CN111123330A

CN111123330A - 一种定位方法及定位系统

Info

Publication number: CN111123330A
Application number: CN201911414271.0A
Authority: CN
Inventors: 汤凯
Original assignee: Shanghai Moqin Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Moqin Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111123330B

Abstract

本发明涉及导航定位技术领域，具体公开一种定位方法及定位系统，所述定位系统包括设有定位天线的定位终端，所述方法包括：改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数；建立并保存包含所述物理状态、天线参数和校正系数三者的对应关系的校正数据库；保存所述校正数据库；计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置；获取所述定位终端的物理状态和天线参数；根据所述物理状态和天线参数于所述校正数据库中获取对应的校正系数；根据所述校正系数对所述理论位置进行校正。本发明提供一种定位方法及定位系统，充分考虑定位终端的物理状态对定位结果的影响，能有效提高定位精度。

Description

一种定位方法及定位系统

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种定位方法及定位系统。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是一种以空中卫星为基础的无线电导航定位系统，是美国第二代卫星导航系统。一般地，定位终端通过内置的天线接收空中卫星发来的信号，然后根据该信号判断自身所处位置，从而实现GPS定位。

近年来，人们已经习惯将手机作为主要的导航和定位终端。然而，目前大多的手机均为单频GPS手机，即手机只能接收某一单一频段的信号，若手机处于该频段的信号受干扰的区域，则容易出现定位精度下降的情况。为了提高手机的定位精度，目前各大企业的主要研究方向均为使用双频GPS手机。顾名思义，双频GPS手机可以接收两个频段的信号，故能极大的提高手机的定位精度。

双频GPS手机的天线相位中心的位置往往与天线的几何中心不同，因此，在进行定位时，需要对天线相位中心的理论位置进行计算。理论位置的计算结果越准确，定位结果的误差就越小。一般地，在不同的俯仰角下计算所得的理论位置的误差不同，所以需要预先针对不同的俯仰角指定不同的校正系数，当双频GPS手机计算得到天线相位中心的理论位置后，还要根据俯仰角获取相应的校正系数，然后再根据该校正系数对理论位置进行校正。

经研究发现，即便在同一俯仰角下，当双频GPS手机处于不同的加速度状态或者处于不同的姿态时，其对应的校正系数均是不同的。然而现有技术对理论位置进行校正时，却并未考虑双频GPS手机的运动状态或者姿态等对天线相位中心造成的影响，导致校正不完全，影响最终的定位精度。因此，需要对现有的定位方法进行改进，以解决其未考虑定位终端的物理状态对定位结果的影响的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种定位方法及定位系统，充分考虑定位终端的物理状态对定位结果的影响，能有效提高定位精度。

为达以上目的，一方面，本发明提供一种定位方法，适用于定位系统，所述定位系统包括设有定位天线的定位终端，所述方法包括：

改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数；

建立包含所述物理状态、天线参数和校正系数三者的对应关系的校正数据库；

保存所述校正数据库；

计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置；

获取所述定位终端的物理状态；

获取所述定位终端的天线参数；

根据所述物理状态和天线参数于所述校正数据库中获取对应的校正系数；

根据所述校正系数对所述理论位置进行校正。

优选的，所述天线参数包括俯仰角和/或方位角。

优选的，所述物理状态包括装置姿态，所述改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数，包括：

改变定位终端的装置姿态，并在每种装置姿态下获取不同天线参数对应的校正系数。

优选的，所述物理状态包括运动状态，所述改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数，包括：

改变定位系统的加速度，并在各加速度下获取不同天线参数对应的校正系数。

优选的，所述根据所述校正系数对所述理论位置进行校正之后，还包括：

根据校正后的理论位置计算定位结果，完成定位。

另一方面，本发明提供一种定位系统，用于执行上述定位方法，包括：

定位终端，所述定位终端包括用于收发无线信号以进行定位的定位天线；

校正系数获取装置，用于改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数；

数据库建立装置，用于建立包含所述物理状态、天线参数和校正系数三者的对应关系的校正数据库；

所述定位终端还包括：

数据存储模块，用于存储所述校正数据库；

计算模块，用于计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置；

状态获取装置，用于获取所述定位终端的物理状态；

参数获取模块，用于获取所述定位终端的天线参数；

数据调取模块，用于根据所述物理状态和天线参数于所述校正数据库中获取对应的校正系数；

校正模块，用于根据所述校正系数对所述理论位置进行校正。

优选的，所述定位终端为手机、平板电脑或者导航仪。

优选的，所述物理状态包括装置姿态，所述状态获取装置包括陀螺仪或者重力传感器。

优选的，所述物理状态包括运动状态，所述状态获取装置包括加速度传感器。

本发明的有益效果在于：提供一种定位方法及定位系统，可以用于导航定位技术领域中的理论位置校准情形，通过增加定位终端的物理状态对校正系数的影响，从而有效提高定位精度，减少定位误差。

