CN105527638B - 一种车载导航的gps定位初始化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载导航的GPS定位初始化方法，该方法首先记录最近一次星历更新的时刻T0、GPS终端设备关机时刻T1、重开机时刻T2以及汽车的运行速度V，并测得星历从更新时刻至失效时刻的时段内汽车所运行的距离Smax；分别计算出GPS终端设备从关机至重开机时段内汽车运行的距离S2以及从最近一次星历更新至关机时段内汽车运行的距离S1；根据S1+S2与Smax之间的大小关系以及T2‑T0与星历更新周期T之间的大小关系分别选择不同的定位方法。本发明既基于时效性又基于地域性对星历是否有效进行判断，以及根据不同的判断结果使用不同的定位方法，避免了盲目使用其中一种单一的定位方式而带来的大量时间消耗。

Description

一种车载导航的GPS定位初始化方法

技术领域

本发明涉及车载导航领域，具体涉及一种车载导航的GPS定位初始化方法。

背景技术

全球定位系统GPS在开机初始化到定位，需要经历捕获、频率牵引、跟踪、解调电文、解算等过程，才能确定接收机所处的位置，而这个过程往往耗时比较长， 一旦GPS终端定位成功，在GPS接收芯片的内存中，一般会一直保留/更新以下两个数据：1、最后一次定位的经纬度，2、最后一次定位位置的星历。因为星历具有时效性和区域性的特点，这两个数据非常关键。当GPS关机或者丢失信号之后，再次启动接受到卫星信号的时候，如果在星历的时效有效期内，就可以不用去计算卫星轨道了，只要简单的调整配对，就可以锁定卫星，快速定位；如果星历过了时效有效期，则利用经纬度，可以预测卫星的位置，从而较快地重新定位。

尽管系统可以记录 GPS 的星历，但星历具有地域性，如果GPS 主机的位置发生变化，而星历还在有效期内，这时保存下来的 GPS 星历信息不仅没有任何用处，反而成为系统的负担。因为GPS 系统不知真实位置已经发生变化，而还是使用星历进行计算当前位置（耗时 t1），在计算过程中发现无法适配当前的位置，而再重新初始化，然后搜索卫星，再定位（耗时 t2），则所耗的时间为t1 + t2。

车载导航系统，在车辆中使用，由于车辆的固有的运输用途，决定了车辆的位置随时都可能在变化。GPS 关机后，如车辆开出了一段距离，系统中保存的 GPS 星历的区域可能无效，此时开机定位，系统中所记录的最后一次位置的经纬度和星历信息不仅不能快速定位，反而增加了定位的时间。对于导航系统，如何快速选择定位方式是实现快速定位的关键，申请号为“200810056632.4”、发明名称为“一种全球定位系统接收机导航电文的管理方法”的专利文件记载了一种实现记录最后一次定位位置的星历，以及基于时间对星历的有效性进入判断而选择定位算法，但都没有考虑星历的区域有效性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种同时基于时间和地域对星历的有效性进行判断，并根据不同的判断结果选择不同的车辆定位算法。由于同时考虑了星历的时效性和地域性，本申请的方法能够免除不必要的无效定位过程，节约了定位时间，实现快速定位。

本发明提供一种车载导航的GPS定位初始化方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：记录最近一次星历更新的时刻T0、GPS终端设备关机时刻T1、重开机时刻T2以及汽车的运行速度V；

步骤2：根据实际路面测试计算得出星历从更新时刻至失效时刻的时段内汽车所运行的距离Smax；

步骤3：根据公式S2 = V* (T2-T1)计算出GPS终端设备从关机至重开机时段内汽车运

行的距离S2，根据公式S1=V*(T1-T0)计算出GPS终端设备从最近一次星历更新至关机时段内汽车运行的距离S1；

步骤4：比较S1+S2与Smax之间的大小关系，若S1+S2大于Smax ，则重新搜索卫星定位，若S1+S2小于或等于Smax，则进入步骤5；

步骤5：判断T2-T0是否大于星历更新周期T，若T2-T0大于T，则使用位置预测卫星定位，若T2-T0小于或等于T，则使用当前保存的星历进行定位。

优选地，所述使用位置预测卫星定位的方法为：根据系统所保存的星历，结合卫星轨迹规律，推算出GPS终端设备重启时刻的卫星运动位置，并根据所述GPS终端设备重启时刻的卫星运动位置重新计算新的星历，根据所述重新计算的新的星历进行定位。

本发明具体如下优点和有益效果：

1、借助GPS信号以外的车辆信息（如车速，时间以及距离等）辅助GPS开机定位，使得车辆定位信息更加准确。

2、同时结合时效性和地域性对星历的有效性进行判断，更合理地选择定位方式，避免了无效定位时间，实现快速定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述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为本发明车载导航的GPS定位初始化方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明实施例的具体实施方式作详细说明。

