定位方法、數(shù)據(jù)中心、客戶端及定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定位方法、數(shù)據(jù)中心、客戶端及定位系統(tǒng)，屬于差分定位【技術(shù)領(lǐng)域】，解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心及差分定位系統(tǒng)的成本較高的技術(shù)問(wèn)題。該定位方法，包括：基準(zhǔn)站向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量；所述數(shù)據(jù)中心接收所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量；所述數(shù)據(jù)中心根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量；所述數(shù)據(jù)中心將所述差分改正量發(fā)送至客戶端；所述客戶端接收所述差分改正量；所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
【專利說(shuō)明】定位方法、數(shù)據(jù)中心、客戶端及定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及差分定位【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種定位方法、數(shù)據(jù)中心、客戶端及定位系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigat1n Satellite System,簡(jiǎn)稱GNSS)的產(chǎn)生，研發(fā)人員就在不停的研究如何提高衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用范圍和定位精度。近年來(lái)，差分定位技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，其與傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)及最新的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，衍生出了基于行業(yè)應(yīng)用和服務(wù)大眾的各種位置服務(wù)系統(tǒng)。
[0003]目前的差分定位系統(tǒng)都趨向于強(qiáng)中心、弱終端的構(gòu)成方式，所有客戶端(流動(dòng)站)將自己的觀測(cè)量及初始定位結(jié)果通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳給數(shù)據(jù)中心，然后數(shù)據(jù)中心分別計(jì)算各個(gè)客戶端的差分定位結(jié)果，再回傳給各個(gè)客戶端。但是，隨著客戶端數(shù)量的增多，也要求數(shù)據(jù)中心具有更強(qiáng)的計(jì)算能力和通信能力，將會(huì)大大增加數(shù)據(jù)中心及整個(gè)差分定位系統(tǒng)的軟件和硬件成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種定位方法、數(shù)據(jù)中心、客戶端及定位系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心及差分定位系統(tǒng)的成本較高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供一種定位方法，包括:
[0006]基準(zhǔn)站向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量；
[0007]所述數(shù)據(jù)中心接收所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量；
[0008]所述數(shù)據(jù)中心根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量；
[0009]所述數(shù)據(jù)中心將所述差分改正量發(fā)送至客戶端；
[0010]所述客戶端接收所述差分改正量；
[0011]所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0012]優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量包括水平方向值、水平角、垂直角、高度差、平距、斜距、溫度、氣壓中的若干項(xiàng)。
[0013]其中，所述數(shù)據(jù)中心將所述差分改正量發(fā)送至客戶端，具體為:
[0014]所述數(shù)據(jù)中心通過(guò)GPRS、3G、4G、WiFi或WLAN將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
[0015]其中，所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果，包括:
[0016]所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量獲得初始定位結(jié)果；
[0017]所述客戶端根據(jù)所述初始定位結(jié)果和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0018]本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)中心，包括:
[0019]通信單元，用于接收基準(zhǔn)站發(fā)送的基準(zhǔn)站觀測(cè)量；
[0020]數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量；[0021 ] 播發(fā)平臺(tái)，用于將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
[0022]優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量包括水平方向值、水平角、垂直角、高度差、平距、斜距、溫度、氣壓中的若干項(xiàng)。
