專利名稱：基于可編程智能手機的cors定位的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于GPS應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中的實時動態(tài)偽距差分定位技術(shù)，主要包括連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System，C0RS)技術(shù)，實時定位實時差分解算技術(shù)，智能手機二次開發(fā)技術(shù)等。尤其是基于可編程智能手機的CORS定位的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
CORS是空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施重要的組成部分，已在我國許多城市建成并投入運行， 在某些國家已經(jīng)覆蓋全國。連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)是通過在某個區(qū)域范圍內(nèi)，建立若干永久性的連續(xù)運行定位衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站(簡稱參考站)，利用現(xiàn)代通信技術(shù)接受各個參考站衛(wèi)星數(shù)據(jù)并進行處理，為用戶提供各種高精度空間定位服務(wù)和多元化信息服務(wù)的系統(tǒng)。連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是全球定位系統(tǒng)(GPQ和通信技術(shù)，是衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用的擴展和深化。手機定位是指通過特定的定位技術(shù)來獲取移動手機或終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖上標(biāo)出被定位對象的位置的技術(shù)或服務(wù)。定位技術(shù)有兩種，一種是基于GPS的定位(5-10米)，一種是基于移動運營網(wǎng)的基站的定位(30米)?；贕PS的定位方式是利用手機上的GPS定位模塊將自己的位置信號發(fā)送到定位后臺來實現(xiàn)手機定位的?；径ㄎ粍t是利用基站對手機的距離的測算距離來確定手機位置的。后者不需要手機具有GPS定位能力，但是精度很大程度依賴于基站的分布及覆蓋范圍的大小，有時誤差會超過一公里。前者定位精度較高。無線數(shù)據(jù)通信是通過無線電波傳送數(shù)據(jù)信息的一種通信方式。它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通信?，F(xiàn)有的無線通信技術(shù)主要有GPRS、 CDMA、GSM 等。通過對手機的二次開發(fā)，實現(xiàn)手機能夠直接接受手機GPS模塊串口的原始定位數(shù)據(jù)(偽距)，接受CORS中心的改正數(shù)，并運用一定算法進行改正，最終得到高精度的定位數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現(xiàn)方法。一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現(xiàn)方法，包括以下步驟1)系統(tǒng)初始化；由用戶選擇定位結(jié)果輸出的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，比如經(jīng)緯度信息、北京M坐標(biāo)系坐標(biāo)及高程或者重慶獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)及高程等；2)獲取定位數(shù)據(jù)；手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要有經(jīng)緯度信息，大地高，高程異常，衛(wèi)星狀態(tài)信息及定位狀態(tài)，并傳送給解析模塊；其數(shù)據(jù)主要遵循的是NMEA-0183協(xié)議；
3)獲取CORS中心改正數(shù)；手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)方式連接服務(wù)器，并通過通信模塊獲得CORS系統(tǒng)的改正數(shù)據(jù)；然后傳輸給解析模塊；4)解析模塊根據(jù)NMEA-0183和RTCM數(shù)據(jù)格式提取出經(jīng)緯度信息和改正數(shù)傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)計算模塊通過加權(quán)平均算法模型或線性內(nèi)插算法模型或低次曲面模型對數(shù)據(jù)進行處理，得到改正后的坐標(biāo)和高程，并把改正后的坐標(biāo)和高程傳輸給坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和精度評定模塊；6)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟5)得到的改正后的坐標(biāo)和高程進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到最終的坐標(biāo)和高程；然后把坐標(biāo)和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊；7)精度評定模塊根據(jù)步驟幻所得定位數(shù)據(jù)、步驟幻所采用的計算模型和步驟6) 所采用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，分析步驟6)所得的坐標(biāo)和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊；8)顯示模塊顯示步驟6)所得的坐標(biāo)和高程和步驟7)所得的精度信息。