CN103118427B - 基于位置预取的定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于位置预取的定位方法及系统，该方法包括：S1、接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹；S2、根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹；S3、在纠偏点接收终端的定位请求信息，依据所述纠偏点的位置和所述预测轨迹，确定所述终端的运动方向和运动速度；S4、根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。本发明提供的定位方法及系统在无法取得定位信号时，通过预取的定位信息提供定位服务，提高定位成功率，并对预取的定位信息进行纠正，提高定位精度和定位速度。

Description

基于位置预取的定位方法及系统
【技术领域】
本发明涉及一种移动定位技术，尤其涉及一种基于位置预取的定位方法及系统。
【背景技术】
移动定位是指通过特定的定位技术来获取移动手机或终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图上标出被定位对象的位置的技术或服务。现有定位技术主要有三种，依靠GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、基站、WIFI(Wireless Fidelity，无线网络)热点信号来推算用户当前位置。一般采用定位成功率、定位精度和定位速度来描述三种定位技术的特点。所述定位成功率是指在定位请求信号发送后是否成功接收到定位信息的概率。定位精度是指接收到的定位信息与实际定位请求信号发出位置的偏差。定位速度是指从发出定位请求信号到接收到定位信息的时间间隔。
以用户利用手机定位为例，基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现移动手机定位的，GPS定位的精度高，但速度慢。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。基站定位不需要手机具有GPS定位能力，但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。WIFI定位则是利用WIFI在小范围内定位的方式，WIFI定位的精度仅次于GPS定位，但速度高于GPS定位。
当用户开启GPS时，则根据GPS确定用户所在位置；若用户的手机没有GPS或GPS没有开启时，则通过用户目前所在基站与WIFI热点来确定位置。倘若用户没有在基站与WIFI的覆盖范围内，如用户在高速移动的列车、汽车上或者地铁里，由于基站切换或轨道沿线基站覆盖不全，造成信号不好或信号缺失的情况下，无法收集定位信息，可能出现定位失败的结果，导致定位成功率差。即使定位成功，其定位精度和定位速度都无法满足用户的定位需求。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于位置预取的定位方法及系统，根据当前位置信息预取运动轨迹上的定位信息，在无法取得定位信号时，通过预取的定位信息提供定位服务，提高定位成功率，并对预取的定位信息进行纠正，提高定位精度和定位速度。
具体技术方案如下：
本发明实施例提供的一种基于位置预取的定位方法，包括：
S1、接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹；
S2、根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹；
S3、在纠偏点接收终端的定位请求信息，依据所述纠偏点的位置和所述预测轨迹，确定所述终端的运动方向和运动速度；
S4、根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。
根据本发明之一优选实施例，所述步骤S2中，在所述移动轨迹中断后，在路网信息中获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
根据本发明之一优选实施例，所述步骤S2中，在所述移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹，具体包括：
S201、根据所述移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路；
S202、判断所述终端位置是否与路网信息的POI相关联；若关联，则执行步骤S203，若否，则执行步骤S204；所述POI是在路网信息中能够改变或转换交通线路的线路变换点；
S203、获取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹；
S204、以所述移动轨迹所在的交通线路作为预测轨迹。
根据本发明之一优选实施例，所述移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联包括：
所述移动轨迹与交通线路重合；
或者，所述移动轨迹移动到交通线路上。
根据本发明之一优选实施例，所述POI包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点。
根据本发明之一优选实施例，所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。
根据本发明之一优选实施例，所述步骤S3具体包括：
