CN108981656A - 基于gps的海拔计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GPS的海拔计算方法及系统，给方法包括：GPS启动定位，获取海拔、气压、气温数据并计算预定周期内的平均海拔、平均气压和平均气温，并将分别作为基准海拔，基准气压和基准气温；获取运动过程中实时获取气压和气温数据，并利用所获取的气压和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据，并将该实时海拔数据进行反馈。本系统于GPS的海拔计算系统能够实现对GPS海拔数据的修正，基于该方法海拔数据误差能够控制在20米内，使得基于GPS的海拔数据更加准确，从而使应用该系统的运动手表等设备的数据反馈更加精准，用户体验大大提升。

Description

基于GPS的海拔计算方法及系统

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于GPS的海拔计算方法及系统。

背景技术

目前GPS已经应用在大量的领域，GPS的经纬度数据精度也基本上满足人们的日常生活需要，但是，GPS的海拔在实际用用中却非常的不靠谱，例如绕着小区的平路走一圈(几乎无高度变化)，GPS的海拔的上下差距甚至能达到200米。而市面上的气压计提供的气压数据，根据品牌的不同，误差度也差别很大。即使气压计精度比较高的气压计，我们也不能仅用气压计来计算海拔。因为大气气压随天气情况而变化，如果有台风暴雨之类，误差就比较大了。这就使得户外运动者无法通过现有设备快速准确地获取海拔数据。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明申请的目的在于解决现有技术的缺陷和不足，提供一种基于GPS的海拔计算方法及系统。

为实现上述发明目的，本发明提供一种基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，包括：

GPS启动定位，获取海拔、气压、气温数据并计算预定周期内的平均海拔、平均气压和平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温；

获取运动过程中实时获取气压数据和气温数据，并利用所获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据，并将该实时海拔数据进行反馈，所依据的计算公式为：

Z2 = Z1 + 18400 * log10(P1 * 1.0 / P2) * (1 + (T1 + T2) / 2 / 273)，其中，Z1=基准海拔，P1=基准气压，T1=基准气温，Z2=当前海拔，P2=当前气压，T2=当前气温。

所述的基于GPS的海拔计算方法，其中，所述预定周期为30s。

所述的基于GPS的海拔计算方法，其中，运动过程中，基准海拔进行更新，其更新方法为：

当上次基准海拔的更新时间超过预设的基准海拔变更最低时间间隔，且GPS信号强度达到预设标准时，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔。

所述的基于GPS的海拔计算方法，其中，基准海拔更新后，将当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

所述的基于GPS的海拔计算方法，其中，所述基准海拔更新方法具体为：

检测并确认运动过程中的GPS信号强度是否达到预设标准；

若是，则判断当前时间和上次更新基准海拔时间间隔是否大于预设的基准海拔变更最低时间间隔；

若是，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔，当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

一种基于GPS的海拔计算系统，其中，所述系统包括：

数据获取模块，用于GPS启动定位后，获取海拔、气压、气温数据；

计算处理模块，用于利用数据获取模块获取的海拔、气压、气温数据计算预定周期内的平均海拔、平均气压，平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温，以及利用运动过程中实时获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据数据；

反馈模块，用于将计算处理模块处理得到的实施海拔数据反馈给用户。

有益效果：

本发明提供一种基于GPS的海拔计算方法及系统，通过该系统能够实现对GPS海拔数据的修正，基于该方法海拔数据误差能够控制在20米内，使得基于GPS的海拔数据更加准确，从而使应用该系统的运动手表等设备的数据反馈更加精准，用户体验大大提升。

附图说明

图1为本发明具体实施例中基于GPS的海拔计算方法流程图。

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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供一种基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，包括：

GPS启动定位，获取海拔、气压、气温数据并计算预定周期内的平均海拔、平均气压和平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温。

获取运动过程中实时获取气压数据和气温数据，并利用所获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据，并将该实时海拔数据进行反馈，所依据的计算公式为：

Z2 = Z1 + 18400 * log10(P1 * 1.0 / P2) * (1 + (T1 + T2) / 2 / 273)，其中，Z1=基准海拔，P1=基准气压，T1=基准气温，Z2=当前海拔，P2=当前气压，T2=当前气温。

较佳的，所述预定周期为30s。即开始运动前，GPS开启定位，直到定位成功。GPS定位成功后，为了防止GPS海拔验证波动，测量初期30秒的平均海拔高度，作为标准海拔。同时这30秒内的平均气温和平均气压作为基准气温和基准气压。

进一步地，运动过程中，基准海拔进行更新，其更新方法为：

当上次基准海拔的更新时间超过预设的基准海拔变更最低时间间隔，且GPS信号强度达到预设标准时，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔。将当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

