CN104833995A - 基于Android平台的无源区域地理信息采集系统及方法 - Google Patents

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李冰
李艳
俞凯
张紫薇
李雪雪
田洋
虞娟
钱鑫海
王刚
赵霞
刘勇
董乾
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Abstract

本发明公开了基于Android平台的无源区域地理信息采集系统及方法，属于GPS定位的技术领域。系统包括：获取有源点经纬度坐标的GPS定位模块，测量目标定位点之间距离信息的测距模块，测量目标定位点之间坐标方向角的MEMS传感器模块，控制器模块，无线发送模块，无线接收模块以及运行在Android平台上的数据处理模块。方法，由距离信息以及方位角信息建立无源点集，待GPS信号稳定后确定目标定位点的经纬度坐标，由无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系确定坐标修正量，根据坐标修正量将目标定位点无源坐标转换为大地平面坐标后再转换为经纬度坐标。本发明搭建了运行在Android移动平台上的无线GPS定位系统，实现了无源区域地理信息的精确采集。

Description

基于Android平台的无源区域地理信息采集系统及方法
技术领域
本发明公开了基于Android平台的无源区域地理信息采集系统及方法，属于GPS定位的技术领域。
背景技术
用户利用全球定位系统(GPS，Global Positioning System)能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS利用全球导航系统，可以通过接收卫星信号来适时确定地面位置。但是GPS定位容易受到卫星信号干扰、地形或建筑物遮蔽等影响，当接收机处于室内、建筑物遮挡严重的位置，就无法实时且准确地定位。
在Android移动终端进行GPS相关应用研究是科技发展的趋势，Android移动平台以其开发成本低、开发效率高、可扩展性强等诸多优点，为本发明的硬件扩展和应用开发提供了保证。随着人类对于定位的需求日益增高，在诸如室内、地下、建筑物遮蔽的GPS信号薄弱的区域实现GPS的精确定位显得尤为重要。为了能够准确地描述建筑物或地形的外貌形状或者移动终端的运动轨迹，将MEMS传感器技术、测距技术与Android移动终端技术结合起来具有较高的应用价值与现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了基于Android平台的无源区域地理信息采集系统及方法能够在Android移动平台上实现无GPS信号区域的地理信息点的精确经纬度信息获取，解决了GPS在信号薄弱区域定位精度差的技术问题。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
基于Android平台的无源区域地理信息采集系统，包括：获取有源点经纬度坐标的GPS定位模块，测量目标定位点之间距离信息的测距模块，测量目标定位点之间坐标方向角的MEMS传感器模块，控制器模块，无线发送模块，无线接收模块以及运行在Android平台上的数据处理模块，其中：
控制器模块：接收GPS定位模块获取的有源点经纬度坐标信息、测距模块测量的距离信息、MEMS传感器模块测量的坐标方向角信息，传输接收的信息给无线发送模块；
无线发送模块：发送接收的信息给所述无线接收模块；
无线接收模块：发送接收的信息给所述数据处理模块；
数据处理模块：根据目标定位点之间的距离信息和坐标方向角信息确定目标定位点在无源坐标系下的位置坐标，在GPS信号稳定区域内由无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系确定坐标修正量后将目标定位点在无源坐标系下的位置坐标转换为经纬度坐标。
进一步的，所述基于Android平台的无源区域地理信息采集系统，测距模块为激光测距模块或红外测距模块或RRC测距模块。
基于Android平台的无源区域地理信息采集方法，利用所述系统实现，包括如下步骤：
A.测距模块测量目标定位点之间的距离信息、MEMS传感器模块测量目标定位点之间的坐标方向角信息；
B.当GPS信号不稳定时由步骤A测量的距离信息以及坐标方向角信息获取目标定位点的无源坐标，将获取的无源坐标添加至无源点集中直至GPS信号稳定时转入步骤C；
C.当GPS信号稳定时，GPS定位模块获取无源点集中的目标定位点Pi的经纬度坐标(B，L)；
D.由无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系确定坐标修正量(x-di*sinθi，y-di*cosθi)，(x，y)为目标定位点Pi的平面坐标，di为目标定位点Pi与前一目标定位点之间的距离，θi为目标定位点与前一定位点之间的方位角；
E.根据坐标修正量将任意目标定位点Pj的无源坐标转换为大地平面坐标(xj+x-di*sinθi，yj+y-di*cosθi)，再将任意目标定位点Pj的大地平面坐标转换为经纬度坐标。
