CN105717517A - 一种车载北斗多模gnss高精度道路基础数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法，涉及高精度道路网基础数据采集与建库领域。该方法：选定任意一条线路进行线路信息采集，对所述线路进行编码；通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，通过便携式测量终端获得位于所述线路上特征点或线路两侧特征点的精确信息；将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成所述线路的道路线信息并存储。本发明所述方法具有高精度、高效率、更新速度快、成本低的优点。

Description

一种车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法

技术领域

本发明涉及高精度道路网基础数据采集与建库领域，尤其涉及一种车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法。

背景技术

地图是根据一定的数学法则，将地球上的自然和人文现象，使用地图语言，通过制图综合，缩小反映在平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征及其在时间中的发展变化。从古至今地图与人类的生活息息相关，资源勘测、开发，工程建设，战争部署，行军作战，旅游查询，卫星侦察等，无论是生活还是生产都离不开地图。其中，道路网是地图的重要组成部分，它主要包括道路的位置信息，车道方向、宽度，以及路面状况等。道路网地图测量通常是利用人工外业测绘结合卫星遥感技术比对来绘制的，随着社会经济的快速发展，道路范围的建设扩大，使得道路网的更新周期变短，而，传统的道路基础数据采集方式己不能满足人们出行对地图更新的需求。

传统的道路网电子地图采集和提取道路网的方法主要有两种：一是使用传统的测量工具通过实地勘测、地理测绘的方法采集数据，再经过内业人员在室内计算机上对数据进行整理、处理和加工来实现的；二是卫星遥感与航空摄影测量的方法。运用传统测量方法构建出来的道路网电子地图精确度高，但，同时具有耗时费力、工作量大，工作周期长的缺点。尽管摄影测量法更适合于大面积区域的数据采集和编绘工作，但，也存在成本高、不能收集数据细部属性的缺陷。

现有常用的提取方法是上述两种方法的结合，具体是基于原有的地形图或者卫星影像，经过大量的人工调查绘制采集所需要更新的数据，最后再将这些需要更新的数据叠到工作底图上，根据一定的方式和规则加工处理成电子地图。但这种方法仍然存在很多弊端：

1.现势性强的高精度大比例尺的道路网地图难以获得；

2.更新效率低不足以满足更新需求，具体体现为：对于新增修建道路、已有道路临时或者永久的改道和关闭的情况，利用现有方法构建的道路网电子地图只能再次人工测绘来更新地图，因此不能实时地进行更新，且也不能保证更新覆盖全部完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法，该方法包括：

选定任意一条线路进行线路信息采集，对所述线路进行编码；

通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，通过便携式测量终端获得位于所述线路上特征点或线路两侧特征点的精确信息；

将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成所述线路的道路线信息并存储。

优选地，通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，具体为：

高精度车载终端处于待测线路的任意一点A时，向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标数据，同时，参考站网向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标改正数；高精度车载终端根据接收到A点的坐标改正数对接收到的A点的坐标数据进行改正处理，得到高精度车载终端所在位置的精确坐标，并存储。

更优选地，通过改进的整周模糊度搜索技术以及综合分类误差实时内插技术，同时，利用基于聚类分析和相关距离法的QR奇偶检校法的新型RAIM算法，在探测和识别多个粗差的基础上，高精度车载终端将接收到A点的坐标数据和A点的坐标改正数后进行改正处理。

优选地，通过便携式测量终端获得位于所述线路上或线路两侧的特征点的精确信息，具体为：将便携式测量终端置于待测特征点B上，便携式测量终端向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标数据，同时，参考站网向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标改正数；便携式测量终端根据待测特征点B坐标改正数对接收到的待测特征点B的坐标数据进行改正处理，得到待测特征点B的精确信息，并存储；所述精确信息包括：待测特征点B的精确坐标。

优选地，在选定线路前还包括以下步骤：将高精度车载终端固定在测量车车身上，并分别建立高精度车载终端与北斗卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接；分别建立便携式测量终端与GNSS卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接。

优选地，所述线路的类型包括高速公路、国道、省道和县道。

更优选地，当线路类型为高速公路时，至少采集高速公路上的5条道路线，最多采集高速公路上的9条道路线，当线路类型为国道、省道或县道时，至少采集其上的3条道路线，最多采集其上的7条道路线。

