CN109459771A - 一种提高定位精度的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高定位精度的方法及系统，在获取被定位目标的原始定位信息后，根据原始定位信息的数量对原始定位信息进行有效性修正，滤除了无效定位数据生成包含有效信息的第一定位信息，通过对最新的多个有效定位数据进行两次修正，有效提高了定位精度。本发明提供的提高定位精度的方法及系统，对原始定位信息进行有效性修正的过程属于轻量级的算法，计算量较小，使用低性能的处理器也能快速执行，有利于降低该算法实现时的硬件成本，提高了算法执行的效率和性能。

Description

一种提高定位精度的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力导航和定位技术领域，具体涉及一种提高定位精度的方法及系统。
背景技术
定位技术在电力系统中有着广泛的应用，具体例如对车辆和人员的定位，对巡检无人机的定位，以及对输电杆塔位移和形变监测所需的高精度定位等。
在我国发展北斗定位导航之前，电力系统主要使用美国的GPS全球导航卫星系统。目前北斗二代系统已经建设完成，并投入使用，北斗三代系统也已经开始进行建设。随着北斗定位精度的逐步提高，目前可以达到厘米级，其应用也越来越广泛，并在电力系统中逐步推广应用。为了进一步提高监测的性能，通常会在得到原始定位数据后再进行一系列后续处理，利用各种数字信号处理方式提高监测的精度，如卡尔曼滤波法，最小二乘法等。但是这些方法的计算量非常大，对于大量定位数据的处理需要较强的硬件性能作为支撑，并且影响计算的速度。
发明内容
因此，本发明提供一种提高定位精度的方法及系统，克服了现有技术中的算法计算量大，从而影响计算速度的缺陷。
本发明实施例提供一种提高定位精度的方法，包括如下步骤：获取被定位目标的原始定位信息；根据所述原始定位信息的数量对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息；根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息；根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。
优选地，所述原始定位信息包括被定位目标预设时间间隔的多个定位信息，每个定位信息包括被定位目标的经度、纬度和高度。
优选地，根据所述原始定位信息的数量对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息，包括：判断所述原始定位信息包含的定位数据的数量是否大于第一阈值；当原始定位信息中包含的定位数据的数量大于第一阈值时，根据预设有效性阈值对所述原始定位信息进行有效性修正，得到所述第一定位信息。
优选地，根据以下公式计算所述预设有效性阈值E：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，n≥9，且n为整数。
优选地，所述根据预设有效性阈值对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息的步骤，包括：根据以下条件对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息L1：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，L1n为第一定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，E为有效性阈值，n≥9。
优选地，当所述原始定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于所述第一阈值时，将所述原始定位信息作为所述第一定位信息。
优选地，根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息，包括：判断所述第一定位信息包含的定位数据的数量是否大于第二阈值；当所述第一定位信息中包含的定位数据的数量大于第二阈值时，根据预设距离函数对所述第一定位信息进行修正，得到所述第二定位信息。
优选地，所述预设距离函数D为：
D＝(L-L1n)2+(L-L1n-1)2+…+(L-L1n-4)2，
其中，L为令所述预设距离函数D取值最小的值，n≥5。
优选地，所述根据预设距离函数对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息的步骤，包括：将所述令所述预设距离函数D取值最小的值确定为所述第二定位信息L2。
优选地，当所述第一定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于所述第二阈值时，将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
优选地，根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息，包括：判断所述第二定位信息中包含的定位数据的数量是否大于第三阈值；当所述第二定位信息中包含的定位数据的数量大于第三阈值时，将以所述第二定位信息{L2n,L2n-1,L2n-2}为三个顶点的空间三角形的内切圆的圆心确定为所述第三定位信息L3n。
优选地，根据以下公式计算所述第三定位信息L3n：
其中，n≥3，|L2n-1-L2n-2|表示L2n-1和L2n-2两点的空间距离，L3n为所述第三定位信息中包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息。
