基于v2x和gnss的混合定位方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种基于V2X和GNSS的混合定位方法和装置，其中，所述方法包括接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息；当接收到位置信息时，根据位置信息和当前时间信息确定V2X基站所在地的当前的星历信息；通过当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位；当接收到短效星历信息时，通过短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。将V2X技术和GNSS技术结合在一起，应用于移动车辆无线定位的场景中，提高了更新短效星历的速度，而且不依赖移动通信网络和庞大复杂的星历算法，节省了定位时间和流量费用，提高了定位性能。
【专利说明】
基于V2X和GNSS的混合定位方法及装置
技术领域
[0001]本发明实施例涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种基于车对外界的信息交互 (Vehicle to X，V2X)和GNSS的混合定位方法及装置。【背景技术】
[0002]全球导航卫星系统(Global Navigat1n Statellite System，GNSS)泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的。目前的GNSS有美国的全球定位系统(Global Posit1ning System，GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(俄语GNSS的缩写Glonass)、欧洲的伽利略 (Galileo)和中国的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统是我国自主知识产权的卫星导航系统，具有双向通信的特点，因此具备明显的发展优势。
[0003]不同的GNSS工作原理基本相同。简单来说，任何一个GNSS接收机，当接收到三颗卫星的信号后，就能确定接收机在地球表面上的位置坐标。但由于卫星上的原子钟和地面时间存在误差，因此额外的第四颗卫星进行精度修正。因此，一个GNSS接收机能够接收到四颗卫星的信号时，就能都做到精确定位。
[0004]目前车载终端设备(如车载诊断系统(On-Board Diagnostic，0BD)设备、车联网标准终端(Telematics B0X，T-Box)、行车记录仪)均配备GNSS模块，用于获取车辆的位置信息。以下所有的针对GNSS接收机的叙述，都将以GPS接收机为例。
[0005]GPS接收机冷启动后，内部没有数据，开始搜索GPS卫星的信号，逐步分析当前头顶上每颗发送信号的卫星的频率、编号、运行轨迹，并最终锁定卫星，这个过程称作编制星历。 之后，GPS接收机才能定位自己的位置。因此定位非常慢，一般要在开阔地十几二十分钟。一旦GPS接收机定位成功，在GPS接收机的接收芯片内存中，一般会一直保留/更新以下几个数据。
[0006]1、最后一次定位的经炜度(一个区域值)；[〇〇〇7] 2、最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹，以及预测的四小时之内这些卫星的位置。因为有效期只有四个小时，也称短效星历。
[0008]对于汽车来说，如果发动机停止时间超过四小时，再次启动时需要重新搜星，定位所需的时间依然长达数分钟。
[0009]针对GPS星历过期的问题，一些新型的辅助GPS(Assisted GPS，A-GPS)算法迅速发展，基本的思路都是在GPS接收机内部改写星历。通过改写星历，省略搜星过程，GPS接收机也能较快定位。
[0010]传统的A-GPS算法，可以通过移动通信网络下载星历，如基于2G/3G/4G的星历下载方法，此种情况需要使用到移动通信网络，相应地一会产生网络流量，并且，移动通信网络的速度也影响着星历下载的速度。
【发明内容】
[0011 ]本发明实施例提供一种基于V2X和GNSS的混合定位方法及装置，用以解决通过移动通信网络下载星历，对移动通信网络的速度要求高，且需要花费通信费用的问题。
[0012]本发明实施例提供一种基于V2X和GNSS的混合定位方法，包括:
[0013]接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息；
[0014]当接收到所述位置信息时，根据所述位置信息和当前时间信息确定所述V2X基站所在地的当前的星历信息;通过所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位；
[0015]当接收到所述短效星历信息时，通过所述短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。
[0016]相应地，本发明实施例还提供了一种基于V2X和GNSS的混合定位装置，包括:
[0017]V2X通信模块，用于接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息；
[0018]星历信息确定模块，用于当所述V2X通信模块接收到所述位置信息时，根据所述位置信息和当前时间信息确定所述V2X基站所在地的当前的星历信息；
[0019]星历信息更新模块，用于当所述V2X通信模块接收到所述短效星历信息时，通过所述短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息；当所述星历信息确定模块确定得到所述当前的星历信息时，通过所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息；
[0020]定位模块，用于利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。
[0021]本发明实施例提供的基于V2X和GNSS的混合定位方法及装置，将V2X技术和GNSS技术结合在一起，应用于移动车辆无线定位的场景中，与安装在道路或者停车场里的V2X基站通信，由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定，因此，V2X基站可以预存自身的位置信息，还可以配置短效星历信息。在接收到V2X基站发送的自身的位置信息或者短效星历信息后，可以进一步根据位置信息和当前时间确定V2X基站所在地的当前的星历信息，利用当前的星历信息更新GNSS接收机里的短效星历，或者，直接利用V2X基站发送的短效星历更新 GNSS接收机里的短效星历，然后使用更新后的短效星历锁定太空中的卫星进行定位。由于与V2X基站进行通信，获得位置信息，根据V2X技术的特点，提高了更新短效星历的速度，而且不依赖移动通信网络和庞大复杂的星历算法，节省了定位时间和流量费用，提高了定位性能。【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0023]图1为本发明实施例一中的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法的步骤流程图；
[0024]图2为本发明实施例二中的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法的步骤流程图； [〇〇25]图3为本发明实施例三中的一种基于V2X和GNSS的混合定位装置的结构示意图；
[0026]图4为本发明实施例三中的另一种基于V2X和GNSS的混合定位装置的结构示意图。【具体实施方式】
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] V2X技术是近些年来新兴的车载通信技术，其技术的基本原理符合IEEE802.lip通信协议。V2X技术应用在汽车电子和车载通信上。与传统的车载通信技术(基于移动通信网络的2G/3G/4G通信技术)相比，V2X技术具有如下特点:[〇〇29]1、应用于高速场景，车辆行驶速度可以达到180Km/h;[〇〇3〇] 2、覆盖范围广，不依赖基站的视距，传播距离可以达到3000m;
[0031]3、通信机制简化，适用于变化的通信环境，没有复杂的认证、关联和数据机密性服务；[〇〇32]4、无需移动通信流量费。
[0033]本发明实施例将V2X技术与传统的GNSS技术结合在一起，用于实现车辆的定位，利用V2X技术确定星历信息需要使用V2X通信模块和V2X基站，相对于基于移动通信网络的通信技术获取星历信息，可以加快确定星历信息的速度。而且，V2X技术所涉及到的设备与基于移动通信网络的通信技术中的设备为完全不同原理的两套设备，将V2X技术与GNSS技术相结合进行定位，本领域技术人员容易不容易联想得到。
[0034]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。[〇〇35] 实施例一
[0036]详细介绍本发明实施例一提出的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法。本发明实施例一中基于V2X和GNSS的混合定位方法，可以应用于一种定位装置，所述定位装置通过 V2X技术确定星历信息，配备在车辆上用于车辆的定位。
[0037]参照图1，示出了本发明实施例一中的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法的步骤流程图。
[0038]步骤100,接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息。[〇〇39]由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定，因此，V2X基站可以预存自身的位置信息，还可以配置短效星历信息。本发明实施例中，V2X基站可以作为辅助定位信息源，其预存的位置信息可以为经炜度信息。
[0040]在本发明的一个优选的实施例中，V2X基站向外广播的短效星历信息可以根据当前时间和预置的星历表动态更新。
