CN103399337A - 一种具有gps定位校准功能的移动终端及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有GPS定位校准功能的移动终端及方法,其移动终端包括GPS芯片、陀螺仪芯片、加速度传感器、基带芯片和显示器;所述陀螺仪芯片、加速度传感器、GPS芯片、显示器分别与基带芯片连接。本发明提供移动终端利用陀螺仪测量移动终端的角速度,同时通过加速度传感器测量移动终端前进的加速度,在GPS信号不正常且移动终移动时,监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化,根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器,实现了对移动终端静止且定位失效时进行重新定位,提高了定位的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及GPS定位技术,特别涉及一种具有GPS定位校准功能的移动终端及方法。
背景技术
GPS(Global Positioning System,全球定位系统)技术可以在全球范围实现定位和导航,其广泛应用于各种便携式设备实现导航定位、测量、授时等功能。例如具有GPS功能的手机和平板电脑,车载GPS导航等,可以为用户提供当前的位置定位,寻找目的地,规划线路等。
在GPS信号较弱或没有的情况下会影响GPS定位的准确度,以用户手持具有GPS功能的手机为例,有如下两种情况:
第一种,从信号较好的区域走道到信号较差的区域并静止。如图1所示,用户在A位置信号较好可以准确定位,图1中圈住A的圆圈表示A位置的精确范围,其通常小于10米。从A位置到达B位置期间,由于B位置附近有高楼遮挡,GPS信号较弱导致定位不准。现有技术中采用陀螺仪的角速度与加速度为汽车提供辅助定位,可以确保定位准确度,如B外的小圆圈所示的精确范围,在10米左右。若假设用户在B位置处停止(如等红灯),之后再到达C位置,由于用户静止导致陀螺仪静止,则无法继续定位,从B位置到C位置的定位就不准确,此时C位置处的精确范围如图1中圈住B、C的大圆圈所示,可能达到50米。
第二种,在某一位置静止前定位准确,由于卫星位置的改变或出现遮挡物导致GPS信号变弱。如图2所示,用户到达位置D时静止,此时GPS信号较好已准确定位了,精确范围如图2中圈住D的小圆圈所示,其小于10米。但是卫星位置的改变或出现遮挡物使GPS信号变得较差,由于用户静止不能使用陀螺仪辅助定位,则停顿后用户继续行走得到的定位信息的准确度开始降低。当用户走到GPS信号仍然较差的位置E处时,可能出现定位失准的问题,此时的精确范围如图2中圈住D、E的大圆圈所示,可能达到50米。
基于上述两种情况,即使采用陀螺仪或其他仪器辅助定位,也不能实现准确定位,因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种具有GPS定位校准功能的移动终端及方法,以解决上述两种情况下GPS信号不好且辅助定位失效的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种具有GPS定位校准功能的移动终端,其包括:
GPS芯片,用于实时接收GPS数据,获取移动终端的位置坐标并传输给基带芯片;
陀螺仪芯片,用于测量移动终端的角速度;
加速度传感器,用于获取移动终端前进的加速度;
基带芯片,实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端的移动状态;在移动终端移动时,监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化,根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器;
显示器,用于显示基带芯片输出的位置坐标;
所述陀螺仪芯片、加速度传感器、GPS芯片、显示器分别与基带芯片连接。
所述的具有GPS定位校准功能的移动终端,其中,所述基带芯片用于在GPS信号不正常时记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;当判断角速度变化时根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;当判断角速度无变化时将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
一种所述的具有GPS定位校准功能的移动终端实现GPS定位校准功能的方法,其特征在于,包括:
实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端是否移动:当移动终端移动时执行步骤B,当移动终端静止时执行步骤C;
监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器;
显示器显示最后一次准确定位的位置坐标。
所述的方法,其中,所述步骤B具体包括:
B1、记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;
B2、监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:当角速度变化时执行步骤B3;当角速度无变化时执行步骤B4;
B3、根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;
B4、将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
本发明提供的一种具有GPS定位校准功能的移动终端及方法,利用陀螺仪测量移动终端的角速度,同时通过加速度传感器测量移动终端前进的加速度,在GPS信号不正常且移动终移动时,监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化,根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器,实现了对移动终端静止且定位失效时进行重新定位,提高了定位的准确度。
附图说明
图1为现有技术一种GPS信号较弱或没有的情况下影响GPS定位的准确度的情况的示意图。
图2为现有技术另一种GPS信号较弱或没有的情况下影响GPS定位的准确度的情况的示意图。
图3为本发明具有GPS定位校准功能的移动终端较佳实施例的结构框图。
图4为本发明移动终端实现GPS定位校准功能的方法流程图。
图5为本发明具有GPS定位校准功能的移动终端计算位置坐标的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种具有GPS定位校准功能的移动终端及方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图3,本发明提供的具有GPS定位校准功能的移动终端包括陀螺仪芯片10、加速度传感器20、基带芯片30、GPS芯片40和显示器50,所述陀螺仪芯片10、加速度传感器20、GPS芯片40、显示器50分别与基带芯片30连接。其中,GPS芯片40用于实时接收GPS数据,获取移动终端的位置坐标。陀螺仪芯片10用于测量移动终端的角速度。加速度传感器20用于获取移动终端前进的加速度。
基带芯片30用于实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端的移动状态;在移动终端移动时监测陀螺仪芯片10的角速度并判断其是否变化,根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器。其中,当基带芯片判断GPS信号不正常时记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;当判断角速度变化时,根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;当判断角速度无变化时将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
