CN104765059A - 一种基于supl平台的辅助定位方法及系统 - Google Patents

一种基于supl平台的辅助定位方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SUPL平台的辅助定位方法及系统，包括：按照间隔预设时长，接入点AP向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位。本发明技术方案缩短了接收机冷启动首次定位时间，同时提高了接收机在弱信号环境下的跟踪灵敏度。

Description

一种基于SUPL平台的辅助定位方法及系统
技术领域
本发明涉及卫星导航领域，尤指一种基于安全用户平面定位(SUPL)平台的辅助定位方法及系统。
背景技术
传统导航技术已经满足大部分商用需求，但仍然存在一些不足。例如，无法满足移动紧急定位的要求，具体包括以下问题：首次定位时间长、首次定位精度差；对导航信号和环境依赖性强，信号较弱的地区，接收机容易失锁；终端耗电大。
解决上述问题的根本方法是减少信号首次捕获的时间，提供足够多的外部电文信息，这些外部电文信息包含卫星星历、卫星历书、时间和位置信息。接收机根据提供的先验信息，完成可见星列表的信号捕获、跟踪，从而快速完成首次定位；在信号较弱的地方，接收机无法解码卫星传输的电文，外部辅助提供卫星电文信息，可以拓展接收机在复杂环境下的应用需求；外部提供辅助电文信息，接收机可以快速完成信号捕获，同时不必实时进行电文的解码，也能降低接收机的功耗。
目前，提高接收机灵敏度和定位精度的主要方法是在保证信号正常跟踪的条件下，降低环路的跟踪带宽，提高环路的跟踪精度同时也降低了接收机对动态的容忍度。外部提供辅助电文信息，可以减弱接收机对信号的依赖度，同时完成对接收机动态的预测，降低环路的跟踪带宽，从而提高接收机的灵敏度和定位精度。
接收机正常冷启动首次定位时间是30秒至1分钟，但是在弱信号条件下由于电文解码误码率增大，导致首次定位时间进一步延长，无法满足移动应急定位的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于安全用户平面定位(SUPL)平台的辅助定位方法及系统，能够缩短接收机冷启动首次定位时间，提高接收机在弱信号环境下的跟踪灵敏度。
为了达到本发明目的本发明提供了一种基于安全用户平面定位(SUPL)平台的辅助定位方法，包括：
按照间隔预设时长，接入点AP向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；
当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位。
进一步地，该方法还包括：当用户端接收机接收数据错误时，用户端接收机向AP发送接收错误消息；AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
当用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机向AP发送接收正确消息。
进一步地，该方法之前还包括：
AP获取自身所在小区的小区信息；其中，小区信息通过用户端的AT指令获取。
进一步地，将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
进一步地，用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
进一步地，定位辅助信息至少包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
进一步地，当定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，该方法还包括：在用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位之前，解析电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
本发明还提供了一种基于SUPL平台的辅助定位系统，包括：接入点AP、位置服务器和用户端接收机；其中，
接入点AP，用于按照间隔预设时长，向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
位置服务器，用于当接收到AP的请求后，将定位辅助信息发送给AP；
用户端接收机，用于向AP发送接收机冷启动初始启动消息以及根据获得的定位辅助信息进行定位。
进一步地，当用户端接收机接收数据错误时，用户端接收机向AP发送接收错误消息；AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
当用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机向AP发送接收正确消息。
进一步地，AP还用于获取自身所在小区的小区信息；其中，小区信息通过用户端的AT指令获取。
进一步地，AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
进一步地，用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
进一步地，定位辅助信息至少包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
进一步地，当定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，用户端接收机还用于，在根据获得的定位辅助信息进行定位之前，解析电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
本发明技术方案包括：按照间隔预设时长，接入点(AP)向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位。本发明技术方案通过按照间隔预设时长，接入点接收定位辅助信息并保存，从而缩短了接收机冷启动首次定位时间，同时提高了接收机在弱信号环境下的跟踪灵敏度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明基于SUPL平台的辅助定位方法的流程图；
图2为本发明基于SUPL平台的辅助定位系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为本发明基于SUPL平台的辅助定位方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，按照间隔预设时长，接入点(AP)向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储。
需要说明的是，由于AP与位置服务器采用无线资源定位(RRLP)协议进行通信，而进行RRLP协议解码的开销很大，本发明方法中，AP可以将定位辅助信息存储在本地RAM中，同时以传输控制协议(TCP)的形式进行广播，这样可以减少同类用户端接收机的处理器负担。
其中，定位辅助至少信息包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
其中，时间参数包括：导航系统周和周内秒参数等。
在步骤101之前，该方法还包括：AP获取自身所在小区的小区信息；其中，小区信息可以通过用户端的AT指令获取，AT指令是指Attention指令，一般用于终端设备与PC之间的连接与通信，本发明方法中用于主控处理器与用户端之间的通信。
关于如何获取AT指令属于本领域的惯用技术手段，并不用来限制本发明。
步骤102，当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
其中，用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
需要说明的是，当用户端接收机请求获取某颗卫星或者某几颗卫星的定位辅助信息时，AP不必将保存的全部卫星的定位辅助信息发送给用户端接收机，这样可以减少AP至用户端接收机的数据传输带宽，同时降低了用户端接收机处理器负担。
本步骤中，将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
其中二进制编码方式如表1所示。