优选地，当所述第二定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于第三阈值时，将所述第二定位信息作为所述第三定位信息。
本发明实施例提供一种提高定位精度的系统，包括：原始定位信息获取模块，用于获取被定位目标的原始定位信息；第一定位信息获取模块，用于根据所述原始定位信息的数量所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息；第二定位信息获取模块，用于根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息；第三定位信息获取模块，用于根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。
本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述的提高定位精度的方法。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的提高定位精度的方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的提高定位精度的方法及系统，通过对原始定位信息的后续处理，滤除了无效定位数据生成包含有效信息的第一定位信息，通过对最新的多个有效定位数据进一步进行两次修正，有效提高了定位数据的准确性，即提高了定位精度。
2.本发明提供的提高定位精度的方法及系统，对原始数据进行修正的过程属于轻量级的算法，计算量较小，使用低性能的处理器也能快速执行，有利于降低该算法实现时的硬件成本，提高了算法执行的效率和性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的提高定位精度的方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例提供的提高定位精度的方法中执行步骤S2一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例提供的提高定位精度的方法中执行步骤S3一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例提供的提高定位精度的方法中执行步骤S4一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例提供的第三定位信息与第二定位信息位置关系的示意图；
图6为本发明实施例提供的提高定位精度的系统一个具体示例的组成图；
图7为本发明实施例提供的计算机设备的一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
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。
实施例1
本发明实施例提供一种提高定位精度的方法，如图1所示，该提高定位精度的方法，包括如下步骤：
步骤S1:获取被定位目标的原始定位信息。
在本发明实施例中，北斗定位系统输出的原始定位信息包括采集到的被定位目标在预设时间间隔的多个定位信息，每个定位信息包括被定位目标的经度、纬度和高度等。在具体实施例中，原始定位信息L0＝{L01,L02,L03…L0n}，L01、L02、L03…L0n代表被定位目标在预设时间间隔的多个定位信息，其中，L0n＝{X0n,Y0n,Z0n}，X0n、Y0n、Z0n分别代表定位目标在第n个时刻的经度、纬度和高度。
步骤S2:根据原始定位信息的数量对原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息。本发明实施例中，对原始定位信息进行有效性修正，是为了滤除起始接收被定位目标的无效定位数据，获取到有效定位数据。
在本发明实施例中，执行步骤S2所描述的方法，如图2所示，具体包括如下步骤：
步骤S21：判断原始定位信息包含的定位数据的数量是否大于第一阈值。本发明实施例中，设置的第一阈值为8，但是并不以此为限。
步骤S22：当原始定位信息中包含的定位数据的数量大于第一阈值时，根据预设有效性阈值对原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息。
在一较佳实施例中，根据以下公式计算预设有效性阈值E：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，n＞8，且n为整数。
在一较佳实施例中，根据预设有效性阈值对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息的步骤，包括：根据以下条件对原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息L1：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，L1n为第一定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，E为有效性阈值，n＞8。
步骤S23：当原始定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于第一阈值时，将原始定位信息作为第一定位信息。
在本发明实施例中，当n≤8时，由于计算计算有效性阈值E所需的数据不足，所以可以直接令原始定位信息的接收到的前8个定位信息数据作为第一信息的中的前8个定位信息数据，即：L11＝L01,L12＝L02,…,L18＝L08。
步骤S3:根据第一定位信息的数量对第一定位信息进行修正，得到第二定位信息。本发明实施例中，对第一定位信息进行修正，是为了对第一定位信息中的有效定位信息进行修正，提高定位数据的准确性。
