CN104765056A - 车载亚米级定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载亚米级定位系统，包括：车载终端以及移动终端；所述车载终端包括：接收卫星原始导航数据，并计算得到初始定位信息的导航装置；向移动终端请求并接收卫星修正导航数据的第一通信装置；根据卫星原始导航数据、初始定位信息和卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果的高精度处理装置；以及结合电子地图显示定位结果的显示装置；移动终端包括：下载卫星修正导航数据的无线通信装置；根据车载终端的请求，控制无线通信装置进行下载的主控装置；以及在主控装置控制下，将卫星修正导航数据传输给车载终端的第二通信装置。应用本发明技术方案，能够以较低的成本实现车载导航场景中的亚米级定位需求。

Description

车载亚米级定位系统及方法
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种车载亚米级定位系统和方法。
背景技术
目前，车载系统中一般都具有导航定位功能的导航装置，例如导航型GPS(Global Positioning System，全球定位系统)芯片，定位精度为10米数量级，精度比较低，不能满足亚米级(分米或厘米精度)定位的需求。
随着导航装置技术的发展，导航装置的定位精度越来越高，可以满足不同需求。以GPS举例，包括导航型GPS和测地型GPS。导航型GPS广泛应用于车载或船舶导航。测地型GPS可以达到亚米级定位精度，甚至更高，用于测绘、精密工程等场景。测地型GPS与导航型GPS精度差异较大的原因有二，一是测地型GPS采用了更高等级和更大数据处理能力的芯片，二是数据处理的方法不同，导航型GPS直接根据其获取的卫星导航数据进行计算，得到的定位信息包含了大量的误差，而测地型GPS对卫星的时钟误差、伪距误差等进行了处理，定位误差就比较小。
虽然测地型GPS的定位精度比较高，但是直接将测地型GPS应用到车载系统中，无疑会极大地增加成本。因此，需要提供一种系统和方法，能够以较低的成本实现车载导航场景中的亚米级定位需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种车载亚米级定位系统及方法，应用本发明技术方案，能够以较低的成本实现车载导航场景中的亚米级定位需求。
一种车载亚米级定位系统，包括：车载终端，以及与所述车载终端进行通信的移动终端；
所述车载终端包括：接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息的导航装置；向所述移动终端请求并接收卫星修正导航数据的第一通信装置；根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果的高精度处理装置；以及结合电子地图显示所述定位结果的显示装置；
所述移动终端包括：下载所述卫星修正导航数据的无线通信装置；根据所述车载终端的请求，控制所述无线通信装置进行下载的主控装置；以及在所述主控装置控制下，将所述卫星修正导航数据传输给所述车载终端的第二通信装置。
在一个实施例中，所述导航装置为导航型GPS模块或北斗导航模块；
所述导航型GPS模块接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据；
所述北斗导航模块接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。
在一个实施例中，所述卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位；
所述卫星修正导航数据包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
在一个实施例中，所述第一通信装置和所述第二通信装置为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者
所述第一通信装置和所述第二通信装置为通过USB连接线连接的USB接口模块。
在一个实施例中，所述高精度处理装置根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据，采用动态差分定位算法计算所述定位结果。
一种车载亚米级定位方法，方法包括：
车载终端接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息；
所述车载终端向移动终端请求卫星修正导航数据；
所述移动终端下载所述卫星修正导航数据；
所述移动终端向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据；
所述车载终端根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果；
所述车载终端显示所述定位结果。
在一个实施例中，所述车载终端通过导航型GPS模块接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据；或者所述车载终端通过北斗导航模块接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。
在一个实施例中，所述卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位；
所述卫星修正导航数据包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
在一个实施例中，所述移动终端通过蓝牙模块或WiFi模块向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据；或者
所述移动终端通过USB接口模块向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据源。