[0041]步骤102,当接收到所述位置信息时，根据所述位置信息和当前时间信息确定所述 V2X基站所在地的当前的星历信息。
[0042]在本发明的一个优选的实施例中，可以根据所述位置信息和当前时间信息，从预置的星历信息中匹配得到所述V2X基站所在地的当前的星历信息。
[0043]其中，长效星历存储器可以为基于V2X和GNSS的混合定位装置的其中一个部件，存储着预置的星历信息。当前时间信息可以来源于同样位于基于V2X和GNSS的混合定位装置中的另一个部件实时时钟模块。
[0044]步骤104,通过所述短效星历信息或者所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。
[0045]若步骤100接收到来自V2X基站的短效星历信息，则可以直接执行步骤104;若步骤100接收来自V2X基站的位置信息，则需要在执行完步骤102后，执行步骤104。
[0046]所述GNSS定位接收机位于上述基于V2X和GNSS的混合定位装置中，其中存储着所述混合定位装置的短效星历。[〇〇47]具体可以通过上述步骤100中的短效星历信息，S卩V2X基站广播的短效星历信息， 或者上述步骤102中确定的当前的星历信息将GNSS定位接收机里的短效星历更新。
[0048]本发明实施例可以概括为以下两种方案:
[0049]方案一
[0050]在GNSS定位接收机启动后，与附近的V2X基站通信。由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定。因此，V2X基站可以预存自身的经炜度信息。V2X基站向外广播自身的经炜度信息，将V2X基站的经炜度信息和当前时间信息输入到长效星历存储器，将匹配得到的星历发送给GNSS定位接收机，加速GNSS定位接收机的定位过程。
[0051]方案二[〇〇52]在GNSS定位接收机启动后，与附近的V2X基站进行通信。V2X基站内部设置有当前时间和当前位置的短效星历，并直接将短效星历广播发送给附近的GNSS定位接收机，加速 GNSS定位接收机的定位过程。[〇〇53]综上所述，本发明实施例中的技术方案，将V2X技术和GNSS技术结合在一起，应用于移动车辆无线定位的场景中，与安装在道路或者停车场里的V2X基站通信，由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定，因此，V2X基站可以预存自身的位置信息，还可以配置短效星历信息。在接收到V2X基站发送的自身的位置信息或者短效星历信息后，可以进一步根据位置信息和当前时间确定V2X基站所在地的当前的星历信息，利用当前的星历信息更新 GNSS接收机里的短效星历，或者，直接利用V2X基站发送的短效星历更新GNSS接收机里的短效星历，然后使用更新后的短效星历锁定太空中的卫星进行定位。由于与V2X基站进行通信，获得位置信息，根据V2X技术的特点，提高了更新短效星历的速度，而且不依赖移动通信网络和庞大复杂的星历算法，节省了定位时间和流量费用，提高了定位性能。[〇〇54] 实施例二
[0055]详细介绍本发明实施例二提出的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法。本发明实施例二中基于V2X和GNSS的混合定位方法，可以应用于一种定位系统，所述定位系统通过 V2X技术确定星历信息，包括定位装置和V2X基站，所述定位装置配备在车辆上用于车辆的定位。
[0056]参照图2，示出了本发明实施例二中的一种基于V2X和GNSS的混合定位方法的步骤流程图。
[0057]步骤200, V2X基站设置。[〇〇58]在道路和停车场里安装V2X基站，基站的通信协议为802.lip。在每个V2X基站覆盖的区域范围内，V2X基站能够与GNSS定位接收机进行双向通信，传递数据。对于本发明实施例所述的定位功能，V2X基站能够广播自身位置的经度和炜度，还可以广播当前时间，以及自身位置的短效星历。这些信息在V2X基站设置后，通过基站软件进行设定，作为辅助定位信息源。[〇〇59] V2X基站广播的短效星历根据当前时间和预置在V2X基站内部的星历表动态更新。 [〇〇6〇]步骤202，依靠V2X技术获取经炜度信息。
[0061]可以通过定位装置中的V2X通信模块获取V2X基站的经炜度信息，并将经炜度信息传输至定位装置的中央处理器。[〇〇62] 步骤204,获取当前时间。