所述陀螺仪芯片10内设置有微型磁性体,其可以在移动终端进行旋转运动时产生的科里奥力作用下向X轴,Y轴,Z轴三个方向发生位移偏转。假设Y轴为移动终端起始的前进方向轴,则X轴为移动终端在水平面上与起始前进方向垂直的轴,Z轴为高度轴。利用微型磁性体的工作原理便可以测出移动终端的运动方向,即在X轴,Y轴,Z轴上的位移变化,转换成移动终端可以识别的角速度。
本发明实施例还对应提供一种具有GPS定位校准功能的移动终端实现提高GPS定位精度的方法,请参阅图4,所述方法包括:
S100、实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端是否移动:当移动终端移动时执行步骤S200,当移动终端静止时执行步骤S300。
移动终端的定位通常由GPS信号的强弱决定, GPS信号不正常表示GPS信号较弱或较差,如建筑物阻挡卫星信号、或者在隧道中会使GPS信号较弱、或接收不到GPS信号。在GPS信号不正常时,若移动终端处于运动状态可以通过陀螺仪芯片测量移动终端在X轴,Y轴,Z轴上的位移变化实现辅助定位。
S200、监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器。
在步骤S200中,由陀螺仪芯片内的微型磁性体检测移动终端在X轴,Y轴,Z轴上的位移变化来获取角速度。由加速度传感器获取移动终端前进的加速度。其具体包括:
步骤1、记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;
步骤2、监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:当角速度变化时执行步骤3;当角速度无变化时执行步骤4;
步骤3、根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;
步骤4、将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
S300、显示器显示最后一次准确定位的位置坐标。移动终端静止时陀螺仪芯片不工作,因此在显示器上显示最后一次准确定位的位置坐标,若此后GPS信号正常,则显示GPS芯片获取的移动终端的位置坐标;若GPS信号仍不正常,但移动终端在移动,则进行上述步骤1~步骤4来定位。
请同时参阅图5,在上述步骤3中当前的位置坐标(,)的计算公式为:,,其中,为初始位置坐标中X轴上的坐标值,为初始位置坐标中Y轴上的坐标值,为ti时刻的加速度,为ti时的角速度,t为对加速度的采样间隔。为移动终端的移动方向和水平X轴的夹角,如图5中的、。i、n为整数。
下面根据背景技术中的两种情况分别阐述本发明提供的具有GPS定位校准功能的移动终端实现提高GPS定位精度的方法,假设用户手持移动终端在行走,用户在行走表示移动终端在移动,用户停止走动表示移动终端静止,请同时参阅图1、2、4。
第一种情况,从信号较好的区域走道到信号较差的区域并静止。当用户从A位置走到B位置时停下(假设等红灯),因B位置周围是高楼阻挡了卫星信号的接收使GPS信号开始变差,B位置处为最后一次准确定位的位置坐标。从B位置到C位置后GPS信号很弱,基带芯片判断GPS信号不正常,此时若用户继续移动,则记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:当角速度变化时则根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器。当角速度无变化时将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器,即是将C位置的坐标修正为B位置的坐标。若移动终端在C位置静止,则在显示器上显示最后一次准确定位的位置坐标,相当于将C位置的坐标修正为B位置的坐标。
第二种情况,在某一位置静止前定位准确,由于卫星位置的改变或出现遮挡物导致GPS信号变弱。用户在D位置静止,定位准确。假设此时出现遮挡物导致GPS信号变弱,同时用户开始从D位置走到E位置,则D位置处为最后一次准确定位的位置坐标。记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化。当用户继续走动时,根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器显示。当用户停止时将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器显示,相当于将位置E处的坐标修正为位置D处的位置坐标。
综上所述,本发明实施例提供的移动终端在进行定位和导航应用时,实时检测GPS信号,当GPS信号不正常时根据移动终端的移动状态进行相应的位置坐标处理。在移动终端移动时记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标,监测陀螺仪芯片的角速度;当判断角速度变化时,根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器显示;当判断角速度未变化时,将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器显示;对因GPS信号变差导致的定位不准重新定位,实现了 GPS信号变差或者是消失时的定位和导航功能,确保了定位的准确度。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种具有GPS定位校准功能的移动终端,其特征在于,包括:
GPS芯片,用于实时接收GPS数据,获取移动终端的位置坐标并传输给基带芯片;
陀螺仪芯片,用于测量移动终端的角速度;
加速度传感器,用于获取移动终端前进的加速度;
基带芯片,实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端的移动状态;在移动终端移动时,监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化,根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器;
显示器,用于显示基带芯片输出的位置坐标;
所述陀螺仪芯片、加速度传感器、GPS芯片、显示器分别与基带芯片连接。
2.根据权利要求1所述的具有GPS定位校准功能的移动终端,其特征在于,所述基带芯片用于在GPS信号不正常时记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;当判断角速度变化时根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;当判断角速度无变化时将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
3.一种采用权利要求1所述的具有GPS定位校准功能的移动终端实现GPS定位校准功能的方法,其特征在于,包括:
实时判断GPS信号是否正常,在GPS信号不正常时判断移动终端是否移动:当移动终端移动时执行步骤B,当移动终端静止时执行步骤C;
监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:根据判断结果输出相应的位置坐标给显示器;
显示器显示最后一次准确定位的位置坐标。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤B具体包括:
B1、记录最后一次准确定位的位置坐标为初始位置坐标;
B2、监测陀螺仪芯片的角速度并判断其是否变化:当角速度变化时执行步骤B3;当角速度无变化时执行步骤B4;
B3、根据角速度、加速度、初始位置坐标计算出当前的位置坐标并传输给显示器;
B4、将初始位置坐标作为当前的位置坐标并传输给显示器。
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