本發(fā)明主要涉及到衛(wèi)星定位領(lǐng)域，特指一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法。

背景技術(shù)：

隨著衛(wèi)星定位技術(shù)(如gps、glonass以及北斗系統(tǒng)等)的快速發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)涉及現(xiàn)代生活、生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域。目前，衛(wèi)星定位的單點(diǎn)定位精度可以做到米級(jí)，通過各種局域的或者廣域的差分，可以實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)定位。

衛(wèi)星定位接收機(jī)的定位結(jié)果，常常是相對(duì)于某種地球坐標(biāo)系的。但在很多應(yīng)用領(lǐng)域，人們往往更關(guān)心的是運(yùn)動(dòng)載體自身的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡；雖然可以直接通過接收機(jī)定位結(jié)果，進(jìn)行處理獲得這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，但其精度有限。

對(duì)于交通事故中的車輛，如果能夠得到每個(gè)車輛相對(duì)自身的精確運(yùn)動(dòng)軌跡，則對(duì)于分析事故責(zé)任，事故原因具有重要的意義。但顯然，單點(diǎn)定位或者采用局域或者廣域差分方法得到的軌跡，其精度是不夠的。而基于載波相位處理的定姿應(yīng)用，其使用多個(gè)天線，但要求天線間的安裝是相對(duì)固定的，不適用于事故車輛的單天線應(yīng)用；而傳統(tǒng)基于歷元差分的載波相位處理，其定位結(jié)果是相對(duì)于全局參考坐標(biāo)系如地球坐標(biāo)系的，因此存在全局坐標(biāo)系到載體矢量的求解問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)和推廣、精度高的基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法，其包括以下步驟：

s1：預(yù)先在車輛上安裝輸出載波相位信息的gnss接收機(jī)，并實(shí)時(shí)采集gnss接收機(jī)輸出的載波相位；

s2：對(duì)相鄰歷元的載波相位進(jìn)行歷元間和衛(wèi)星間差分，得到雙差載波相位，并確定雙差載波相位的整周模糊度；

s3：根據(jù)得到的雙差載波相位集合，計(jì)算歷元間的車輛相對(duì)位置關(guān)系；

s4：以其中某一歷元時(shí)相對(duì)應(yīng)的車輛的位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)歷元間的位置關(guān)系，計(jì)算相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的完整運(yùn)動(dòng)軌跡。

作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟s2中，假設(shè)表示接收機(jī)收到的第n個(gè)歷元上第l顆gnss衛(wèi)星的載波相位值，則雙差載波相位的計(jì)算為：

這里，為第m個(gè)歷元和第k個(gè)歷元之間第i顆gnss衛(wèi)星到第j顆gnss衛(wèi)星的雙差模糊度，為未知的整數(shù)，為第m個(gè)歷元和第k個(gè)歷元之間第i顆gnss衛(wèi)星到第j顆gnss衛(wèi)星的雙差載波相位測(cè)量。

作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟s2中，采用整周模糊度求解算法計(jì)算得到。

作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟s3中，設(shè)在相鄰歷元k和k+1上，用戶在地球坐標(biāo)系上的位置差為uk，就是根據(jù)下述方程組，求解uk：

其中：λ為載波相位對(duì)應(yīng)射頻的波長(zhǎng)，為歷元k和k+1上以j衛(wèi)星為參考星的i衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的雙差載波相位，表示用戶到第n個(gè)歷元第l顆gnss衛(wèi)星的單位視線矢量，為第n個(gè)歷元第l顆gnss衛(wèi)星位置，j為選定的差分參考衛(wèi)星編號(hào)，i為所有可見衛(wèi)星的編號(hào)集合。

作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟s4中，假設(shè)坐標(biāo)系原點(diǎn)取k歷元的用戶位置pk，坐標(biāo)軸的朝向與地球坐標(biāo)系一致，則：

pk＝[000]^t(3)

對(duì)于k歷元之前的歷元i，在該歷元時(shí)用戶在該坐標(biāo)系中的位置pi為：

對(duì)于k歷元之前的歷元i，在該歷元時(shí)用戶在該坐標(biāo)系中的位置pi為：

這里，um為根據(jù)(2)式計(jì)算得到的歷元m和m+1之間的位置差。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法，與現(xiàn)有基于單點(diǎn)定位以及傳統(tǒng)基于差分載波相位的方法相比，不需要計(jì)算載體相對(duì)于地球的絕對(duì)位置，精度高。

