CN110082803A - 多端协同定位的方法、系统以及移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星定位技术领域，公开了一种多端协同定位的方法：移动设备通过辅助定位设备获得卫星定位信息并发送至CORS网络，从所述CORS网络获取差分电文后进行RTD或RTK解算，得到高精度的定位结果。相应地，还公开了多端协同定位的系统以及移动设备。本发明的一些技术效果在于：通过辅助定位设备以及CORS网络获得卫星定位信息以及差分电文后，移动设备本身进行RTD或RTK的解算，得到关于辅助定位设备的高精度的定位结果，满足了用户无需改变现有的移动设备(手机、平板电脑等)硬件设计的前提下，只需借助简单结构的辅助定位设备，就能满足便捷且低成本地获得高精度定位结果的需求。

Description

多端协同定位的方法、系统以及移动设备

技术领域

本发明涉及卫星定位的技术领域，特别涉及多端协同定位的方法、系统以及移动设备。

背景技术

近年来，移动互联网飞速发展，智能手机、平板电脑等移动设备已经非常普及，也为生活带来了许多便利，例如出行方面，这些移动设备上一般有导航定位的软件，如百度地图、高德地图、腾讯地图等。

然而，受限于工艺与成本，目前多数移动设备上的定位精度为5至10米，难以满足大众对于更高精度的需求。

发明内容

为至少解决如何从移动设备中获得高精度定位结果的技术问题，本发明提出了一种多端系统协同定位的方法，其技术方案如下：

多端协同定位的方法，包括以下步骤：移动设备连接外置的辅助定位设备，并获得后者的包括原始观测数据的卫星定位信息；所述移动设备将所述卫星定位信息发送至CORS网络，并从所述CORS网络获取差分电文；所述移动设备根据卫星定位信息以及差分电文，进行RTD或RTK解算，得到高精度的定位结果。

优选地，所述移动设备通过USB数据线向所述辅助定位设备供电以及建立通信；所述辅助定位设备接收北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略中的一种以上的卫星信号并处理得到包括原始观测数据的卫星定位信息。

优选地，检测所述移动设备的电量；当所述移动设备电量小于第一设定值时，由所述辅助定位设备进行供电。

优选地，当所述移动设备电量大于第二设定值、所述辅助定位设备电量小于第三设定值时，所述移动设备对所述辅助定位设备进行供电。

优选地，所述移动设备为智能手机；所述移动设备进行RTD或RTK解算后生成GGA格式的定位结果，并将其转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型，在已有的定位导航地图上进行位置点或轨迹的显示。

优选地，所述辅助定位设备的数量为两个以上；所述移动设备的数量为一个，分别获得不同的所述辅助定位设备的高精度的定位结果，并据此在定位导航地图软件上以不同的颜色显示对应的所述辅助定位设备的位置轨迹。

优选地，获取到差分电文后，计算出定位结果作为参考点，判断后续产生的定位结果与参考点的位置距离是否超出设定阈值；当超出设定阈值时，移动设备将新的卫星定位信息发送至CORS网络，并获取新的差分电文，得到新的定位结果，以新的定位结果作为参考点并执行是否超出设定阈值的判断；当不超出设定阈值时，移动设备不作差分电文的更新，继续执行RTD或RTK解算并生成后续的定位结果。

相应地，本发明提出了一种多端协同定位的系统，它包括辅助定位装置和移动设备；所述辅助定位设备包括天线及定位芯片；所述天线用于接收卫星信号，所述定位芯片用于将卫星信号进行处理，得到包括原始观测数据的卫星定位信息；所述移动设备包括通信模块、解算模块以及存储模块；所述通信模块用于与所述辅助定位设备以及CORS网络建立通信；所述解算模块用于根据卫星定位信息以及CORS网络反馈回来的差分电文，进行RTD或RTK解算；所述存储模块用于存储所述卫星定位信息、差分电文以及解算结果。

相应地，本发明提出了一种移动设备，所述移动设备包括通信模块、解算模块以及存储模块；所述通信模块用于与所述辅助定位设备以及CORS网络建立通信；所述解算模块用于根据卫星定位信息以及CORS网络反馈回来的差分电文，进行RTD或RTK解算；所述存储模块用于存储所述卫星定位信息、差分电文以及解算结果。

本发明的一些技术效果在于：通过辅助定位设备以及CORS网络获得卫星定位信息以及差分电文后，移动设备本身进行RTD或RTK的解算，得到关于辅助定位设备的高精度的定位结果，满足了用户无需改变现有的移动设备(手机、平板电脑等)硬件设计的前提下，只需借助简单结构的辅助定位设备，就能满足便捷且低成本地获得高精度定位结果的需求。

附图说明

为更好地理解本发明的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本发明部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：

图1为一个实施例中，多端协同定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下文将对本发明涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本发明的部分实施方式，而并非全部。基于本发明中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本发明保护的范围之内。