S301、在纠偏点接收所述终端的定位请求信息，记录第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置；
S302、根据所述纠偏点的位置，确定出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向；
S303、根据所述到达纠偏点的时间和纠偏点的位置，计算出所述终端的运动速度。
根据本发明之一优选实施例，所述步骤S4具体包括：
S401、根据判断出的所述终端的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹；
S402、根据所述终端的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置；
S403、接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
根据本发明之一优选实施例，在所述步骤S403中，在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则将所述预取位置作为更新的定位位置。
根据本发明之一优选实施例，所述终端的移动轨迹根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定。
相应地，本发明实施例提供一种基于位置预取的定位系统，包括：
接收请求模块，用于接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹；
轨迹预测模块，用于根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹；
轨迹确认模块，用于在纠偏点接收终端的定位请求信息后，依据所述纠偏点的位置和所述预测轨迹，确定所述终端的运动方向和运动速度；
定位模块，用于根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。
根据本发明之一优选实施例，所述轨迹预测模块在所述移动轨迹中断后，在路网信息中获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
根据本发明之一优选实施例，所述轨迹预测模块在移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹，具体包括：
更新模块，用于根据所述移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路；
关联模块，用于判断所述终端位置是否与交通线路的POI相关联；
调取轨迹模块，用于根据关联模块的关联结果调取路网信息作为预测轨迹，如果相关联，调取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹；如果不相关联，则调取所述移动轨迹的交通线路作为预测轨迹。
根据本发明之一优选实施例，所述移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联包括：
所述移动轨迹与交通线路重合；
或者，所述移动轨迹移动到交通线路上。
根据本发明之一优选实施例，所述POI包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点。
根据本发明之一优选实施例，所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。
根据本发明之一优选实施例，所述轨迹确认模块具体包括：
确认方向模块，用于根据所述接收请求模块在纠偏点接收到的定位请求信息，确定出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向；
速度计算模块，用于根据所述接收请求模块在纠偏点接收到的定位请求信息，计算出所述终端的运动速度。
根据本发明之一优选实施例，所述定位模块具体包括：
预取轨迹模块，用于根据轨迹确认模块判断出的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹；
位置预取模块，用于根据轨迹确认模块计算得到的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置；
位置确认模块，用于接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
根据本发明之一优选实施例，所述位置确认模块在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则将所述预取位置作为定位位置。
根据本发明之一优选实施例，所述接收请求模块根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定所述终端的移动轨迹。
由以上技术方案可以看出，本发明提供的一种基于位置预取的定位方法及系统，根据当前位置信息预测用户的运动轨迹，预取运动轨迹上的定位信息，为运动路线上无法定位的用户提供定位服务，也能提供位置信息显示结果，提高定位成功率。在信号获取不顺畅时，采用位置预取提供定位服务，当再次获取到信号后，能够及时地纠正错误的位置信息，提高定位精度与定位速度。
【附图说明】
图1是本发明实施例提供的基于位置预取的定位方法流程图；
图2是本发明实施例提供的基于位置预取的定位方法具体流程图；
图3是本发明实施例1的线路示意图；
图4是本发明实施例提供的基于位置预取的定位系统框图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供一种基于位置预取的定位方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