进一步的，所述基于Android平台的无源区域地理信息采集方法，步骤D由高斯-克吕格投影确定无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系，步骤E根据由高斯-克吕格投影逆变换将目标定位点的大地平面坐标转换为经纬度坐标。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
(1)搭建了运行在Android移动平台上的无线GPS定位系统，用于采集无源区域地理信息以获得目标的准确位置信息，利用了Android移动平台易于结合其他模块的特点，用简单的装置即可实现无源区域地理信息的采集；
(2)采集方法：在采集系统处于GPS信号不稳定区域时建立无源坐标系并获取各目标定位点的无源坐标，待系统处于GPS信号稳定区域时选取稳定区域内的定位点，由定位点的经纬度坐标确定无源坐标与大地平面坐标系的转换关系，进而确定坐标修正量，对各目标定位点的无源坐标进行修正以获得精确的位置信息。
附图说明
图1为基于Android平台的无源区域地理信息采集系统的框图；
图2为实现基于Android平台的无源区域地理信息采集系统的结构示意图；
图3为基于Android平台的无源区域地理信息采集方法的流程图；
图4为基于Android平台的无源区域地理信息采集方法中无源坐标系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示的基于Android平台的无源区域地理信息采集系统，包括：GPS定位模块、测距模块、MEMS传感器模块、控制器模块、无线发送模块、无线接收模块、数据处理模块。
GPS定位模块用于获取GPS信号稳定区域内有源点(即定位点)的精确经纬度坐标。测距模块用于测量两个定位点之间的距离。MEMS传感器模块主要为方向传感器，用于测量两个定位点的坐标方位角。控制器模块用于接收GPS定位模块所获取的定位数据、测距模块所获取的距离以及MEMS传感器模块所获取的方位角数据，并将上述数据传输给无线发送模块。无线发送模块用于以无线射频的方式发送各测量数据。无线接收模块用于在Android移动终端以无线射频的方式接收各测量数据，Android数据处理模块用于保存无线接收模块所接收到的GPS定位数据、距离和方位角数据。
运行在Android平台上的数据处理模块，在无GPS信号区域为目标地理信息点建立平面坐标系，根据距离和方位角计算出目标地理信息点在无源平面坐标系上的坐标值，采集GPS信号稳定区域的定位点的经纬度坐标，将有源定位点经纬度坐标转换为大地坐标系下的平面坐标，根据有源定位点的平面坐标和无源平面坐标的偏差计算出无源坐标系与大地平面坐标系之间的坐标修正量，根据无源坐标系与大地平面坐标系之间的坐标修正量将无源坐标系中所采集的目标地理信息点的坐标转换为经纬度坐标，从而完成无源区域地理信息的采集。
图2示出实现基于Android平台的无源区域地理信息采集系统的一个具体实施方式的结构示意图：测距模块采用激光测距，用于测量当前定位点与目标定位点之间的距离；GPS定位模块，Android移动终端设备在Android系统终端的应用软件上完成对测量数据的处理工作，实现无源区域地理信息点精确经纬度坐标的获取。
无源区域地理信息采集方法，如图3所示，包括如下步骤：
步骤301，当处于无GPS信号或GPS信号不稳定的区域时，选取空间坐标点(即无源点)O。
步骤302，以空间坐标点O为原点，正西方向为X轴，正北方向为Y轴建立如图4所示的无源平面坐标系L1。
步骤303，通过测距模块和MEMS传感器模块测量待测点Pi与上一测量点Pi-1(若i＝0，则Pi-1＝O)之间的距离di与方位角θi。
步骤304，根据方位角θi和距离di，计算Pi在无源坐标系中的位置坐标为(di*sinθi,di*cosθi)。
步骤305，将点Pi(di*sinθi,di*cosθi)加入无源点集中。
步骤306，判断当前GPS信号是否稳定，若当前GPS信号不稳定，则进行步骤303继续采集数据；若当前GPS信号稳定，则进行步骤307。
步骤307，在GPS精度稳定的情况下，采集当前Pi的精确经纬度坐标(B,L)。
步骤308，根据WGS84椭球为基准，以Pi点的经度B为中央子午线，南北偏移为0，东西偏移为0，比例因子为1，进行高斯—克吕格投影，得到Pi的平面坐标(x,y)。
步骤309，得到无源坐标系L1与大地平面坐标系的修正量为(x-di*sinθi，y-di*cosθi)。
步骤310，根据坐标修正量(x-di*sinθi，y-di*cosθi)，将无源坐标点集中每一个点Pj的坐标转换为(xj+x-di*sinθi，yj+y-di*cosθi)的大地平面坐标。
步骤311，根据高斯-克吕格投影的逆变换，将大地平面坐标转换为基于WGS84椭球的经纬度坐标。
步骤312，将精确的经纬度点集记录到空间数据库中。
参考前述本发明示例性的描述，本领域技术人员可以知晓本发明具有以下优点：
本发明提供了一种基于Android平台的无源区域地理信息采集系统与方法，该系统和方法可以实现在Android系统上进行无GPS信号区域的地理信息采集工作，有效地解决了在没有定位信号或者定位信号不稳定的区域精确定位的问题，有利于地理信息采集工作在无源区域的顺利开展。

