CN102769910B - 一种终端及其自主定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端及其自主定位方法，属于定位领域。该方法包括：确定信号最强的基站，获取其导航电文；根据信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找信号最强的基站以及其预设范围内的周边基站，并获取周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；在信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据参与定位的基站使用的扩频码对参与定位基站的进行测距；根据参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度。本发明只需获取信号最强基站的导航电文，无须获取周边弱信号基站的电文，可以提高定位速度，并且定位不受远近干扰的影响。

Description

一种终端及其自主定位方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别涉及一种终端及其自主定位方法。

背景技术

近年来，人们对室内外精确定位的需求与日俱增，特别是在应对紧急情况时，准确定位更是显得尤为重要。

目前终端在自主定位时，需要解调出周边多个基站的导航电文，根据导航电文获取各个基站的位置信息，根据周边基站的位置信息和使用的扩频码信息，对周边基站进行测距，测距结果参与定位解算。但是，一方面，导航电文的读取耗时较大，以GPS为例，GPS信号的捕获及测量可在1秒内完成，但GPS电文速率50bps，导航电文共1500比特，获取完整的导航电文至少需要30秒，由于获取导航电文之后才完成可定位，因此多个基站的导航电文的获取时间严重影响了终端的首次定位速度。另一方面，由于强弱信号的干扰，部分基站的信号较弱，难以稳定跟踪，从而无法获取其导航电文，难以完成定位。

目前自主定位由于导航电文读取时间长和强弱干扰存在定位速度慢和无法定位的问题，亟需有效的方案解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种终端及其自主定位方法。所述技术方案如下：

本发明的一方面提供了一种自主定位方法，所述方法包括：接收各个基站发送的信号，根据各个基站信号的强度，确定信号最强的基站，并获取所述信号最强的基站的导航电文，所述导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息；根据所述信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找所述信号最强的基站以及所述信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取所述周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据所述参与定位的基站使用的扩频码对所述参与定位的基站进行测距；根据所述参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据所述气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度；其中，所述在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，包括：在所述信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强基站的坐标位置最短。

作为自主定位方法的另一实施例，所述方法还包括：根据各个基站发送的导航电文，在电子地图或辅助数据库中预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码。

作为自主定位方法的另一实施例，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强的基站的坐标位置最短。

作为自主定位方法的另一实施例，所述气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息和气压修正信息，所述气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度，所述基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量。

本发明的另一方面提供了一种终端，所述终端包括：电文获取模块，用于接收各个基站发送的信号，根据各个基站信号的强度，确定信号最强的基站，并获取所述信号最强的基站的导航电文，所述导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息；周边基站信息获取模块，用于根据所述信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找所述信号最强的基站以及所述信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取所述周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；测距模块，用于在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据所述参与定位的基站使用的扩频码对所述参与定位的基站进行测距；定位模块，用于根据所述参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据所述气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度；其中，所述测距模块包括：定位基站确定单元，用于在所述信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强基站的坐标位置最短。

作为终端的另一实施例，所述终端还包括：电子地图或辅助数据库，用于根据各个基站发送的导航电文，预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码。

作为终端的另一实施例，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强的基站的坐标位置最短。

作为终端的另一实施例，所述气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息和气压修正信息，所述气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度，所述基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

终端只需获取信号最强基站的导航电文，根据信号最强基站的信息，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找到周边基站的定位相关信息，并根据周边基站的定位相关信息对周边基站进行测距，测距结果参与定位，无须获取周边弱信号基站的电文，可以提高定位速度，并且定位不受远近干扰的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明自主定位方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明自主定位方法的另一个实施例的流程图；

图3是本发明一个实施例参与定位的优选基站的示意图；

图4是本发明终端的一个实施例的示意图；

图5是本发明终端的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明自主定位方法的一个实施例的流程图。如图1所示，在定位之前，该方法包括：

S100，根据各个基站发送的导航电文，在电子地图或辅助数据库中预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码等定位相关信息。

如表1所示，导航电文中包括同步头、基站号、基站坐标、气压基准信息、预留信息、校验位。

其中，基站坐标包括基站发射天线的经纬度和高度。

其中，气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息、气压修正信息。气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度。基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量，而非绝对高度，有利于减少电文的比特数，偏移量一共8位(bit)，第一位为1表示高于基站发射天线的高度，第一位为0表示低于气压计所处的高度，后七位表示与气压计所处的高度的偏移量，表示范围0至6.4米，步进单位可以是0.05米。

其中，预留信息可以用于传输基站发射信号的时间同步误差校正信息。

表1

图2是本发明自主定位方法的另一个实施例的流程图。如图2所示，该方法包括：

S101，终端确定信号最强的基站，并获取该信号最强的基站的导航电文，该导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息等；

其中，终端可以接收各个基站发送的信号，根据各个基站信号的强度，从中确定出信号最强的基站，通常信号最强的基站为距离终端最近基站。

S102，终端根据该信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中，如电子地图或辅助数据库中，查找该信号最强的基站以及该信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取该周边基站的基站坐标、基站使用的扩频码等定位相关信息；

S103，终端在该信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据该参与定位的基站使用的扩频码对该参与定位的基站进行测距，测距方式可以采用类似GPS的方法，本实施例并不限定具体的测距方法；

