CN110133687A - 一种新型班车定位的系统和方法 - Google Patents

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王存睿
张煜
刘宇
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Dalian Minzu University
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Abstract

本发明公开了一种新型班车定位的系统和方法，其方法包括：航向的计算、坐标的转换、坐标的偏移量等，其系统包括定位终端，发送班车线路、班车经纬度、储存最后一次在线定位的数据；信息处理模块，进行坐标转换、坐标偏移、航向计算处理；实时定位模块，用于获取班车实时位置信息，采用异步加载方式，呈现在地图上；数据转储模块，采用redis和数据库同步存取，redis用于读取数据，数据库用于备份数据；历史轨迹模块，用于查看班车的某段时间的行驶路线图；班车路线模块，根据班车航向、车牌号自动匹配线路；本申请给乘班车的老师提供保护与方便，确保系统的实时性，提升用户的体验。

Description

一种新型班车定位的系统和方法
技术领域
本发明涉及班车定位技术领域，更具体地说是一种新型班车定位的系统和方法。
背景技术
学校班车，是一种专门运送老师往返两个校区的交通工具。为了老师的教学计划、给老师授课提供便利，节省教师自己开车的时间，统一给安排了班车，并且安排了班车时刻表。
但是，现行的班车仍存在一些问题。例如，老师乘坐的班车是随机的，同一时段内，班车是有多辆的，走的线路也是各种各样，老师不知道该坐做哪辆，时刻表不是很明确。另外，如果老师晚到了一分钟，不确定班车走没走，或是想随时获取班车位置，获取自己位置，查看自己距离班车还有多远。由于每个班车路线不同，老师也无法预测自己到站时间。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种新型班车定位系统和方法，为的是给乘班车的老师提供保护与方便，确保系统的实时性，提升用户的体验。
为实现上述目的，具体技术方案如下：一种新型班车定位的系统，包括：
定位终端，用于采集班车地理位置信息、发送班车线路、班车经纬度、储存最后一次在线定位的数据；
信息处理模块，用于接收定位终端GPS发送的数据包，进行加密解密操作，然后再进行坐标转换、坐标偏移、航向计算处理；
实时定位模块，用于获取班车实时位置信息，采用异步加载方式，呈现在地图上，可以随时查看班车的位置信息；
数据转储模块，采用redis和数据库同步存取，redis用于读取数据，数据库用于备份数据；
历史轨迹模块，用于查看班车的某段时间的行驶路线图；
班车路线模块，根据班车航向、车牌号自动匹配线路。
进一步的，所述历史轨迹模块包括选择查询的时间段：如果有数据，把坐标点数组传到地图js，用poyline画出图线；如果没有数据，返回提示信息。
进一步的，定位终端发送AT指令给SIM7600单元信息采集模块，实现终端的重启、关机、更新位置。
一种新型班车定位的方法，包括坐标转换和坐标偏移的步骤、航向计算的步骤。
坐标转换和坐标偏移的步骤：GCJ－02坐标系转WGS－84坐标系，半长轴a＝6378245.0；扁率e＝0.00669342162296594323；Lon＝longcj-105.0,lat＝latgcj-105.0
其中，Lon代表Longcj-105.0的经度，lat代表Latgcj-105.0的纬度，m是偏移率。
航向计算的步骤：航向＝arctan2(de,dn)，若结果<0，则在结果上加上360度,其中站心坐标系为(de,dn,du)，de纬度，dn经度，du高程；航速＝sqrt(de^2+dn^2)/(t2-t1)，其中站心坐标系为(de,dn,du)，t2-t1是两点经纬度之间的时间差。
进一步地，坐标转换这里主要是GCJ－02转换为WGS－84原始坐标系；
进一步地，WGS－84原始坐标系，一般用国际GPS纪录仪记录下来的经纬度，通过GPS定位拿到的原始经纬度，Google和高德地图定位的的经纬度(国外)都是基于WGS－84坐标系的；但是在国内是不允许直接用WGS84坐标系标注的，必须经过加密后才能使用。
进一步地，GCJ－02坐标系，又名“火星坐标系”，是我国国测局独创的坐标体系，由WGS－84加密而成，在国内，必须至少使用GCJ－02坐标系，或者使用在GCJ－02加密后再进行加密的坐标系，如百度坐标系。高德和Google在国内都是使用GCJ－02坐标系，可以说GCJ－02是国内最广泛使用的坐标系。
进一步地，航向就是班车前进方向，就是GPS前一时间所在点与当前时间所在点连线的方位角。
进一步地，根据发送地数据包进行提取和解析，从中获取到班车的地理位置、航向、速度、时间等加密信息。
进一步地，可以发送AT指令给SIM7600单元信息采集模块，实现终端的重启、关机、更新位置。
进一步地，定位终端实时定位模块采用异步加载方式，每3s从服务器获取最新的班车位置信息，手机端每3s获取用户自身的定位，达到随时查看自己与班车距离的功能，达到实时刷新的效果。
