及累加该车辆的行驶里程。这样显然 就会造成车辆行驶里程统计上的错误。
[0004] 对于这种情况，许多厂商或用户所使用的方法是:设置速度过滤门限，来避免静止 时的里程累积。具体地，当速度低于某一门限时，不累积该即时里程，只有速度高于该门限 才累积里程。这种方法存在以下缺点：由于只是简单的设置一个统计起始速度门限，如果过 滤门限设置太高，则低于该门限的低速运行里程无法累积，如果过滤门限设置太低，则无法 达到速度过滤的目的，这样的一刀切的统计方法会造成较大的大约10%左右的误差，使得 统计失去意义。
[0005] 此外，本说明书参考引用了授权号为CN 102853845B的发明专利中所列举的现有 的其他一些车辆行驶里程统计方法存在的不足：
[0006] 1、只能在该车辆上汽车里程表码盘查看具体数值，给远程管理中心的监控和管理 造成难度。
[0007] 2、车辆上汽车里程表码盘只能统计出现时的总里程数据，无法看到之前的某段时 间内的里程数据。
[0008] 3、车辆上汽车里程表码盘很容易被人拆开后拨动数码盘篡改累计行驶里程的数 值，使得管理部门无法准确地获知车辆的实际累计行驶里程数据。
[0009] 4、里程统计数据存放在监控车辆侧的车载终端上，未将里程统计数据上传到远程 管理中心。
[0010] 5、远程管理中心的车辆行驶里程统计要求GPS车载终端上报的位置信息中包含了 里程数值，不能处理未包含里程统计的位置信息。
[0011] 6、通过GPS位置信息中计算经炜度时不能有效剔除"静态漂移"引起的累计误差。
[0012] 7、里程统计方法没有考虑GPS位置信息数据不准确对计算精度的影响。
[0013] 此外还有，一种车辆里程统计方法（【申请号】201210467630.0)，该方法将GPS定位 技术和采集车速传感器脉冲的方式二者结合，但需要额外采集车速传感器脉冲，限制了方 法的应用条件。
[0014] 一种统计车辆行驶里程的方法（【申请号】200610069034.1)，该方法用相邻两时间 点车辆位置信息中的经炜度计算出相邻两时间点车辆行驶的距离;使用矫正系数计算上述 相邻两时间点车辆行驶距离的矫正距离；将上述矫正距离叠加到累计行驶里程数据中。该 方法中涉及的矫正系数定义是，使用通过车辆大量的反复多次实际行驶测试得出的实测距 离与GPS数据计算距离的误差得到的矫正系数。这一方法存在的问题是车辆行驶路线复杂 多变，且各类用户采集卫星定位数据的频率也均不相同，即便大量的车辆试验也无法保证 矫正系数的通用性，且确定这一矫正系数所需的试验成本高昂，也限制了方法的应用条件。
[0015] 一种基于无线网络和GPS位置信息实时统计汽车行驶里程的方法（【申请号】 200810070407.6)，该方法也采用矫正系数进行距离矫正，但也需要预先设定试验条件进行 矫正系数的标定，同样存在确定矫正系数需试验成本，方法的应用条件存在限制等问题。
[0016] 因此，提供一种不依赖于其他方式比如车速表和接入如脉冲信号等其他扩展信息 的，仅依靠卫星定位数据，就能准确判断被定位车辆运动状态并根据判断结果进行行驶里 程统计，从而减少现有技术对车辆行驶里程统计误差的方法，就显得尤为重要。
【发明内容】
[0017] 本发明目的在于提供一种使用卫星定位数据进行车辆行驶里程计算的方法，以解 决不依赖于其他扩展信息，仅依靠卫星定位数据，就能准确判断被定位车辆运动状态并根 据判断结果进行行驶里程统计，从而减少车辆行驶里程统计误差的技术问题。
[0018] 为了实现按上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：
[0019] 一种使用卫星定位数据进行车辆行驶里程计算的方法，利用存储在监控中心系统 数据库或卫星定位车载终端中的卫星定位数据记录，首先选择待统计里程的具体车辆，根 据统计时间段筛选该车辆的全部卫星定位数据记录，根据设定的速度区分阈值，将所有卫 星定位数据记录划分为低速模式和中高速模式。对两种模式分别采用不同算法来计算和统 计行驶里程。
[0020] 1)当首条卫星定位数据记录中的卫星定位速度时，从首条卫星定位数据记录 开始遍历选择所有连续相邻的卫星定位速度< V的低速记录，形成记录集N，其中V为速度区 分阈值；