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果1、手機定位精度更高?，F(xiàn)有的手機移動終端都是通過輔助GPS、集成GPS、Wi_Fi網(wǎng)絡(luò)或手機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)手機定位，其定位精度最多能夠達到5-10米，甚至更低。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)分米級的定位結(jié)果，真正實現(xiàn)手機的高精度定位。2、手機應(yīng)用更廣泛。現(xiàn)有手機的定位由于其定位精度的影響，使其應(yīng)用范圍狹窄， 現(xiàn)主要體現(xiàn)在手機粗略導(dǎo)航方面，其他的應(yīng)用較少。本發(fā)明使手機可用于精密導(dǎo)航與定位， 一般的工程測量、城市管線調(diào)查等。3、實現(xiàn)高精度定位，無需更改手機硬件，可以直接通過手機二次開發(fā)實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明方法說明圖；圖2是本發(fā)明方法數(shù)據(jù)流向圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。實施例1參考圖1，為本發(fā)明系統(tǒng)工作流程圖，是通過手機運用CORS系統(tǒng)的改正數(shù)據(jù)解算得到高精度定位結(jié)果的方法。參考圖2，為本發(fā)明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向圖。步驟如下1)系統(tǒng)初始化。由用戶選擇定位結(jié)果輸出的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，比如經(jīng)緯度信息、北京M坐標(biāo)系坐標(biāo)及高程或者重慶獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)及高程等；2)定位數(shù)據(jù)的獲取。手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要有經(jīng)緯度信息，大地高，高程異常，衛(wèi)星狀態(tài)信息及定位狀態(tài)，并傳送給解析模塊。其數(shù)據(jù)主要遵循的是NMEA-0183協(xié)議。針對現(xiàn)有移動終端本身具有GPS模塊，且智能手機都提供二次開發(fā)。所以本說明采用symbian系統(tǒng)的一種開發(fā)軟件Carbide C++實現(xiàn)手機GPS模塊原始數(shù)據(jù)的提取。現(xiàn)有的Carbide C++可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。它是簡化windows下串行通信編程的ActiveX控件，為應(yīng)用程序提供通過串行接口接發(fā)數(shù)據(jù)的方法。通訊時，手機外部軟件向 GPSOEM板發(fā)送命令幀，請求對方發(fā)回數(shù)據(jù)幀。該數(shù)據(jù)幀中包含有效數(shù)據(jù)長度、起始值等通過命令傳過來。收到命令幀的GPSOEM板發(fā)送指定要求的數(shù)據(jù)幀到對方。3)CORS中心改正數(shù)的獲取。手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)方式連接服務(wù)器，并通過通信模塊獲得CORS系統(tǒng)的改正數(shù)據(jù)(主要是RTCM V2. 0/2. 1偽距差分修正信息)。然后傳輸給解析模塊。4)解析模塊根據(jù)NMEA-0183和RTCM數(shù)據(jù)格式提取出經(jīng)緯度信息和改正數(shù)傳輸給計算模塊和精度評定模塊。5)計算模塊通過加權(quán)平均算法模型或線性內(nèi)插算法模型或低次曲面模型對數(shù)據(jù)進行處理，得到改正后的坐標(biāo)和高程，并把改正后的坐標(biāo)和高程傳輸給坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和精度評定模塊。加權(quán)平均法是將各基準(zhǔn)站改正數(shù)的加權(quán)平均值作為用戶的改正數(shù)。權(quán)的選取方法，常用的也是最簡單的定權(quán)方法，是根據(jù)改正數(shù)的權(quán)與用戶離基準(zhǔn)站的距離成反比的原則，從而使得該方法顧及位置對差分改正的影響。線性內(nèi)插法可以自主選擇主基準(zhǔn)站，因此使用起來比較靈活。模型中已顧及位置變化對差分改正的影響，用戶的定位精度較單站差分有明顯的提高，但是當(dāng)用戶位于由基準(zhǔn)站所構(gòu)成的多邊形區(qū)域以外時效果就不太理想。對于低次曲面模型法來說，局域網(wǎng)中基準(zhǔn)站的個數(shù)取決于低次曲面模型的變量個數(shù)和次數(shù)，通常使用平面模型的話，最少個數(shù)為4個。該方法不僅考慮了空間相關(guān)誤差，而且還考慮了非空間相關(guān)誤差如多路徑效應(yīng)等。6)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟(5)得到的改正后的坐標(biāo)和高程進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到最終的坐標(biāo)和高程。