上述基准海拔更新方法具体步骤为：

检测并确认运动过程中的GPS信号强度是否达到预设标准；

若是，则判断当前时间和上次更新基准海拔时间间隔是否大于预设的基准海拔变更最低时间间隔；

若是，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔，当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

如图1所示，本发明基于GPS的海拔计算的具体实施例，其方法步骤为：

S1、准备运动。GPS开启并进行定位操作。

S2、等待GPS定位成功。直到GPS定位成功后执行下一步骤。

S3、开始运动。

S4、计算开始运动后30秒内的平均GPS海拔，作为基准海拔。

S5、计算开始运动后30秒内的平均气压，作为基准气压，30秒内的平均气温，作为基准气温。为防止GPS海拔验证波动，测量初期30秒的平均海拔高度，作为标准海拔。同时这30秒内的平均气温和平均气压作为基准气温和基准气压。当然，如果GPS模块能提供比较准确的垂直精度，当垂直精度在20米以内后，如果垂直精度值小于上次的基准海拔时的垂直精度值，则将此时的GPS海拔作为基准海拔，同时更新基准气压和基准气温。

S6、随着运动，采集实时气压和温度，根据拉普拉斯压高公式计算出当前海拔。计算实时海拔的公式

Z2 = Z1 + 18400 * log10(P1 * 1.0 / P2) * (1 + (T1 + T2) / 2 / 273)，其中Z1=基准海拔，P1=基准气压，T1=基准气温，Z2=当前海拔，P2=当前气压，T2=当前气温。

S7、当前GPS信号强度是否达标。若达标，则执行步骤S8，若未达标，则执行步骤S12

S8、当前时间和上次更新基准海拔时间是否大于基准海拔变更最低时间间隔。若是，则执行步骤S8，若否，则执行步骤S12。

S9、GPS海拔和当前海拔求和平均，得到基准海拔。

S10、获取当前气压作为新的基准气压，当前气温作为新的基准气温。

S11、更新基准海拔记录时间。

S12本次数据处理结束。

本发明还提供一种基于GPS的海拔计算系统，其中，所述系统包括：

数据获取模块，用于GPS启动定位后，获取海拔、气压、气温数据。

计算处理模块，用于利用数据获取模块获取的海拔、气压、气温数据计算预定周期内的平均海拔、平均气压，平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温，以及利用运动过程中实时获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据数据。

反馈模块，用于将计算处理模块处理得到的实施海拔数据反馈给用户。

本发明提供一种基于GPS的海拔计算方法及系统，通过该系统能够实现对GPS海拔数据的修正，基于该方法海拔数据误差能够控制在20米内，使得基于GPS的海拔数据更加准确，从而使应用该系统的运动手表等设备的数据反馈更加精准，用户体验大大提升。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，包括：

GPS启动定位，获取海拔、气压、气温数据并计算预定周期内的平均海拔、平均气压和平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温；

获取运动过程中实时获取气压数据和气温数据，并利用所获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据，并将该实时海拔数据进行反馈，所依据的计算公式为：

Z2 = Z1 + 18400 * log10(P1 * 1.0 / P2) * (1 + (T1 + T2) / 2 / 273)，其中，Z1=基准海拔，P1=基准气压，T1=基准气温，Z2=当前海拔，P2=当前气压，T2=当前气温。

2.根据权利要求1所述的基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，所述预定周期为30s。

3.根据权利要求1所述的基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，运动过程中，基准海拔进行更新，其更新方法为：

当上次基准海拔的更新时间超过预设的基准海拔变更最低时间间隔，且GPS信号强度达到预设标准时，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔。

4.根据权利要求3所述的基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，基准海拔更新后，将当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

5.根据权利要求4所述的基于GPS的海拔计算方法，其特征在于，所述基准海拔更新方法具体为：

检测并确认运动过程中的GPS信号强度是否达到预设标准；

若是，则判断当前时间和上次更新基准海拔时间间隔是否大于预设的基准海拔变更最低时间间隔；

若是，则用当前获得的GPS海拔数据和通过计算公式得到的实时海拔求和再平均，得到新的海拔数据，该海拔数据作为新的基准海拔，当前获得的气压和气温数据分别更新为新的基准气压和基准气温。

6.一种基于GPS的海拔计算系统，其特征在于，所述系统包括：

数据获取模块，用于GPS启动定位后，获取海拔、气压、气温数据；

计算处理模块，用于利用数据获取模块获取的海拔、气压、气温数据计算预定周期内的平均海拔、平均气压，平均气温，并将该平均海拔、平均气压、平均气温分别作为基准海拔，基准气压和基准气温，以及利用运动过程中实时获取的气压数据和气温数据结合基准海拔计算实时海拔数据数据；

反馈模块，用于将计算处理模块处理得到的实施海拔数据反馈给用户。