在总体思路上，本发明公开了一种多端协同定位的方法，包括以下步骤：移动设备连接外置的辅助定位设备，并获得后者的包括原始观测数据的卫星定位信息；所述移动设备将所述卫星定位信息发送至CORS(Continuously Operating Reference Stations，连续运行卫星定位服务参考站)网络，并从所述CORS网络获取差分电文；所述移动设备根据所述卫星定位信息以及所述差分电文，进行RTD(Real Time Differential,实时动态伪距差分技术)或RTK(Real Time kinematic，实时动态载波相位差分技术)解算，得到高精度的定位结果。

相应地，一个实施例中，本发明提出了一种支持上述方法实施的多端协同定位的系统，它包括辅助定位装置和移动设备；所述辅助定位设备包括天线及定位芯片；所述天线用于接收卫星信号，所述定位芯片用于将卫星信号进行处理，得到包括原始观测数据的卫星定位信息(一些其他实施例中，卫星定位信息也可以包括导航电文)；所述移动设备包括通信模块、解算模块以及存储模块；所述通信模块用于与所述辅助定位设备以及CORS网络建立通信；所述解算模块用于根据卫星定位信息以及CORS网络反馈回来的差分电文，进行RTD或RTK解算；所述存储模块用于存储所述卫星定位信息、差分电文以及解算结果。

多端协同定位指的是多个主体端(移动设备端、辅助定位设备端、CORS网络(核心是CORS服务器)端)共同配合完成高精度定位。一个实施例中，如图1所示，定位辅助设备包括天线、定位芯片(包括射频模块、基带模块)，通过天线接收卫星信号后，依次经过射频电路、基带处理后得到原始观测数据，包括伪距测量值以及载波相位测量值。定位辅助设备将卫星定位信息发给移动设备，移动设备通过发送卫星定位信息而从CORS服务器获取差分电文，然后进行位置解算，即对伪距测量值或者载波相位测量值进行修正，得到更准确的高精度定位结果。

基于总体思路，本领域技术人员应该可以理解的是，移动设备可以包括手机、平板电脑、笔记本、车载电脑、其他便携式计算机等，其可以适用于安卓、苹果、微软等各类操作系统。

在一些具体实施例中，移动设备具有下列任一种特性：

1、移动设备本身不具备卫星定位能力；

2、移动设备本身的卫星定位能力差于辅助定位设备的卫星定位能力，即移动设备本身也可以有卫星信号接收天线和定位模块，但其伪距测量精度或载波相位测量精度低于辅助定位设备，其可接收的卫星信号的种类及通道少于辅助定位设备。

辅助定位设备，主要用于接收卫星信号并进行初步信号处理，例如搜索卫星信号、锁定卫星信号、对卫星信号进行模数转换、解码等，因此辅助定位设备的结构可以设计得非常简单，体积可以设计得很小。辅助定位设备内部还可以设置有蓄电池，以实现自给供电或为移动设备供电的目的。

CORS网络、RTD、RTK等技术可以采用现有技术，其本身不属于本发明的创新点，在此不作展开。

本发明的一些技术效果在于：通过辅助定位设备以及CORS网络获得卫星定位信息以及差分电文后，移动设备本身进行RTD或RTK的解算，得到关于辅助定位设备的高精度的定位结果，满足了用户无需改变现有的移动设备(手机、平板电脑等)硬件设计的前提下，只需借助简单结构的辅助定位设备，就能低成本地获得高精度定位结果的需求。在此设计中，移动设备主要提供算力以及起到通信、整合作用，而辅助定位设备则一般不需设置与CORS网络通信、自行进行解算的功能模块，结构更为灵巧、成本更为合理。

在一些实施例中，所述移动设备通过USB数据线向所述辅助定位设备供电以及建立通信；所述辅助定位设备接收北斗、GPS(Global Positioning System，美国研制的全球定位系统)、格洛纳斯(Global Navigation Satellite System，俄罗斯研制的全球卫星定位系统)、伽利略(Galileo Satellite Navigation System，欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统)中的一种以上的卫星信号并处理得到包括原始观测数据的卫星定位信息。通过USB数据线实现通信，可使数据的传输更稳定，同时还可以实现充电的目的。该实施例中，辅助定位设备由移动设备进行供电，自身不设置蓄电池，体积更小，便于携带。

在一些实施例中，检测所述移动设备的电量；当所述移动设备电量小于第一设定值时，由所述辅助定位设备进行供电。

在一些实施例中，当所述移动设备电量大于第二设定值、所述辅助定位设备电量小于第三设定值时，所述移动设备对所述辅助定位设备进行供电。

前述第一设定值时、第二设定值、第三设定值是指三个数值，它们一般来说是不相等的，但也不排除一些实施例中是相等的情况。它们一般由厂商设置，或由用户通过移动设备进行设置，它们可以是电量的百分比值，也可以是具体的电量值(如以毫安时为单位的电量值)。这些实施例提出的目的，是为了解决合理配置能耗的问题，本领域现有技术并未公开过相关策略。这些实施例揭示了移动设备和辅助设备之间可以采取动态相互供电的操作方式。

