CN103698791B

CN103698791B - 一种移动gis辅助定位系统终端处理方法

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Publication number: CN103698791B
Application number: CN201310444566.9A
Authority: CN
Inventors: 吴信才; 周顺平; 徐世武; 万波; 吴冰
Original assignee: BEIJING ZONDY CYBER TECHNOLOGY CO LTD; WUHAN ZONDY CYBER CO Ltd
Current assignee: BEIJING ZONDY CYBER TECHNOLOGY CO LTD; WUHAN ZONDY CYBER CO Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103698791A

Abstract

本发明涉及一种面向行业应用的辅助定位技术，特别是涉及一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法，其不同之处在于，其步骤包括：1)获取GPS位置坐标；2)选择参考基准点；3)进行定位校正并得到投影参数；4)实际定位数据采集及校正。本发明使用户通过移动终端的GPS定位与移动终端上的移动GIS模块，实现对观测点的准确定位，提高测量的精度和测量应用的范围和适应性。

Description

一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法

技术领域

本发明涉及一种面向行业应用的辅助定位技术，特别是涉及一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法。

背景技术

21世纪以来，移动定位技术的应用已经越来越广泛。专门的移动定位系统[2]可以用来对人员、事件和物品进行定位，以满足移动执法、移动办公、运输业、物流业、旅游业、国土资源调查等行业的定位需求。定位技术有两种，一种是基于GPS的定位，一种是基于移动运营网的基站的定位。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。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。后者不需要手机具有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。前者定位精度较高。此外还有利用Wifi在小范围内定位的方式。针对导航电子地图应用开发及在线导航与增量更新等服务的需求，面向导航终端研制和行业应用领域，突破各类地理信息数据及相关应用信息快速融合、在线更新服务、个性化发布等关键技术，构建导航电子地图基础服务平台，形成导航电子地图应用快速开发和大规模在线服务支撑能力，为北斗重大专项支持的示范应用项目提供导航电子地图应用和服务保障，为北斗卫星导航系统大规模应用推广提供基础支撑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法，用户通过移动终端的GPS定位与移动终端上的移动GIS模块，实现对观测点的准确定位，提高测量的精度和测量应用的范围和适应性。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法，其不同之处在于，其步骤包括：

首先通过GPS定位模块，获取自身的GPS位置坐标实现区域的初始定位，然后利用行业技术服务数据层中的区域范围内预存基准定位点，判断出距离当前位置最近范围的候选基准定位点；

对于这些候选基准定位点，利用GPS定位模块，在这基础服务数据层中标定的候选基准定位点所在实际地理位置上进行定位数据采集，在移动GIS交互采集层中，通过采用交互式操作对定位模块采集的GPS定位数据在基础服务数据层的地图上定位标注工作，使得基准定位点与实际的位置相吻合；

当依次完成3个或3个以上的候选基准定位点的定位，然后由投影运算层进行实际的计算获取当地一定区域内的实时的投影参数值；

最后利用上述步骤获得的投影参数值进行实时的位置获取，并通过投影运算层完成所需定位点的更准确的位置获取计算。

按以上方案，计算出所述候选基准定位点的具体算法包括：

步骤1）、根据GPS模块获得的坐标点α，在以其为圆心，半径为β(经验值)的范围内选取候选参考基准点；

步骤2）、对步骤1）获得的候选参考基准点进行最小二乘法拟合处理，得到多条拟合直线；

步骤3）、计算坐标点α到这些直线的距离，选择离坐标点α垂直距离最短的直线；

步骤4）、根据步骤3）所得到的直线确定出一组以最小二乘法拟合出这条直线的参考基准点，并在GIS交互式采集层中显示出来，供用户选取。

对比现有技术，本发明的有益特点如下：

本发明将GPS定位数据和为偏移的基准数据结合起来，用户可以不依赖于地面服务基站或无线网络的支持自身进行更高精度的计算，获得更高位置精度，将地图服务、地理服务以及各定位能力服务商提供的定位服务等相关服务融于一体，一体化的平台更加便于进行系统的维护、扩展，为用户提供怏捷稳定一致性的接口服务；不断扩展的平台服务，则保障了用户不断扩大的个性化需求。

附图说明

图1为本发明实施例实施步骤示意图；

图2为本发明实施例的系统结构示意图；

图3为本发明实施例的生成候选参考基准点的算法流程图；

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例将地图服务，地理服务，以及各定位等相关服务融于一体，为用户提供快捷稳定可优化提升精度的接口服务；保障了在行业应用中在数据采集和定位精度等方面不断扩大的精度要求。