终端可以将信号最强的基站及其周边基站作为参与定位的基站，还可以在信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站。几何形状均匀指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强基站的坐标位置最短。

其中周边基站所构成的几何形状的重心位置定位为

$(x_w,y_w)=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(x_i,y_i)$

(x_i,y_i)为周边第i个基站的坐标。(x_w,y_w)为n个基站构成的重心位置。例如，分布在终端东南西北四个方向的基站就比分布在终端一侧的基站的分布几何形状均匀。图3是一个参与定位的优选基站的示意图，共选出了6个优选基站参与定位，一般情况下，参与定位的基站越多，定位越准确。

在现有技术中，当基站较多时，由于终端跟踪通道数有限，现有终端普遍接收信号最强的多个基站，而信号最强的几个基站在位置分布上并不一定是最有利于定位的，即几何精度因子可能不好。采用本发明提供的方法，可以在众多可接收的基站中选取出最有利于定位的几个基站，由终端进行多通道跟踪测量，从而提高定位精度。

S104，终端根据该参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，定位算法可为chan算法或其它算法，chan算法是一种基于TDOA技术、具有解析表达式解的定位算法，在TDOA误差服从理想高斯分布时性能良好，并根据该信号最强的基站的气压基准信息(包括基站气压计的高度、温度、气压)和自身测得的温度与气压计算自身的高度。高度计算公式如下：

h＝18410(1+tm/273.15)lg(p0/p)+h0

h为终端的高度，p为终端测量的气压，h0、p0为信号最强的基站的高度与气压，tm为终端与信号最强的基站测量的温度的平均值。

上述实施例中，终端只需获取信号最强基站的导航电文，根据信号最强基站的信息，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找到周边基站的定位相关信息，并根据周边基站的定位相关信息对周边基站进行测距，测距结果参与定位，无须获取周边弱信号基站的电文，可以提高定位速度，并且定位不受远近干扰的影响。

图4是本发明终端的一个实施例的示意图。如图4所示，该终端包括：

电文获取模块401，用于确定信号最强的基站，并获取信号最强的基站的导航电文，导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息；

周边基站信息获取模块402，用于根据信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找信号最强的基站以及信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；

测距模块403，用于在信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据参与定位的基站使用的扩频码对参与定位的基站进行测距；

定位模块404，用于根据参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度。

图5是本发明终端的另一个实施例的示意图。如图5所示，作为终端的另一实施例，终端还包括：电子地图4051或辅助数据库4052，用于根据各个基站发送的导航电文，预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码。

作为终端的另一实施例，测距模块403包括定位基站确定单元4031，用于在信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站。其中，几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强的基站的坐标位置最短。

作为终端的另一实施例，气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息和气压修正信息，气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度，基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量。

上述实施例中，终端只需获取信号最强基站的导航电文，根据信号最强基站的信息，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找到周边基站的定位相关信息，并根据周边基站的定位相关信息对周边基站进行测距，测距结果参与定位，无须获取周边弱信号基站的电文，可以提高定位速度，并且定位不受远近干扰的影响。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自主定位方法，其特征在于，所述方法包括：

接收各个基站发送的信号，根据各个基站信号的强度，确定信号最强的基站，并获取所述信号最强的基站的导航电文，所述导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息；

根据所述信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找所述信号最强的基站以及所述信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取所述周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；

在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据所述参与定位的基站使用的扩频码对所述参与定位的基站进行测距；

根据所述参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据所述气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度；

其中，所述在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，包括：

在所述信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强基站的坐标位置最短。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据各个基站发送的导航电文，在电子地图或辅助数据库中预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息和气压修正信息，所述气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度，所述基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量。

4.一种终端，其特征在于，所述终端包括：

电文获取模块，用于接收各个基站发送的信号，根据各个基站信号的强度，确定信号最强的基站，并获取所述信号最强的基站的导航电文，所述导航电文包括基站号、基站坐标以及气压基准信息；

周边基站信息获取模块，用于根据所述信号最强的基站的基站号或基站坐标，在预先存储的各个基站的定位相关信息中查找所述信号最强的基站以及所述信号最强的基站预设范围内的周边基站，并获取所述周边基站的基站坐标及基站使用的扩频码；

测距模块，用于在所述信号最强的基站及其周边基站中确定参与定位的基站，根据所述参与定位的基站使用的扩频码对所述参与定位的基站进行测距；

定位模块，用于根据所述参与定位的各个基站的测距结果和基站坐标确定自身的经纬度，并根据所述气压基准信息和自身测得的温度与气压计算自身的高度；

其中，所述测距模块包括：

定位基站确定单元，用于在所述信号最强的基站及其周边基站中选择分布几何形状均匀的至少四个基站，作为参与定位的基站，所述几何形状均匀是指选取的周边基站所构成的几何形状的重心位置距离信号最强基站的坐标位置最短。

5.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

电子地图或辅助数据库，用于根据各个基站发送的导航电文，预先存储各个基站的基站号、基站坐标、基站使用的扩频码。

6.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述气压基准信息包括基站气压计所处的高度信息和气压修正信息，所述气压修正信息为基站气压计测得的气压与温度，所述基站气压计所处的高度信息为基于基站高度的偏移量。