CN110082804A - 协同定位的方法、移动设备及定位传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星定位技术领域,公开了一种协同定位的方法:移动设备从位置服务器处获得AGNSS数据,将其发送至外设的定位传感器,以供所述定位传感器冷启动使用;所述移动设备将所述定位传感器传来的第二位置信息发送至所述位置服务器,获得差分改正数据,然后进行RTD或RTK解算,得到高精度的定位结果。相应地,还公开了相关的移动设备及定位传感器。本发明的一些技术效果在于:通过借助获取AGNSS数据,帮助定位传感器进行快速冷启动而实现辅助定位,并在移动设备端完成解算,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外围连接设备(定位传感器),就能满足便捷且低成本地获得高精度定位结果的需求。
Description
技术领域
本发明涉及卫星定位的技术领域,特别涉及协同定位的方法、移动设备及定位传感器。
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:
一种协同定位的方法,主要包括以下步骤:移动设备通过发送第一位置信息,从位置服务器处获得对应的AGNSS数据;所述移动设备将所述AGNSS数据发送至外设的定位传感器,以供所述定位传感器冷启动使用;所述移动设备获取所述定位传感器传来的第二位置信息,并据此从所述位置服务器获得对应的差分改正数据;所述移动设备根据所述第二位置信息以及所述差分改正数据,进行RTD或RTK解算,得到高精度的定位结果。
优选地,所述位置服务器包括提供所述AGNSS数据的第一服务器以及提供CORS网络服务的第二服务器;所述移动设备通过所述CORS网络的身份验证后,将所述第二位置信息发送至所述第二服务器,以获得所述第二服务器返回的、对应的所述差分改正数据。
优选地,根据所述移动设备与所述定位传感器断开重连的时长进行以下操作:当所述时长超过设定阈值时,所述移动设备在与所述定位传感器重连接通后,更新所述第一位置信息,据此获取更新后的、对应的AGNSS数据,并将其发送至所述定位传感器。
优选地,所述第一位置信息为与所述移动设备距离最近的基站的位置信息或所述移动设备自身定位后的概略位置信息。
优选地,所述移动设备通过调用存储于所述定位传感器内的算法程序,进行RTD或RTK解算。
优选地,所述移动设备通过USB的方式为所述定位传感器供电及与其进行通信。
优选地,所述移动设备为智能手机;通过将所述高精度的定位结果的坐标进行提取,转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型后,以点或轨迹的方式,在已有的定位导航地图上进行显示。
优选地,一个所述移动设备与两个以上的所述定位传感器相连,分别获得不同的所述定位传感器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形态显示对应的所述辅助定位设备的位置轨迹。
相应地,本发明还公开了一种移动设备,包括第一通信模块、第一解算模块以及显示模块;所述第一通信模块主要用于与所述位置服务器以及所述定位传感器建立通信,包括:发送所述第一位置信息、所述AGNSS数据,接收所述第二位置信息、所述差分改正数据;所述第一解算模块用于根据所述第二位置信息及所述差分改正数据进行RTD或RTK解算;所述显示模块用于显示所述高精度的定位结果。
相应地,本发明还公开了一种定位传感器,包括GNSS天线、信号搜索模块、信号处理模块以及第二通信模块;所述GNSS天线用于接收卫星信号;所述信号搜索模块主要用于根据所述移动设备发送来的AGNSS数据快速搜索目标卫星信号;所述信号处理模块主要用于对卫星信号进行处理,得到所述第二位置信息;所述第二通信模块主要用于与所述移动设备进行通信。
本发明的一些技术效果在于:通过借助获取AGNSS数据,帮助定位传感器进行快速冷启动而实现辅助定位,并在移动设备端完成解算,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外围连接设备(定位传感器),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,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。
本文涉及的一些表述的解释如下:
AGNSS:Assisted Global Navigation Satellite System,辅助全球导航卫星系统。现有技术中,一般先对手机附近通信基站所在地区的可用全球导航卫星进行搜索识别,并通过手机所在的通信网络,将该地区的可用卫星的星历数据(AGNSS数据)发送至手机,加速手机的搜星速度。
RTD:Real Time Differential,实时动态伪距差分技术。
RTK:Real Time kinematic,实时动态载波相位差分技术。
CORS:Continuously Operating Reference Stations,连续运行卫星定位服务参考站。
GNSS:Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统。
BDS:BeiDou Navigation Satellite System,北斗导航卫星系统。
GPS:Global Positioning System,美国研制的全球定位系统。
GLONASS:格洛纳斯,俄罗斯研制的全球卫星定位系统。
Galileo:Galileo Satellite Navigation System,伽利略,欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统。
GGA:Global Positioning System Fix Data,它是属于NMEA(National MarineElectronics Association)0183标准信息的最常用的格式,GGA数据一般会包含时间、位置、卫星数量、定位方式等内容。
