CN108020852A - 一种广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法 - Google Patents

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    • G01S19/41—Differential correction, e.g. DGPS [differential GPS]

Abstract

本发明涉及定位导航技术领域，尤其是一种广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法，包括至少一个地面固定定位导航系统和地面移动定位导航系统，所述地面固定定位导航系统包括网络通信基站和卫星定位地面基准站，网络通信基站包括第一电源模块、主控模块、无线通信模块和第一通信模块，第一电源模块电性连接于主控模块、无线通信模块和第一通信模块上，无线通信模块接收卫星传递的修正定位导航信息。本发明设置网络通信基站和卫星定位地面基准站，减小了伪距误差和时钟误差，提高了定位的精度，同时设置地面移动定位导航系统，通过无线连接的蓝牙模块或WiFi模块，降低了成本，实现了亚米级高精度定位。

Description

一种广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法
技术领域
本发明涉及定位导航技术领域，尤其涉及一种广域室外亚米级高精度定位导航系统。
本发明还涉及一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法。
背景技术
目前，车载系统中一般都具有导航定位功能的导航装置，例如导航型GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)芯片，定位精度为10米数量级，精度比较低，不能满足亚米级(分米或厘米精度)定位的需求。随着导航装置技术的发展，导航装置的定位精度越来越高，可以满足不同需求。以GPS举例，包括导航型GPS和测地型GPS。导航型GPS广泛应用于车载或船舶导航。测地型GPS可以达到亚米级定位精度，甚至更高，用于测绘、精密工程等场景。测地型GPS与导航型GPS精度差异较大的原因有二，一是测地型GPS采用了更高等级和更大数据处理能力的芯片，二是数据处理的方法不同，导航型GPS直接根据其获取的卫星导航数据进行计算，得到的定位信息包含了大量的误差，而测地型GPS对卫星的时钟误差、伪距误差等进行了处理，定位误差就比较小。
虽然测地型GPS的定位精度比较高，但是直接将测地型GPS应用到地面移动端，无疑会极大地增加成本。因此，需要提供一种系统和方法，能够以较低的成本实现地面移动端中的亚米级定位需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的伪距误差和时钟误差较大，定位不够准确等缺点，而提出的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，包括至少一个地面固定定位导航系统和地面移动定位导航系统，所述地面固定定位导航系统包括网络通信基站和卫星定位地面基准站，网络通信基站包括第一电源模块、主控模块、无线通信模块和第一通信模块，第一电源模块电性连接于主控模块、无线通信模块和第一通信模块上，无线通信模块接收卫星传递的修正定位导航信息，主控模块处理卫星定位地面基准站传递的信息并控制定位导航信息的下载，第一通信模块传递修正定位导航信息给卫星定位地面基准站。
卫星定位地面基准站包括第二电源模块、GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块，所述第二电源模块电性连接于GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块上，GPS/北斗双模定位模块接收卫星传递的原始定位导航信息，高精度处理模块用于处理原始定位导航信息和修正定位导航信息，并计算出最终定位导航信息，第二通信模块连接于第一通信模块上，接收第一通信模块传递的修正定位导航信息，存储模块和第一显示模块均电性连接于高精度处理模块上。
优选的，所述地面移动定位导航系统包括第三电源模块、导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块，所述第三电源模块电性连接于导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块上，所述导航模块接收卫星传递的定位导航信息，并通过第三通信模块与第二通信模块进行信息交换，信息处理模块接收并处理定位导航信息，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块显示最终定位导航信息。
优选的，所述高精度处理模块根据所述原始定位导航信息和所述修正定位导航信息，采用动态差分定位算法计算所述定位导航信息。
优选的，所述地面固定定位导航系统在一定区域空间范围内均匀设置。
优选的，所述存储模块用于存储最终定位导航信息。
优选的，所述第一显示模块电性连接有巨幕显示屏。
优选的，所述第二显示模块电性连接有显示器。
优选的，所述原始定位导航信息包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位，所述修正定位导航信息包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法，主要包括以下步骤：