优选地，所述线路上特征点包括：车道最靠近路牙的边线、隔离带边线、紧急停车道边线、车道线、路肩和路宽；所述线路两侧特征点包括：线路两侧的建筑物、绿化带、服务区、涵洞和隧道。

更优选地，在测量绿化带靠近路牙的边线时，绿化带边线测量至靠近路牙石外侧；车道线均测至两车道的分道线中心。

优选地，将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成道路线信息并存储，具体按照下述步骤实现：

在现有影像数据的基础上，根据采集数据的轨迹，采用CASS软件将线路的精确坐标与特征点的精确信息编辑成待测线路的电子地图，利用ARCGIS生成道路数据库文件并入库。

本发明的有益效果是：

本发明利用北斗多模GNSS连续运行参考站网的高精度实时差分定位技术，实现了高精度道路网基础数据的快速采集与建库，本发明所述方法具有高精度、高效率、更新速度快、成本低等优点，具体的优势如下：

(1)数据精度高：使用北斗多模GNSS连续运行参考站高精度位置服务，其定位精度相比普通车载技术高很多，至少在亚米级以上。

(2)效率高、使用方便、更新速度快：由于在道路网络中行驶的测量装备的北斗多模GNSS设备记录是全天候、实时、连续的，因此采集数据时具有很大的灵活性，且易于使用，大大缩短了传统外业测量的作业时间，提高了更新路网的效率。

(3)信息量大、数据量大：车载北斗多模GNSS的轨迹记录是全天候的且记录内容包括时间、位置和瞬时速度三方面信息，这为内业人员整理、处理和加工数据提供了很大的便利。

(4)成本低廉：相比传统的固定监测设备，车载北斗多模GNSS的设备简易廉价，操作人员较少，具有低成本的优势。

附图说明

图1是所述车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法的流程图。

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，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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本实施例所述车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法，该方法包括：

选定任意一条线路进行线路信息采集，对所述线路进行编码；

通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，通过便携式测量终端获得位于所述线路上特征点或线路两侧特征点的精确信息；

将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成所述线路的道路线信息并存储。更详细的解释说明：

(一)通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，具体为：

高精度车载终端处于待测线路的任意一点A时，向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标数据，同时，参考站网向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标改正数；高精度车载终端根据接收到A点的坐标改正数对接收到的A点的坐标数据进行改正处理，得到高精度车载终端所在位置的精确坐标，并存储。

通过改进的整周模糊度搜索技术以及综合分类误差实时内插技术，同时，利用基于聚类分析和相关距离法的QR奇偶检校法的新型RAIM算法，在探测和识别多个粗差的基础上，高精度车载终端将接收到A点的坐标数据和A点的坐标改正数后进行改正处理。

高精度车载终端运用高精度卫星导航定位，所述高精度卫星导航定位均采用北斗多模GNSS连续运行参考站网中的高精度实时动态差分定位技术。

(二)通过便携式测量终端获得位于所述线路上或线路两侧的特征点的精确信息，具体为：

将便携式测量终端置于待测特征点B上，便携式测量终端向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标数据，同时，参考站网向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标改正数；便携式测量终端根据待测特征点B坐标改正数对接收到的待测特征点B的坐标数据进行改正处理，得到待测特征点B的精确信息，并存储；所述精确信息包括：待测特征点B的精确坐标。

具体为：当检测待测特征点B的位置信息时，测定待测特征点B所在区域的几个顶点的坐标，经过算法获取待测特征点B所在区的坐标。

(三)在选定线路前还包括以下步骤：

将高精度车载终端固定在测量车车身上，并分别建立高精度车载终端与北斗卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接；

分别建立便携式测量终端与GNSS卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接。

(四)所述线路的类型包括高速公路、国道、省道和县道。所述线路上特征点包括：车道最靠近路牙的边线、隔离带边线、紧急停车道边线、车道线、路肩和路宽；所述线路两侧特征点包括：线路两侧的建筑物、绿化带、服务区、涵洞和隧道。当线路类型为高速公路时，至少采集高速公路上的5条道路线，最多采集高速公路上的9条道路线，当线路类型为国道、省道或县道时，至少采集其上的3条道路线，最多采集其上的7条道路线。