在本发明实施例中，执行步骤S3所描述的方法，如图3所示，具体包括如下步骤：
步骤S31：判断第一定位信息包含的定位数据的数量是否大于第二阈值。
本发明实施例中，设置的第一阈值为4，但是并不以此为限。
步骤S32：当第一定位信息中包含的定位数据的数量大于第二阈值时，根据预设距离函数对第一定位信息进行修正，得到第二定位信息。
在一较佳实施例中，预设距离函数D为：
D＝(L-L1n)2+(L-L1n-1)2+…+(L-L1n-4)2，
其中，L为令预设距离函数D取值最小的值，n＞4，将令预设距离函数D取值最小的值确定为第二定位信息L2。
步骤S33：当第一定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于第二阈值时，将第一定位信息作为第二定位信息。
在本发明实施例中，当n≤4时，由于计算预设距离函数D所需的数据不足，所以可以直接令第一定位信息的接收到的前4个定位信息数据作为第二信息的中的前4个定位信息数据，也为原始定位信息的接收到的前4个定位信息数据，即：令L21＝L01,L22＝L02,L23＝L03,L24＝L04。
步骤S4:根据第二定位信息的数量对第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。本发明实施例中，对第二定位信息进行修正，是为了对第二定位信息中的定位信息进行进一步修正，进一步提高定位数据的准确性。
在本发明实施例中，执行步骤S4所描述的方法，如图4所示，具体包括如下步骤：
步骤S41：判断第二定位信息中包含的定位数据的数量是否大于第三阈值。本发明实施例中，设置的第一阈值为2，但是并不以此为限。
步骤S42：当第二定位信息中包含的定位数据的数量大于第三阈值时，将以第二定位信息{L2n,L2n-1,L2n-2}为三个顶点的空间三角形的内切圆的圆心确定为第三定位信息L3n。如图5所示，第三定位信息L3n为{L2n,L2n-1,L2n-2}的三个顶点的空间三角形的内切圆的圆心。
在一较佳实施例中，根据以下公式计算第三定位信息L3n：
其中，n＞2，|L2n-1-L2n-2|表示L2n-1和L2n-2两点的空间距离，L3n为第三定位信息中包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息。
步骤S43：当第二定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于第三阈值时，将第二定位信息作为第三定位信息。
在本发明实施例中，当n≤2时，由于计算第三定位信息所需的数据不足，所以可以直接令第二定位信息的接收到的前2个定位信息数据作为第三信息的中的前2个定位信息数据，也为原始定位信息的接收到的前2个定位信息数据，即：令L31＝L01,L32＝L02。
本发明实施例提供的提高定位精度的方法，在获取被定位目标的原始定位信息后，根据原始定位信息的数量对原始定位信息进行有效性修正，滤除了无效定位数据生成包含有效信息的第一定位信息，通过对最新的多个有效定位数据进行两次修正，有效提高了定位精度。本发明实施例提供的提高定位精度的方法，对原始定位信息进行修正的过程属于轻量级的算法，计算量较小，使用低性能的处理器也能快速执行，有利于降低该算法实现时的硬件成本，提高了算法执行的效率和性能。
实施例2
本发明实施例提供一种提高定位精度的系统，如图6所示，包括：
原始定位信息获取模块1，用于获取被定位目标的原始定位信息。此模块具体执行实施例1中步骤S1的方法，在此不再赘述。
第一定位信息获取模块2，用于根据所述原始定位信息的数量所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息。此模块具体执行实施例1中步骤S21～S23的方法，在此不再赘述。
第二定位信息获取模块3，用于根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息。此模块具体执行实施例1中步骤S31～S33的方法，在此不再赘述。
第三定位信息获取模块4，用于根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。此模块具体执行实施例1中步骤S41～S43的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的提高定位精度的系统，在获取被定位目标的原始定位信息后，在获取被定位目标的原始定位信息后，根据原始定位信息的数量对原始定位信息进行有效性修正，滤除了无效定位数据生成包含有效信息的第一定位信息，通过对最新的多个有效定位数据进行两次修正，有效提高了定位精度。本发明实施例提供的提高定位精度的系统，对原始定位信息进行修正的过程属于轻量级的算法，计算量较小，使用低性能的处理器也能快速执行，有利于降低该算法实现时的硬件成本，提高了算法执行的效率和性能。
实施例3
本发明实施例提供一种计算机设备，如图7所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行图1描述的提高定位精度的方法，存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1中的提高定位精度的方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请实施例1中提供的基于虚拟节点的多站协同干扰定位方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的基于虚拟节点的多站协同干扰定位方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种提高定位精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取被定位目标的原始定位信息；
