CN106772496A - 一种海拔的测量方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海拔的测量方法，包括：通过气压传感装置获取当前气压值；根据当前气压值得到第一海拔数据；通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。采用这种方式就可以根据气压传感装置获取当前位置的气压值，然后通过换算得到第一海波数据，通过GPS传感装置获取用户所在位置的地理位置空间信息，得到所在位置的经纬度、海拔等信息，获取第二海拔数据，然后将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，从而获取更加准确的海拔高度，使之能够更加符合实际情况，精确度更高，更加可信。

Description

一种海拔的测量方法和系统
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种海拔的测量方法和系统。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步，各种智能设备如移动电话、平板电脑、智能手表等设备越来越普及。移动设备已经成为人们生活的重要组成部分，承载着娱乐、通信、上网、定位等任务。现今位置定位的技术已经很完善了，但对于地图而言也仅限于水平面二维的定位，当考虑到高度问题时，有时候会因为定位的高度不准确而无法判断用户具体所在的位置。例如开车导航，由于导航仪市场较为混乱，产品质量良莠不齐，因此经常会出现导航仪瞎指挥的现状。如在高架桥上时GPS却可能会指挥转弯，但其实并没有转弯出口。这往往是由于GPS存在误差，不能够判断车在高架桥上还是桥下所致。
因此，如何提供一种能够获取到当前位置的海拔，并且使海拔的测量数据更加精确，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种海拔的测量方法和系统，从而能够获取到当前位置的海拔，并且使海拔的测量数据更加精确。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种海拔的测量方法，包括：
通过气压传感装置获取当前气压值；
根据当前气压值得到第一海拔数据；
通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；
根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
优选的，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤之后还包括，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
优选的，所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤之后还包括，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
优选的，所述根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度的步骤进一部包括：
根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
优选的，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
本发明公开一种海拔的测量系统，包括：
气压传感装置，用于获取当前气压值；
计算装置，用于根据当前气压值得到第一海拔数据；
GPS传感装置，用于获取用户所在位置的第二海拔数据；
处理装置，根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
优选的，所述气压传感装置进一步用于，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
优选的，所述GPS传感装置进一步用于，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
优选的，所述处理装置进一步用于，根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
优选的，所述气压传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述GPS传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
本发明的海拔的测量方法由于包括：通过气压传感装置获取当前气压值；根据当前气压值得到第一海拔数据；通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。采用这种方式就可以根据气压传感装置获取当前位置的气压值，然后通过换算得到第一海波数据，通过GPS传感装置获取用户所在位置的地理位置空间信息，得到所在位置的经纬度、海拔等信息，获取第二海拔数据，然后将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，从而获取更加准确的海拔高度，使之能够更加符合实际情况，精确度更高，更加可信。
附图说明
图1是本发明实施例的海拔的测量方法的流程图；
图2是本发明实施例的海拔的测量系统的示意图。
具体实施方式
虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。
在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制，使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示，本实施例中公开一种海拔的测量方法，包括：
S101、通过气压传感装置获取当前气压值；
S102、根据当前气压值得到第一海拔数据；
S103、通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；
S104、根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
本发明的海拔的测量方法由于包括：通过气压传感装置获取当前气压值；根据当前气压值得到第一海拔数据；通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。采用这种方式就可以根据气压传感装置获取当前位置的气压值，然后通过换算得到第一海波数据，通过GPS传感装置获取用户所在位置的地理位置空间信息，得到所在位置的经纬度、海拔等信息，获取第二海拔数据，然后将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，从而获取更加准确的海拔高度，使之能够更加符合实际情况，精确度更高，更加可信。