[0023]其中，所述播發(fā)平臺(tái)具體用于，通過(guò)GPRS、3G、4G、WiFi或WLAN將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
[0024]本發(fā)明還提供一種客戶端，包括:
[0025]通信單元，用于接收數(shù)據(jù)中心發(fā)送的差分改正量；
[0026]數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0027]其中，所述數(shù)據(jù)處理單元具體用于，根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量獲得初始定位結(jié)果；根據(jù)所述初始定位結(jié)果和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0028]本發(fā)明還提供一種定位系統(tǒng)，包括:基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)中心和若干客戶端；
[0029]所述基準(zhǔn)站用于向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量；
[0030]所述數(shù)據(jù)中心用于接收所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量；根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量；將所述差分改正量發(fā)送至客戶端；
[0031]所述客戶端用于接收所述差分改正量；根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0032]本發(fā)明帶來(lái)了以下有益效果:本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)中心只根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算差分改正量，并將差分改正量發(fā)送至各個(gè)客戶端(流動(dòng)站)，再由客戶端根據(jù)該差分改正量，自行解算差分定位結(jié)果。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)中心不需要接收每個(gè)客戶端的觀測(cè)量及初始定位結(jié)果，也不需要分別計(jì)算并回傳各個(gè)客戶端的差分定位結(jié)果，從而能夠顯著降低數(shù)據(jù)中心及整個(gè)差分定位系統(tǒng)的軟件和硬件成本。
[0033]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單的介紹:
[0035]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法的流程圖；
[0036]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中客戶端的定位方法的流程圖；
[0037]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供一種定位方法，用于為客戶端提供精確的差分定位坐標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)各種位置服務(wù)應(yīng)用。
[0040]如圖1所示，該定位方法包括:
[0041]S1:基準(zhǔn)站接收GNSS衛(wèi)星的測(cè)距信號(hào)，得到基準(zhǔn)站觀測(cè)量，并向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量。
[0042]具體的，基準(zhǔn)站接收GNSS衛(wèi)星的測(cè)距信號(hào)，從中得到基準(zhǔn)站觀測(cè)量，并根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量計(jì)算出初始定位結(jié)果。再將基準(zhǔn)站觀測(cè)量及初始定位結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)中心。其中，基準(zhǔn)站觀測(cè)量可包括水平方向值、水平角、垂直角、高度差、平距、斜距、溫度、氣壓等參數(shù)中的若干項(xiàng)。
[0043]S2:數(shù)據(jù)中心接收基準(zhǔn)站觀測(cè)量。
[0044]S3:數(shù)據(jù)中心根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量。
[0045]具體的，數(shù)據(jù)中心根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量和初始定位結(jié)果，解算出差分改正量。結(jié)算原理為:
[0046]P = P 0+c (d τ r_d τ s) +d P s+ δ p lr+ δ p 2r
[0047]p0 = ^(xs-x0f+(v -y0f + (zs-z0)2
[0048]式中，p表示基準(zhǔn)功對(duì)某刻衛(wèi)星偽距觀測(cè)量；P ο表示基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的真實(shí)距離；xs、ys、zs分別表示衛(wèi)星的位置坐標(biāo)Jpyc^zci分別表示的基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)；dp s表示衛(wèi)星星歷誤差所引起的距離偏差；d τ r表示基準(zhǔn)站的接收機(jī)時(shí)鐘相對(duì)于GNSS時(shí)間系統(tǒng)的偏差；cUs表示該顆衛(wèi)星相對(duì)于自身時(shí)間系統(tǒng)的偏差；δ Pt表示電離層延遲引起的距離偏差；δ P 2r表示對(duì)流層延遲因此的距離偏差；c表示電磁波的傳播速度。
[0049]因此，基準(zhǔn)站相對(duì)于GNSS衛(wèi)星的差分改正值可以通過(guò)下式計(jì)算:
[0050]Δ P = P0-P = -C (d τ r-d τ s) -d P s_ δ P lr- δ P 2r