本发明实施例采用模块化移动GIS服务，包括行业基础服务数据层、基础GPS定位服务层、投影运算层、移动GIS交互采集层等模块。其运行于具备了全球GPS定位模块的移动终端上，能够实现自身的初始定位能力。用户通过移动终端的GPS定位与移动终端上的移动GIS模块，利用本技术实现对观测点的准确定位，提高测量的精度和测量应用的范围和适应性。用户在这个过程中可以脱离各种在线服务的支持和定位基站的辅助。

用户通过所述移动GIS交互式采集层向行业基础服务数据层和基础GPS定位服务层发送请求及获得响应，在此过程中获得所述投影运算层根据GIS交互采集层提供的位置信息计算投影参数，从而获得更高定位精度。所述交互式操作是基于行业地图，基于具备基础GPS定位模块并运行于移动终端的移动软件系统，并通过进行移动终端上的投影运算并获取更高定位精度的技术。

所述行业基础服务数据层包括：

为所述定位服务提供矢量地图和栅格地图的数据；

为所述的移动GIS交互式操作提供可视化的地图；

为所述的定位服务提供各种定位的采集轨迹查询；

为所述行业应用提供行业基础数据服务。

为所述的投影运算提供基准点数据服务；

所述的矢量地图和栅格地图是未经过偏移的准确数据，能够为行业数据采集提供可视化支持。

在本发明实施例中，所述的所述的业务服务包括地图服务、地理服务以及定位服务；

在本发明实施例中，所述的行业基础服务层包括定位参考基准点数据、行业应用数据,采用MapGISK9等工具为所述行业基础服务层提供未经偏移的基准数据，该定位参考基准点数据是该区域中用于精确定位参照用的绝对精确位置点。

在本发明实施例中，采用带空间服务的MapGISK9数据库存储所述地理服务所需的数据查询及空间分析数据。

在本发明实施例中，所述的基础GPS定位服务层包括GPS，应用产品及第三方应用产品。

如图2所示，本实施例提供一种移动GIS辅助定位系统，该系统采用模块化移动GIS服务，包括行业基础服务数据层、基础GPS定位服务层、投影运算层、移动GIS交互式采集层等。该系统采用层次化的面向服务的架构，包括应用产品业务层、基础服务数据层和综合定位信息服务层；

用户通过所述系统的GPS定位与系统上的移动GIS模块，实现对观测点的准确定位，提高测量的精度和测量应用的范围和适应性。用户在这个过程中可以脱离各种在线服务的支持和定位基站的辅助。

用户通过所述移动GIS交互式采集层向行业基础服务数据层和基础GPS定位服务层发送请求及获得响应，在此过程中获得所述投影运算层根据GIS交互采集层提供的位置校正信息计算投影参数，从而获得更高定位精度。所述交互式操作是基于行业地图，基于具备基础GPS定位模块并运行于移动终端的移动软件系统，并通过进行移动终端上的投影运算并获取更高定位精度的技术。

具体的，在本实施例子中，所述行业基础服务数据层：采用MapGISK9，等工具为地图服务提供矢量地图及经矢量地图切割后的栅格地图；采用带空间服务的MapGISK9数据库存储地理服务所需的数据查询及空间分析数据。

所述GIS交互式采集层：整合利用行业基础服务数据层提供的为偏移的基准数据和GPS定位服务层提供的定位数据，进行位置校正操作和实时投影参数计算。投影运算层利用GIS交互采集层提供的实时投影参数计算出定位点更精确的位置数据。

所述的业务服务包括地图服务、地理服务以及定位服务。

以定位服务请求为例（智能终端软件）：根据行业应用的特征，在无cors基站和无线基站覆盖的区域，实际的定位精度完全依靠GPS的定位能力，由于在实际的数据采集过程中，所在区域一般都有基准点的实际数据，因此本方法利用这些数据得到了辅助定位中进行定位数据校正的参考信息，利用校正参考信息来完成在定位能力有限的设备上进行更高精度的定位。本系统在移动终端中实现了采集过程中的实际位置的基本采集及辅助校准、精度提升的功能，且这个过程不需要cors基站和无线基站的服务。