S1、接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹。
接收到终端的定位请求信息，可以确定所述终端位置信息，通过至少两次的定位得到两次定位位置的距离和时间，即可以计算得到所述终端当前的运动方向和速度，从而对所述终端的移动轨迹进行跟踪。经过多次定位后，其确定的移动轨迹较为准确。
所述定位请求信息可以通过GPS、基站或WIFI热点中任一种方式进行接收，在信号状态发生改变时，可以根据实际情况进行切换。
S2、根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹。
路网信息可以采用交通信息中心提供的路网数据信息，或者，也可以通过预先采集或收集轨道交通沿线、高速公路沿线等路段的定位信息，计算沿线坐标信息和每个路段运行速度等数据，预先存储于路网数据库中。路网信息由各类各级的交通网路所组成，一般包括主次干路、支路、轨道交通(如地铁、轻轨等)、快速路以及高速路等各种交通道路，根据交通道路的几何形状、长度以及道路的标识、POI(Point Of Interest，兴趣点)等数据标示于地图上。
在终端用户的运动过程中，最有可能是沿着路的方向进行移动，轨道交通沿线和公路沿线可以较好地约束终端用户运动方向和运动速度。因而，在进行定位的过程中，结合路网信息中的交通线路进行位置预测。所述交通线路包括轨道交通、高速公路以及路段。
在本步骤中，所述移动轨迹和路网信息的结合，可以在所述移动轨迹中断后，即暂时无法接收到定位请求信号时，才在路网信息中根据所述移动轨迹获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
或者，也可以在任何时候都与路网信息结合，且在所述移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹。所述移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联包括：所述移动轨迹与交通线路重合；或者，所述移动轨迹移动到交通线路上。
在所述移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹，具体包括以下步骤：
S201、根据所述移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路。
根据确定的终端位置，在路网信息中获取所述终端当前位置的路网信息，包括以当前位置为中心一定范围内的轨道交通、公路沿线等各种交通道路相关的数据，比如轨道交通沿线的坐标以及运行速度。
S202、判断所述终端位置能否与路网信息的POI相关联；若关联，则执行步骤S203，若否，则执行步骤S204。
所述POI是在路网信息中能够改变或转换交通线路的变换点，一般包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点，例如，地铁站名称、十字路口和分叉路口等。比如，“中关村”地铁站、“西直门”地铁站等地铁站名，“蓟门桥”十字路口等路口名称。
判断所述终端位置的坐标信息与POI的坐标信息是否相一致，如果一致则认为相关联。在实际应用时，可以设定在一个合理的误差范围，如果两个坐标点之间的距离小于此误差范围，就判定为相一致。
S203、调取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹。
当所述终端位置与POI相关联时，所述终端的运动方向可能要发生变化。最有可能的运动方向是沿着交通线路的方向，因而，调取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹。
比如，如果终端位置与地铁站的POI相关联时，则调取该地铁站的地铁运行轨迹作为预测轨迹。如果当前位置与高速公路收费站的POI相关联时，则调取该高速公路收费站所在的高速公路作为预测轨迹。如果所述兴趣点包括多种交通线路，则调取该POI上相关的所有线路作为预测轨迹。
S204、以所述移动轨迹所在的交通线路作为预测轨迹。
当所述终端位置与POI不相关联时，说明终端的移动轨迹是在交通路线上移动的，此时终端的运动方向通常不会发生改变，沿着原有的运动方向继续移动。因而，调取所述移动轨迹所在的交通线路作为预测轨迹即可。比如，之前跟踪到的移动轨迹是在路网信息中的“北三环西路”路上，则调取“北三环西路”线路作为预测轨迹即可。
S3、在纠偏点接收终端的定位请求信息，依据所述纠偏点的位置和所述预测轨迹，确定所述终端的运动方向和运动速度。
由于所述预测轨迹可能有很多个方向，此时并不能确定终端的运动方向，需要通过再次接收到的定位请求信号来判断。这个过程中，只要再接收到一次定位请求信息即可判断出所述终端的运动方向。
一种方式是，在纠偏点上接收定位请求信息。所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。在每个预测轨迹上标记若干个纠偏点，以便于对预测位置进行确认，推算出终端的运动方向和运动速度。纠偏点是预测轨迹上的点，可以间隔一定距离(比如几米或几十米)标记一个纠偏点，可以在预测轨迹上所有可能的运动方向上均标记有纠偏点。
优选地，步骤S3具体包括以下步骤：
S301、在纠偏点接收所述终端的定位请求信息，记录第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置。
S302、根据所述纠偏点的位置，确定出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向。