表1中，Header1和Header2为同步头，用于接收方同步接收；ClassId为消息类别区分GPS系统的L1频点和BD2系统的B1频点，MsgId为消息ID，定位辅助信息类型，其中包括：卫星星历、卫星历书、电离层参数、UTC参数、位置时间等参数；Length定义为消息内容Content字段长度，单位字节；CheckSum定义为本条消息校验，校验方式为累加校验，为起始Header1至Content结束的单字节的异或和。
由于，采用的二进制编码方式中采用了累加校验的方式，这样可以保证定位辅助信息传输的完整性。
块 名称 类型 描述 二进制字节 二进制偏
1 Header 1 Uchar SYNC0十六进制 1数 0移
2 Header 2 Uchar SYNC1十六进制 1 1
3 ClassID Uchar 消息类别 1 2
4 MsgID Uchar 消息ID 1 3
5 Length USHORT 消息长度 2 4
6 Content char[] 消息内容 M 6
7 CheckSum Uchar 校验和 1 6+M
表1
步骤103，用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位。
进一步地，在步骤103之前，该方法还包括：
当用户端接收机接收数据错误时，用户端接收机向AP发送接收错误消息；AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
当用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机向AP发送接收正确消息。
进一步地，当超过预设时长AP未接收到用户端接收机发送的接收正确消息时，AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
进一步地，当定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，在步骤103之前，该方法还包括：解析电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
需要说明的是，关于如何确定用户端接收机接收数据正确与否是依据表1中的Checksum来确定的，关于如何依据表1中的Checksum来确定属于本领域技术人员所熟知的惯用技术手段，在此不再赘述。
图2为本发明基于SUPL平台的辅助定位系统的结构图，如图2所示，包括：接入点(AP)、位置服务器和用户端接收机；其中，
接入点(AP)，用于按照间隔预设时长，向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
进一步地，AP在间隔预设时长与位置服务器进行通信之前，还用于获取所述AP所在小区信息；其中所述小区信息通过用户端的AT指令获取。
其中，定位辅助信息至少包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
其中，时间参数包括：导航系统周和周内秒参数等。
以及，
用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
位置服务器，用于当接收到AP的请求后，将定位辅助信息发送给所述AP。
用户端接收机，用于向AP发送接收机冷启动初始启动消息以及根据获得的定位辅助信息进行定位。
进一步地，当用户端接收机接收数据错误时，用户端接收机向AP发送接收错误消息；AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
当用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机还用于向AP发送接收正确消息。
进一步地，AP还用于当超过预设时长未接收到用户端接收机发送的接收正确消息时，AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机。
进一步地，当定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，用户端接收机还用于，在根据获得的定位辅助信息进行定位之前，解析所述电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于SUPL平台的辅助定位方法，其特征在于，包括：
按照间隔预设时长，接入点AP向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；
当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述用户端接收机接收数据错误时，所述用户端接收机向所述AP发送接收错误消息；所述AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
当所述用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机向所述AP发送接收正确消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括：
所述AP获取自身所在小区的小区信息；其中，小区信息通过用户端的AT指令获取。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：所述AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述定位辅助信息至少包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，该方法还包括：在所述用户端接收机根据获得的定位辅助信息进行定位之前，解析所述电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
8.一种基于SUPL平台的辅助定位系统，其特征在于，包括：接入点AP、位置服务器和用户端接收机；其中，
接入点AP，用于按照间隔预设时长，向位置服务器请求定位辅助信息，接收位置服务器发送的定位辅助信息并按照接收时间进行存储；当AP接收到用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息时，将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
位置服务器，用于当接收到AP的请求后，将定位辅助信息发送给所述AP；
用户端接收机，用于向AP发送接收机冷启动初始启动消息以及根据获得的定位辅助信息进行定位。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述用户端接收机接收数据错误时，所述用户端接收机向AP发送接收错误消息；所述AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码后传输给用户端接收机；
当所述用户端接收机接收数据正确时，用户端接收机向AP发送接收正确消息。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述AP还用于获取自身所在小区的小区信息；其中，小区信息通过用户端的AT指令获取。
11.根据权利要求8、9或10所述的系统，其特征在于，所述AP将最后一次接收到的定位辅助信息编码包括：所述AP采用二进制编码方式对最后一次接收到的定位辅助信息进行编码。
12.根据权利要求8、9或10所述的系统，其特征在于，所述用户端接收机发送的接收机冷启动初始启动消息包括：请求获取某颗卫星的定位辅助信息或某几颗卫星的定位辅助信息。
13.根据权利要求8、9或10所述的系统，其特征在于，所述定位辅助信息至少包括：卫星星历，和AP的位置，和时间参数，和电离层参数，和协调世界时UTC改正数；
或者，AP的位置，和时间参数，和电文比特参数。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，当所述定位辅助信息至少包括：AP的位置，和时间参数，和电文比特参数时，所述用户端接收机还用于，在根据获得的定位辅助信息进行定位之前，解析所述电文比特参数，获取卫星星历、UTC改正数、电离层消息；
根据获得的卫星星历、UTC改正数、电离层消息以及AP的位置，和时间参数，进行定位。
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