[0063]中央处理器同时从定位装置的实时时钟模块中获取当前的实时时钟信息。[〇〇64] 步骤206,匹配星历。[〇〇65]中央处理器根据当前时间和经炜度信息，从长效星历存储器里匹配得到V2X基站所在地当前的星历。[〇〇66] 步骤208,更新星历。[〇〇67]中央控制器使用上述步骤206中得到的星历替换GNSS定位接收机的短效星历。 GNSS定位接收机依靠更新过的星历，锁定当前太空中的四颗卫星，进行定位。[〇〇68]综上所述，本发明实施例中的技术方案，将V2X技术和GNSS技术结合在一起，应用于移动车辆无线定位的场景中，与安装在道路或者停车场里的V2X基站通信，由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定，因此，V2X基站可以预存自身的位置信息，还可以配置短效星历信息。在接收到V2X基站发送的自身的位置信息或者短效星历信息后，可以进一步根据位置信息和当前时间确定V2X基站所在地的当前的星历信息，利用当前的星历信息更新 GNSS接收机里的短效星历，或者，直接利用V2X基站发送的短效星历更新GNSS接收机里的短效星历，然后使用更新后的短效星历锁定太空中的卫星进行定位。由于与V2X基站进行通信，获得位置信息，根据V2X技术的特点，提高了更新短效星历的速度，而且不依赖移动通信网络和庞大复杂的星历算法，节省了定位时间和流量费用，提高了定位性能。[〇〇69] 实施例三[〇〇7〇]详细介绍本发明实施例三提出的一种基于V2X和GNSS的混合定位装置。
[0071]参照图3,示出了本发明实施例三中的一种基于V2X和GNSS的混合定位装置的结构示意图。[〇〇72]所述装置可以包括:V2X通信模块30、星历信息确定模块32、星历信息更新模块34 和定位模块36。其中，V2X通信模块30可以为定位装置中的利用V2X技术与V2X基站进行双向通信的通信芯片，是定位装置的对外通信部件;星历信息确定模块32和星历信息更新模块 34可以分别为定位装置的两个控制器，该两个控制器中可以分别编写相应的算法实现两个控制器各自的操作或者功能，星历信息确定模块32和星历信息更新模块34可以为本发明实施例的关键所在，星历信息确定模块32和星历信息更新模块34对应的两个控制器也可以分别利用现有的定位装置中的中央处理器或者控制器替换，以实现相应的操作或者功能，例如，星历信息确定模块32和星历信息更新模块34分别可以利用现有的可进行A-GPS算法的 GPS导航仪替换，以使星历信息确定模块32确定V2X基站所在地的当前的星历信息、星历信息更新模块34通过短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息;定位模块36可以为定位装置中的定位芯片。[〇〇73]下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的关系。[〇〇74] V2X通信模块30，用于接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息。
[0075]优选地，所述短效星历信息为在所述V2X基站内部，根据当前时间和预置的星历表动态更新的星历信息。
[0076]星历信息确定模块32，用于当所述V2X通信模块30接收到所述位置信息时，根据所述位置信息和当前时间信息确定所述V2X基站所在地的当前的星历信息。[〇〇77]星历信息更新模块34,用于当所述V2X通信模块30接收到所述短效星历信息时，通过所述短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息；当所述星历信息确定模块32确定得到所述当前的星历信息时，通过所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息。 [〇〇78]定位模块36,用于利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。
[0079]在本发明的一个优选的实施例中，所述定位装置可以为安装在车辆内的定位装置，例如:车载导航仪等等。所述定位装置可以包括:V2X通信模块、GPS/北斗双模定位接收机、长效星历存储器、实时时钟模块、交互模块和中央处理器，如图4所示，V2X通信模块可以为定位装置中的利用V2X技术与V2X基站进行双向通信的通信芯片，是定位装置的对外通信部件，GPS/北斗双模定位接收机可以为定位装置中的GPS/北斗定位芯片，是定位装置中的主要部件，用于根据星历信息进行卫星定位，长效星历存储器可以为定位装置中的可读写的存储芯片，实时时钟模块可以为定位装置中的计时芯片，用于显示定位装置的系统时间， 交互模块可以为定位装置中的用户界面智能交互芯片，实现用户与定位装置的人机交互功能。上述V2X通信模块、GPS/北斗双模定位接收机、长效星历存储器、实时时钟模块、交互模块分别和定位装置中的中央处理器连接，由中央处理器进行集中管理与调度。
[0080]V2X通信模块，用于接收来自V2X基站的位置信息，并传输至中央处理器。所述位置信息可以包括经炜度信息。
[0081]实时时钟模块，用于生成当前时间信息。[〇〇82]中央处理器从实时时钟模块获取当前时间信息。[〇〇83]长效星历存储器，用于存储预置的星历信息。
