CN111175798A - 基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法，本发明在BDS系统中引入移动通信系统的辅助作用，显著加快BDS系统定位速度，改善了室内无法获知位置的问题，解决了数据传输的问题。本发明终端接收机可以通过移动通信网络访问A‑BDS位置服务器，获取当前区域的可用卫星信息（包括卫星频段、方位、仰角等），从而避免了全范围搜索，因此可以将原先的冷启动时间由几分钟减小到几秒钟，从而大大加快了定位速度。
Description
技术领域
本发明涉及斗卫星定位系统领域，具体是一种基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法。
背景技术
北斗卫星导航系统（BDS）是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，于2012年12月27日起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。
北斗卫星导航系统提供的无源定位、导航、授时服务，采用与GPS相似的工作机制：常规的终端接收机需要完成信号捕获跟踪、解调解扩、数据解算等功能，其缺点是冷启动较慢、首次定位时间较长，室内无法得到定位信息，只能被动接受卫星信息。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法，在BDS系统中引入移动通信系统的辅助作用，显著加快BDS系统定位速度，改善了室内无法获知位置的问题，解决了数据传输的问题，大大加快了定位速度。
本发明包括以下步骤：
1）开机并初始化；
2）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态；
2.1）键盘的开机键按下，则由控制模块控制显示模块工作，并每隔固定时间唤醒控制模块自身的运算，同时刷新屏幕后，控制模块再次进入待机状态；然后进入步骤3）；
2.2）由移动网络通信功能模块接收到号码绑定的命令短信，则控制模块唤醒，并进行号码绑定操作；然后进入步骤3）；
2.3）由移动网络通信功能模块接收到定位命令短信，则控制模块唤醒，并打开北斗接收机，分析来给北斗接收机的本追踪终端的位置、时间的报文信息，尝试获取本追踪终端的位置、时间信息；
如果北斗定位成功，则通过移动网络通信功能模块发送本追踪终端的位置信息到绑定号码；然后进入步骤3）；
如果北斗定位不成功，则由移动网络通信功能模块通过移动通信网络的基站进行定位，获取本追踪终端的位置信息并发送到绑定号码；然后进入步骤3）；
3）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态。
所述步骤2.3）中，本追踪终端通过北斗接收机和移动网络通信功能模块进行定位的步骤包括：
1）本追踪终端首先将本身所在的移动网络基站地址，即追踪终端的大概位置通过网络传输到A-BDS位置服务器；
2）A-BDS位置服务器根据本追踪终端的大概位置传输与A-BDS位置服务器本身存储的该位置相关的BDS辅助信息发送到追踪终端；
3）本追踪终端根据BDS辅助信息接收BDS原始信号；
4）本追踪终端在接收到BDS原始信号后解调信号，计算本追踪终端到卫星的伪距，并将相关信息通过移动网络传输给A-BDS位置服务器；
5）A-BDS位置服务器根据传来的上述BDS伪距信息和来自其他定位设备的辅助信息完成对BDS信息的处理，并估算本追踪终端的位置；
6）A-BDS位置服务器将本追踪终端的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。
所述步骤2.3）中，置解算在网络端，由A-BDS位置服务器完成，或者在本追踪终端，由控制单元把来自移动网络通信功能模块或北斗接收机的信息进行计算，得到本追踪终端的位置信息。
本发明有益效果在于：
1、终端接收机可以通过移动通信网络访问A-BDS位置服务器，获取当前区域的可用卫星信息（包括卫星频段、方位、仰角等），从而避免了全范围搜索，因此可以将原先的冷启动时间由几分钟减小到几秒钟，从而大大加快了定位速度。
2、本技术方案提出的辅助北斗卫星定位系统（A-BDS， Assisted BeiDouNavigation Satellite System）及基于该系统的有追踪功能的追踪终端，在BDS系统中引入移动通信系统的辅助作用，显著加快BDS系统定位速度，改善了室内无法获知位置的问题，解决了数据传输的问题，从而填补了国内外在这一技术领域的空白。
附图说明
图1是基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制系统的模块组成。
