本發(fā)明涉及GPS定位監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于過濾GPS位置漂移點的方法和裝置。

背景技術(shù)：

目前廣泛使用的GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)中采用GPS終端實時采集位置信息上傳監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對GPS終端上報的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

由于GPS衛(wèi)星信號受到大氣電離層變化、云層遮擋以及高大建筑物的多徑反射等復(fù)雜因素的影響，GPS定位經(jīng)常會出現(xiàn)位置漂移現(xiàn)象，即GPS接收機(jī)解算出來的位置信息，與實際情況存在不同程度的偏差。當(dāng)偏差超過了精度誤差允許范圍，則認(rèn)為發(fā)生了GPS位置漂移。某些GPS位置點甚至漂移了很大的距離，比如漂移至外省，甚至其他國家。在通過GPS統(tǒng)計車輛的行駛里程時，若不對GPS進(jìn)行漂移點過濾，容易出現(xiàn)里程偏差很大的現(xiàn)象。一般GPS接收機(jī)可進(jìn)行漂移糾正，但并不能糾正全部漂移點，因此需要上傳到監(jiān)控中心的GPS數(shù)據(jù)做二次篩選。

監(jiān)控中心可對GPS終端上報的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行后端處理，例如根據(jù)位置點對應(yīng)的衛(wèi)星信號信噪比和精度誤差因子等參數(shù)，將可疑的無效點過濾掉，再對多個位置點進(jìn)行軌跡擬合，去掉偏離較大的位置點，平滑軌跡。這種處理方式的數(shù)據(jù)運算工作量巨大，對硬件服務(wù)器資源以及軟件算法設(shè)計要求較高。事實上，由于GPS終端上傳的信噪比及精度誤差因子數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，并不適合作為判斷無效點的依據(jù)。

因此，亟需一種能夠準(zhǔn)確過濾GPS位置漂移點的方法和裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中在過濾GPS位置漂移點時難度較大的不足。

為此，本發(fā)明提供了一種用于過濾GPS位置漂移點的方法，包括：

提取GPS終端在位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間；

根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間計算GPS終端的行駛速度；

由GPS終端在相鄰位置點的行駛速度和定位時間計算加速度；

根據(jù)GPS終端的行駛速度與預(yù)設(shè)速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點，或者，根據(jù)GPS終端的加速度與預(yù)設(shè)加速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點。

優(yōu)選地，在根據(jù)GPS終端的行駛速度與預(yù)設(shè)速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點的步驟中：

檢測行駛速度大于預(yù)設(shè)速度閾值的位置點；

在相鄰兩個位置點的行駛速度均大于預(yù)設(shè)速度閾值的情況下，判斷定位時間在先的位置點為GPS位置漂移點。

優(yōu)選地，在根據(jù)GPS終端的加速度與預(yù)設(shè)加速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點的步驟中：

檢測具有正向加速度的位置點；

將正向加速度大于預(yù)設(shè)加速度閾值的位置點作為GPS位置漂移點。

優(yōu)選地，在提取GPS終端在位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間的步驟中包括：

依照位置點定位時間的先后順序，將GPS終端位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間分別進(jìn)行排序得到位置數(shù)據(jù)序列和定位時間序列。

優(yōu)選地，在根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間計算GPS終端的行駛速度的步驟中包括：

在所述位置數(shù)據(jù)序列和定位時間序列中，提取相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間；

根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)對計算相鄰位置點的地面距離；

由相鄰位置點的定位時間計算相鄰位置點之間的時間差；

以相鄰位置點的地面距離和時間差的比值做為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的行駛速度。

優(yōu)選地，在由GPS終端在相鄰位置點的行駛速度和定位時間計算加速度的步驟中包括：

依照位置點定位時間的先后順序，將GPS終端的行駛速度數(shù)值排序得到速度 序列；

在所述速度序列和定位時間序列中，提取相鄰位置點的速度數(shù)值和定位時間；

根據(jù)相鄰位置點的速度數(shù)值計算相鄰位置點的速度差；

由相鄰位置點的定位時間計算相鄰位置點之間的時間差；

以相鄰位置點的速度差和時間差的比值做為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的加速度。

優(yōu)選地，還包括：

從位置數(shù)據(jù)序列中刪除GPS位置漂移點的位置數(shù)據(jù)得到正常位置數(shù)據(jù)序列；

依照定位時間的先后順序依次連接正常位置數(shù)據(jù)序列所對應(yīng)的正常位置點得到GPS終端的運動軌跡。

本發(fā)明還提供一種用于過濾GPS位置漂移點的裝置，包括：

數(shù)據(jù)提取模塊，其設(shè)置為提取GPS終端在位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間；

