CN109946724B - 一种基于geohash算法的gps静态漂移修正方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，包括以下步骤：步骤S10，在静态状态下获取定位源数据，并对定位源数据进行解析处理；步骤S20，采用GEOHASH算法对解析处理后的定位源数据进行特征值计算；步骤S30，将计算得到的GEOHASH特征值保存至数据队列组中，并对计算得到的GEOHASH特征值进行计数处理；步骤S40，循环执行步骤S10至步骤S30，直至静态状态被打破为止；步骤S50，在步骤S40的循环执行期间内，循环获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，以生成的GPS定位数据进行输出。还公开了一种用于实现上述基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法的装置。本发明的计算过程简单，计算效率高。

Description

一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法及其装置

技术领域

本发明涉及GPS定位方法技术领域，尤其涉及一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法及其装置。

背景技术

目前我国的GPS定位应用相当广泛，从各种导航终端、位置监控终端到手机位置微博等，对卫星定位的性能要求也逐步提高，而定位性能主要取决于这些终端设备所集成的GPS接收模组的性能，无论是芯片级还是模块级的接收模组，以下统称GPS接收机。在现有的GPS定位技术下，由于卫星信号受到大气电离层变化、云层遮挡、周边高大建筑物的多径反射等复杂因素的影响，GPS定位经常会出现位置漂移现象。即GPS接收机解算出来的位置信息，与实际情况存在不同程度的偏差，当偏差超过了精度误差允许范围，则认为发生了定位漂移。

通常，GPS接收机在运动情况下，虽然也存在信号不良的情况，但通过GPS接收机内部的算法处理，一般仍然可以解算出比较接近实际的结果。当GPS接收机处于静止状态下，特别是从冷启动到刚定位且处于静止状态下时，漂移会更严重。具体表现为，将定位的位置点显示在电子地图上，位置飘忽不定，杂乱无章，其圆概率误差(CEP)可达到几十甚至几百米。

目前业内常见的解决GPS定位静态漂移的方法主要有以下几种方法。1、通过判断GPS终端的工作条件，进而控制GPS定位功能是否启用的方式来解决。例如对于GPS车载终端，通常根据车辆ACC状态判断是否启用定位功能，一旦检测到车辆熄火，则关闭定位功能，从而避免静态漂移。而对于无法检测外部工作条件的情况(例如有些终端安装时将ACC信号接常电，即一直处于有效状态)，则此方法即失效。2、在中心平台对终端上报的轨迹数据进行后端处理，例如根据位置点对应的卫星信号信噪比、精度误差因子等参数，将可疑的无效点过滤掉；轨迹平滑过滤，对多个位置点进行轨迹拟合，去掉偏离较大的位置点，再通过递归处理，得到最佳的拟合轨迹等。这种方式缺乏实时性，而且往往数据处理运算工作量巨大，难以适应需要实时处理的应用场合。3、用地图上终端所处位置点周边道路或信息点进行位置匹配，直接修正位置点的经纬度数据。此方法常用于终端导航，要求导航终端需自带地图或通过无线网络实时下载周边地图数据，对终端的要求比较高，适用范围较小。

此外，现有的GPS静态漂移的处理方法还包括卡尔曼滤波法，例如专利申请号为201410778623.1的中国发明专利申请公开的用于处理GPS漂移的方法，该方法先确定预期误差信息，获取GPS初始位置以及纠偏后位置，再根据预期误差信息、GPS初始位置和纠偏后位置确定GPS漂移，最后对GPS漂移进行处理。由于GPS定位在静态状态下几乎都会产生漂移，该方法需通过一系列算法确定GPS漂移后再进行处理，过程复杂繁琐。

又例如，专利申请号为201710025208.2的中国发明专利申请公开的一种修正GPS定位的方法，其通过连续获取的n个GPS坐标数据，确定包括全部各个GPS坐标数据对应的GPS坐标的最小圆，再结合最小圆的圆心坐标与半径以及各个GPS坐标，计算出虚拟GPS坐标，并判断虚拟GPS坐标与当前定位的GPS坐标的距离是否超过设定值，若超过则将当前定位的GPS坐标替换为所述虚拟GPS坐标。该方法通过最小圆加入权重的参考因素，从而减少GPS接收终端接收到发生漂移的信号对GPS定位的影响。但是，该方法依然存在过程复杂繁琐的问题。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种简化计算过程的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种用于实现上述基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法的装置。

作为本发明第一方面的一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，包括以下步骤：

步骤S10，在静态状态下获取定位源数据，并对获取到的定位源数据进行解析处理；

步骤S20，采用GEOHASH算法对解析处理后的定位源数据进行特征值计算，并生成一个GEOHASH特征值；

步骤S30，将计算得到的GEOHASH特征值保存至数据队列组中，并对计算得到的GEOHASH特征值进行计数处理；

步骤S40，按照第一间隔时间循环执行所述步骤S10至步骤S30，直至静态状态被打破为止；

步骤S50，在所述步骤S40的循环执行期间内，按照第二间隔时间循环从所述数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S10中，按照NMEA规则对获取到的定位源数据进行解析处理。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S10中，所述定位源数据被解析处理后所生成的数据包括经度、纬度、定位误差以及海拔信息。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤S30包括以下子步骤：