Claims (4)

1.基于Android平台的无源区域地理信息采集系统，其特征在于，包括：获取有源点经纬度坐标的GPS定位模块，测量目标定位点之间距离信息的测距模块，测量目标定位点之间坐标方向角的MEMS传感器模块，控制器模块，无线发送模块，无线接收模块以及运行在Android平台上的数据处理模块，其中：
控制器模块：接收GPS定位模块获取的有源点经纬度坐标信息、测距模块测量的距离信息、MEMS传感器模块测量的坐标方向角信息，传输接收的信息给无线发送模块；
无线发送模块：发送接收的信息给所述无线接收模块；
无线接收模块：发送接收的信息给所述数据处理模块；
数据处理模块：根据目标定位点之间的距离信息和坐标方向角信息确定目标定位点在无源坐标系下的位置坐标，在GPS信号稳定区域内由无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系确定坐标修正量后将目标定位点在无源坐标系下的位置坐标转换为经纬度坐标。
2.根据权利要求1所述的基于Android平台的无源区域地理信息采集系统，其特征在于，所述测距模块为激光测距模块或红外测距模块或RRC测距模块。
3.基于Android平台的无源区域地理信息采集方法，利用权利要求1所述的系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
A.测距模块测量目标定位点之间的距离信息、MEMS传感器模块测量目标定位点之间的坐标方向角信息；
B.当GPS信号不稳定时由步骤A测量的距离信息以及坐标方向角信息获取目标定位点的无源坐标，将获取的无源坐标添加至无源点集中直至GPS信号稳定时转入步骤C；
C.当GPS信号稳定时，GPS定位模块获取无源点集中的目标定位点Pi的经纬度坐标(B，L)；
D.由无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系确定坐标修正量(x-di*sinθi，y-di*cosθi)，(x，y)为目标定位点Pi的平面坐标，di为目标定位点Pi与前一目标定位点之间的距离，θi为目标定位点与前一定位点之间的方位角；
E.根据坐标修正量将任意目标定位点Pj的无源坐标转换为大地平面坐标(xj+x-di*sinθi，yj+y-di*cosθi)，再将任意目标定位点Pj的大地平面坐标转换为经纬度坐标。
4.根据权利要求3所述的基于Android平台的无源区域地理信息采集方法，其特征在于，步骤D由高斯-克吕格投影确定无源坐标系与大地平面坐标系的转换关系，步骤E根据由高斯-克吕格投影逆变换将目标定位点的大地平面坐标转换为经纬度坐标。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105608108A (zh) * 2015-11-13 2016-05-25 北京超图软件股份有限公司 通用gis数据协同采集方法和装置、服务器
CN108873032A (zh) * 2018-05-15 2018-11-23 重庆邮电大学 基于gps网和地面坐标网的室内定位方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014055761A2 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Apple Inc. Adaptive channel estimation for coordinated multipoint cellular communication
CN103926557A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 广州三峰网络科技有限公司 智能定位导航系统
US20140308915A1 (en) * 2010-06-25 2014-10-16 EmergenSee, LLC Notification and Tracking System for Mobile Devices
CN104570006A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 东南大学 一种基于Android移动终端的无死角定位系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140308915A1 (en) * 2010-06-25 2014-10-16 EmergenSee, LLC Notification and Tracking System for Mobile Devices
WO2014055761A2 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Apple Inc. Adaptive channel estimation for coordinated multipoint cellular communication
CN103926557A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 广州三峰网络科技有限公司 智能定位导航系统
CN104570006A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 东南大学 一种基于Android移动终端的无死角定位系统及方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MANAV SINGHAL ET AL.: "Implementation of Location based Services in Android using GPS and Web Services", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTER SCIENCE ISSUES》 *
PRIYANKA SHAH ET AL.: "Location Based Reminder Using GPS For Mobile(Android)", 《ARPN JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
李旭等: "基于智能手机MEMS的室内定位系统", 《工业控制计算机》 *
秦超等: "基于Android的移动终端GPS测量系统的设计与开发", 《城市勘测》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105608108A (zh) * 2015-11-13 2016-05-25 北京超图软件股份有限公司 通用gis数据协同采集方法和装置、服务器
CN108873032A (zh) * 2018-05-15 2018-11-23 重庆邮电大学 基于gps网和地面坐标网的室内定位方法

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