專利名稱：一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正gps定位精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GPS追蹤定位技術(shù)，特別是一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的 方法。
背景技術(shù)：
"定時(shí)上報(bào)"是GPS追蹤定位設(shè)備的常用工作模式，即每隔數(shù)分鐘(間隔時(shí)間一般 可設(shè)置為5分鐘、10分鐘等)發(fā)送一次報(bào)告，間隔時(shí)間較長。在這種工作模式下，GPS間歇 式開啟，其定位精度比GPS常開時(shí)要差很多，往往會(huì)發(fā)生較大的定位位置漂移。
GPS常開時(shí)，GPS位置信息可以達(dá)到每秒更新一次，因此能夠始終保持?jǐn)?shù)據(jù)的精 度。而關(guān)閉后再啟動(dòng)的方式通常分為 冷啟動(dòng)(接收器失去衛(wèi)星參數(shù)，或者已經(jīng)存在的參數(shù)和實(shí)際衛(wèi)星參數(shù)相差太多， 無法工作，需要重新搜索衛(wèi)星，存儲(chǔ)參數(shù))。 溫啟動(dòng)(已經(jīng)搜索到的參數(shù)中有若干顆衛(wèi)星失去聯(lián)系，需要再補(bǔ)充)。
熱啟動(dòng)(已搜索到的衛(wèi)星和實(shí)際可以聯(lián)系的衛(wèi)星基本沒有改變)三種模式。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常采用熱啟動(dòng)或溫啟動(dòng)， 一般GPS接收機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間是熱啟動(dòng) < 15秒，溫啟動(dòng)<60秒，冷啟動(dòng)< 2分，而GPS啟動(dòng)后初始獲得的定位數(shù)據(jù)精度較差，隨著 時(shí)間的增加，定位精度才會(huì)逐步提高。 實(shí)際應(yīng)用中，追蹤定位設(shè)備通常處于持續(xù)運(yùn)動(dòng)中，在常開模式，GPS接收系統(tǒng)本身 可以根據(jù)前后數(shù)據(jù)做出運(yùn)動(dòng)趨勢的判斷，來提高精度。在定時(shí)上報(bào)模式，重新啟動(dòng)后接收到 的信息因沒有其他數(shù)據(jù)可以參考，本身精度已經(jīng)較差，再加上接收設(shè)備處于移動(dòng)中，需要花 費(fèi)較多時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)累計(jì)、修正，雖然開啟時(shí)間越長，獲取的定位數(shù)據(jù)越精確。但實(shí)際應(yīng)用 中對上報(bào)的時(shí)間要求也很高，不可能等待很長時(shí)間來保證定位精度，因此只能權(quán)衡利弊，在 精度與時(shí)間兩者間進(jìn)行平衡，造成了一定概率的位置漂移。因此，應(yīng)設(shè)法剔除GPS定位漂移 數(shù)據(jù)，以提高GPS追蹤定位設(shè)備的定位精度。 運(yùn)動(dòng)傳感器也叫"三維加速度傳感器"，能檢測出前后，左右，上下3個(gè)方向上加速 度的變化，可以分別提供3軸(x，y，z)方向的加速度值，分別表示該方向上加速度的大小。 本應(yīng)用中只用到x，y兩軸，如圖2所示，根據(jù)其輸出數(shù)據(jù)可判斷出載體的運(yùn)動(dòng)方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是帶運(yùn)動(dòng)傳感器的GPS追蹤設(shè)備在定時(shí)檢測所處位置時(shí)，讓
GPS和運(yùn)動(dòng)傳感器同步采集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出確定設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向，再依此
運(yùn)動(dòng)方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)篩選GPS接收模塊輸出的數(shù)據(jù)，剔除發(fā)生明顯漂移的，再取余下數(shù)據(jù)的平
均值作為上報(bào)數(shù)據(jù)。 本發(fā)明中只用到運(yùn)動(dòng)傳感器x， y兩軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)(加速度值)。 本發(fā)明的方法可降低數(shù)據(jù)偏移的可能性，可在較短時(shí)間內(nèi)最大限度地提高定位的
3精度。例如，每次定位連續(xù)取5個(gè)數(shù)據(jù)，如果這5個(gè)數(shù)據(jù)所表示的點(diǎn)可以連成一直線或平 滑曲線，則表示數(shù)據(jù)連續(xù)，如中間某個(gè)點(diǎn)發(fā)生突變，不在其他點(diǎn)連接起來的直線或曲線范圍 內(nèi)，則表示該數(shù)據(jù)發(fā)生了漂移，直接剔除。然后再取剩下的那些位置數(shù)據(jù)的平均值作為最終 結(jié)果上報(bào)。


圖1為本發(fā)明所需硬件平臺(tái)(帶運(yùn)動(dòng)傳感器的GPS追蹤設(shè)備)
圖2為運(yùn)動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)方向區(qū)域示意圖
圖3為具體實(shí)施例的流程圖
具體實(shí)施例方式
本實(shí)例的GPS追蹤設(shè)備的構(gòu)成運(yùn)動(dòng)方向檢測模塊(10)(主要由運(yùn)動(dòng)傳感器(1) 和低功耗的單片控制芯片(4)組成)、GPRS發(fā)送模塊(2)、GPS接收模塊(3)及主控芯片(5) 和存儲(chǔ)器(6)。 運(yùn)動(dòng)方向檢測模塊運(yùn)動(dòng)傳感器使用的是飛思卡爾(Freescale)的三維加速度傳 感器匿A7260QT，本應(yīng)用中只用到X、Y兩維，測量范圍是正負(fù)1。 5 6g， (lg = 9。 8m/s)。和 飛思卡爾的微控制器MC9S08Q，通過微控制器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路，將MMA7260QT輸出的反映 加速度大小的模擬量轉(zhuǎn)換成0-255之間的數(shù)字值。二維輸出值的范圍如圖2所示，據(jù)此可 判斷出載體在二維空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向。其 GPRS發(fā)送模i央以射頻芯片RPF08155B為主，支持850/900/1800/1900MHz四個(gè)頻 段，GSM900部分為4類，GSM1800部分為1類，GPRS部分為B類class 10GPRS移動(dòng)臺(tái)(支 持CS1、CS2、CS3、CS4)。 GPS接收模塊使用SiRFstarIII架構(gòu)的GSC3f/LPx芯片，工作頻率L1，1575。 42MHz，支持20通道數(shù)。 主控芯片使用基于ARM7內(nèi)核的聯(lián)發(fā)科(MTK)MT6223基帶處理芯片，最高頻率