附图说明

为了更清楚地说明本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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一提供的定位方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的定位系统的结构框图。

1、校正系数获取装置；

2、数据库建立装置；

3、定位终端；301、定位天线；302、数据存储模块；303、计算模块；304、状态获取装置；305、参数获取模块；306、数据调取模块；307、校正模块；308、定位模块。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种定位方法，适用于导航定位领域中的应用场景，可以提高定位精度，所述定位方法由一种定位系统来执行，通过软件和/或硬件实现。

图1是本实施例一提供的定位方法的流程图。

所述定位方法适用于定位系统，所述定位系统包括设有定位天线的定位终端，参见图1，定位方法包括如下步骤：

S10：改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数。

本实施例中，所述天线参数可以包括俯仰角和/或方位角。当然，天线参数还可以包括与天线信号相关其它用于进行理论位置校准的参数。

可选的，所述物理状态包括装置姿态和/运动状态。

当所述物理状态包括装置姿态时，应改变定位终端的装置姿态，并在每种装置姿态下获取不同天线参数对应的校正系数。

优选的，定位终端包括屏幕，其装置姿态可以包括屏幕朝前时的竖屏姿态、屏幕朝前时的横屏姿态、屏幕朝后时的竖屏姿态、屏幕朝后时的横屏姿态、屏幕朝左时的竖屏姿态、屏幕朝左时的横屏姿态、屏幕朝右时的竖屏姿态、屏幕朝右时的横屏姿态、屏幕朝下时的平放姿态和屏幕朝上时的平放姿态等。可以理解的是，使用陀螺仪或者重力传感器等传感器即可获知定位终端的倾斜角度，从而获取上述装置姿态。

可以先在每种装置姿态下获取各俯仰角对应的校正系数；然后在每种装置姿态下获取各方位角对应的校正系数。

当所述物理状态包括运动状态时，应改变定位系统的加速度，并在各加速度下获取不同天线参数对应的校正系数。

具体地，加速度包括速率和方向，可通过控制变量法在不同方向不同速率下获取各俯仰角或方位角对应的校正系数。

当所述物理状态包括装置姿态和运动状态时，可以先改变定位终端的装置姿态，并在每种装置姿态下获取不同天线参数对应的校正系数；然后应改变定位系统的加速度，并在各加速度下获取不同天线参数对应的校正系数。

S20：建立包含所述物理状态、天线参数和校正系数三者的对应关系的校正数据库。

优选的，校正数据库可以包含表格、矩阵或者函数关系式等。可选的，每一装置姿态均对应多个加速度，每个加速度对应多个俯仰角，每个俯仰角对应多个方位角，每个方位角对应一个校正系数。由此即可逐层递进查找到合适的校正系数。

需要说明的是，步骤S10和S20均应该在定位终端出厂前由厂家完成。

S30：保存所述校正数据库。

本实施例中，可以在出厂前将校正数据库应保存在定位终端中，使定位终端一出厂就具备精准定位的能力。当然，也可以通过后期系统更新推送等方式向定位终端发送校正数据库，这样的方式可以将校正数据库植入已出厂的老旧设备，也可以对已出厂的定位终端的校正数据库进行实时更新，以进一步提高定位终端的定位精度。

S40：计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置。

具体地，可以采用现有的算法进行天线相位中心的计算，此非本实施例的重点，故不进行赘述。

S50：获取所述定位终端的物理状态。

具体地，可以通过陀螺仪或者重力传感器获取定位终端的装置姿态。进一步地，可以在定位终端内置加速度传感器，通过加速度传感器获取定位终端的加速度。

S60：获取所述定位终端的天线参数。

具体地，可以采用现有的方法及装置获取所述定位终端的俯仰角或者方位角等天线参数，此非本实施例的重点，故不进行赘述。

S70：根据所述物理状态和天线参数于所述校正数据库中获取对应的校正系数。

具体地，校正数据库中的每一装置姿态均对应多个加速度，每个加速度对应多个俯仰角，每个俯仰角对应多个方位角，每个方位角对应一个校正系数。根据已经获取的装置姿态、由此即可逐层递进查找到合适的校正系数。