应该指出的是，本实施例中所述的气压传感装置只是一个名称，其表示的是该传感装置至少可以测量气压，当然该传感装置也可以测量其他的数据，例如加速度、速度，甚至空气湿度、温度等数据，该传感装置可以包括空气压力传感器、重力感应传感器、温度传感器、湿度传感器等等。本实施例中所述GPS传感装置只是一个名称，其表示的是该传感装置至少可以测量GPS地理位置信息，当然该传感装置也可以测量其他的数据，例如海拔高度或粗略的海拔数据，加速度、速度，甚至空气湿度、温度等数据，该传感装置可以包括GPS传感器、重力感应传感器、温度传感器、湿度传感器等等；其中海拔高度或粗略的海拔数据可以是直接测得，也可以是通过GPS地理位置信息通过计算或换算得到，例如在地图数据库中可以根据地理位置信息查询得到当地的海拔高度等信息。
根据其中一个示例，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤之后还包括，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
对于运动而言，我们了解人类运动的一些基本特征，例如速度不会超过10m/s，加速度不会高于5m/s2，对于海拔即垂直方向的速度和加速度会更小，因此如果第一加速度、第一速度其中有超过某一设定阈值时，我们可以认为该点的数据是不准确的，将这些差异较大的点删除，再重新获取，进行计算，从而将噪音点进行删除，保证结果的准确性和可靠性。
根据其中另一个示例，所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤之后还包括，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
对于人类运动的一些基本特征，例如速度不会超过10m/s，加速度不会高于5m/s2，对于海拔即垂直方向的速度和加速度会更小，因此如果第一加速度、第一速度其中有超过某一设定阈值时，我们可以认为该点的数据是不准确的，将这些差异较大的点删除，再重新获取，进行计算，从而将噪音点进行删除，保证结果的准确性和可靠性。
并且，在获取数据的过程中，因为最后需要将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，因此获取的数据最好的成对的，即第一海拔数据与第二海拔数据一一对应，这样方便进行拟合。当然也可以不一一对应，这样在第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合时，只需要将其中多余的一个不进行拟合，剔除掉即可，也不会将其中多余的放入最终的计算中。
根据其中另一个示例，所述根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度的步骤进一部包括：
根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
这样就可以获取更加精确的海拔高度，而且还可以根据之前所采集的信息所得到的特征，如拟合曲线、变化率等等对后面采集的数据进行微调，使之能够更加符合实际情况。
根据其中另一个示例，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
因为数据采集是具有实时性的，我们可以每个一个时间间隔就获取一次气压值和第二海拔数据，时间间隔可以是1秒，2秒，4秒，0.3秒等等，这样就可以获取多组第一海拔数据和第二海拔数据，从而使最后的海拔高度的结果更加精确，减小测量误差，使测量结果能够更加符合实际情况。而第二海拔数据与气压值的数量对应是因为最后需要将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，因此获取的数据最好的成对的，即第一海拔数据与第二海拔数据一一对应，这样方便进行拟合。当然也可以不一一对应，而将其中多余的剔除掉。
本实施例中，为了更加详细的从技术方面理解，本发明实施例的典型应用场景描述如下：
A,GPS采集地理空间位置信息。
B,气压传感器采集气压信息。
C,分别收集数据得到两组高度变化的数据。
D,计算两组数据的相关性，并对其进行相关性更大的预测，通过该预测对数据进行微调。
E,重复A至D步骤。
另外，本发明实施例技术方案的详细阐述如下：
当海拔测量开启时，GPS会采集到用户所在位置的地理位置空间信息，得到所在位置的经纬度、海拔三个信息，对于海拔测量我们只需要海拔信息即可，即Altitude_Gps，同时气压传感器也会采集到数据得到另一组海拔的数值Altitude_Atmo，因为数据采集是具有实时性的，我们可以设置采集时间为1s一次，则可以得到两组数据Altitude_Gps＝{Altitude_Gps1，Altitude_Gps2，Altitude_Gps3，…}，Altitude_Atmo＝{Altitude_Atmo1，Altitude_Atmo2，Altitude_Atmo3，…}，每个数据对应一个时间点，时间间隔均为1s。根据上述信息，我们可以得到这两组数据的一些数值特征，例如，速度数据组：
Speed_Gps1＝Altitude_Gps2-Altitude-Gps1...，
Speed_Gps2＝Altitude_Gps3-Altitude-Gps2...，
Speed_Atmo1＝Altitude_Atmo2-Altitude_Atmo1...，
Speed_Atmo2＝Altitude_Atmo3-Altitude_Atmo2...，
加速度数据组：
Accel_Gps1＝Speed_Gps2-Speed_Gps1＝Altitude_Gps3+Altitude-Gps1-2*Altitude-Gps2...，
Accel_Atmo1＝Speed_Atmo2-Speed_Atmo1＝Altitude_Atmo3+Altitude_Atmo1-2*Altitude_Atmo2...；
对于运动而言，我们了解人类运动的一些基本特征，例如速度不会超过10m/s，加速度不会高于5m/s2，对于海拔即垂直方向的速度和加速度会更小，因此如果Speed_Gps、Speed_Atmo、Accel_Gps和Accel_Atmo其中有超过某一设定阈值时，我们可以认为该点的数据是不准确的，可以删除差异较大的点，将剩下的数据点整合可以得到两组高度变化与时间的关系曲线。再对两组数据进行相关度检验，达到一定的阈值则对这两组数据线性拟合，考虑到人体跑步运动，则可以选择使用线性拟合，按最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合好的数据作为所处在的位置的海拔高度，即最后传递给用户的信息。而且还可以根据之前所采集的信息所得到的特征(如拟合曲线、变化率等等)对后面采集的数据进行微调，使之能够更加符合实际情况。
这样为了让用户可以得到更精确地高度数据，不仅仅在运动方面可以得到更准确的信息，也可以在例如导航等方向提供有效的数据。
并且本实施例可以有效对海拔高度等信息进行综合的分析，而不是仅仅依靠单个传感器采集到的数据进行判断，精确度更高，更加可信。
如图2所示，根据本发明其中一个示例，本实施例公开一种海拔的测量系统，包括：
气压传感装置201，用于获取当前气压值；