图2是基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明使用了一种辅助北斗卫星定位系统（简称A-BDS），包括BDS卫星、移动通信网络、A-BDS位置服务器和A-BDS终端接收机；所述A-BDS终端接收机包括控制模块、电源模块、移动网络通信功能模块和北斗接收机；电源模块分别连接控制模块、移动网络通信功能模块和北斗接收机，并为它们供电；所述控制模块分别连接和控制电源模块、移动网络通信功能模块和北斗接收机；A-BDS终端接收机通过移动网络通信功能模块与移动通信网络通信；A-BDS终端接收机通过北斗接收机接收来自BDS卫星的数据；所述A-BDS位置服务器上设有移动网络通信功能模块，A-BDS位置服务器通过移动网络通信功能模块与移动通信网络通信。
本终端通信辅助定位逻辑控制方法工作步骤包括：
一）开机并初始化；
二）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态；
如果条件：
a）键盘的开机键按下，则由控制模块控制显示模块工作，并每隔固定时间唤醒控制模块自身的运算，同时刷新屏幕后，控制模块再次进入待机状态；然后进入步骤三）；
或者：b）由移动网络通信功能模块接收到号码绑定的命令短信，则控制模块唤醒，并进行号码绑定操作；然后进入步骤三）；
或者：c）由移动网络通信功能模块接收到定位命令短信，则控制模块唤醒，并打开北斗接收机，分析来给北斗接收机的本追踪终端的位置、时间的报文信息，尝试获取本追踪终端的位置、时间信息；
如果北斗定位成功，则通过移动网络通信功能模块发送本追踪终端的位置信息到绑定号码；然后进入步骤三）
如果北斗定位不成功，则由移动网络通信功能模块通过移动通信网络的基站进行定位，获取本追踪终端的位置信息并发送到绑定号码；然后进入步骤三）；
三）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态。
所述条件c）中，本追踪终端通过北斗接收机和移动网络通信功能模块进行定位的步骤包括：
1）本追踪终端首先将本身所在的移动网络基站地址，即追踪终端的大概位置通过网络传输到A-BDS位置服务器；
2）A-BDS位置服务器根据本追踪终端的大概位置传输与A-BDS位置服务器本身存储的该位置相关的BDS辅助信息（这些辅助信息包括BDS的星历和方位俯仰角）发送到追踪终端；
3）本追踪终端根据BDS辅助信息接收BDS原始信号；（以提升BDS信号的第一锁定时间能力）
4）本追踪终端在接收到BDS原始信号后解调信号，计算本追踪终端到卫星的伪距（伪距为受各种BDS误差影响的距离），并将相关信息通过移动网络传输给A-BDS位置服务器；
5）A-BDS位置服务器根据传来的上述BDS伪距信息和来自其他定位设备（如差分BDS基准站等）的辅助信息完成对BDS信息的处理，并估算本追踪终端的位置；
6）A-BDS位置服务器将本追踪终端的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。
所述条件c）中，位置解算在网络端，由A-BDS位置服务器完成，或者在本追踪终端端，由控制单元把来自移动网络通信功能模块或北斗接收机的信息进行计算，得到本追踪终端的位置信息。
用户终端设备两种模式都支持。
1、用户终端辅助的A-BDS系统中传送的主要信息：
（1）从用户端送到A-BDS服务器的信息包括：
Ø定位请求；
Ø用户大概的位置；
Ø基于时间的伪距数据。
（2）从A-BDS服务器送到用户端的信息包括：
Ø可见卫星列表；
Ø见到的卫星的多普勒频偏和代码相位或近似的终端设备位置及星历；
Ø BDS参考时间；
用户终端辅助的A-BDS方案中需短的下载时间，利用通讯网络资源计算用户位置，这样加快了位置解算过程，用户端不需要有额外的计算功能。缺点是辅助信息有效时间短，上传数据较多。
2、基于用户终端的A-BDS系统中传送的主要信息：
（1）从用户端送到A-BDS服务器的信息包括：
Ø定位请求；
Ø用户大概的位置；
Ø计算出的位置信息。
（2）从A-BDS服务器送到用户端的信息包括：
Ø可见卫星列表；
Ø见到的卫星的多普勒频偏和代码相位；
Ø精确的卫星轨道数据（星历），2-4小时内有效，也可扩展到卫星可见的整个周期（12小时）；
Ø DBDS校正数据；
Ø BDS参考时间；
Ø卫星实时完整性（故障或失灵卫星信息）。
基于用户终端的A-BDS方案中，位置解算在终端设备，这就要求设备中要增加相关存储器RAM和ROM，并需要一定的计算能力（几MIPS）。另外是需长时间下载辅助数据，减缓了计算过程。用户终端可以做为一个独立的BDS接收机，可以用于其它的BDS功能。用户终端上传的数据相对少，大部分辅助数据有效时间达2-4小时。通过基站定位改善BDS系统室内无法定位的问题。通过移动通信网络发送定位信息。
本例所述A-BDS（辅助北斗卫星定位系统）由BDS卫星、移动通信网络、A-BDS位置服务器、A-BDS终端接收机组成。A-BDS终端接收机在接收BDS卫星信号的同时，还可以通过移动通信网络与A-BDS位置服务器进行交互，获取辅助定位信息、加快定位速度。而常规的BDS终端接收机，必须全范围搜索BDS卫星信号，完成捕获、跟踪、解调、解算等功能，运算量较大，导致冷启动较慢、首次定位时间较长。在本辅助定位系统中，终端接收机可以通过移动通信网络访问A-BDS位置服务器，获取当前区域的可用卫星信息（包括卫星频段、方位、仰角等），从而避免了全范围搜索，因此可以将原先的冷启动时间由几分钟减小到几秒钟，从而大大加快了定位速度。
