CN100353178C - 校正gps/dgps定位偏差并消除遮蔽障碍的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于交通或其它方面的校正GPS全球定位系统及DGPS地面差分修正定位原理的定位偏差，让GPS定位数据精确度提高到98%以上，并消除卫星信号遮蔽障碍的装置及方法，该方法包括：存储所需的地标点精确定位数据的联网网络、车载器或其它行动机具中的联网IC卡等主要组件。本装置用于校正车载器等所接收的经由全球定位系统，及差分修正定位原理所定位数据的偏差。通过此装置在校正之后利用“定位规则计算法”可计算出交通工具将行进的路线或区域的正确定位，即可消除因遮蔽物如建筑物、树木、隧道、天桥等所造成的收信不良的情形。经过校正的定位信息其误差范围可修正到约10cm之内，精确度约可提高达98%以上。

Description

校正GPS/DGPS定位偏差并消除遮蔽障碍的装置及方法

技术领域

特别关于一种校正GPS全球定位系统及DGPS地面差分修正定位原理的定位偏差，并消除遮蔽物所造成的卫星定位收讯不良的装置。

背景技术

GPS全球定位系统的发展至今已有二十多年，目前技术相当成熟。全球约有二十七颗定位卫星环绕地球，平均利用3~4颗定位卫星以三角定位测定方法来测定地面的位置点。一般的精确度误差约可在10~25公尺以内。

由于全球定位系统的定位信号是以短波发送，所以比较不受天气影响，但却受太阳风、大气浓度变化、建筑物外型折射、隧道、遮盖物等影响收讯。

所以拟运用GPS全球定位系统在交通等用途时，常因定位数据的精确度不够而使需利用卫星定位系统的机具功能大打折扣。如发展ITS智能型交通运输所用的车载器常因定位误差度太大而无法发挥如电子收费、防撞、违规提醒等功能。同时，在有许多建筑物、树木、隧道、天桥等地方，也经常发生收讯不良或根本无法收讯的情形，造成收讯上的死角。

如今虽有地面差分修正定位原理(DGPS)来协助修正，将精确度大幅提高约可达1~5公尺的误差范围。但是对于某些应用机具来说，在功能上的精确度需求尚嫌不足。

发明内容

为消除上述缺陷，本发明的目的在于：

(1)使得ITS智能型交通运输，在低成本的高科技技术辅助之下得以顺利发展。

(2)使得人、车、路三方面的行动结合更为安全而便利。

(3)除了交通运输之外，其它须运用准确定位数据的领域也可使用这种便利的方法。

为达成上述目的，本发明提供一种用于交通管理的校正GPS全球定位系统及DGPS差分修正定位原理卫星定位偏差的装置，其特征在于：所述装置包括：存储所需的定点位置精确定位数据的联网网络、车载器的联网IC卡；

其中所述联网网络用于存储经精确仪器所测定的所需道路地标点的准确定位数据，用以校正所述车载器所接收的GPS全球定位系统及DGPS差分修正定位原理卫星定位数据，借此消除遮蔽物所造成的卫星定位收讯不良。

本发明还提供一种用于交通或其它方面的校正GPS/DGPS定位偏差的方法，所述方法包括下列步骤：

先以GPS精确测量仪器测量出该条道路起点的精确定位数据，再每隔适当距离设一虚拟定位点，然后以“定位规则计算法”将该条道路的所有虚拟地标点的定位数据准确算出，并依照经纬坐标的排序存储到计算机联网网络内，借此消除遮蔽障碍。

所述方法还进一步包括下列步骤：

使用联网网络中的准确定位数据，来校正车载器所接收到全球定位系统偏差的定位数据；在校正过程中，车载器会由联网网络中，依照排序抓取和自己所接收到的GPS坐标最接近的虚拟路网中有校正代码的定位坐标数值，然后依照该联网网络数值进行校正。

联网网络在需要校正的重要道路定点前，依车速及流量来决定设定“校正代码”的位置，判断车载器经此点时须不须作校正；当车辆行经此处时，会和网络虚拟地标点比对，自动将此网络地标点的定位坐标数据当作基本定位「校正值」，与车载器GPS接收到的定位坐标做一比较，透过计算机软件程序设计的计算，而产生“+/-误差比率％”值；其后车辆行进时，GPS所接收到的定位坐标数据就去乘以该“+/-误差比率％”值，所得的定位坐标值就是校正后较精确的定位坐标数据。