SDK:Software Development Kit,软件开发工具包。
在总体思路上,本发明首先公开了一种协同定位的方法,主要包括以下步骤:移动设备通过发送第一位置信息,从位置服务器处获得对应的AGNSS数据;所述移动设备将所述AGNSS数据发送至外设的定位传感器,以供所述定位传感器冷启动使用;所述移动设备获取所述定位传感器传来的第二位置信息,并据此从所述位置服务器获得对应的差分改正数据;所述移动设备根据所述第二位置信息以及所述差分改正数据,进行RTD或RTK解算,得到高精度的定位结果。
相应地,一些实施例中,该移动设备包括第一通信模块、第一解算模块以及显示模块;所述第一通信模块主要用于与所述位置服务器以及所述定位传感器建立通信,包括:发送所述第一位置信息、所述AGNSS数据,接收所述第二位置信息、所述差分改正数据;所述第一解算模块用于根据所述第二位置信息及所述差分改正数据进行RTD或RTK解算;所述显示模块用于显示所述高精度的定位结果。
相应地,一些实施例中,该定位传感器包括GNSS天线、信号搜索模块、信号处理模块以及第二通信模块;所述GNSS天线用于接收卫星信号;所述信号搜索模块主要用于根据所述移动设备发送来的AGNSS数据快速搜索目标卫星信号;所述信号处理模块主要用于对卫星信号进行处理,得到所述第二位置信息;所述第二通信模块主要用于与所述移动设备进行通信。
协同定位指的是多个主体端(移动设备端、定位传感器端、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,协同定位系统里,移动设备包括第一解算模块、显示模块以及第一通信模块。定位传感器包括GNSS天线、信号搜索模块、信号处理模块(包括射频模组、基带模组)以及第二通信模块,通过获取AGNSS数据后,加速冷启动,GNSS天线接收卫星信号并快速锁定目标卫星,信号处理模块对卫星信号进行处理而得到第二位置信息,第二位置信息可以包括原始观测数据(如伪距测量值以及载波相位测量值,如导航电文等)。定位传感器按照一定频率将第二位置信息发送给移动设备,移动设备将第二位置信息发出,经过数据链路传至位置服务器(如CORS网络服务器),位置服务器将差分电文(包括差分改正数据)反馈给移动设备,移动设备利用自身算力进行位置解算,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定位传感器的卫星定位能力,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定位传感器,其可接收的卫星信号的种类及通道少于定位传感器。
可以看到,本发明提出的背景之一,是考虑到目前现有的众多移动设备,其自身并不具备GNSS天线,或并不具备性能更好(如灵敏度更高、能接收/处理更多频段更多系统的卫星信号等)的GNSS天线/芯片;这样的移动设备难以依靠自身硬件实现高精度的自定位,因此定位传感器可以起到很好的辅助作用。
定位传感器,主要用于接收卫星信号并进行初步信号处理(一些情况下,定位传感器包括了GNSS天线、射频模块和基带模块),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,因此定位传感器的结构可以设计得非常简单,体积可以设计得很小。
一些实施例中,定位传感器出于自身轻巧的考虑,可以通过移动设备进行供电。而一些实施例中,定位传感器内部可以设置有蓄电池,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:通过借助获取AGNSS数据,帮助定位传感器进行快速冷启动而实现辅助定位,并在移动设备端完成解算,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外围连接设备(定位传感器),就能便捷且低成本地获得高精度定位结果的需求。
需要注意的是,移动设备与定位传感器并不是一体的,而是至少可拆卸的,它们之间的通信连接方式可以是无线的也可以是有线的。移动设备与位置服务器之间的数据传输可以经由中转站也可以是直接端对端传递。位置服务器主要用于提供AGNSS数据以及差分改正数据,它可以是一个实体也可以由更多的实体组成,两个或者以上的实体的情况下,运营商可以是不同的。
在一个实施例中,所述位置服务器包括提供所述AGNSS数据的第一服务器以及提供CORS网络服务的第二服务器;所述移动设备通过所述CORS网络的身份验证后,将所述第二位置信息发送至所述第二服务器,以获得所述第二服务器返回的、对应的所述差分改正数据。该实施例中,第一服务器可以是手机移动通信网络(如中国电信、联通、移动等)的服务器,第二服务器可以是导航定位供应商的服务器。
在一个实施例中,根据所述移动设备与所述定位传感器断开重连的时长进行以下操作:当所述时长超过设定阈值时,所述移动设备在与所述定位传感器重连接通后,更新所述第一位置信息,据此获取更新后的、对应的AGNSS数据,并将其发送至所述定位传感器。考虑到定位传感器自身会保留有星历,若在设定阈值时长内重启,可以继续利用原有星历进行搜星及锁定有效卫星信号,此时不需再次接收AGNSS数据。设定阈值一般可选取4小时、3小时或2小时等,本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。
在一个实施例中,所述第一位置信息为与所述移动设备距离最近的基站的位置信息或所述移动设备自身定位后的概略位置信息。本领域技术人员可以理解是的,第一位置信息可以是基站的位置信息,也可以是移动设备通过低精度(如米级误差)定位后的自身的位置信息。可以更进一步地,在一些实施例中,可以设定一个距离值,当基站与移动设备的距离超过设定的距离值时,可以启用移动设备自身的定位(意味着移动设备自身有定位功能,可以是低精度的卫星定位也可以是其他定位方式),将获得的自身定位信息作为第一位置信息发送给第一服务器。
在一个实施例中,所述移动设备通过调用存储于所述定位传感器内的算法程序,进行RTD或RTK解算。该实施例意味着算法程序将存储在定位传感器的可读介质内,而移动设备本身无需作过多的软件适应性的改造。