速度計算模塊，其設(shè)置為根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間計算GPS終端的行駛速度；

加速度計算模塊，其設(shè)置為由GPS終端在相鄰位置點的行駛速度和定位時間計算加速度；

第一判斷模塊，其設(shè)置為根據(jù)GPS終端的行駛速度與預(yù)設(shè)速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點；

第二判斷模塊，其設(shè)置為根據(jù)GPS終端的加速度與預(yù)設(shè)加速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點。

優(yōu)選地，所述第一判斷模塊包括：

速度檢測子模塊，其設(shè)置為檢測行駛速度大于預(yù)設(shè)速度閾值的位置點；

速度比較子模塊，其設(shè)置為在相鄰兩個位置點的行駛速度均大于預(yù)設(shè)速度閾值的情況下，判斷定位時間在先的位置點為GPS位置漂移點。

優(yōu)選地，所述第一判斷模塊包括：

加速度檢測子模塊，其設(shè)置為檢測具有正向加速度的位置點；

加速度比較子模塊，其設(shè)置為將正向加速度大于預(yù)設(shè)加速度閾值的位置點作為GPS位置漂移點。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例根據(jù)GPS終端上傳的位置數(shù)據(jù)來判斷位置 漂移點，判斷依據(jù)簡單可靠。另一方面，本發(fā)明的實施例對于漂移幅度較小和GPS終端出現(xiàn)負(fù)向加速度的情況未進(jìn)行過濾操作，而僅對行駛速度超過閾值，以及正向加速度超過閾值的位置點進(jìn)行過濾，計算方法簡單高效。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于過濾GPS位置漂移點的方法的步驟流程圖；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明實施例的行駛速度序列圖；

圖2b是根據(jù)本發(fā)明實施例的GPS終端位置點列示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的加速度序列圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于過濾GPS位置漂移點的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。

本發(fā)明的實施例以GPS終端上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器的位置數(shù)據(jù)和定位時間為判斷依據(jù)，通過計算GPS位置點的平均速度數(shù)值及加速度數(shù)值來過濾位置漂移點。在出現(xiàn)位置漂移的情況下，根據(jù)GPS的位置點計算的行駛速度與實際行駛速度相比將出現(xiàn)較大誤差，進(jìn)一步來說，根據(jù)行駛速度計算的加速度同樣會出現(xiàn)誤差。因此，本發(fā)明的實施例將計算得到的行駛速度和加速度與預(yù)設(shè)閾值比較，來判斷GPS位置漂移點。

實施例一

圖1是本實施例中用于過濾GPS位置漂移點的方法的步驟流程圖。在圖1中，首先提取GPS終端在位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間(步驟S110)，然后根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間計算GPS終端的行駛速度(步驟S120)，進(jìn)而由GPS終端在相鄰位置點的行駛速度和定位時間計算加速度(步驟S130)。

為了便于處理，在步驟S110中，對于在服務(wù)器中存儲的某一GPS終端的位置點，依照位置點定位時間的先后順序，將GPS終端位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間分別進(jìn)行排序得到位置數(shù)據(jù)序列G₁、G₂、G₃……G_n和定位時間序列T₁、T₂、 T₃……T_n。

在步驟S120中，根據(jù)位置數(shù)據(jù)序列G₁、G₂、G₃……G_n和定位時間序列T₁、T₂、T₃……T_n計算GPS終端在每個位置點的行駛速度。

在一個優(yōu)選的示例中，在位置數(shù)據(jù)序列和定位時間序列中，提取位置點i和位置點(i-1)這兩個相鄰兩個位置點的位置數(shù)據(jù)G_i和G_i-1，以及定位時間T_i和T_i-1。根據(jù)G_i和G_i-1來計算位置點i和位置點(i-1)之間的地面距離，記為Dist(G_i-G_i-1)。根據(jù)T_i和T_i-1計算位置點i和位置點(i-1)之間的時間差。