S303、根据所述到达纠偏点的时间和纠偏点的位置，计算出所述终端的运动速度。
纠偏点是轨迹上在各个方向上标记的点，当到达到轨迹上的纠偏点时，可以确定运动方向，同时根据时间间隔和位置的距离得到运动速度。
如果根据接收的定位请求信息没有被定位到纠偏点上时，可以先判断所得到的该定位位置是否在选取的预测轨迹上，如果在，则将该定位位置确定所述终端的运动方向，并通过该定位位置和时间间隔计算得到运动速度。如果不在任何预测轨迹上，则根据该定位位置确定预测轨迹上与其最靠近的那个方向为所述终端的运动方向，运动速度可以暂时取预存的轨迹上的平均速度，或者，根据在确定的轨迹方向上的投影距离和时间间隔计算运动速度。
S4、根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。
具体包括以下步骤：
S401、根据判断出的所述终端的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹。
确定了所述终端的运动方向后，则选取该方向上的预测轨迹作为所述终端的轨迹进行预取定位，可以将其他方向的轨迹数据丢弃。
S402、根据所述终端的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预测位置。
S403、接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
在这个过程中，如果接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则认为没有定位信号，将所述预取位置作为定位位置。
值得一提的是，本发明是循环不断地进行位置预取的过程，通过当前时刻的位置信息及运动轨迹，结合路网信息中的交通线路轨迹，预测得到终端的运动轨迹，通过再次获取定位请求进行确认该运动轨迹的方向和速度，同时更新和纠正下一时刻的预测位置。
实施例1、如图3所示，以手机用户搭乘地铁为例，图中所示为该用户前往地铁站1的线路示意图。
首先，接收用户的定位请求信息，确定该用户当前的位置，记录终端当前的运动方向和速度，跟踪用户的移动轨迹。
所述用户的移动轨迹根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定。IMEI号是国际移动设备身份码(International Mobile Equipment Identity)的缩写，是由15位数字组成的″电子串号″，唯一地与每台手机一一对应。在用户发送的定位请求信息中记录有其IMEI号。
用户的定位请求信息是间隔一段时间连续发送的，一般来说是每间隔0.5s或1s发送一次定位请求信息。根据用户发送的定位请求信息，确定用户当前的位置、方向和速度等参数，从而可以判断到用户的移动轨迹是向地铁站的方向靠近，在用户进入地铁站时，根据该移动轨迹可以判断出用户是进地铁站，而不是从地铁站出来。
在未进入地铁站之前，手机还可以搜索到GPS定位卫星，可以优选采用GPS信号进行定位，当进入地铁站后，则不能搜索到GPS定位卫星，可以采用基站信号或WIFI热点信号进行定位。
当进入地铁站时，可以判断到此时用户的定位坐标与路网信息中的POI(该地铁站的坐标信息)相关联，关联到的POI为地铁站1，是个地铁站站名，则调取路网信息中该地铁站1的地铁沿线的地理位置作为用户的预测轨迹，并在该轨迹上标记若干个纠偏点，图中所示的纠偏点11、12、13、21、22和23，所述纠偏点为有定位信号覆盖的位置，定位信号可以是GPS信号、基站信号、WIFI信号中任意一种。
在路网信息中预先采集或收集轨道交通沿线、高速公路沿线的定位信息，并计算沿线坐标。因而，在路网信息中预存有地铁沿线的位置坐标信息以及地铁沿线上各个路段的平均运行速度。
获取到地铁沿线的坐标信息后，在未确定用户的运动方向之前，在各个可能的运动方向上都要标记纠偏点。根据地铁可能的运行方向来确定需要标记的方向。如果地铁有两个运行方向，则在两个运行方向上均标记上纠偏点，纠偏点是地铁沿线上的点，可以间隔一定距离(比如几米或几十米)标记一个，图中为2个方向，包括纠偏点11、12、13、21、22、23等。如果地铁有四个运行方向，则在四个运行方向上均标记上纠偏点。同理，根据路网信息中交通线路的方向个数N(N为正整数)，可以在N个方向上标记纠偏点。
在纠偏点接收用户的定位请求信息，根据此时的定位请求信息所在的纠偏点的位置判断用户的运动方向。当接收到的用户请求信息第一次到达纠偏点时，记录第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置，如图3中到达纠偏点11，则根据纠偏点11的位置信息和时间，判断出用户的运动方向为沿着地铁上从地铁站1往该纠偏点11的方向，即从地铁站1往地铁站2的方向。同时，根据地铁上该纠偏点11的位置和到达的时间，计算出所述用户的运动速度。
在判断出用户的运动方向是从地铁站1往地铁站2的方向，则预取该方向上的地铁沿线的坐标信息，同时将其他方向的地铁沿线坐标信息丢弃，只保留一个运动方向上的坐标信息。
根据计算出的运动速度，在预取的地铁沿线上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置。在接收到下一时刻的定位请求信息，确定此时用户的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则认为没有定位信号，将所述预取位置作为更新的定位位置。