在有遮蔽物的进出口之前适当距离处，先以本发明装置校正车载器所接收的卫星定位数据，然后再利用“定位规则计算法”，计算出车辆进入该遮蔽物之内时的准确定位数据；

但是在完全封闭的地下停车场和隧道内，则必须安装加强通讯传输信号的装置，如GPRS、3G通讯信号传输器，以传输封闭场所的定位等信息给停车或道路行控中心。

本发明所述的“定位规则计算法”首先要取得道路正确“起、终点」的距离长度，或者视需要取得定位坐标数据，然后依道路的方向、弯幅、每隔适当距离设参数值，透过计算机软件程序的推算，可以很快地依序列出道路虚拟地标点的每一定位坐标数据。

换句话说，本发明揭示一种用于校正GPS全球定位系统及DGPS地面差分修正定位原理的定位偏差，并消除遮蔽物所造成的卫星定位收讯不良的装置及方法，包括：

存储所需的地标点精确定位数据的联网网络、车载器或其它行动机具中的联网IC卡等主要组件。

本装置用于校正车载器等所接收的经由全球定位系统，及差分修正定位原理所定位数据的偏差。通过此装置在校正之后利用“定位规则计算法”可计算出交通工具将行进的路线或区域的正确定位，即可消除因遮蔽物如建筑物、树木、隧道、天桥等所造成的收讯不良的情形。经过校正的定位信息其精确度约可达98％以上。

附图说明

图1为车载器GPS全球定位系统坐标校正图。

图2为有遮蔽物之特殊地点定位校正及规则计算定位图。

具体实施方式

依据本发明之用于校正GPS全球定位系统，及DGPS地面差分修正定位原理的偏差；经过校正的定位信息其精准度约可达98％以上。并消弭遮蔽障碍所造成的卫星定位收讯不良之装置及方法，包括：储存所需的定点位置精准定位资料之联网网络1、车载器中之联网IC卡2等主要组件。本发明装置及方法除了以车载器来执行，也可使用其它行动机具。

其连结方式、运作方法及功能详述如下：

【连结方式及运作方法】

(1)先以GPS精准测量仪器测量出该条道路起点之精确定位资料，再每隔约适当距离处设一路网校正地标点(设校正代码处)b，然后以“定位规则计算法”，将该条道路之所有虚拟地标点之定位资料准确算出，并依照经纬坐标的排序储存至计算机联网网络1内。

(2)图1显示联网网络1在需要校正的重要道路定点前，依车速及流量来决定设定“校正代码”的位置，判断车载器经此点时需不需要作校正；当车辆行经此处时，会和网络虚拟地标点比对，自动将此网络地标点的定位坐标数据当作基本定位“校正值”。

与车载器GPS接收到的定位坐标做一比较，透过计算机软件程序设计的计算，而产生+/-“误差比率％”值；此后，车辆行进时，GPS所接收到的定位坐标资料就去乘以该+/-“误差比率％”值，所得的定位坐标值就是校正后较精准的定位坐标资料。

(3)图2显示若是在有遮蔽物如隧道、封闭式停车场、林荫大道、高楼密集处等地，在其进、出口之前适当距离，先以本发明装置校正车载器所接收的卫星定位资料，然后再利用“定位规则计算法”，依道路方向、弯幅等参数计算，计算出车辆进入该封闭式停车场、隧道、林荫大道、公园、大楼密集区等之内时的准确定位资料。

但是在完全封闭的地下停车场和隧道内，则必须安装加强通讯传输讯号的装置，如GPRS或3G等通讯讯号传输器，以传输封闭场所之内的定位等信息给停车或道路行控中心。

(4)定位规则计算法的方法如下：

车载器的GPS定位坐标资料经校正后，即可运用“定位规则计算法”，首先要取得道路正确“起、终点”的距离长度，或者视需要取得定位坐标资料，然后依道路的方向、弯幅、每隔一定距离设一定标点等参数值，透过计算机程序设计软件的推算，可以很快依序列出道路虚拟地标点的每一坐标资料。

【功能说明】

根据本发明之装置及方法可达成下列功能：

(1)使有“交通工具防撞系统”的车载器，能够在定位系统的精准度大幅提高的情况下，得以充份发挥防撞功能。该防撞系统必须传输定位信息如车辆右前车角、左前车角、右中侧、左中侧、右后车角、左后车角等等信息给道路行控中心，经本发明装置辅助校正之后，能够大幅提高定位点的精准度，使防撞系统发挥防撞功能。