[0021] 2)若记录集N中记录条数i<b(b为可人工设定的最小记录数阈值），则直接取第一 条低速记录的前一条记录(如第一条记录为首条卫星定位数据记录，则直接取第一条记录） 与后b-Ι条记录的相邻记录间坐标距离S临，作为可有效累计的低速模式下的累计里程值％， 当且仅当S临<60/f X w，S(S= S(S+S临。式中，f为本次选定用于统计里程的卫星定位数据记录的 每分钟采集次数，即采集频率;W为相邻点距离误差修正值，用于滤除两条相邻记录的坐标 距离超过正常值的情况，一般认为道路车辆的极限速度应不超过100米/秒= 360KM/h，所以 w可设为一定值如100。计算结束后，给出本记录集N的％；;
[0022] 3)若记录集N中记录条数i>b，则：
[0023] a)从记录集N中的首记录起，依序计算直到最后一条记录，计算当前记录与下一相 邻记录的相邻记录间坐标距离S临，当且仅当S临〈6 0 /f X w，Sl = Sl+Sis，结束计算后，得到Sl，Sl 为当前记录到首记录的所有记录之间的有效记录间坐标距离之和；
[0024] b)从记录集N中的首记录起，依序计算除首记录外其他各条记录与首记录的记录 间坐标距离S〇i，当且仅当3。<60/^\1\￥\111，3^为有效值，否者舍弃3^。式中，111为任意点距 离误差修正值，用于滤除第i条记录与首记录的记录间坐标距离超过正常值的情况，一般认 为道路车辆以不高于V的车速连续直线行驶的距离应是坐标距离最大值，所以为计算方便 计，m选值在2-5区间取整即可；
[0025] C)判断当前记录下的SQ1值与Sl/31结果值的大小，如果Sc^Sl/ji，则累计低速模式下 的累计里程值S(S，即S(S=S(S+Su否则判定该条记录下车辆处于停车或者卫星定位信号漂移 状态，不进行里程值的累计计算；
[0026] 4)当首条卫星定位数据记录中的卫星定位速度〉V时，从首记录开始遍历选择所有 连续相邻的卫星定位速度〉V的中高速记录，形成记录集N，则：
[0027] a)从记录集N中的首记录起，依序计算当前记录与下一相邻记录的相邻记录间坐 标距离Sfg、当前记录与下一相邻记录的依速度计算距离Sv;
[0028] b)如果Sv>Sfg，则有Sh = Sv，否则，如果SKSfg并且同时满足S临<60/f X w，则有Sh= Sfg; Sh为有效的相邻记录里程；
[0029] c)累计中尚速模式下的累计里程值3中高，即3中高=Sc|3高+Sh;
[0030] d)重复上述计算步骤直到本记录集最后一条记录;给出本记录集N的S中高；
[0031] 5)定位第i+Ι条记录，判断其卫星定位速度是否《V，如果是，则第i + Ι条记录作为 首记录，重复上述步骤1)~步骤3);如果否，则第i+Ι条记录作为首记录，重复上述步骤4)， 直到i循环到已筛选该车辆的全部卫星定位数据记录的最后一条记录并完成相应步骤计算 为止；
[0032] 6)对前述过程各步骤计算得出的所有Sfs和S中高进行累加求和，得到最终计算总里 程S总。
[0033]如上所述的依速度计算距离Sv的计算公式为：
[0034] Sv= (vi+V2)/2 X t
[0035]其中vi、V2分别为当前记录与下一相邻记录的卫星定位速度，t为当前记录与下一 相邻记录的卫星定位时间差值。
[0036] 如上所述的所述相邻记录间坐标距离S临、其他各条记录与首记录的记录间坐标距 离Sea的计算公式，均采用球面距离计算公式：
[0037] D(xi，yi，X2，y2) = RXarccos[sin(xi) X sin(X2)+cos(xi) X cos(X2) X cos(yi_y2)]
[0038] 其中X1、X2是炜度值，yi、y2是经度值，R为地球半径。
[0039] 本发明的有益效果是，利用本发明提出的使用卫星定位数据进行车辆行驶里程计 算的方法，一方面帮助远程监控管理中心实现车辆里程统计，避免逐一现场查看车辆的里 程表码盘或者依赖外接的车速等扩展信息，无需外接其他传感器或者OBD等车载设备，直接 利用平台现有的卫星定位数据。另一方面支持的卫星定位数据类型多样，不受终端产品品 牌和型号的限制，避免更换终端设备和监控平台带来的成本增加。此外对卫星定位数据的 分析和容错性更加全面，对卫星定位数据的采集频率要求较为宽泛，能够有效降低方法实 施的成本和节约用户的无线通信流量。相比较已有算法，本发明公开的算法对于因停车、低 速行驶时发生定位漂移而产生的卫星定位数据噪声有良好的抗干扰性，能够有效消除这些 漂移数据对里程统计的影响；同时可以对经炜度超出合理范围的非法卫星定位数据进行屏 蔽，有效提高车辆行驶里程计算的准确率。
【附图说明】