另外，在地铁运行的过程中，高速行驶的列车的信号不好，可能会暂时失去通讯。由于用户是沿着地铁沿线移动的，则可以通过用户的运动方向和运动速度对用户的位置信息进行预测，在暂时失去通讯时显示预测的位置信息，并根据定位信息可用时的第二次定位来纠正预测的位置信息，同时实时计算用户的运动速度，以便进行下一时刻的位置预取和纠偏。即使在无法实时计算用户运动速度和运动方向时，还可以根据地铁沿线上各个路段的平均运行速度，预测出下个时刻到达的位置，当方向还不能确定时，可以任选一个方向作为预测位置。由于暂时失去通讯的时间间隔不会太长，可以根据当前的运动状态进行预测，提高了定位成功率和定位速度，当再次能够获取定位信号时，定位的位置信息则可以得到纠正。
实施例2、
用户在搭乘的地铁列车上，此时由于搜索不到GPS卫星没有办法采用GPS定位，是通过基站进行定位。但在没有采用位置预取的方法时，由于基站的定位精度不高，可能出现用户原本在地铁上，却被定位到地铁周边的区域上去，如图3中的基站定位点。
本发明则通过位置预取的方式，则可以预测到用户的运动方向是沿着地铁的轨迹移动，能够将定位位置从图中的基站定位点纠正到地铁沿线上。通过得到的基站定位点，可以判断到用户的运动方向是从地铁站1开往地铁站2的方向，但此时不能确定运动到地铁上的哪一点，则根据预存的地铁运行速度和这个过程中耗费的时间，可以推算出用户此时在地铁上的位置信息，如图3中的预测点。
由此可见，本发明采用预取的方式，结合轨道交通等路网信息，根据判断直接取出道路上的所有点，对于基站定位精度不高的情况，可以很好的修正定位结果，可以把定位位置纠正到地铁上，避免出现用户原本在地铁上，却被定位到地铁周边的区域上去的情况，提高了定位精度。
相应地，本发明还提供一种基于位置预取的定位系统，如图4所示，包括：
接收请求模块10，用于接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹。
定位系统通过接收请求模块10接收到终端的定位请求信息，可以确定所述终端位置信息，通过至少两次的定位得到两次定位位置的距离和时间，即可以计算得到所述终端当前的运动方向和速度，从而对所述终端的移动轨迹进行跟踪。经过多次定位后，其确定的移动轨迹较为准确。
其中，所述定位请求信息可以通过GPS、基站或WIFI热点中任一种方式进行接收，在信号状态发生改变时，定位系统可以根据实际情况切换信号。
所述接收请求模块10根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定所述终端的移动轨迹。
轨迹预测模块20，用于根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹。
路网信息可以采用交通信息中心提供的路网数据信息，或者，也可以通过预先采集或收集轨道交通沿线、高速公路沿线等路段的定位信息，计算沿线坐标信息和每个路段运行速度等数据，预先存储于路网数据库中。路网信息由各类各级的交通网路所组成，一般包括主次干路、支路、轨道交通(如地铁、轻轨等)、快速路以及高速路等各种交通道路，根据交通道路的几何形状、长度以及道路的标识、POI(Point Of Interest，兴趣点)等数据标示于地图上。
在终端用户的运动过程中，最有可能是沿着路的方向进行移动，轨道交通沿线和公路沿线可以较好地约束终端用户运动方向和运动速度。因而，在进行定位的过程中，结合路网信息中的交通线路进行位置预测。所述交通线路包括轨道交通、高速公路以及路段。
轨迹预测模块20在所述移动轨迹中断后，即暂时无法接收到定位请求信号时，才在路网信息中根据所述移动轨迹获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
或者，轨迹预测模块20在移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹。此时，移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联的情况包括：移动轨迹与交通线路重合；或者，移动轨迹移动到交通线路上。此时，轨迹预测模块20具体包括：
更新模块201，用于根据移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路。
路网信息模块201根据确定的终端位置，在路网信息中获取所述终端当前位置的路网信息，包括以当前位置为中心一定范围内的轨道交通、公路沿线等各种交通道路相关的数据。
关联模块202，用于判断所述接收请求模块10确定的终端当前位置能否是否与所述路网信息模块201获取的交通线路的POI路网信息的兴趣点相关联。
所述POI是在路网信息中能够改变或转换交通线路的变换点，一般包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点，例如，地铁站名称、十字路口和分叉路口等。比如，“中关村”地铁站、“西直门”地铁站等地铁站名，“蓟门桥”十字路口等路口名称。
关联模块202判断所述终端位置的坐标信息与POI的坐标信息是否相一致，如果一致则认为相关联。在实际应用时，可以设定在一个合理的误差范围，如果两个坐标点之间的距离小于此误差范围，就判定为相一致。
调取轨迹模块203，用于根据关联模块的关联结果调取路网信息作为预测轨迹，如果相关联，调取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹；如果不相关联，则调取所述移动轨迹的交通线路作为预测轨迹。
当调取轨迹模块203判断到所述终端当前位置与POI相关联时，所述终端的运动方向可能要发生变化。最有可能的运动方向是沿着交通线路的方向，因而，调取该POI上的交通线路的运行轨迹作为预测轨迹。
比如，如果终端位置与地铁站的POI相关联时，则调取该地铁站的地铁运行轨迹作为预测轨迹。如果当前位置与高速公路收费站的POI相关联时，则调取该高速公路收费站所在的高速公路作为预测轨迹。如果所述兴趣点包括多种交通线路，则调取该POI上相关的所有线路作为预测轨迹。