[0084]中央处理器根据当前时间和经炜度信息，从长效星历存储器中存储的预置的星历信息中匹配得到所述V2X基站所在地的当前的星历信息，并用当前的星历信息更新GPS/北斗双模定位接收机中存储的短效星历。[〇〇85] GPS/北斗双模定位接收机依靠更新后的短效星历锁定太空中的至少四颗卫星进行定位。[〇〇86]交互模块，用于将所述装置的定位信息等与用户之间进行交互;其中，所述定位信息包括:位置信息、当前时间信息和星历信息等。[〇〇87]所述交互模块可以包括人机交互界面和通信接口。[〇〇88]综上所述，本发明实施例中的技术方案，将V2X技术和GNSS技术结合在一起，应用于移动车辆无线定位的场景中，与安装在道路或者停车场里的V2X基站通信，由于V2X基站属于道路基础设施，物理位置稳定，因此，V2X基站可以预存自身的位置信息，还可以配置短效星历信息。在接收到V2X基站发送的自身的位置信息或者短效星历信息后，可以进一步根据位置信息和当前时间确定V2X基站所在地的当前的星历信息，利用当前的星历信息更新 GNSS接收机里的短效星历，或者，直接利用V2X基站发送的短效星历更新GNSS接收机里的短效星历，然后使用更新后的短效星历锁定太空中的卫星进行定位。由于与V2X基站进行通信，获得位置信息，根据V2X技术的特点，提高了更新短效星历的速度，而且不依赖移动通信网络和庞大复杂的星历算法，节省了定位时间和流量费用，提高了定位性能。
[0089]以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0090]通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0091]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: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； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种基于V2X和GNSS的混合定位方法，其特征在于，包括:接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息；当接收到所述位置信息时，根据所述位置信息和当前时间信息确定所述V2X基站所在 地的当前的星历信息;通过所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息，并利用 更新后的星历信息锁定卫星进行定位；当接收到所述短效星历信息时，通过所述短效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信 息，并利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置信息和当前时间信息确 定所述V2X基站所在地的当前的星历信息，包括:根据所述位置信息和当前时间信息，从预置的星历信息中匹配得到所述V2X基站所在 地的当前的星历信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述短效星历信息为在所述V2X基站内部， 根据当前时间和预置的星历表动态更新的星历信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括经炜度信息。5.—种基于V2X和GNSS的混合定位装置，其特征在于，包括:V2X通信模块，用于接收来自V2X基站的位置信息或者短效星历信息；星历信息确定模块，用于当所述V2X通信模块接收到所述位置信息时，根据所述位置信 息和当前时间信息确定所述V2X基站所在地的当前的星历信息；星历信息更新模块，用于当所述V2X通信模块接收到所述短效星历信息时，通过所述短 效星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息；当所述星历信息确定模块确定得到所述当前 的星历信息时，通过所述当前的星历信息更新GNSS定位接收机内星历信息；定位模块，用于利用更新后的星历信息锁定卫星进行定位。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括:长效星历存储器，用于存储预置的星历信息；所述星历信息确定模块根据所述位置信息和当前时间信息，从长效星历存储器中存储 的预置的星历信息中匹配得到所述V2X基站所在地的当前的星历信息。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述短效星历信息为在所述V2X基站内部， 根据当前时间和预置的星历表动态更新的星历信息。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括:实时时钟模块，用于生成当前时间信息。9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括:交互模块，用于将所述装置的定位信息与用户之间进行交互；其中，所述定位信息包括:位置信息、当前时间信息和星历信息。10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述位置信息包括经炜度信息。
【文档编号】G01S19/33GK105974457SQ201510802245
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年11月19日
【发明人】徐勇, 林伟, 刘鹏, 李文锐, 陈昆盛
【申请人】乐卡汽车智能科技（北京）有限公司