將位置點i和位置點(i-1)的地面距離和時間差的比值作為GPS終端在位置點i處的平均行駛速度V_i，表示為：

V_i＝Dist(G_i-G_i-1)/(T_i-T_i-1) (當(dāng)i>1時)

也就是說，將位置點i和位置點(i-1)的地面距離和時間差的比值作為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的行駛速度，得到圖2a所示的行駛速度序列圖。

需要說明的是，對于第一個位置點則設(shè)定V_i＝V₂(當(dāng)i＝1時)，即設(shè)定第一個位置點的行駛速度與第二個位置點的行駛速度相同。

在步驟S130中，根據(jù)行駛速度序列V₁、V₂、V₃……V_n和定位時間序列T₁、T₂、T₃……T_n計算GPS終端在每個位置點的加速度。

具體來說，依照位置點定位時間的先后順序，將GPS終端的行駛速度數(shù)值排序得到速度序列V₁、V₂、V₃……V_n。在速度序列中提取位置點i和位置點(i-1)這兩個相鄰兩個位置點的行駛速度數(shù)值V_i和V_i-1，并且在時間序列中提取定位時間T_i和T_i-1。

根據(jù)位置點i和位置點(i-1)的速度數(shù)值計算速度差，并由位置點i和位置點(i-1)的定位時間計算時間差，進(jìn)而將相鄰位置點的速度差和時間差的比值做為GPS終端在位置點i處的加速度a_i，表示為：

a_i＝(V_i-V_i-1)/(T_i-T_i-1) (當(dāng)i>1時)

也就是說，以相鄰位置點的速度差和時間差的比值做為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的加速度，得到圖3所示的加速度序列圖。

需要說明的是，對于第一個位置點則設(shè)定a_i＝a₂(當(dāng)i＝1時)，即設(shè)定第一個位置點的加速度與第二個位置點的加速度相同。

再次回到圖1，在確定GPS終端在各位置點的行駛速度和加速度之后，根據(jù) GPS終端的行駛速度與預(yù)設(shè)速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點(步驟S140)，或者，根據(jù)GPS終端的加速度與預(yù)設(shè)加速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點(步驟S150)。

其中，預(yù)設(shè)的速度閾值和加速度閾值可根據(jù)GPS終端的安裝環(huán)境來設(shè)置。以車載GPS終端為例，考慮到小客車的一般行駛速度不會超過150公里/小時，可設(shè)置速度閾值V_m＝150km/h。一般而言，小客車的百公里加速時間為5秒，計算得到加速度值為5.56m/s²，因此可設(shè)置加速度閾值a_m＝6m/s²。

在步驟S140中，檢測行駛速度大于預(yù)設(shè)速度閾值的位置點，將行駛速度V_i與預(yù)設(shè)的速度閾值V_m比較，在相鄰兩個位置點的行駛速度均大于預(yù)設(shè)速度閾值的情況下，判斷定位時間在先的位置點為GPS位置漂移點。

圖2a中示出位置點i和位置點i+1處行駛速度均超出速度閾值V_m的情況，表明位置點i為位置漂移點。圖2b中示出GPS終端位置點列的示意圖。在圖2b中，點A表示位置點i-1，點B表示位置點i+1，均為正常的位置數(shù)據(jù)，而點O表示漂移位置點i。發(fā)生位置漂移后AO的距離大于正常距離，計算得到的行駛速度V_i大于速度閾值V_m。由于GPS終端在點B上傳的是正常的位置數(shù)據(jù)，BO的距離也會大于正常距離，根據(jù)距離BO計算的行駛速度V_i-1同樣大于速度閾值V_m。因此，在步驟S140中，只有在相鄰兩個位置點的行駛速度均大于預(yù)設(shè)速度閾值的情況下才能判斷漂移點。

需要說明的是，在GPS終端的運動速度較低的情況下，當(dāng)位置漂移的幅度較小時，服務(wù)器計算的GPS終端的運動軌跡與真實軌跡區(qū)別較小，對行駛里程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)影響不大。因此，步驟S140并不需要對低速且小漂移的位置點進(jìn)行過濾處理，可以進(jìn)一步簡化計算過程。

對于行駛速度較低，但是位置漂移較大的位置點，可能出現(xiàn)計算所得的平均行駛速度低于速度閾值的情況，此時利用加速度數(shù)值來判斷。在步驟S150中，檢測具有正向加速度的位置點，將加速度a_i與預(yù)設(shè)的加速度閾值a_m比較，以正向加速度大于預(yù)設(shè)加速度閾值a_m的位置點作為GPS位置漂移點。