本技术方案提出的辅助北斗卫星定位系统（A-BDS， Assisted BeiDouNavigation Satellite System）及基于该系统的有追踪功能的追踪终端，在BDS系统中引入移动通信系统的辅助作用，显著加快BDS系统定位速度，改善了室内无法获知位置的问题，解决了数据传输的问题，从而填补了国内外在这一技术领域的空白。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1）开机并初始化；
2）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态；
2.1）键盘的开机键按下，则由控制模块控制显示模块工作，并每隔固定时间唤醒控制模块自身的运算，同时刷新屏幕后，控制模块再次进入待机状态；然后进入步骤3）；
2.2）由移动网络通信功能模块接收到号码绑定的命令短信，则控制模块唤醒，并进行号码绑定操作；然后进入步骤3）；
2.3）由移动网络通信功能模块接收到定位命令短信，则控制模块唤醒，并打开北斗接收机，分析来给北斗接收机的本追踪终端的位置、时间的报文信息，尝试获取本追踪终端的位置、时间信息；
如果北斗定位成功，则通过移动网络通信功能模块发送本追踪终端的位置信息到绑定号码；然后进入步骤3）；
如果北斗定位不成功，则由移动网络通信功能模块通过移动通信网络的基站进行定位，获取本追踪终端的位置信息并发送到绑定号码；然后进入步骤3）；
3）由控制模块控制移动网络通信功能模块进入休眠模式、关闭北斗接收机和显示模块，同时控制模块自身进入低功耗的待机状态。
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法，其特征在于：所述步骤2.3）中，本追踪终端通过北斗接收机和移动网络通信功能模块进行定位的步骤包括：
1）本追踪终端首先将本身所在的移动网络基站地址，即追踪终端的大概位置通过网络传输到A-BDS位置服务器；
2）A-BDS位置服务器根据本追踪终端的大概位置传输与A-BDS位置服务器本身存储的该位置相关的BDS辅助信息发送到追踪终端；
3）本追踪终端根据BDS辅助信息接收BDS原始信号；
4）本追踪终端在接收到BDS原始信号后解调信号，计算本追踪终端到卫星的伪距，并将相关信息通过移动网络传输给A-BDS位置服务器；
5）A-BDS位置服务器根据传来的上述BDS伪距信息和来自其他定位设备的辅助信息完成对BDS信息的处理，并估算本追踪终端的位置；
6）A-BDS位置服务器将本追踪终端的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。
3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法，其特征在于：所述步骤2.3）中，置解算在网络端，由A-BDS位置服务器完成，或者在本追踪终端，由控制单元把来自移动网络通信功能模块或北斗接收机的信息进行计算，得到本追踪终端的位置信息。
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| CN201911421253.5A CN111175798A (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法 |
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| CN201911421253.5A CN111175798A (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 基于北斗卫星定位系统的终端通信辅助定位逻辑控制方法 |
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| CN (1) | CN111175798A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112904372A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 辅助卫星导航系统及其定位方法 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911421253.5A patent/CN111175798A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112904372A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 辅助卫星导航系统及其定位方法 |
| CN112904372B (zh) * | 2021-04-22 | 2024-01-12 | 电子科技大学 | 辅助卫星导航系统及其定位方法 |
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