步骤S31，获取步骤S20中所计算得到的GEOHASH特征值；

步骤S32，判断是否存在数据队列，若判断为是，则进入步骤S34，若判断为否，则进入步骤S33；

步骤S33，创建一个头队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的头队列中，同时对所述头队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S34，判断获取到的GEOHASH特征值与当前队列中所保存的GEOHASH特征值是否进行匹配，若进行匹配，则进入步骤S35，若无法进行匹配，则进入步骤S36；

步骤S35，对当前队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S36，判断当前队列是否存在后继队列，若存在后继队列，则进入步骤S38，若不存在后继队列，则进入步骤S37；

步骤S37，根据当前队列创建一个后继队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的后继队列中，继而进入步骤S38；

步骤S38，切换队列指向位置至当前队列的后继队列，以使得当前队列的后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S34。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S30中，所述数据队列组中的每一个队列的数据结构包括队列编码、GEOHASH特征值、计数值以及下一个队列数据地址。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S40中，所述第一间隔时间为0.5s～2s。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S50中，所述第二间隔时间为5min～10min。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S50中，从所述数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，包括以下步骤：

步骤S51，创建读取空间，并获取所述数据队列组；

步骤S52，读取所述数据队列组的当前队列中的GEOHASH特征值及其计数值；

步骤S53，判断当前队列的计数值是否大于读取空间中所存储的计数值，若判断为是，则进入步骤S54，若判断为否，则进入步骤S55；

步骤S54，将当前队列的数据更新至读取空间内；

步骤S55，判断当前队列是否存在后续队列，若判断为是，则进入步骤S56，若判断为否，则进入步骤S57；

步骤S56，移动至当前队列的后继队列，以使得该后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S52；

步骤S57，将读取空间中所存储的GEOHASH特征值及其计数值进行输出。

作为本发明第二方面的一种用于实现上述基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法的装置，包括：

定位源数据获取模块，所述定位源数据模块用于在静态状态下获取定位源数据，并对获取到的定位源数据进行解析处理；

特征值计算模块，所述特征值计算模块用于采用GEOHASH算法对所述定位源数据获取模块解析处理后的定位源数据进行特征值计算；

数据队列处理模块，所述数据队列处理模块用于将所述特征值计算模块计算得到的GEOHASH特征值进行存储并进行计数处理；以及

GPS定位数据获取与输出模块，所述GPS定位数据获取与输出模块用于从所述数据队列处理模块中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出。

由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明采用GEOHASH算法对在静态状态下获取的定位源数据进行特征值处理，并根据多次计数规则，确定稳定性最高的GEOHASH特征值，再利用GEOHASH算法反向计算得到静态状态下的GPD定位数据，计算过程简单，计算效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明的流程示意图。

图2是本发明的队列写入的流程示意图。

图3是本发明的读取最大匹配值的流程示意图。

图4是本发明的实现GPS静态漂移修正方法的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，图中给出的是一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，包括以下步骤：

步骤S10，在静态状态下获取定位源数据，并按照NMEA规则对获取到的定位源数据进行解析处理。在步骤S10中，定位源数据被解析处理后所生成的数据包括经度、纬度、定位误差以及海拔信息。

步骤S20，采用GEOHASH算法对解析处理后的定位源数据进行特征值计算，并生成一个GEOHASH特征值。在本步骤S20中，采用GEOHASH算法具有计算量小、运算流程短、可以持续运算的优点

步骤S30，将计算得到的GEOHASH特征值保存至数据队列组中，并对计算得到的GEOHASH特征值进行计数处理。其中，数据队列组由若干队列构成，每一个队列的数据结构包括队列编码、GEOHASH特征值、计数值以及下一个队列数据地址。

步骤S40，按照间隔时间0.5s～2s循环执行上述步骤S10至步骤S30，直至静态状态被打破为止，即直至静态状态切换至运动状态为止。

步骤S50，在步骤S40的循环执行期间内，按照间隔时间5min～10min循环从数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出。

参见图2，步骤S30具体包括以下子步骤：

步骤S31，获取步骤S20中所计算得到的GEOHASH特征值；

步骤S32，判断是否存在数据队列，若判断为是，则进入步骤S34，若判断为否，则进入步骤S33；

步骤S33，创建一个头队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的头队列中，同时对所述头队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S34，判断获取到的GEOHASH特征值与当前队列中所保存的GEOHASH特征值是否进行匹配，若进行匹配，则进入步骤S35，若无法进行匹配，则进入步骤S36；

步骤S35，对当前队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S36，判断当前队列是否存在后继队列，若存在后继队列，则进入步骤S38，若不存在后继队列，则进入步骤S37；

步骤S37，根据当前队列创建一个后继队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的后继队列中，继而进入步骤S38；

步骤S38，切换队列指向位置至当前队列的后继队列，以使得当前队列的后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S34。