在一个实施例中，所述车载终端根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据，采用动态差分定位算法计算所述定位结果。
上述车载亚米级定位系统及方法，车载终端接收卫星原始导航数据，并计算得到初始定位信息，再与移动终端进行通讯，获取移动终端下载的卫星修正导航数据，然后车载终端再根据卫星原始导航数据、初始定位信息以及卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级的定位结果并显示，相对于传统技术中的车载终端，提高了定位精度，并且是只需要结合移动终端就可以实现亚米级定位需求，所需成本不高。
附图说明
图1为一个实施例中的车载亚米级定位系统的结构示意图；
图2为一个实施例中的车载亚米级定位方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，在一个实施例中提供了一种车载亚米级定位系统(简称系统)。该系统包括：车载终端11，以及与车载终端11进行通信的移动终端12。
具体的，本实施例中的车载终端11包括：接收卫星原始导航数据，并根据卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息的导航装置111；向移动终端12请求并接收卫星修正导航数据的第一通信装置112；根据卫星原始导航数据、初始定位信息和卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果的高精度处理装置113；以及结合电子地图显示定位结果的显示装置114。
本例中的移动终端12包括：下载卫星修正导航数据的无线通信装置121；根据车载终端11的请求，控制无线通信装置121进行下载的主控装置122；以及在主控装置122控制下，将卫星修正导航数据传输给车载终端11的第二通信装置123。
在一个实施例中，可选的，导航装置111为导航型GPS模块或北斗导航模块，只需要接收单一频点的卫星信号。例如导航装置111为导航型GPS模块，其可以接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据，又如导航装置111为北斗导航模块，其接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。在一些非车载环境中的定位系统，虽然也可以达到亚米级定位精度，但是一般都要采用多模多频的设计方式，即同时接收GPS、北斗、伽利略等系统中多个频点的信号，才能通过计算实现亚米级定位精度，这种定位系统由于采用多模多频，因此射频端设计复杂，成本较高。而本实施例中，所述的导航装置111完全可以依照传统技术，例如导航型GPS模块，只需接收单一频点信号。所接收的卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位，导航装置111进行计算得到初始定位信息，定位精度为10米左右。车载终端11再从移动终端12获取卫星修正导航数据，包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息，由高精度处理装置113进行计算得到亚米级的定位结果。
在一个实施例中，当车载终端11向移动终端12请求卫星修正导航数据后，由主控装置122控制无线通信装置121从网络中的远程服务器下载卫星修正导航数据。其中所说的网络可以是GPRS、3G、LTE等移动网络，远程服务器可以但不限于是连续运行卫星定位综合服务系统(CORS，Continus OperationalReference System)的服务器。移动终端12例如可以是智能手机、窝蜂平板电脑等可以联网的终端，以手机为例，当手机当前断开移动网络时，会提示用户打开3G或LTE网络等，在手机连接到网络后，以固定的频率从服务器下载卫星修正导航数据。
在一个实施例中，第一通信装置112和第二通信装置123为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者第一通信装置112和第二通信装置123为通过USB连接线连接的USB接口模块。显然，第一通信装置和第二通信装置在传输卫星修正导航数据时，需要满足蓝牙协议、WiFi相关协议或者USB协议。
在一个实施例中，高精度处理装置113根据卫星原始导航数据、初始定位信息和卫星修正导航数据，采用动态差分定位算法计算定位结果，再由显示装置114在电子地图中进行显示。
需要指明的是，虽然车载终端可以通过内置或外置无线通信模块，从网络下载卫星修正导航数据，但是增加了车载终端的成本，目前的移动终端相当普及，由此，上述实施例通过将传统的车载终端与移动终端相结合，就可以实现亚米级的定位精度。
上述实施例中的车载亚米级定位系统，车载终端接收卫星原始导航数据，并计算得到初始定位信息，再与移动终端进行通讯，获取移动终端下载的卫星修正导航数据，然后车载终端再根据卫星原始导航数据、初始定位信息以及卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级的定位结果并显示，相对于传统技术中的车载终端，提高了定位精度，并且是只需要结合移动终端就可以实现亚米级定位需求，所需成本不高。
参见图2，在一个实施例中提供了一种车载亚米级定位方法，包括：
步骤201，车载终端接收卫星原始导航数据，并根据卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息。
具体的，车载终端通过自备的导航装置接收卫星原始导航数据，其中所说的导航装置为导航型GPS模块或北斗导航模块，只需要接收单一频点的卫星信号。例如导航装置111为导航型GPS模块，其可以接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据，又如导航装置111为北斗导航模块，其接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。导航装置根据卫星原始导航数据进行计算得到10米左右精度的初始定位信息。卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位。
