CN104459736A - 一种基于重力传感器的gps设备及其漂移处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于重力传感器的GPS设备及其漂移处理方法，可以有效屏蔽漂移情况，提高定位准确性，其中，漂移处理方法包括：步骤S1，判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；步骤S2，所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；步骤S3，所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
Description
技术领域
本发明涉及传感技术及物联网技术领域，尤其涉及一种基于重力传感器的GPS设备及其漂移处理方法。
背景技术
全球定位系统（GPS）的出现使我们可以随时借助此技术获取定位设备的位置、速度等相关信息，极大地改变了我们的生活。但是由于GPS存在漂移问题，影响了GPS设备位置、速度等信息的精确获取，以及GPS设备里程等相关信息的准确计算。
漂移问题是在定位信号弱的情况下，GPS设备所获得的位置（经度、纬度）、速度以及方向等信息出现不准确的现象。GPS漂移主要有两种表象，一种是静止漂移，另一种是速度漂移。静止漂移是GPS设备在无速度的情况下，其定位坐标不停变化，有时还会有速度的现象。速度漂移是指定位设备在运动过程中，偶尔会瞬间漂移至较远的地方，并显示一定的速度的现象。
然而现有技术方案中缺少对漂移问题进行有效处理的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于重力传感器的GPS设备及其漂移处理方法，可以有效屏蔽漂移，提高GPS定位准确性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于重力传感器的GPS设备的漂移处理方法，包括：
步骤S1，判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
步骤S2，所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
步骤S3，所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
其中，所述步骤S1具体包括：
如果在当前定位点未检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则判定所述GPS设备处于静止状态。
其中，所述步骤S1具体包括：
如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
其中，所述步骤S3具体包括：
如果静止时GPS信号较强，则选取静止时第一个定位点为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于所述参照点的经度、纬度、速度及里程值；
如果静止时GPS信号较弱，则选取静止前最后一个定位点作为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零。
其中，当所述GPS设备的GPS天线搜到超过3颗卫星时，判定为所述GPS信号较强；当所述GPS设备的GPS天线搜到3颗或者3颗以下卫星时，判定为所述GPS信号较弱。
其中，所述GPS天线第一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为所述第一个定位点，GPS天线最后一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为所述最后一个定位点。
其中，所述步骤S2中，所述GPS设备处于运动状态时，其在当前定位点的速度是根据当前定位点与上一个定位点之间的距离以及两个定位点的时间差计算而得，或者是根据GPS报文解析而得。
本发明还提供一种基于重力传感器的GPS设备，包括：
动静状态判断模块，用于判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
运动状态处理模块，用于当所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
静止状态处理模块，用于当所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
其中，所述动静状态判断模块还用于如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
其中，所述静止状态处理模块还用于：
如果静止时GPS信号较强，则选取静止时第一个定位点为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于所述参照点的经度、纬度、速度及里程值；
如果静止时GPS信号较弱，则选取静止前最后一个定位点作为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零；
其中，所述GPS信号较强是指所述GPS设备的GPS天线搜到超过3颗卫星，所述GPS信号较弱是指所述GPS设备的GPS天线搜到3颗或者3颗以下卫星；所述第一个定位点为所述GPS天线第一次搜索到超过3颗卫星时的定位点，所述最后一个定位点为所述GPS天线最后一次搜索到超过3颗卫星时的定位点。
实施本发明实施例将带来如下有益效果：在检测GPS设备处于静止状态时，能屏蔽所有漂移，在运动过程中通过GPS设备运行时相邻定位点速度分析，有效屏蔽了漂移情况，经过商用分析，已成功将运动过程的漂移率控制在0.0001 %以内，从而有效地提高了GPS定位位置、速度、里程累计的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明实施例一基于重力传感器的GPS设备的漂移处理方法的流程示意图。
图2是本发明实施例二基于重力传感器的GPS设备的原理方框图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种基于重力传感器的GPS设备的漂移处理方法，包括：
步骤S1，判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
步骤S2，所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
步骤S3，所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
以下对各步骤进行具体说明。
步骤S1中，根据是否检测到所述GPS设备的重力传感器（GSensor）信号来判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态。更具体地说，是判断GSensor的加速度变化值是否超过加速度阈值。
需要说明的是，由于重力传感器本身也是受环境影响的，所以根据是否检测到重力传感器的信号（即重力传感器的加速度变化值是否超过加速度阀值）来判断GPS设备所处状态时，需要做滤波处理，在需要判断的时间，连续采集多个样本点，采用滤波算法滤除掉干扰的数据，再求平均值，从而得到一个稳定的重力传感器的加速度变化值。如果重力传感器的加速度变化值小于加速度阀值，则检测不到重力传感器的信号，判定所述GPS设备处于静止状态；如果重力传感器的加速度数值大于等于加速度阀值，则将检测到重力传感器的信号。这样处理，还有利于消弭不同重力传感器的灵敏度差异，提高判断的准确性。
如果在当前定位点未检测到所述GPS设备的重力传感器（GSensor）信号，则判定所述GPS设备处于静止状态。如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器（GSensor）信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
第（2）种情况即表明发生了静止漂移，此时虽然从数据上看GPS设备有速度，但并非实际处于运动状态，仍然需要将其判定为静止状态，按静止状态来处理其GPS数据。