在一个实施例中,所述移动设备通过USB的方式为所述定位传感器供电及与其进行通信。通过USB数据线实现通信,可使数据的传输更稳定、快速,同时还可以实现充电的目的。该实施例中,定位传感器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。
在一个实施例中,所述移动设备为智能手机;通过将所述高精度的定位结果的坐标进行提取,转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型后,以点或轨迹的方式,在已有的定位导航地图上进行显示。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。在已有的定位导航地图上进行显示时,具体地,所述移动设备可生成GGA格式的定位结果,并将定位结果的坐标进行提取,利用已有的定位导航地图软件SDK中的接口,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显示位置点或轨迹。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。
在一个实施例中,一个所述移动设备与两个以上的所述定位传感器相连,分别获得不同的所述定位传感器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形态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定位传感器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定位传感器的位置轨迹,能进行更直观的位置感知判断。
在一些实施例中,获取到差分改正数据后,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,移动设备将新的第一位置信息发送至CORS网络,并获取新的差分改正数据,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,移动设备不作差分改正数据的更新,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定位传感器移动速度较小的情况。
在一些实施例中,定位传感器里可以有第二解算模块,当第一解算模块任务量太多时(例如定位传感器的个数超出设定阈值),即一个移动设备连接多个定位传感器时,可以将部分的计算任务安排给第二解算模块(即使部分的定位传感器自身进行位置解算),以实现更为实时的多端位置解算。
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 (10)
1.协同定位的方法,其特征在于:包括以下步骤:
移动设备通过发送第一位置信息,从位置服务器处获得对应的AGNSS数据;
所述移动设备将所述AGNSS数据发送至外设的定位传感器,以供所述定位传感器冷启动使用;
所述移动设备获取所述定位传感器传来的第二位置信息,并据此从所述位置服务器获得对应的差分改正数据;
所述移动设备根据所述第二位置信息以及所述差分改正数据,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:
所述位置服务器包括提供所述AGNSS数据的第一服务器以及提供CORS网络服务的第二服务器;
所述移动设备通过所述CORS网络的身份验证后,将所述第二位置信息发送至所述第二服务器,以获得所述第二服务器返回的、对应的所述差分改正数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
根据所述移动设备与所述定位传感器断开重连的时长进行以下操作:
当所述时长超过设定阈值时,所述移动设备在与所述定位传感器重连接通后,更新所述第一位置信息,据此获取更新后的、对应的AGNSS数据,并将其发送至所述定位传感器。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述第一位置信息为与所述移动设备距离最近的基站的位置信息或所述移动设备自身定位后的概略位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述移动设备通过调用存储于所述定位传感器内的算法程序,进行RTD或RTK解算。
6.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的方式为所述定位传感器供电及与其进行通信。
7.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;通过将所述高精度的定位结果的坐标进行提取,转化为已有的定位导航地图软件支持的坐标类型后,以点或轨迹的方式,在已有的定位导航地图上进行显示。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
一个所述移动设备与两个以上的所述定位传感器相连,分别获得不同的所述定位传感器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形态显示对应的所述辅助定位设备的位置轨迹。
9.一种移动设备,其特征在于:
包括第一通信模块、第一解算模块以及显示模块;
所述第一通信模块主要用于与所述位置服务器以及所述定位传感器建立通信,包括:发送所述第一位置信息、所述AGNSS数据,接收所述第二位置信息、所述差分改正数据;
所述第一解算模块用于根据所述第二位置信息及所述差分改正数据进行RTD或RTK解算;
所述显示模块用于显示所述高精度的定位结果。
10.一种定位传感器,其特征在于:
包括GNSS天线、信号搜索模块、信号处理模块以及第二通信模块;
所述GNSS天线用于接收卫星信号;
所述信号搜索模块主要用于根据所述移动设备发送来的AGNSS数据快速搜索目标卫星信号;
所述信号处理模块主要用于对卫星信号进行处理,得到所述第二位置信息;
所述第二通信模块主要用于与所述移动设备进行通信。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190802 |