当调取轨迹模块203判断到所述终端位置与POI不相关联时，说明终端的移动轨迹是在交通路线上移动的，此时终端的运动方向通常不会发生改变，沿着原有的运动方向继续移动。因而，调取所述移动轨迹所在的交通线路作为预测轨迹即可。比如，之前跟踪到的移动轨迹是在路网信息中的“北三环西路”，则调取“北三环西路”线路作为预测轨迹即可。
轨迹确认模块30，用于在纠偏点接收所述接收请求模块10接收的定位请求信息后，依据所述纠偏点的位置和所述预测轨迹，确定所述终端的运动方向和运动速度。
由于所述预测轨迹可能有很多个方向，此时并不能确定终端的运动方向，需要通过轨迹确认模块30再次接收到的定位请求信号来判断。这个过程中，定位系统只要再接收到一次定位请求信息即可判断出所述终端的运动方向。
一种方式是，在纠偏点上接收定位请求信息。所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。在每个预测轨迹上标记若干个纠偏点，以便于对预测位置进行确认，推算出终端的运动方向和运动速度。纠偏点是预测轨迹上的点，可以间隔一定距离(比如几米或几十米)标记一个纠偏点，可以在预测轨迹上所有可能的运动方向上均标记有纠偏点。
所述轨迹确认模块30具体包括：
确认方向模块301，用于根据所述接收请求模块10在纠偏点接收到的定位请求信息，确定出终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向。
速度计算模块302，用于根据所述接收请求模块10在纠偏点接收到的定位请求信息，计算出所述终端的运动速度。
优选地，确认方向模块301和速度计算模块302通过记录到的第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置进行计算。确认方向模块301根据记录的位置，判断出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹往该纠偏点所在的方向。速度计算模块302根据到达纠偏点的时间和纠偏点的位置，计算出所述终端的运动速度。
纠偏点是轨迹上在各个方向上标记的点，当到达到轨迹上的纠偏点时，可以确定运动方向，同时根据时间间隔和位置的距离得到运动速度。
如果根据接收的定位请求信息没有被定位到纠偏点上时，可以先判断所得到的该定位位置是否在选取的预测轨迹上，如果在，则将该定位位置确定所述终端的运动方向，并通过该定位位置和时间间隔计算得到运动速度。如果不在任何预测轨迹上，则根据该定位位置确定预测轨迹上与其最靠近的那个方向为所述终端的运动方向，运动速度可以暂时取预存的轨迹上的平均速度，或者，根据在确定的轨迹方向上的投影距离和时间间隔计算运动速度。
定位模块40，用于根据终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。具体包括：
预取轨迹模块401，用于根据轨迹确认模块判断出的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹。
经过轨迹确认模块30确定了所述终端的运动方向后，预取轨迹模块401选取该方向上的预测轨迹作为所述终端的轨迹进行预取定位，可以将其他方向的轨迹数据丢弃。
位置预取模块402，用于根据轨迹确认模块计算得到的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置。
位置确认模块403，用于接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
位置确认模块403在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则认为没有定位信号，将所述预取位置作为定位位置。
值得一提的是，本发明提供的定位系统的定位过程是循环不断地进行位置预取的过程，通过当前时刻的位置信息及运动轨迹，结合路网信息中的交通线路轨迹，预测得到终端的运动轨迹，通过再次获取定位请求进行确认该运动轨迹的方向和速度，同时更新和纠正下一时刻的预测位置。
本发明提供的定位方法及系统是根据用户当前的位置预测用户的运动轨迹，预先把该轨迹的各个位置预先计算出来用于定位，并在该轨迹上预取运动轨迹上的定位信息，同时标记若干位置作为纠偏点，为运动路线上无法定位的用户提供定位服务，提高定位成功率；对定位偏差点进行纠正，提高了定位精度；在没有定位信息时通过预取出的定位信息进行定位，减少了显示位置信息过程中等候获取定位信号的时间，提高定位速度。在无定位信号(GPS信号、基站信号、WIFI信号)或定位信号较弱的环境下有较为明显的意义，尤其对于轨道交通和高速公路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种基于位置预取的定位方法，其特征在于，包括：
S1、接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹；
S2、根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹；
S3、在纠偏点接收所述终端的定位请求信息，记录第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置；根据所述纠偏点的位置，确定出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向；根据所述到达纠偏点的时间和纠偏点的位置，计算出所述终端的运动速度；