(2)精确的定位和车速信息有助于交通流量的控管。

(3)精确的定位和车速信息有助于不塞车路线的分析。

(4)使有“违规侦测处理功能”的车载器能够因定位信息的精确而发挥功能。如交通工具发生蛇行、跨越双黄线、行走路肩等违规行为时，车载器会因定位的精确度而发挥提醒及处罚的功能。

(5)有助于车载器对驾驶人进行路边停车格的停车服务，如寻找空位、前导式导行服务、停车收费等。

(6)解决特殊地点如：隧道、封闭式停车场、林荫大道、高楼密集处、国家公园、等地GPS收讯不良等问题。

(7)可加强管制区的控管如废弃物任意倾倒、盗采砂石、河川保护区车辆监控等等。

本发明装置及方法，除了交通方面之应用外，也可用于需要准确卫星定位资料之其它用途。

Claims (8)

1.一种用于交通管理的校正GPS全球定位系统卫星定位偏差的装置，其特征在于，所述装置包括：存储所需的定点位置精确定位数据的联网网络、车载器的联网IC卡；

其中所述联网网络用于存储经精准仪器所测定的所需道路地标点的准确定位数据，用以校正该车载器所接收的GPS全球定位系统及DGPS差分修正定位原理卫星定位数据，藉此消除遮蔽物所造成的卫星定位收讯不良。

2.如权利要求1所述的装置，其中车载器连接一全球定位系统接收器；故可将所接收的尚有偏差的定位数据，和该联网网络中所存储的准确定位数据进行比对、校正。

3.如权利要求1所述的装置，也可用于校正DGPS的定位偏差及消除遮蔽障碍。

4.一种用于交通或其它方面的校正GPS定位偏差的方法，包括下列步骤：

先以GPS精准测量仪器测量出该条道路起点的精确定位数据，再每隔适当距离设一虚拟定位点，然后以定位规则计算法将该条道路的所有虚拟地标点的定位数据准确算出，该定位规则计算法即，首先要取得道路正确“起、终点”的距离长度，或者视需要取得定位坐标数据，然后依道路的方向、弯幅、每隔适当距离设参数值，通过计算机软件程序的推算，依序列出道路虚拟地标点的每一定位坐标数据，并依照经纬坐标的排序存储至计算机联网网络内，使用联网网络中的准确定位数据，来校正车载器所接收到的GPS全球定位系统及DGPS差分修正定位原理卫星定位偏差的定位数据；在校正过程中，车载器会由联网网络中，依照排序抓取和自己所接收到的GPS坐标最接近的虚拟路网中有校正代码的定位坐标数值，然后依照该联网网络数值进行校正，藉此消除遮蔽障碍。

5.如权利要求4所述的方法，也可用于校正DGPS的定位偏差及消除遮蔽障碍。

6.如权利要求4所述的方法，其中该定位规则计算法方法如下：

首先要取得道路正确起、终点的距离长度，或者视需要取得定位坐标数据，然后依道路的方向、弯幅、每隔适当距离设参数值，透过计算机软件程序的推算，可以很快地依序列出道路虚拟地标点的每一定位坐标数据。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括下列步骤：

联网网络在需要校正的重要道路定点前，依车速及流量来决定设定校正代码的位置，判断车载器经此点时是否需要作校正；当车辆行经此处时，会和网络虚拟地标点比对，自动将此网络地标点的定位坐标数据当作基本定位校正值，与车载器GPS接收到的定位坐标做一比较，透过计算机软件程序设计的计算，而产生正负误差百分比值；此后，车辆行进时，GPS所接收到的定位坐标数据就去乘以该正负误差百分比值，所得的定位坐标值就是校正后较精准的定位坐标数据。

8.如权利要求4所述的方法，进一步包括下列步骤：

在有遮蔽物的进出口之前适当距离处，先以本发明装置校正车载器所接收的卫星定位数据，然后再利用定位规则计算法，计算出车辆进入该遮蔽物之内时的准确定位数据；

但是在完全封闭的地下停车场和隧道内，则必须安装加强通信传输信号的装置，以传输封闭场所的定位等信息给停车或道路行控中心。

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