達(dá)52MHz，配合使用的存儲(chǔ)器為TOSHIBA的MCP存儲(chǔ)芯片TV00570002CDGB，該芯片包含了
4MByte靜態(tài)RAM和16MByte的NOR Flash。 本發(fā)明的具體實(shí)施流程如圖3所示，現(xiàn)說明如下 步驟110 :在定時(shí)上報(bào)模式，定時(shí)時(shí)間到，開始定位操作； 步驟120 :同時(shí)啟動(dòng)GPS接收模塊(3)和運(yùn)動(dòng)方向檢測模塊，按每秒一次的頻率， 各自連續(xù)采集n個(gè)數(shù)據(jù)(n的值可根據(jù)實(shí)際效果決定，考慮到實(shí)際使用要求及終端平臺(tái)的實(shí) 際計(jì)算能力，n取值在5 20之間)。在本實(shí)施例中取n = 5，即連續(xù)采集5個(gè)GPS位置數(shù)據(jù) 和5個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，寫入存儲(chǔ)器(6); 步驟140 :先比較從運(yùn)動(dòng)傳感器(1)采集到的這5個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，看這組數(shù)據(jù)是否都 指向同一方向；如果并非指向同一方向，表示在數(shù)據(jù)采集過程中GPS追蹤設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向 發(fā)生了變化，舍棄這組數(shù)據(jù)，返回步驟120重新采集；如果都指向同一方向，則進(jìn)入下一步 驟； 步驟150 :通過分析運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出數(shù)據(jù)獲知GPS追蹤設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向后，再通 過計(jì)算將采集到的那5個(gè)GPS位置數(shù)據(jù)連接成一條線，假設(shè)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閄+，則這條線應(yīng)該是在X+方向90度扇形區(qū)內(nèi)的一條平滑曲線或直線，如該組GPS數(shù)據(jù)中某個(gè)數(shù)據(jù)明顯突出于 該條曲線或直線，則該數(shù)據(jù)是異常數(shù)據(jù)，予以剔除； 步驟160 :然后再取余下的GPS位置數(shù)據(jù)的平均值，將此平均值作為最終上報(bào)的 GPS位置數(shù)據(jù)； 步驟170 :，通過GPRS發(fā)送模塊(2)將經(jīng)過修正的GPS位置數(shù)據(jù)信息發(fā)出，然后關(guān) 閉運(yùn)動(dòng)方向檢測模塊(10)、GPS接收模塊(3)、 GPRS發(fā)送模塊(2)，等待下一次定位請求。
權(quán)利要求
一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法，其的特征在于帶運(yùn)動(dòng)傳感器的GPS追蹤設(shè)備在定時(shí)檢測所處位置時(shí)，先根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出確定設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向，再依此方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)篩選GPS接收模塊輸出的數(shù)據(jù)，剔除發(fā)生明顯漂移的，再取余下數(shù)據(jù)的平均值作為上報(bào)數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法，其特征在于 GPS和運(yùn)動(dòng)傳感器同步采集數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法，其特征在于 只用到運(yùn)動(dòng)傳感器x， y兩軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)(加速度值)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法，其特征在于 GPS追蹤設(shè)備包括加速度檢測模塊，主要由加速度傳感器和低功耗的單片控制芯片組成； GPRS發(fā)送模塊，GPS接收模塊，主控芯片和存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用運(yùn)動(dòng)傳感器修正GPS定位精度的方法，該方法是在GPS跟蹤裝置中，利用運(yùn)動(dòng)傳感器輔助修正GPS的定位數(shù)據(jù)，讓兩者同步采集數(shù)據(jù)，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的加速度數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)方向，依此運(yùn)動(dòng)方向篩選GPS接收模塊輸出的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，剔除發(fā)生明顯漂移的，再取其余數(shù)據(jù)的平均值作為最終結(jié)果上報(bào)。此方法可降低數(shù)據(jù)偏移的可能性，可在較短時(shí)間內(nèi)最大限度地提高定位的精度。
文檔編號G01S19/01GK101738621SQ200910220179
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者徐永鋒 申請人:沈陽晨訊希姆通科技有限公司