第一速度阀值对应为最低速度阀值，第二速度阀值对应为最高速度阀值，其具体数值根据具体的应用场景不同而有所不同，例如，对于车载GPS设备，其速度依存于车辆行驶速度，第一速度阀值可以设置为5公里/小时，第二速度阀值可以设置为120-200公里/小时；而对于可穿戴GPS设备，其速度依存于人的步行或跑步速度，第一速度阀值可以设置为3公里/小时，第二速度阀值可以设置为20公里/小时。本实施例中不对第一速度阀值和第二速度阀值的具体数值加以限制。
步骤S2中，如果GPS设备在当前定位点的速度突然降至第一速度阀值之下（小于等于第一速度阀值）或者突然升至第二速度阀值之上（大于等于第二速度阀值），表明GPS设备在运动过程中，发生瞬间漂移，速度波动过大，在这种情形下，不能再将其GPS数据（包括经纬度、速度）作为设备正常数据上传，如果还有里程累计功能，则此时也应放弃在该定位点的里程累计。
GPS设备在当前定位点的速度是根据以下两种方式的任一种获得：
（1）根据当前定位点与上一个定位点之间的距离以及两个定位点的时间差计算而得；
（2）根据GPS报文解析而得。
步骤S3中，根据静止时GPS信号强弱有不同处理方式，静止状态的GPS信号分为两类：（1）如果GPS信号较强，则静止时第一个定位点速度为0，选取静止时第一个定位点为参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度、速度及里程值；（2）如果GPS信号较弱，GPS定位信号显示为非定位，则选取静止前最后一个定位点作为参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零。由于静止前的最后一个定位点有可能仍存在有一定速度，因此此时不能将当前定位点的速度设置为等于参照点的速度，而应置零。
至于GPS信号的强弱，则是根据GPS设备的天线所搜到的卫星数量，其中，当所述GPS设备的GPS天线搜到超过3颗卫星时，判定为所述GPS信号较强；当所述GPS设备的GPS天线搜到3颗或者3颗以下卫星时，判定为所述GPS信号较弱。进一步地，GPS天线第一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为第一个定位点，GPS天线最后一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为最后一个定位点。
本发明主要应用于智能穿戴和智能交通系统，在检测GPS设备处于静止状态时，能屏蔽所有漂移，在运动过程中通过GPS设备运行时相邻定位点速度分析，有效屏蔽了漂移情况，经过商用分析，已成功将运动过程的漂移率控制在0.0001 %以内，从而有效地提高了GPS定位位置、速度、里程累计的精确性。
相应于本发明实施例一，请再参照图2所示，本发明实施例二提供一种基于重力传感器的GPS设备，包括：
动静状态判断模块1，用于判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
运动状态处理模块2，用于当所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
静止状态处理模块3，用于当所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
进一步地，所述动静状态判断模块还用于如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
进一步地，所述静止状态处理模块还用于：
如果静止时GPS信号较强，则选取静止时第一个定位点为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于所述参照点的经度、纬度、速度及里程值；
如果静止时GPS信号较弱，则选取静止前最后一个定位点作为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零；
其中，所述GPS信号较强是指所述GPS设备的GPS天线搜到超过3颗卫星，所述GPS信号较弱是指所述GPS设备的GPS天线搜到3颗或者3颗以下卫星；所述第一个定位点为所述GPS天线第一次搜索到超过3颗卫星时的定位点，所述最后一个定位点为所述GPS天线最后一次搜索到超过3颗卫星时的定位点。
有关本实施例的原理、有益效果等请参照本发明实施例一的描述，此处不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于重力传感器的GPS设备的漂移处理方法，包括：
步骤S1，判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
步骤S2，所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
步骤S3，所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
如果在当前定位点未检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则判定所述GPS设备处于静止状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
如果静止时GPS信号较强，则选取静止时第一个定位点为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于所述参照点的经度、纬度、速度及里程值；
如果静止时GPS信号较弱，则选取静止前最后一个定位点作为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述GPS设备的GPS天线搜到超过3颗卫星时，判定为所述GPS信号较强；当所述GPS设备的GPS天线搜到3颗或者3颗以下卫星时，判定为所述GPS信号较弱。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述GPS天线第一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为所述第一个定位点，GPS天线最后一次搜索到超过3颗卫星时的定位点被判定为所述最后一个定位点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述GPS设备处于运动状态时，其在当前定位点的速度是根据当前定位点与上一个定位点之间的距离以及两个定位点的时间差计算而得，或者是根据GPS报文解析而得。
8.一种基于重力传感器的GPS设备，其特征在于，包括：
动静状态判断模块，用于判断所述GPS设备在当前定位点处于运动状态还是静止状态；
运动状态处理模块，用于当所述GPS设备处于运动状态时，如果其在当前定位点的速度小于等于第一速度阈值或者大于等于第二速度阈值，则判定所述GPS设备发生速度漂移，放弃其在当前定位点的GPS数据上传和/或里程累计；
静止状态处理模块，用于当所述GPS设备处于静止状态时，则将其在当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将其在当前定位点的速度设置为等于所述参照点的速度或者置零。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述动静状态判断模块还用于如果在当前定位点检测到所述GPS设备的重力传感器信号，则在下述任一情况下判定所述GPS设备在当前定位点处于静止状态，否则判定所述GPS设备在当前定位点处于运动状态：
（1）在设定时间内所述GPS设备的速度持续小于第一速度阀值；
（2）所述GPS设备在前一个定位点的速度为零，而在当前定位点的速度大于第二速度阀值。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述静止状态处理模块还用于：
如果静止时GPS信号较强，则选取静止时第一个定位点为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度、速度及里程值设置为分别等于所述参照点的经度、纬度、速度及里程值；
如果静止时GPS信号较弱，则选取静止前最后一个定位点作为所述参照点，将当前定位点的经度、纬度及里程值设置为分别等于参照点的经度、纬度及里程值，并将当前定位点的速度置零；
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