在执行本发明的车载导航的GPS定位初始化方法时，由于星历每4小时自动更新一次，共14400 秒，也即星历更新周期T为4小时，实际使用中可能是星历更新 1小时后，用户关机，此时用户重开机的时间若在3小时之后，则系统当前保持的星历信息已过了有效期限，此时不应再使用系统当前保存的星历信息进行定位；而若用户重开机的时间在3小时之内，则系统当前保存的星历信息仍在有效期之内，用户重开机时可使用系统当前保存的星历信息进行定位。此外，由于车载导航与其它的导航设备不一样，车载导航与汽车组合，汽车固有的运输属性使得汽车的位置随时都有可能发生变化，因此，GPS终端设备从关机到重开机的时段内，汽车有可能已行驶一段距离，而由于星历具有地域性，当汽车行驶的距离超出当前系统所保存的星历的最大有效距离时，此时GPS终端设备重开机时也不应使用系统当前保存的星历进行定位，在实际使用中，星历的最大有效距离可通过实际路面测试得出，即可通过实验算出某一星历自更新时刻至失效时刻汽车所运行的距离Smax，该距离Smax即为星历的最大有效距离。实际使用时，假定星历更新后汽车运行了距离S1，此时用户关闭GPS终端设备，当用户再次重启GPS终端设备时，汽车又运行了距离S2，此时可以比较S1+S2与Smax之间的大小关系来判断系统当前存储的星历是否有效，若S1+S2大于Smax，则说明GPS终端设备重启时刻，当前保存的星历已失效，若S1+S2小于或等于Smax，则继续根据时效性进一步判断。

根据GPS终端设备自带的时钟芯片可以分别得出星历更新时刻T0、GPS终端设备的关机时刻T1和重开机时刻T2，T2-T0若大于4，则系统当前保存的星历已超过有效时长，T2-T0若小于或等于4，则系统当前保存的星历仍有效，可直接用于定位计算；此外，通过计算T2-T1的值就可计算出GPS终端设备的关机时长，当知道汽车运行的速度V时，就可以根据公式S2 = V* (T2-T1),计算出GPS终端设备从关机至重开机时段内汽车运行的距离S2，根据公式S1=V*(T1-T0)可计算出GPS终端设备从最近一次星历更新至关机时段内汽车运行的距离S1。

如图1所示，根据本发明的定位方法流程，当GPS终端设备关机后重启时，首先比较S1+S2与Smax之间的大小关系，当S1+S2大于Smax时，则系统保存的星历信息已过期，此时重新搜索卫星定位，重新搜索卫星定位的过程如下：（1）打开接收系统，重新接收卫星的星历，这个过程消耗比较长的时间，如果天气不好，或受高楼阻挡，可能需要数分钟或数十分钟，甚至无法完整接收星历，（2）分析接收到的卫星的信号，根据星历选择合适的卫星用于计算位置，（3） 使用合适的卫星，根据星历和相应的位置算法，计算当前的经纬度坐标；当S1+S2小于或等于Smax时，则进一步判断T2-T0是否大于4，若T2-T0大于4，则系统保存的星历信息已过期，此时使用位置预测卫星定位，由于卫星运行是有一定的轨迹规律的，所以可以使用已经过期的星历，再结合时间等参数推算出GPS重启时刻卫星的运行位置，根据所述GPS重启时刻卫星位置重新计算出一份当前的星历，再根据这份当前的星历来定位；若T2-T0小于或等于4，则系统保存的星历仍然有效，此时使用当前保存的星历进行定位，具体过程如下：（1）根据星历选择合适的卫星用于计算位置，（2）使用合适的卫星，根据星历和相应的位置算法，计算当前的经纬度坐标。

本发明既基于时效性又基于地域性对星历是否有效进行判断，以及根据不同的判断结果使用不同的定位方法，避免了盲目使用其中一种单一的定位方式而带来的大量时间消耗。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，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 (1)

1.一种车载导航的GPS定位初始化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：记录最近一次星历更新的时刻T0、GPS终端设备关机时刻T1、重开机时刻T2以及汽车的运行速度V；

步骤2：根据实际路面测试计算得出星历从更新时刻至失效时刻的时段内汽车所运行的距离Smax；

步骤3：根据公式S2 = V* (T2-T1)计算出GPS终端设备从关机至重开机时段内汽车运

行的距离S2，根据公式S1=V*(T1-T0)计算出GPS终端设备从最近一次星历更新至关机时段内汽车运行的距离S1；

步骤4：比较S1+S2与Smax之间的大小关系，若S1+S2大于Smax ，则重新搜索卫星定位，若S1+S2小于或等于Smax，则进入步骤5；

步骤5：判断T2-T0是否大于星历更新周期T，若T2-T0大于T，则使用位置预测卫星定位，若T2-T0小于或等于T，则使用当前保存的星历进行定位；

所述使用位置预测卫星定位的方法为：根据系统所保存的星历，结合卫星轨迹规律，推算出GPS终端设备重启时刻的卫星运动位置，并根据所述GPS终端设备重启时刻的卫星运动位置重新计算新的星历，根据所述重新计算的新的星历进行定位。