(1)GPS/北斗双模定位模块接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到原始定位导航信息。
(2)无线通信模块接收卫星修正定位导航信息，主控模块对修正定位导航信息进行分析处理，并通过第一通信模块把信息传递给第二通信模块。
(3)高精度处理模块对接收的原始定位导航信息和修正定位导航信息进行动态差分运算，并将计算处理的最终定位导航信息传递给存储模块、显示模块和第二通信模块，存储模块存储最终定位导航信息，显示模块把信息传递给巨幕显示屏，巨幕显示屏显示最终定位导航信息，第二通信模块把信号传递给第三通信模块。
(4)导航模块接收卫星传递的原始定位导航信息，第三通信模块将信息传递给高精度处理模块，高精度处理模块将分析处理后的最终定位导航信息通过第二通信模块传递给第三通信模块，信息处理模块接收第三通信模块的信息，经过分析处理后，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块通过显示器显示位置信息。
优选的，所述第一通信模块、第二通信模块和第三通信模块为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者所述第一通信模块和所述第二通信模块为通过USB连接线连接的USB接口模块。
本发明提出的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法，有益效果在于：该广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法通过设置网络通信基站和卫星定位地面基准站，减小了伪距误差和时钟误差，提高了定位的精度，同时设置地面移动定位导航系统，通过无线连接的蓝牙模块或WiFi模块，降低了成本，实现了亚米级高精度定位。
附图说明
图1为本发明提出的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的功能模块图；
图2为本发明提出的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1和图2，一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，包括地面固定定位导航系统和地面移动定位导航系统，地面固定定位导航系统在一定区域空间范围内均匀设置，地面固定定位导航系统包括网络通信基站和卫星定位地面基准站，网络通信基站包括第一电源模块、主控模块、无线通信模块和第一通信模块，第一电源模块电性连接于主控模块、无线通信模块和第一通信模块上，无线通信模块接收卫星传递的修正定位导航信息，主控模块处理卫星定位地面基准站传递的信息并控制定位导航信息的下载，第一通信模块传递修正定位导航信息给卫星定位地面基准站。
卫星定位地面基准站包括第二电源模块、GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块，第二电源模块电性连接于GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块上，GPS/北斗双模定位模块接收卫星传递的原始定位导航信息，高精度处理模块用于处理原始定位导航信息和修正定位导航信息，并计算出最终定位导航信息，第二通信模块连接于第一通信模块上，接收第一通信模块传递的修正定位导航信息，存储模块和第一显示模块均电性连接于高精度处理模块上，存储模块用于存储最终定位导航信息，第一显示模块电性连接有巨幕显示屏。
地面移动定位导航系统包括第三电源模块、导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块，第三电源模块电性连接于导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块上，导航模块接收卫星传递的定位导航信息，并通过第三通信模块与第二通信模块进行信息交换，信息处理模块接收并处理定位导航信息，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块显示最终定位导航信息，第二显示模块电性连接有显示器。
高精度处理模块根据原始定位导航信息和修正定位导航信息，采用动态差分定位算法计算定位导航信息。
原始定位导航信息包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位，修正定位导航信息包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法，主要包括以下步骤：
(1)GPS/北斗双模定位模块接收卫星原始导航数据，并根据卫星原始导航数据进行计算得到原始定位导航信息。
(2)无线通信模块接收卫星修正定位导航信息，主控模块对修正定位导航信息进行分析处理，并通过第一通信模块把信息传递给第二通信模块。
(3)高精度处理模块对接收的原始定位导航信息和修正定位导航信息进行动态差分运算，并将计算处理的最终定位导航信息传递给存储模块、显示模块和第二通信模块，存储模块存储最终定位导航信息，显示模块把信息传递给巨幕显示屏，巨幕显示屏显示最终定位导航信息，第二通信模块把信号传递给第三通信模块。