然后把坐標(biāo)和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊。手機移動終端自帶的GPS模塊采集的定位數(shù)據(jù)是在WGS84坐標(biāo)系下，而用戶經(jīng)常使用的坐標(biāo)系是北京討坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系或地區(qū)的獨立坐標(biāo)系，不同的坐標(biāo)系間存在著旋轉(zhuǎn)和平移及比例的關(guān)系。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是求出不同坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，現(xiàn)主要的方法有七參數(shù)法和三參數(shù)法。7)精度評定模塊根據(jù)步驟( 所得定位數(shù)據(jù)、步驟( 所采用的計算模型和步驟 (6)所采用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，分析步驟(6)所得的坐標(biāo)和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊。影響本系統(tǒng)最終的定位精度取決于幾個方面。一是手機移動終端GPS本身的定位精度。二是計算模塊所采用的計算模型。三是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差，由WGS84轉(zhuǎn)換到所需坐標(biāo)系所造成的投影誤差，變形誤差等，精度評定模塊根據(jù)上述幾方面因素采用中誤差、相對中誤差對定位結(jié)果進行精度評定。8)顯示模塊顯示步驟(6)所得的坐標(biāo)和高程和步驟(7)所得的精度信息。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)系統(tǒng)初始化；由用戶選擇定位結(jié)果輸出的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，比如經(jīng)緯度信息、 北京M坐標(biāo)系坐標(biāo)及高程或者重慶獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)及高程等；2)獲取定位數(shù)據(jù)；手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要有經(jīng)緯度信息，大地高，高程異常，衛(wèi)星狀態(tài)信息及定位狀態(tài)，并傳送給解析模塊；其數(shù)據(jù)主要遵循的是 NMEA-0183 協(xié)議；3)獲取CORS中心改正數(shù)；手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)方式連接服務(wù)器， 并通過通信模塊獲得CORS系統(tǒng)的改正數(shù)據(jù)；然后傳輸給解析模塊；4)解析模塊根據(jù)NMEA-0183和RTCM數(shù)據(jù)格式提取出經(jīng)緯度信息和改正數(shù)傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)計算模塊通過加權(quán)平均算法模型或線性內(nèi)插算法模型或低次曲面模型對數(shù)據(jù)進行處理，得到改正后的坐標(biāo)和高程，并把改正后的坐標(biāo)和高程傳輸給坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和精度評定模塊；6)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟5)得到的改正后的坐標(biāo)和高程進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到最終的坐標(biāo)和高程；然后把坐標(biāo)和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊；7)精度評定模塊根據(jù)步驟幻所得定位數(shù)據(jù)、步驟幻所采用的計算模型和步驟6)所采用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，分析步驟6)所得的坐標(biāo)和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊；8)顯示模塊顯示步驟6)所得的坐標(biāo)和高程和步驟7)所得的精度信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于可編程智能手機的CORS定位的實現(xiàn)方法，包括以下步驟1)系統(tǒng)初始化；2)獲取定位數(shù)據(jù)；3)獲取CORS中心改正數(shù)；4)提取出經(jīng)緯度信息和改正數(shù)傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)得到改正后的坐標(biāo)和高程，并把改正后的坐標(biāo)和高程傳輸給坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和精度評定模塊；6)得到最終的坐標(biāo)和高程；7)精度評定模塊分析所得的坐標(biāo)和高程的精度，得到精度信息；8)顯示。系統(tǒng)通過CORS系統(tǒng)的改正數(shù)，真正實現(xiàn)手機高精度定位，定位精度能夠達到亞米級。
文檔編號H04W4/02GK102540225SQ201110407349
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者令狐進, 馮曉, 張遠(yuǎn) 申請人:重慶交通大學(xué)