根据所述原始定位信息的数量对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息；
根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息；
根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。
2.根据权利要求1所述的提高定位精度的方法，其特征在于，所述原始定位信息包括被定位目标预设时间间隔的多个定位信息，每个定位信息包括被定位目标的经度、纬度和高度。
3.根据权利要求2所述的提高定位精度的方法，其特征在于，根据所述原始定位信息的数量对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息，包括：
判断所述原始定位信息包含的定位数据的数量是否大于第一阈值；
当原始定位信息中包含的定位数据的数量大于第一阈值时，根据预设有效性阈值对所述原始定位信息进行有效性修正，得到所述第一定位信息。
4.根据权利要求3所述的提高定位精度的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述预设有效性阈值E：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，n≥9，且n为整数。
5.根据权利要求4所述的提高定位精度的方法，其特征在于，所述根据预设有效性阈值对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息的步骤，包括：根据以下条件对所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息L1：
其中，L0n为原始定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，L1n为第一定位信息包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息，E为有效性阈值，n≥9。
6.根据权利要求3所述的提高定位精度的方法，其特征在于，当所述原始定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于所述第一阈值时，将所述原始定位信息作为所述第一定位信息。
7.根据权利要求1所述的提高定位精度的方法，其特征在于，根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息，包括：
判断所述第一定位信息包含的定位数据的数量是否大于第二阈值；
当所述第一定位信息中包含的定位数据的数量大于第二阈值时，根据预设距离函数对所述第一定位信息进行修正，得到所述第二定位信息。
8.根据权利要求7所述的提高定位精度的方法，其特征在于，所述预设距离函数D为：
D＝(L-L1n)2+(L-L1n-1)2+…+(L-L1n-4)2，
其中，L为令所述预设距离函数D取值最小的值，n≥5。
9.根据权利要求8所述的提高定位精度的方法，其特征在于，所述根据预设距离函数对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息的步骤，包括：将所述令所述预设距离函数D取值最小的值确定为所述第二定位信息L2。
10.根据权利要求8所述的提高定位精度的方法，其特征在于，当所述第一定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于所述第二阈值时，将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
11.根据权利要求3所述的提高定位精度的方法，其特征在于，根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息，包括：
判断所述第二定位信息中包含的定位数据的数量是否大于第三阈值；
当所述第二定位信息中包含的定位数据的数量大于第三阈值时，将以所述第二定位信息{L2n,L2n-1,L2n-2}为三个顶点的空间三角形的内切圆的圆心确定为所述第三定位信息L3n。
12.根据权利要求11所述的提高定位精度的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第三定位信息L3n：
其中，n≥3，|L2n-1-L2n-2|表示L2n-1和L2n-2两点的空间距离，L3n为所述第三定位信息中包含的多个被定位目标预设时间间隔的定位信息。
13.根据权利要求9所述的提高定位精度的方法，其特征在于，当所述第二定位信息中包含的定位数据的数量小于或等于第三阈值时，将所述第二定位信息作为所述第三定位信息。
14.一种提高定位精度的系统，其特征在于，包括：
原始定位信息获取模块，用于获取被定位目标的原始定位信息；
第一定位信息获取模块，用于根据所述原始定位信息的数量所述原始定位信息进行有效性修正，得到第一定位信息；
第二定位信息获取模块，用于根据所述第一定位信息的数量对所述第一定位信息进行修正，得到第二定位信息；
第三定位信息获取模块，用于根据所述第二定位信息的数量对所述第二定位信息进行修正，得到第三定位信息。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述权利要求1-13中任一所述的提高定位精度的方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述权利要求1-13中任一所述的提高定位精度的方法。
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