[0051]如果客戶端和基準(zhǔn)站均在一個(gè)數(shù)據(jù)中心的通信范圍之內(nèi)，則客戶端與基準(zhǔn)站之間的基線長(zhǎng)度較短，所以可以認(rèn)為GNSS測(cè)距信號(hào)到達(dá)二者的路徑非常接近。因此，對(duì)于客戶端和基準(zhǔn)站來(lái)說(shuō)，作為偽距觀測(cè)量主要誤差源的電離層延遲δ 和對(duì)流層延遲δ 0&基本相同；同時(shí)，衛(wèi)星鐘差d τ s和星歷誤差dp s在同一歷元是相同的；客戶端和基準(zhǔn)站的接收機(jī)鐘差d τ r是相互獨(dú)立的，可通過(guò)構(gòu)建方程迭代解算出來(lái)。所以基準(zhǔn)站觀測(cè)值的差分改正量在基線范圍內(nèi)是近似等于客戶端的差分改正量的。
[0052]S4:數(shù)據(jù)中心將差分改正量發(fā)送至客戶端。
[0053]具體的，數(shù)據(jù)中心計(jì)算出差分改正量后，通過(guò)差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)平臺(tái)將差分改正量播發(fā)至客戶端，播發(fā)的方式可包括6?1?、36、46、1丨？丨、1^^等。
[0054]S5:客戶端通過(guò)通信鏈路接收差分改正量。
[0055]S6:客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0056]具體如圖2所示，客戶端一方面進(jìn)行步驟S5，而另一方面進(jìn)行以下步驟:
[0057]S61:客戶端中自帶的芯片或板卡接收GNSS衛(wèi)星的測(cè)距信號(hào)。
[0058]S62:客戶端中自帶的芯片或板卡解算出客戶端觀測(cè)量，并根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量通過(guò)計(jì)算獲得初始定位結(jié)果。
[0059]S63:根據(jù)初始定位結(jié)果和差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
[0060]具體的，可以在客戶端中安裝應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件中包含差分定位算法?？蛻舳司涂梢岳盟惭b的應(yīng)用軟件，根據(jù)初始定位結(jié)果和差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。因此，無(wú)需在客戶端上額外添加硬件，降低了客戶端的成本，并且使客戶端具有使用靈活、安裝升級(jí)方便、通用性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0061]S7:客戶端利用差分定位結(jié)果實(shí)現(xiàn)位置服務(wù)。
[0062]客戶端解算出精確的差分定位結(jié)果之后，可以利用該差分定位結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航等各種位置服務(wù)應(yīng)用。
[0063]在下一個(gè)歷元，可以充分以上步驟SI至步驟S7，以實(shí)現(xiàn)差分定位服務(wù)。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法中，數(shù)據(jù)中心只根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算差分改正量，并將差分改正量發(fā)送至各個(gè)客戶端，再由客戶端根據(jù)該差分改正量，自行解算差分定位結(jié)果。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法中，數(shù)據(jù)中心不需要接收每個(gè)客戶端的觀測(cè)量及初始定位結(jié)果，也不需要分別計(jì)算并回傳各個(gè)客戶端的差分定位結(jié)果，從而能夠顯著降低數(shù)據(jù)中心及整個(gè)差分定位系統(tǒng)的軟件和硬件成本。
[0065]另一方面，由于本發(fā)明實(shí)施例中，差分定位解算過(guò)程不依賴于數(shù)據(jù)中心，而是由客戶端獨(dú)立完成，因此數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)楦嗟目蛻舳颂峁┎罘侄ㄎ环?wù)，理論上客戶端的數(shù)量沒(méi)有上限，從而能夠顯著增大差分定位服務(wù)系統(tǒng)的容量。
[0066]此外，現(xiàn)有技術(shù)中，由于通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地理、天氣等原因，數(shù)據(jù)中心的差分定位結(jié)果經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)延遲甚至中斷，將會(huì)導(dǎo)致客戶端的差分定位服務(wù)中斷。而本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)據(jù)中心只向客戶端播發(fā)差分改正量，所以數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)服務(wù)中斷時(shí)，對(duì)客戶端的差分定位服務(wù)的影響較小，因此提供了差分定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。
[0067]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種定位系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)中心和若干客戶端，且均位于基線范圍之內(nèi)。
[0068]本實(shí)施例中，采用單基準(zhǔn)站模式，基準(zhǔn)站通過(guò)鏈路I接收GNSS衛(wèi)星的測(cè)距信號(hào)，從中得到基準(zhǔn)站觀測(cè)量，并根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量計(jì)算出初始定位結(jié)果。再將基準(zhǔn)站觀測(cè)量及初始定位結(jié)果通過(guò)鏈路4發(fā)送至數(shù)據(jù)中心。