S4、根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述移动轨迹中断后，在路网信息中获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹，具体包括：
S201、根据所述移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路；
S202、判断所述终端位置是否与路网信息的兴趣点POI相关联；若关联，则执行步骤S203，若否，则执行步骤S204；所述POI是在路网信息中能够改变或转换交通线路的线路变换点；
S203、获取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹；
S204、以所述移动轨迹所在的交通线路作为预测轨迹。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联包括：
所述移动轨迹与交通线路重合；
或者，所述移动轨迹移动到交通线路上。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述POI包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点。
6.根据权利要求1-5任一权项所述的方法，其特征在于，所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S401、根据判断出的所述终端的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹；
S402、根据所述终端的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置；
S403、接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S403中，在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则将所述预取位置作为更新的定位位置。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端的移动轨迹根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定。
10.一种基于位置预取的定位系统，其特征在于，包括：
接收请求模块，用于接收终端的定位请求信息，确定所述终端位置及移动轨迹；
轨迹预测模块，用于根据所述移动轨迹和路网信息，计算预测轨迹；
轨迹确认模块，用于根据所述接收请求模块在纠偏点接收到的定位请求信息，记录第一次到达纠偏点的时间和该纠偏点的位置；根据所述纠偏点的位置，确定出所述终端的运动方向为沿着预测轨迹上往该纠偏点所在的方向；根据所述到达纠偏点的时间和纠偏点的位置，计算出所述终端的运动速度；
定位模块，用于根据所述终端的运动方向和运动速度，预取所述终端在运动方向上的预测轨迹进行定位。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述轨迹预测模块在所述移动轨迹中断后，在路网信息中获取所述终端位置的交通线路作为预测轨迹。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述轨迹预测模块在移动轨迹与路网信息中交通线路相关联时，将交通线路作为预测轨迹，具体包括：
更新模块，用于根据所述移动轨迹获取或更新所述终端位置的交通线路；
关联模块，用于判断所述终端位置是否与交通线路的POI相关联；
调取轨迹模块，用于根据关联模块的关联结果调取路网信息作为预测轨迹，如果相关联，调取该POI上交通线路的运行轨迹作为预测轨迹；如果不相关联，则调取所述移动轨迹的交通线路作为预测轨迹。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述移动轨迹与路网信息中的交通线路相关联包括：
所述移动轨迹与交通线路重合；
或者，所述移动轨迹移动到交通线路上。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述POI包括轨道交通站点、高速公路站点以及路段的交汇点。
15.根据权利要求10-14任一权项所述的系统，其特征在于，所述纠偏点是在所述预测轨迹上能够通过GPS信号或基站信号或WIFI热点信号进行定位的点。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述定位模块具体包括：
预取轨迹模块，用于根据轨迹确认模块判断出的运动方向，预取所述终端在该运动方向上的预测轨迹；
位置预取模块，用于根据轨迹确认模块计算得到的运动速度，在预取的预测轨迹上计算出下一时刻到达的位置作为预取位置；
位置确认模块，用于接收下一时刻的定位请求信息，确定此时所述终端的所在位置，并判断该位置是否在所述预测轨迹上，如果在，则将定位位置更新为该位置，否则，将预取位置作为更新的定位位置。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述位置确认模块在接收下一时刻的定位请求信息时，若接收时间超过所述终端发送定位信号的一个固定周期仍没有收到定位请求信息，则将所述预取位置作为定位位置。
18.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接收请求模块根据接收到的定位请求信息中记录的IMEI号进行确定所述终端的移动轨迹。
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