在测量绿化带靠近路牙的边线时，绿化带边线测量至靠近路牙石外侧；车道线均测至两车道的分道线中心。

(五)将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成道路线信息并存储，具体按照下述步骤实现：在现有影像数据的基础上，根据采集数据的轨迹，采用CASS软件将线路的精确坐标与特征点的精确信息编辑成待测线路的电子地图，利用ARCGIS生成道路数据库文件并入库。本申请根据道路基础数据库建设要求进行相关属性的精确坐标，用于后期构建道路线。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明利用北斗多模GNSS连续运行参考站网的高精度实时差分定位技术，实现了高精度道路网基础数据的快速采集与建库，本发明所述方法具有高精度、高效率、更新速度快、成本低等优点，具体的优势如下：

(1)数据精度高：使用北斗多模GNSS连续运行参考站高精度位置服务，其定位精度相比普通车载技术高很多，至少在亚米级以上。

(2)效率高、使用方便、更新速度快：由于在道路网络中行驶的测量装备的北斗多模GNSS设备记录是全天候、实时、连续的，因此采集数据时具有很大的灵活性，且易于使用，大大缩短了传统外业测量的作业时间，提高了更新路网的效率。

(3)信息量大、数据量大：车载北斗多模GNSS的轨迹记录是全天候的且记录内容包括时间、位置和瞬时速度三方面信息，这为内业人员整理、处理和加工数据提供了很大的便利。

(4)成本低廉：相比传统的固定监测设备，车载北斗多模GNSS的设备简易廉价，操作人员较少，具有低成本的优势。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载北斗多模GNSS高精度道路基础数据采集方法，其特征在于，该方法包括：

选定任意一条线路进行线路信息采集，对所述线路进行编码；

通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，通过便携式测量终端获得位于所述线路上特征点或线路两侧特征点的精确信息；

将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成所述线路的道路线信息并存储。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通过高精度车载终端获得所述线路的精确坐标，具体为：

高精度车载终端处于待测线路的任意一点A时，向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标数据，同时，参考站网向高精度车载终端发送高精度车载终端在A点的坐标改正数；高精度车载终端根据接收到A点的坐标改正数对接收到的A点的坐标数据进行改正处理，得到高精度车载终端所在位置的精确坐标，并存储。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，通过改进的整周模糊度搜索技术以及综合分类误差实时内插技术，同时，利用基于聚类分析和相关距离法的QR奇偶检校法的新型RAIM算法，在探测和识别多个粗差的基础上，高精度车载终端将接收到A点的坐标数据和A点的坐标改正数后进行改正处理。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通过便携式测量终端获得位于所述线路上或线路两侧的特征点的精确信息，具体为：

将便携式测量终端置于待测特征点B上，便携式测量终端向GNSS卫星和参考站网发送定位请求，GNSS卫星接收到请求后实时向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标数据，同时，参考站网向便携式测量终端发送待测特征点B的坐标改正数；便携式测量终端根据待测特征点B坐标改正数对接收到的待测特征点B的坐标数据进行改正处理，得到待测特征点B的精确信息，并存储；

所述精确信息包括：待测特征点B的精确坐标。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在选定线路前还包括以下步骤：

将高精度车载终端固定在测量车车身上，并分别建立高精度车载终端与北斗卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接；

分别建立便携式测量终端与GNSS卫星和北斗多模GNSS卫星定位连续运行参考站网实时通信连接。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述线路的类型包括高速公路、国道、省道和县道。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，当线路类型为高速公路时，至少采集高速公路上的5条道路线，最多采集高速公路上的9条道路线，当线路类型为国道、省道或县道时，至少采集其上的3条道路线，最多采集其上的7条道路线。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，

所述线路上特征点包括：车道最靠近路牙的边线、隔离带边线、紧急停车道边线、车道线、路肩和路宽；

所述线路两侧特征点包括：线路两侧的建筑物、绿化带、服务区、涵洞和隧道。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，

在测量绿化带靠近路牙的边线时，绿化带边线测量至靠近路牙石外侧；车道线均测至两车道的分道线中心。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，将线路的精确坐标与特征点的精确信息组合，形成道路线信息并存储，具体按照下述步骤实现：

在现有影像数据的基础上，根据采集数据的轨迹，采用CASS软件将线路的精确坐标与特征点的精确信息编辑成待测线路的电子地图，利用ARCGIS生成道路数据库文件并入库。