计算装置202，用于根据当前气压值得到第一海拔数据；
GPS传感装置203，用于获取用户所在位置的第二海拔数据；
处理装置204，根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
采用这种方式就可以根据气压传感装置获取当前位置的气压值，然后通过换算得到第一海波数据，通过GPS传感装置获取用户所在位置的地理位置空间信息，得到所在位置的经纬度、海拔等信息，获取第二海拔数据，然后将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，从而获取更加准确的海拔高度，使之能够更加符合实际情况，精确度更高，更加可信。
应该指出的是，本实施例中所述的气压传感装置只是一个名称，其表示的是该传感装置至少可以测量气压，当然该传感装置也可以测量其他的数据，例如加速度、速度，甚至空气湿度、温度等数据。本实施例中所述GPS传感装置只是一个名称，其表示的是该传感装置至少可以测量GPS地理位置信息，当然该传感装置也可以测量其他的数据，例如海拔高度或粗略的海拔数据，加速度、速度，甚至空气湿度、温度等数据，其中海拔高度或粗略的海拔数据可以是直接测得，也可以是通过GPS地理位置信息通过计算或换算得到，例如在地图数据库中可以根据地理位置信息查询得到当地的海拔高度等信息。
根据其中一个示例，所述气压传感装置进一步用于，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
根据其中一个示例，所述GPS传感装置进一步用于，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
对于运动而言，我们了解人类运动的一些基本特征，例如速度不会超过10m/s，加速度不会高于5m/s2，对于海拔即垂直方向的速度和加速度会更小，因此如果第一加速度、第一速度其中有超过某一设定阈值时，我们可以认为该点的数据是不准确的，将这些差异较大的点删除，再重新获取，进行计算，从而将噪音点进行删除，保证结果的准确性和可靠性。
并且，在获取数据的过程中，因为最后需要将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，因此获取的数据最好的成对的，即第一海拔数据与第二海拔数据一一对应，这样方便进行拟合。当然也可以不一一对应，这样在第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合时，只需要将其中多余的一个不进行拟合，剔除掉即可，也不会将其中多余的放入最终的计算中。
根据其中另一个示例，所述处理装置进一步用于，根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
这样就可以获取更加精确的海拔高度，而且还可以根据之前所采集的信息所得到的特征，如拟合曲线、变化率等等对后面采集的数据进行微调，使之能够更加符合实际情况。
优选的，所述气压传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述GPS传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
因为数据采集是具有实时性的，我们可以每个一个时间间隔就获取一次气压值和第二海拔数据，时间间隔可以是1秒，2秒，4秒，0.3秒等等，这样就可以获取多组第一海拔数据和第二海拔数据，从而使最后的海拔高度的结果更加精确，减小测量误差，使测量结果能够更加符合实际情况。而第二海拔数据与气压值的数量对应是因为最后需要将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，因此获取的数据最好的成对的，即第一海拔数据与第二海拔数据一一对应，这样方便进行拟合。当然也可以不一一对应，而将其中多余的剔除掉。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海拔的测量方法，其特征在于，包括：
通过气压传感装置获取当前气压值；
根据当前气压值得到第一海拔数据；
通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据；
根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤之后还包括，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤之后还包括，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度的步骤进一部包括：
根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述通过气压传感装置获取当前气压值的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述通过GPS传感装置获取用户所在位置的第二海拔数据的步骤具体包括：根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
6.一种海拔的测量系统，其特征在于，包括：
气压传感装置，用于获取当前气压值；
计算装置，用于根据当前气压值得到第一海拔数据；
GPS传感装置，用于获取用户所在位置的第二海拔数据；
处理装置，根据预设的拟合条件，将第一海拔数据和第二海拔数据进行拟合，获取当前所处位置的海拔高度。
7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述气压传感装置进一步用于，获取第一加速度和/或第一速度的，将第一加速度和/或第一速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的气压值删除，并重新获取当前气压值。
8.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述GPS传感装置进一步用于，获取第二加速度和/或第二速度，将第二加速度和/或第二速度与预设的阈值相比较，若超过阈值，则将对应的第二海拔数据删除，并重新获取第二海拔数据。
9.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述处理装置进一步用于，根据线性拟合条件，并将第一海拔数据和第二海拔数据根据最小二乘法原理求线性方程和方差分析，将最后得到的拟合完成的数据作为所处位置的海拔高度。
10.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述气压传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组当前气压值；
所述GPS传感装置进一步用于，根据预设的时间间隔，至少获取两组用户所在位置的第二海拔数据，并与所述当前气压值相对应。
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