如圖2b所示，在發(fā)生位置漂移時導(dǎo)致AO和BO的距離大于正常行駛距離，僅可能計算得到正向加速度。以車載GPS為例，在車輛行駛過程中只有在車輛減速時產(chǎn)生負(fù)向加速度。甚至在出現(xiàn)車輛相撞的極端情況下，負(fù)向加速度數(shù)值很大。因此，在步驟S150中僅對正向加速度數(shù)值對應(yīng)的位置點進(jìn)行識別，可進(jìn)一步簡 化計算過程。

遍歷GPS位置點列判斷出全部漂移點之后，如圖1所示，從位置數(shù)據(jù)序列中刪除GPS位置漂移點的位置數(shù)據(jù)得到正常位置數(shù)據(jù)序列，依照定位時間的先后順序依次連接正常位置數(shù)據(jù)序列所對應(yīng)的正常位置點得到GPS終端的運動軌跡(步驟S170)，從而得到光滑的軌跡曲線。

實施例二

圖4為本實施例提供的用于過濾GPS位置漂移點的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置主要包括數(shù)據(jù)提取模塊410、速度計算模塊420、加速度計算模塊430、以及第一判斷模塊440和第二判斷模塊450。

其中，數(shù)據(jù)提取模塊410設(shè)置為提取GPS終端在位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間。優(yōu)選的，數(shù)據(jù)提取模塊410依照位置點定位時間的先后順序，將GPS終端位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間分別進(jìn)行排序得到G₁、G₂、G₃……G_n和定位時間序列T₁、T₂、T₃……T_n。

速度計算模塊420連接數(shù)據(jù)提取模塊410，速度計算模塊420設(shè)置為根據(jù)相鄰位置點的位置數(shù)據(jù)和定位時間計算GPS終端的行駛速度。具體來說，以相鄰位置點的地面距離和時間差的比值做為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的行駛速度

加速度計算模塊430與速度計算模塊420連接，加速度計算模塊430設(shè)置為由GPS終端在相鄰位置點的行駛速度和定位時間計算加速度。以相鄰位置點的速度差和時間差的比值做為GPS終端處于相鄰位置點中定位時間在后的位置點時的加速度。

第一判斷模塊440與速度計算模塊420連接，設(shè)置為根據(jù)GPS終端的行駛速度與預(yù)設(shè)速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點。第一判斷模塊440包括速度檢測子模塊和速度比較子模塊(圖4中未示出)。速度檢測子模塊設(shè)置為檢測行駛速度大于預(yù)設(shè)速度閾值的位置點。速度比較子模塊設(shè)置為在相鄰兩個位置點的行駛速度均大于預(yù)設(shè)速度閾值的情況下，判斷定位時間在先的位置點為GPS位置漂移點。

第二判斷模塊450與加速度計算模塊430連接，設(shè)置為根據(jù)GPS終端的加速度與預(yù)設(shè)加速度閾值的數(shù)值關(guān)系判斷GPS位置漂移點。如圖4所示，第二判斷模 塊450包括加速度檢測子模塊和加速度比較子模塊(圖4中未示出)。其中，加速度檢測子模塊設(shè)置為檢測具有正向加速度的位置點。加速度比較子模塊設(shè)置為將正向加速度大于預(yù)設(shè)加速度閾值的位置點作為GPS位置漂移點。

此外，還包括軌跡生成模塊460，其與第一判斷模塊440和第二判斷模塊450連接，配置為從位置數(shù)據(jù)序列中刪除GPS位置漂移點的位置數(shù)據(jù)得到正常位置數(shù)據(jù)序列，并依照定位時間的先后順序依次連接正常位置數(shù)據(jù)序列所對應(yīng)的正常位置點得到GPS終端的運動軌跡。

本實施例根據(jù)GPS終端上傳的位置數(shù)據(jù)來判斷位置漂移點，判斷依據(jù)簡單可靠。并且，對于漂移幅度較小和GPS終端出現(xiàn)負(fù)向加速度的情況未進(jìn)行過濾操作，而僅對行駛速度超過閾值，以及正向加速度超過閾值的位置點進(jìn)行過濾，計算方法簡單高效。

雖然本發(fā)明所公開的實施方式如上，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)域內(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)。