S80：根据所述校正系数对所述理论位置进行校正。

可以理解的是，由于该校正系数已经充分考虑了定位终端的装置姿态及运动状态等对天线相位中心的影响，故比常规的校正系数更符合实际场景的需求，计算所得的理论位置精度更高，误差更少。

具体地，可以采用现有的算法使用校正系数对理论位置进行校正，此非本实施例的重点，故不进行赘述。

S90：根据校正后的理论位置计算定位结果，完成定位。

由于步骤S80中所计算得到的理论位置精度较高，故本步骤计算所得的定位结果精度也较高。由此得到的定位结果充分考虑了定位终端的物理状态为天线相位中心带来的影响，更贴合实际应用场景，具有更高的精度。应当指出的是，本实施例提供的定位方法的定位精度可以比传统的定位方法提高一个数量级。

具体地，可以采用现有的算法使用理论位置计算定位结果，此非本实施例的重点，故不进行赘述。

本实施例提供的定位方法，可以用于导航定位技术领域中的理论位置校准情形，通过增加定位终端的物理状态对校正系数的影响，可以有效提高定位精度，减少定位误差。

实施例二

本实施例提供的定位系统可用于执行本发明的实施例提供的定位方法，具备相应的功能和有益效果。

图2是本实施例二提供的定位系统的结构框图。

参见图2，一种定位系统，包括：

定位终端3，其包括用于收发无线信号以进行定位的定位天线301；

校正系数获取装置1，用于改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数；

数据库建立装置2，用于建立包含所述物理状态、天线参数和校正系数三者的对应关系的校正数据库；

所述定位终端3还包括：

数据存储模块302，用于存储所述校正数据库；

计算模块303，用于计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置；

状态获取装置304，用于获取所述定位终端的物理状态；

参数获取模块305，用于获取所述定位终端的天线参数；

数据调取模块306，用于根据所述物理状态和天线参数于所述校正数据库中获取对应的校正系数；

校正模块307，用于根据所述校正系数对所述理论位置进行校正；

定位模块308，用于根据校正后的理论位置计算定位结果，完成定位。

本实施例中，所述定位终端3为手机、平板电脑或者导航仪等用于进行定位或者导航的电子产品。

可选的，当所述物理状态包括装置姿态时，所述状态获取装置304包括陀螺仪或者重力传感器。

一般地，许多的手机或者平板电脑的定位终端3均内置陀螺仪或重力传感器，直接采用定位终端3内置的陀螺仪或重力传感器获取定位终端3的装置姿态，可以有效降低改造成本，提高资源利用率。

可选的，当所述物理状态包括运动状态时，所述状态获取装置304包括加速度传感器。

可以理解的是，加速度传感器与数据调取模块306电连接，用于实时传输定位终端3的加速或减速情况。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，单元，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的所有实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元或者模块等的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元、模块以及组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，笔记本，或者其他电子设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种定位方法，适用于定位系统，所述定位系统包括设有定位天线的定位终端，其特征在于，所述方法包括：

保存所述校正数据库；

计算所述定位天线的天线相位中心的理论位置；

获取所述定位终端的物理状态；

获取所述定位终端的天线参数；

根据所述校正系数对所述理论位置进行校正。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述天线参数包括俯仰角和/或方位角。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述物理状态包括装置姿态，所述改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数，包括：

4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述物理状态包括运动状态，所述改变所述定位终端的物理状态，并在每种物理状态下获取不同天线参数对应的校正系数，包括：

5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述校正系数对所述理论位置进行校正之后，还包括：

根据校正后的理论位置计算定位结果，完成定位。

6.一种定位系统，用于执行定位方法，其特征在于，包括：

所述定位终端还包括：

数据存储模块，用于存储所述校正数据库；

状态获取装置，用于获取所述定位终端的物理状态；

参数获取模块，用于获取所述定位终端的天线参数；

7.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述定位终端为手机、平板电脑或者导航仪。

8.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述物理状态包括装置姿态，所述状态获取装置包括陀螺仪或者重力传感器。

9.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述物理状态包括运动状态，所述状态获取装置包括加速度传感器。