[0069]數(shù)據(jù)中心包括通信單元、數(shù)據(jù)處理單元和播發(fā)平臺(tái)。數(shù)據(jù)中心中的通信單元接收基準(zhǔn)站觀測(cè)量，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量，然后通過(guò)播發(fā)平臺(tái)將差分改正量發(fā)送至客戶端。
[0070]客戶端具體可以是手機(jī)、平板電腦、導(dǎo)航儀等終端設(shè)備，其中包括通信單元和數(shù)據(jù)處理單元。其中，通信單元可設(shè)置在客戶端自帶的芯片或板卡中，數(shù)據(jù)處理單元可以通過(guò)安裝應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)差分定位的解算。
[0071]如圖3所示，本實(shí)施例中的客戶端數(shù)量為兩個(gè)?？蛻舳薎和客戶端2的通信單元分別通過(guò)鏈路5和鏈路6接收播發(fā)平臺(tái)所播發(fā)的差分改正量；同時(shí)，客戶端I和客戶端2的通信單元還通過(guò)鏈路2和鏈路3接收GNSS衛(wèi)星發(fā)出的測(cè)距信號(hào)，并解算出自身的客戶端觀測(cè)量和初始定位結(jié)果。然后，利用所安裝的應(yīng)用軟件中的差分定位算法解算出精確的差分定位結(jié)果，即可利用該差分定位結(jié)果實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航等各種位置服務(wù)應(yīng)用。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)，與上述實(shí)施例提供的定位方法具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。
[0073]雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種定位方法，其特征在于，包括: 基準(zhǔn)站向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量； 所述數(shù)據(jù)中心接收所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量； 所述數(shù)據(jù)中心根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量； 所述數(shù)據(jù)中心將所述差分改正量發(fā)送至客戶端； 所述客戶端接收所述差分改正量； 所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量包括水平方向值、水平角、垂直角、高度差、平距、斜距、溫度、氣壓中的若干項(xiàng)。
3.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)中心將所述差分改正量發(fā)送至客戶端，具體為: 所述數(shù)據(jù)中心通過(guò)GPRS、3G、4G、WiFi或WLAN將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果，包括: 所述客戶端根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量獲得初始定位結(jié)果； 所述客戶端根據(jù)所述初始定位結(jié)果和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
5.一種數(shù)據(jù)中心，其特征在于，包括: 通信單元，用于接收基準(zhǔn)站發(fā)送的基準(zhǔn)站觀測(cè)量； 數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量； 播發(fā)平臺(tái)，用于將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量包括水平方向值、水平角、垂直角、高度差、平距、斜距、溫度、氣壓中的若干項(xiàng)。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述播發(fā)平臺(tái)具體用于，通過(guò)GPRS、3G、4G、WiFi或WLAN將所述差分改正量發(fā)送至客戶端。
8.一種客戶端，其特征在于，包括: 通信單元，用于接收數(shù)據(jù)中心發(fā)送的差分改正量； 數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果O
9.如權(quán)利要求8所述的客戶端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元具體用于，根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量獲得初始定位結(jié)果；根據(jù)所述初始定位結(jié)果和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
10.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)中心和若干客戶端； 所述基準(zhǔn)站用于向數(shù)據(jù)中心發(fā)送基準(zhǔn)站觀測(cè)量； 所述數(shù)據(jù)中心用于接收所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量；根據(jù)所述基準(zhǔn)站觀測(cè)量解算出差分改正量；將所述差分改正量發(fā)送至客戶端； 所述客戶端用于接收所述差分改正量；根據(jù)自身的客戶端觀測(cè)量和所述差分改正量，解算出差分定位結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01S19/41GK104237915SQ201410429796
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】楊志坤, 黃佳, 李軍, 周文勝 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司