2、本發(fā)明的一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法，不僅可用于車輛事故過程的相對(duì)軌跡確定，對(duì)于其他室外各種載體相對(duì)自身的短距離運(yùn)動(dòng)軌跡確定問題，均可以通過該方法來解決。因此該方法具有一定的通用性。

3、本發(fā)明的一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法，與傳統(tǒng)的單點(diǎn)定位及遠(yuǎn)距離差分如rtk相比，由于采用了歷元差分，并建立了以載體自身為坐標(biāo)系原點(diǎn)的參考坐標(biāo)系，因此可以大大提高車輛不同時(shí)刻的相對(duì)定位精度，從而大大提高事故過程中車輛運(yùn)行軌跡的精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于gnss相對(duì)定位的事故車輛精密定位方法，包括以下步驟：

s1：預(yù)先在車輛上安裝可輸出載波相位信息的gnss接收機(jī)，并實(shí)時(shí)采集gnss接收機(jī)輸出的載波相位；

s2：對(duì)相鄰歷元的載波相位進(jìn)行歷元間和衛(wèi)星間差分，得到雙差載波相位，并確定雙差載波相位的整周模糊度；

s3：根據(jù)得到的雙差載波相位集合，計(jì)算歷元間的車輛相對(duì)位置關(guān)系；

s4：以其中某一歷元時(shí)相對(duì)應(yīng)的車輛的位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)歷元間的位置關(guān)系，計(jì)算相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的完整運(yùn)動(dòng)軌跡。

在具體應(yīng)用實(shí)例中，上述步驟s2中的對(duì)相鄰歷元的載波相位進(jìn)行歷元間和衛(wèi)星間差分，得到雙差載波相位，并確定雙差載波相位中的整周模糊度。假設(shè)表示接收機(jī)收到的第n個(gè)歷元上第l顆gnss衛(wèi)星的載波相位值，則雙差載波相位的計(jì)算為：

這里，為第m個(gè)歷元和第k個(gè)歷元之間第i顆gnss衛(wèi)星到第j顆gnss衛(wèi)星的雙差模糊度，為未知的整數(shù)，為第m個(gè)歷元和第k個(gè)歷元之間第i顆gnss衛(wèi)星到第j顆gnss衛(wèi)星的雙差載波相位測(cè)量，可采用某種整周模糊度求解算法計(jì)算得到。這里整周模糊度求解算法，為本領(lǐng)域內(nèi)公知，在此就不再贅述。

在具體應(yīng)用實(shí)例中，上述步驟s3中根據(jù)得到雙差載波相位集合，計(jì)算歷元間的車輛相對(duì)位置關(guān)系，是指設(shè)在相鄰歷元k和k+1上，用戶在地球坐標(biāo)系上的位置差為uk，就是根據(jù)下述方程組，求解uk：

其中：λ為載波相位對(duì)應(yīng)射頻的波長(zhǎng)，為歷元k和k+1上以j衛(wèi)星為參考星的i衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的雙差載波相位，表示用戶到第n個(gè)歷元第l顆gnss衛(wèi)星的單位視線矢量，為第n個(gè)歷元第l顆gnss衛(wèi)星位置，j為選定的差分參考衛(wèi)星編號(hào)，i為所有可見衛(wèi)星的編號(hào)集合。

在具體應(yīng)用實(shí)例中，上述步驟s4中以其中某一歷元時(shí)相對(duì)應(yīng)的車輛的位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)歷元間的位置關(guān)系，計(jì)算相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的完整運(yùn)動(dòng)軌跡，假設(shè)坐標(biāo)系原點(diǎn)取k歷元的用戶位置pk，坐標(biāo)軸的朝向與地球坐標(biāo)系一致，則：

pk＝[000]^t(3)

對(duì)于k歷元之前的歷元i，在該歷元時(shí)用戶在該坐標(biāo)系中的位置pi為：

對(duì)于k歷元之前的歷元i，在該歷元時(shí)用戶在該坐標(biāo)系中的位置pi為：

這里，um為根據(jù)(2)式計(jì)算得到的歷元m和m+1之間的位置差。

由上可知，本發(fā)明的原理是：結(jié)合車輛過程軌跡更關(guān)心相對(duì)自身的運(yùn)動(dòng)軌跡這一核心，將過程中某個(gè)歷元對(duì)應(yīng)的車輛位置作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)系原點(diǎn)，從而將傳統(tǒng)的相對(duì)于地球坐標(biāo)系的定位問題，轉(zhuǎn)化為自身的相對(duì)定位問題，并融合載波相位歷元差分可實(shí)現(xiàn)高精度相對(duì)定位這一技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛事故過程軌跡的精密確定。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。