如图1所示，主要过程如下：

当用户处于需要精确定位的区域时，

第一步：用户利用本系统的GPS模块获取当前位置的GPS位置坐标，实现区域的初始定位。

同时系统安装有高精准的地图数据，这些数据可以是矢量格式，也可以是栅格格式，地图中所采用的坐标系不固定，可以根据不同的应用和地域进行调整。

第二步：本系统的GIS交互采集层根据当前位置GPS位置坐标，利用内置算法计算出距离当前位置最近的定位参考基准点，并在终端屏幕上以电子地图的形式显示出来，用户通过屏幕触碰和按键选择等方式在电子地图上选定基准点数据，最少包括3个基准点。用户根据电子地图上选定的基准点，移动到准确位置利用系统GPS模块实地进行测量。依次在基准点的实际位置，利用终端上的电子地图，对这些基准点点进行标注（电子地图上的基准点和实际测量的数据点进行关联）。

第三步：在系统的投影运算层，根据上一步所完成标注后的基准点的实际数据和GPS模块测量得到的数据关联，在系统移动端中利用这种关联设置计算条件完成投影参数的计算和误差参数，作为实际的参考值；

第四步：用户可以根据所获得投影参数设置到系统中，然后进行实际的定位数据采集，系统在采集过程中系统根据投影参数自动对GPS模块采集的数据进行校正，这样所得到的定位数据远比直接采集的坐标值精确；

第五步：用户在采集的过程，由于基准点的矫正范围有限，本系统可以根据实际的采集情况提醒用户进行新的基准点校正，当用户移动到了基准点所覆盖的有效范围外时自动提醒需要校正的基准点个数，在获得可满足要求的点个数后，即可继续进行数据采集。

特别的其中计算出候选基准点的算法：

步骤一：根据GPS模块获得的坐标点α，在以其为圆心，半径为β(经验值)的范围内选取候选参考基准点。

步骤二：对上述步骤获得的候选参考基准点进行最小二乘法拟合处理，得到多条拟合直线。

步骤三：计算坐标点α到这些直线的距离，选择离坐标点α垂直距离最短的直线。

步骤四：根据步骤三所得到的直线确定出一组以最小二乘法拟合出这条直线的参考基准点，并在GIS交互式采集层中显示出来，供用户选取。

在完成标注后的基准点的实际数据和偏移数据进行分析时所用的计算方法是通用的投影变换七参数法。

使用说明：

当需要在某个区域内进行高精度定位时，需要得到本地适用的投影参数。为了得到该投影参数需要利用本系统及其处理方法完成以下步骤：

第一步，启动本系统，利用系统自身的GPS定位层的GPS定位模块，获得当前位置GPS位置信息，设备完成定位工作。

第二步，系统的基础服务数据层利用从GPS定位层中的GPS定位模块得到的GPS位置坐标数据，结合本层中的基准定位参考点数据，利用本处理方法筛选出指定范围内参考定位基准点集合，并结合行业基础服务数据层中的行业应用地图数据在移动GIS交互式采集层中的显示模块中（触摸屏）显示。

第三步，用户在移动GIS交互式采集层显示模块显示的参考定位基准数据点集合中选中（触摸方式）一个参考定位基准数据点，用户移动本系统设备到显示模块中地图上所示的参考基准点位置，系统的GPS定位层的GPS定位模块获得当前位置信息，并在显示模块的电子地图上显示，当两者在地图上显示的点不重合时，利用交互采集层提供的操作方式，在显示屏幕上利用点击移动等方式使两者发生关联。

第四步，投影运算层利用第三步得到的关联信息（参考基准点精确位置和设备采集位置数据），计算出当前区域的地图定位投影参数。

第五步，在得到当前区域地图定位投影参数的情况下，将该参数设置到基础GPS定位服务层中，本系统可以进行其它非参考基准点之外的位置获得的GPS位置数据都能自动利用定位投影参数经行定位校正，最后精确的定位信息会在显示模块中显示出来。

此外，上述的MapGISK9是湖北武汉中地数码科技有限公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种移动GIS辅助定位系统终端处理方法，其特征在于，其步骤包括：

2.如权利要求1所述的移动GIS辅助定位系统终端处理方法，其特征在于，计算出所述候选基准定位点的具体算法包括：

步骤1）、根据GPS模块获得的坐标点α，在以其为圆心，半径为经验值β的范围内选取候选参考基准点；

步骤4）、根据步骤3）所得到的直线确定出一组以最小二乘法拟合出这条直线的候选基准定位点，并在GIS交互式采集层中显示出来，供用户选取。