参见图3，在步骤S50中，从数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，包括以下步骤：

步骤S51，创建读取空间，并获取所述数据队列组；

步骤S52，读取所述数据队列组的当前队列中的GEOHASH特征值及其计数值；

步骤S53，判断当前队列的计数值是否大于读取空间中所存储的计数值，若判断为是，则进入步骤S54，若判断为否，则进入步骤S55；

步骤S54，将当前队列的数据更新至读取空间内；

步骤S55，判断当前队列是否存在后续队列，若判断为是，则进入步骤S56，若判断为否，则进入步骤S57；

步骤S56，移动至当前队列的后继队列，以使得该后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S52；

步骤S57，将读取空间中所存储的GEOHASH特征值及其计数值进行输出。

参见图4，图中给出的是一种用于实现基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法的装置，包括定位源数据获取模块100、特征值计算模块200、数据队列处理模块300以及GPS定位数据获取与输出模块400。

定位源数据获取模块100用于在静态状态下获取定位源数据，并对获取到的定位源数据进行解析处理。特征值计算模块200用于采用GEOHASH算法对所述定位源数据获取模块解析处理后的定位源数据进行特征值计算。数据队列处理模块300用于将所述特征值计算模块计算得到的GEOHASH特征值进行存储并进行计数处理。GPS定位数据获取与输出模块400用于从所述数据队列处理模块中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出。

本发明的设备可以位于车辆、手机或者任何移动或者固定的装置中。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，在静态状态下获取定位源数据，并对获取到的定位源数据进行解析处理；

步骤S20，采用GEOHASH算法对解析处理后的定位源数据进行特征值计算，并生成一个GEOHASH特征值；

步骤S30，将计算得到的GEOHASH特征值保存至数据队列组中，并对计算得到的GEOHASH特征值进行计数处理；

步骤S40，按照第一间隔时间循环执行所述步骤S10至步骤S30，直至静态状态被打破为止；

步骤S50，在所述步骤S40的循环执行期间内，按照第二间隔时间循环从所述数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出；

所述步骤S30包括以下子步骤：

步骤S31，获取步骤S20中所计算得到的GEOHASH特征值；

步骤S32，判断是否存在数据队列，若判断为是，则进入步骤S34，若判断为否，则进入步骤S33；

步骤S33，创建一个头队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的头队列中，同时对所述头队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S34，判断获取到的GEOHASH特征值与当前队列中所保存的GEOHASH特征值是否进行匹配，若进行匹配，则进入步骤S35，若无法进行匹配，则进入步骤S36；

步骤S35，对当前队列中的计数值进行加一处理并结束；

步骤S36，判断当前队列是否存在后继队列，若存在后继队列，则进入步骤S38，若不存在后继队列，则进入步骤S37；

步骤S37，根据当前队列创建一个后继队列，并将获取到的GEOHASH特征值保存至其所创建的后继队列中，继而进入步骤S38；

步骤S38，切换队列指向位置至当前队列的后继队列，以使得当前队列的后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S34。

2.如权利要求1所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S10中，按照NMEA规则对获取到的定位源数据进行解析处理。

3.如权利要求2所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S10中，所述定位源数据被解析处理后所生成的数据包括经度、纬度、定位误差以及海拔信息。

4.如权利要求1所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S30中，所述数据队列组中的每一个队列的数据结构包括队列编码、GEOHASH特征值、计数值以及下一个队列数据地址。

5.如权利要求1所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S40中，所述第一间隔时间为0.5s～2s。

6.如权利要求1所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S50中，所述第二间隔时间为5min～10min。

7.如权利要求1所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法，其特征在于，在所述步骤S50中，从所述数据队列组中获取被计数最多的GEOHASH特征值，包括以下步骤：

步骤S51，创建读取空间，并获取所述数据队列组；

步骤S52，读取所述数据队列组的当前队列中的GEOHASH特征值及其计数值；

步骤S53，判断当前队列的计数值是否大于读取空间中所存储的计数值，若判断为是，则进入步骤S54，若判断为否，则进入步骤S55；

步骤S54，将当前队列的数据更新至读取空间内；

步骤S55，判断当前队列是否存在后续队列，若判断为是，则进入步骤S56，若判断为否，则进入步骤S57；

步骤S56，移动至当前队列的后继队列，以使得该后继队列作为新的当前队列，并返回步骤S52；

步骤S57，将读取空间中所存储的GEOHASH特征值及其计数值进行输出。

8.一种用于实现如权利要求1至7中任一项所述的基于GEOHASH算法的GPS静态漂移修正方法的装置，其特征在于，包括：

定位源数据获取模块，所述定位源数据模块用于在静态状态下获取定位源数据，并对获取到的定位源数据进行解析处理；

特征值计算模块，所述特征值计算模块用于采用GEOHASH算法对所述定位源数据获取模块解析处理后的定位源数据进行特征值计算；

数据队列处理模块，所述数据队列处理模块用于将所述特征值计算模块计算得到的GEOHASH特征值进行存储并进行计数处理；以及

GPS定位数据获取与输出模块，所述GPS定位数据获取与输出模块用于从所述数据队列处理模块中获取被计数最多的GEOHASH特征值，并通过GEOHASH算法对获取到的GEOHASH特征值进行反向计算，生成GPS定位数据进行输出。