本发明所述的方法获得的定位结果，可以在自主开发、绘制的定位导航地图上通过点或轨迹的形式进行显示，也可以在已有的定位导航地图上进行显示。在一些实施例中，所述移动设备为智能手机；所述移动设备进行RTD或RTK解算后生成GGA格式的定位结果，并将其转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型，在已有的定位导航地图上进行位置点或轨迹的显示。关于GGA(Global Positioning System Fix Data)格式：它是属于NMEA(National Marine Electronics Association)0183标准信息的最常用的格式，GGA数据一般会包含定位时间、纬度、经度、高度、定位所用的卫星数等内容。该实施例表明在一些情况下，可以借助现有的定位导航地图软件进行高精度定位结果的显示，由于现有的手机大多数采用的是单点定位，因此在百度地图、高德地图等已有的定位导航地图软件上显示的位置不够准确，但该实施例提出将辅助定位设备的定位结果，通过这些已有的定位导航地图软件SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)接口，可将高精度的定位结果的坐标，转化成这些定位导航地图软件所支持的坐标类型，从而在这些定位导航地图软件上进行显示出高精度的位置点/轨迹，这样可以在尽可能节省开发成本的前提下，实现高精度的定位结果显示以及导航。

在一些实施例中，所述辅助定位设备的数量为两个以上；所述移动设备的数量为一个，分别获得不同的所述辅助定位设备的高精度的定位结果，并据此在定位导航地图软件上以不同的颜色显示对应的所述辅助定位设备的位置轨迹。该实施例解决了利用一台移动设备实现更多辅助定位设备持有主体的定位的技术问题，通过在地图软件上实时显示不同辅助定位设备的位置轨迹，能进行更直观的位置感知判断。

在一些实施例中，获取到差分电文后，计算出定位结果作为参考点，判断后续产生的定位结果与参考点的位置距离是否超出设定阈值；当超出设定阈值时，移动设备将新的卫星定位信息发送至CORS网络，并获取新的差分电文，得到新的定位结果，以新的定位结果作为参考点并执行是否超出设定阈值的判断；当不超出设定阈值时，移动设备不作差分电文的更新，继续执行RTD或RTK解算并生成后续的定位结果。该实施例特别适用于辅助定位设备移动速度较小的情况，能起到很好的降低能耗的效果。

在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。

最后再次强调，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。

因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.多端协同定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：

移动设备连接外置的辅助定位设备，并获得后者的包括原始观测数据的卫星定位信息；

所述移动设备将所述卫星定位信息发送至CORS网络，并从所述CORS网络获取差分电文；

所述移动设备根据所述卫星定位信息以及所述差分电文，进行RTD或RTK解算，得到高精度的定位结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述移动设备通过USB数据线向所述辅助定位设备供电以及建立通信；所述辅助定位设备接收北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略中的一种以上的卫星信号并处理得到包括伪距或载波相位测量值的原始观测数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

检测所述移动设备的电量；

当所述移动设备电量小于第一设定值时，由所述辅助定位设备进行供电。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

当所述移动设备电量大于第二设定值、所述辅助定位设备电量小于第三设定值时，所述移动设备对所述辅助定位设备进行供电。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述移动设备为智能手机；

所述移动设备进行RTD或RTK解算后生成GGA格式的定位结果，并将其转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型，在已有的定位导航地图上进行位置点或轨迹的显示。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述辅助定位设备的数量为两个以上；

所述移动设备的数量为一个，分别获得不同的所述辅助定位设备的高精度的定位结果，并据此在定位导航地图软件上以不同的颜色显示对应的所述辅助定位设备的位置轨迹。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

获取到差分电文后，计算出定位结果作为参考点，判断后续产生的定位结果与参考点的位置距离是否超出设定阈值；

当超出设定阈值时，移动设备将新的卫星定位信息发送至CORS网络，并获取新的差分电文，得到新的定位结果，以新的定位结果作为参考点并执行是否超出设定阈值的判断；

当不超出设定阈值时，移动设备不作差分电文的更新，继续执行RTD或RTK解算并生成后续的定位结果。

8.多端协同定位的系统，其特征在于：

包括辅助定位装置和移动设备；

所述辅助定位设备包括天线及定位芯片；

所述天线用于接收卫星信号，所述定位芯片用于将卫星信号进行处理，得到包括原始观测数据的卫星定位信息；

所述移动设备包括通信模块、解算模块以及存储模块；

所述通信模块用于与所述辅助定位设备以及CORS网络建立通信；

所述解算模块用于根据卫星定位信息以及CORS网络反馈回来的差分电文，进行RTD或RTK解算；

所述存储模块用于存储所述卫星定位信息、差分电文以及解算结果。

9.移动设备，其特征在于：

所述移动设备包括通信模块、解算模块以及存储模块；

所述通信模块用于与所述辅助定位设备以及CORS网络建立通信；

所述解算模块用于根据卫星定位信息以及CORS网络反馈回来的差分电文，进行RTD或RTK解算；

所述存储模块用于存储所述卫星定位信息、差分电文以及解算结果。