(4)导航模块接收卫星传递的原始定位导航信息，第三通信模块将信息传递给高精度处理模块，高精度处理模块将分析处理后的最终定位导航信息通过第二通信模块传递给第三通信模块，信息处理模块接收第三通信模块的信息，经过分析处理后，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块通过显示器显示位置信息。第一通信模块、第二通信模块和第三通信模块为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者第一通信模块和第二通信模块为通过USB连接线连接的USB接口模块。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，包括至少一个地面固定定位导航系统和地面移动定位导航系统，所述地面固定定位导航系统包括网络通信基站和卫星定位地面基准站，网络通信基站包括第一电源模块、主控模块、无线通信模块和第一通信模块，第一电源模块电性连接于主控模块、无线通信模块和第一通信模块上，无线通信模块接收卫星传递的修正定位导航信息，主控模块处理卫星定位地面基准站传递的信息并控制定位导航信息的下载，第一通信模块传递修正定位导航信息给卫星定位地面基准站；
卫星定位地面基准站包括第二电源模块、GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块，所述第二电源模块电性连接于GPS/北斗双模定位模块、高精度处理模块、第二通信模块、存储模块和第一显示模块上，GPS/北斗双模定位模块接收卫星传递的原始定位导航信息，高精度处理模块用于处理原始定位导航信息和修正定位导航信息，并计算出最终定位导航信息，第二通信模块连接于第一通信模块上，接收第一通信模块传递的修正定位导航信息，存储模块和第一显示模块均电性连接于高精度处理模块上。
2.根据权利要求1所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述地面移动定位导航系统包括第三电源模块、导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块，所述第三电源模块电性连接于导航模块、第三通信模块，信息处理模块和第二显示模块上，所述导航模块接收卫星传递的定位导航信息，并通过第三通信模块与第二通信模块进行信息交换，信息处理模块接收并处理定位导航信息，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块显示最终定位导航信息。
3.根据权利要求1所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述高精度处理模块根据所述原始定位导航信息和所述修正定位导航信息，采用动态差分定位算法计算所述定位导航信息。
4.根据权利要求1所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述地面固定定位导航系统在一定区域空间范围内均匀设置。
5.根据权利要求1所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述存储模块用于存储最终定位导航信息。
6.根据权利要求1或2所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述第一显示模块电性连接有巨幕显示屏。
7.根据权利要求2所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统，其特征在于，所述第二显示模块电性连接有显示器。
8.根据权利要求1所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统及使用方法，其特征在于，所述原始定位导航信息包括NMEA0183协议内容、卫星广播星历、伪距和载波相位，所述修正定位导航信息包括最新的卫星广播星历以及修正的伪距差分信息。
9.一种实现权利要求1所述的广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法，主要包括以下步骤：
(1)GPS/北斗双模定位模块接收卫星原始导航数据，并根据所述卫星原始导航数据进行计算得到原始定位导航信息；
(2)无线通信模块接收卫星修正定位导航信息，主控模块对修正定位导航信息进行分析处理，并通过第一通信模块把信息传递给第二通信模块；
(3)高精度处理模块对接收的原始定位导航信息和修正定位导航信息进行动态差分运算，并将计算处理的最终定位导航信息传递给存储模块、显示模块和第二通信模块，存储模块存储最终定位导航信息，显示模块把信息传递给巨幕显示屏，巨幕显示屏显示最终定位导航信息，第二通信模块把信号传递给第三通信模块；
(4)导航模块接收卫星传递的原始定位导航信息，第三通信模块将信息传递给高精度处理模块，高精度处理模块将分析处理后的最终定位导航信息通过第二通信模块传递给第三通信模块，信息处理模块接收第三通信模块的信息，经过分析处理后，并将最终定位导航信息传递给第二显示模块，第二显示模块通过显示器显示位置信息。
10.根据权利要求9所述的一种广域室外亚米级高精度定位导航系统的使用方法，其特征在于，所述第一通信模块、第二通信模块和第三通信模块为无线连接的蓝牙模块或WiFi模块；或者所述第一通信模块和所述第二通信模块为通过USB连接线连接的USB接口模块。
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