步骤202，车载终端向移动终端请求卫星修正导航数据。
步骤203，移动终端下载卫星修正导航数据。
具体的，移动终端具有无线通信装置，能够访问网络并下载卫星修正导航数据，包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
步骤204，移动终端向车载终端传输卫星修正导航数据。
具体的，移动终端可以通过蓝牙模块或WiFi模块向车载终端传输卫星修正导航数据；或者移动终端通过USB接口模块向车载终端传输卫星修正导航数据源。所传输的数据满足对应的协议。
步骤205，车载终端根据卫星原始导航数据、初始定位信息和卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果。
具体的，车载终端根据卫星原始导航数据、初始定位信息和卫星修正导航数据，可以采用动态差分定位算法计算亚米级定位精度的定位结果。
步骤206，车载终端显示定位结果。
上述实施例中的车载亚米级定位方法，车载终端接收卫星原始导航数据，并计算得到初始定位信息，再与移动终端进行通讯，获取移动终端下载的卫星修正导航数据，然后车载终端再根据卫星原始导航数据、初始定位信息以及卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级的定位结果并显示，相对于传统技术中的车载终端，提高了定位精度，并且是只需要结合移动终端就可以实现亚米级定位需求，所需成本不高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车载亚米级定位系统，其特征在于，所述系统包括：车载终端，以及与所述车载终端进行通信的移动终端；
所述车载终端包括：接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息的导航装置；向所述移动终端请求并接收卫星修正导航数据的第一通信装置；根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果的高精度处理装置；以及结合电子地图显示所述定位结果的显示装置；
所述移动终端包括：下载所述卫星修正导航数据的无线通信装置；根据所述车载终端的请求，控制所述无线通信装置进行下载的主控装置；以及在所述主控装置控制下，将所述卫星修正导航数据传输给所述车载终端的第二通信装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导航装置为导航型GPS模块或北斗导航模块；
所述导航型GPS模块接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据；
所述北斗导航模块接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位；
所述卫星修正导航数据包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一通信装置和所述第二通信装置为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者
所述第一通信装置和所述第二通信装置为通过USB连接线连接的USB接口模块。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高精度处理装置根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据，采用动态差分定位算法计算所述定位结果。
6.一种车载亚米级定位方法，其特征在于，所述方法包括：
车载终端接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到初始定位信息；
所述车载终端向移动终端请求卫星修正导航数据；
所述移动终端下载所述卫星修正导航数据；
所述移动终端向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据；
所述车载终端根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据进行精密计算，得到亚米级定位精度的定位结果；
所述车载终端显示所述定位结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述车载终端通过导航型GPS模块接收L1或L2单一频点的卫星原始导航数据；或者所述车载终端通过北斗导航模块接收B1、B2或B3单一频点的卫星原始导航数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述卫星原始数据包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位；
所述卫星修正导航数据包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述移动终端通过蓝牙模块或WiFi模块向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据；或者
所述移动终端通过USB接口模块向所述车载终端传输所述卫星修正导航数据源。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述车载终端根据所述卫星原始导航数据、所述初始定位信息和所述卫星修正导航数据，采用动态差分定位算法计算所述定位结果。
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