班车路线模块，是由于每辆车走的线路不同，这里根据不同线路所采集的点不同，先存到数据库，当选择班车(车牌号)时，线路会随着班车标记到地图上，使得老师更加清楚明了，以免做错了班车。
进一步地，这里用到了腾讯地图的api，利用poyline函数，传去对应坐标数组，可以清楚的画出线路图。
历史轨迹模块，就是GPS获取到的位置信息都会保存一份到数据库，之后可以针对时间来进行班车轨迹查询。
数据转储模块，主要是进行两次备份，redis和数据库同步处理，GPS获取到信息后先存入redis后同步到云数据库，达到数据的保护性。
本发明能够取得以下技术效果：
1、能够在实际场景中实现对班车的监控，以防发生一些不可必免得意外。
2、极大提高了对车辆的定位效果，成本相对低廉，具有极大的推广和使用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍：
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本申请做进一步的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部实施例。
一种新型班车定位系统和方法，中国北斗系统的民用定位精度是10米，美国GPS的民用定位精度是15米。目前流行的是北斗GPS混合定位，实现gps定位并发送自身经纬坐标给监控端。除了一个GPS模块，还需要一个无线发送模块，通过4G网络发送数据包，这些都集成在定位终端里。然而，大多对于一种班车定位运行的完整架构并没有表现，本发明着重研究如何实现终端定位、数据处理、系统呈现一个完整的结构，形成班车定位实时性强且有参考性的建构思路。本发明设计思路包括以下步骤：
步骤一，定位终端定位获取。
定位终端利用定位芯片获取班车地理信息，为了更佳准确，在终端利用4G天线、WIFI天线、GPS天线辅助定位。
GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，通过GSM模块连接4G信号发送数据包。
步骤二，数据处理。
进一步地，对于发送过来的数据包，要进行解密处理，分析出来在线数据、离线数据。
进一步地，在线数据解析，根据规则不一样，解析出经纬度、航向、速度等信息。
步骤三，系统端实现接收数据、渲染手机端的功能。
进一步地，班车实时定位功能，利用异步加载方式，获取班车和用户位置信息，每3s刷新一次，达到实时定位的效果。
进一步地，班车路线功能，系统根据班车不同，自定义路线不同，当选择后班车后，呈现出高亮的班车路线，班车行驶在对应路线，使用户更加清楚明了。
进一步地，历史轨迹路线功能，用户可以选择时间段，查看班车的历史轨迹。
GPS定位已经在定位领域取得了一定的应用成果，但对于学校层面，特别是班车应用方面，还不成熟，需要解决高效定位、自动匹配等问题。由此本发明使用坐标转换、坐标偏移、根据班车号自动匹配路线的方法，进行虚拟数据在真实世界中的相对位置估计，融合现实路况，最终完成一种新型班车定位的系统和方法。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型班车定位的系统，其特征在于，包括：
定位终端，用于采集班车地理位置信息、发送班车线路、班车经纬度、储存最后一次在线定位的数据；
信息处理模块，用于接收定位终端GPS发送的数据包，进行加密解密操作，然后再进行坐标转换、坐标偏移、航向计算处理；
实时定位模块，用于获取班车实时位置信息，采用异步加载方式，呈现在地图上；
数据转储模块，采用redis和数据库同步存取，redis用于读取数据，数据库用于备份数据；
历史轨迹模块，用于查看班车的某段时间的行驶路线图；
班车路线模块，根据班车航向、车牌号自动匹配线路。
2.根据权利要求1所述一种新型班车定位的系统，其特征在于，所述历史轨迹模块包括选择查询的时间段：如果有数据，把坐标点数组传到地图js，用poyline画出图线；如果没有数据，返回提示信息。
3.根据权利要求1所述一种新型班车定位的系统，其特征在于，定位终端发送AT指令给SIM7600单元信息采集模块，实现终端的重启、关机、更新位置。
4.一种新型班车定位的方法，其特征在于，坐标转换和坐标偏移的步骤、航向计算的步骤。
5.根据权利要求4所述一种新型班车定位的方法，其特征在于，坐标转换和坐标偏移的步骤：GCJ－02坐标系转WGS－84坐标系，半长轴a＝6378245.0；扁率e＝0.00669342162296594323；
Lon＝longcj-105.0,lat＝latgcj-105.0
其中，Lon代表Longcj-105.0的经度，lat代表Latgcj-105.0的纬度，m是偏移率。
6.根据权利要求4所述一种新型班车定位的方法，其特征在于，航向计算的步骤：航向＝arctan2(de,dn)，若结果<0，则在结果上加上360度,其中站心坐标系为(de,dn,du)，de纬度，dn经度，du高程；
航速＝sqrt(de^2+dn^2)/(t2-t1)，其中站心坐标系为(de,dn,du)，t2-t1是两点经纬度之间的时间差。
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