CN111538053A - 一种gps轨迹预测与抑制漂移的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统及方法，该系统包括与CPU计算单元连接的车速传感器，与CPU计算单元通过UART通讯的GPS定位模块，其中车速传感器输出车辆的运动速度到所述CPU计算单元，GPS定位模块输出经纬度坐标和方向角到所述CPU计算单元，CPU计算单元将收到的数据经计算并修复后转发到显示单元，显示单元将轨迹展示在地图上。本发明融合车速和定位数据，能预测下一个定位点的有效位置，并能依据该预测经纬度坐标判断模块是否处于漂移状态，用预测的经纬度替代漂移的经纬度，起到抑制漂移的目的。本发明简便有效，实施成本低。

Description

一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统及方法
技术领域
本发明涉及船舶、机动车等使用导航定位的设备领域，更具体地是说，是一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统及方法。
背景技术
欧盟、日本等国家早在70年代就开始以立法的形式在部分客运车辆及货车上强制安装使用GPS汽车行驶记录仪，目前已经基本安装完毕。
2004年5月1日起施行的《道路交通安全法》，其《实施条例》第14条规定：用于公路营运的载客汽车、重型载货汽车、半挂牵引车应当安装、使用符合国家标准的GPS汽车行驶记录仪。目前全国各地客运公司、物流公司、旅游公司及危险品运输公司、公交集团及企事业单位都在紧张有序地安装GPS汽车行驶记录仪。
但是由于这些车辆经常在崎岖蜿蜒的山区，高楼耸立的城市等复杂条件下穿梭，GPS信号时好时坏，GPS轨迹经常存在漂移。
发明内容
由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的就是提供一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统及方法。为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案予以实现：
一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统，包括与CPU计算单元连接的车速传感器，与CPU计算单元通过UART通讯的GPS定位模块，其中车速传感器输出车辆的运动速度到所述CPU计算单元，GPS定位模块输出经纬度坐标和方向角到所述CPU计算单元，所述CPU计算单元将收到的数据经计算并修复后转发到显示单元，显示单元将轨迹展示在地图上。
本发明还提出的一种根据以上GPS轨迹预测与抑制漂移的系统实现的方法，包括以下步骤：
1)根据公式一将所述车速传感器提供的车速v，乘以到下一个坐标点所经过的时间Δt，得到距离d，
d＝v*Δt 公式一；
把当前点的GPS经纬度(Aw，Aj)，方向角a，距离d带入公式二和公式三，得到下一个点的经纬度坐标(Bw，Bj)，
Bj＝Aj+d*sin(a)/[ARC*cos(Aj)*π/180] 公式二；
Bw＝Aw+d*cos(a)/(ARC*π/180) 公式三；
其中ARC为常数：地球半径6378.137Km；
2)根据公式四
Figure BDA0002498642940000021
把经纬度坐标(Bw，Bj)与GPS提供的坐标值(Cw，Cj)带入，计算预测坐标(Bw，Bj)和GPS当前坐标(Cw，Cj)2个坐标点的距离D；
3)如果D大于10m，可判定坐标值(Cw，Cj)存在漂移，用(Bw，Bj)替代(Cw，Cj)，并将(Bw，Bj)设为新起始点，然后返回到步骤1)直至终点；
4)如果D不大于10m，则将坐标值(Cw，Cj)设为起始点，然后返回步骤1)直至终点。
有益效果
本发明融合车速和定位数据，能预测下一个定位点的有效位置，并能依据该预测经纬度坐标判断模块是否处于漂移状态，用预测的经纬度替代漂移的经纬度，起到抑制漂移的目的。
附图说明
图1为本发明的系统结构图
图2为本发明的方法流程图
图3为本发明的具体实施例中的地图
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1所示，本发明的一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统包括与CPU计算单元连接的车速传感器1，与CPU计算单元3通过UART通讯的GPS定位模块2，其中车速传感器1输出车辆的运动速度到CPU计算单元3，GPS定位模块2输出经纬度坐标和方向角到CPU计算单元，CPU计算单元将收到的数据经计算并修复后转发到显示单元4，显示单元4将轨迹展示在地图上。
本发明提出的一种根据以上GPS轨迹预测与抑制漂移的系统实现的方法，包括以下步骤：
1)根据公式一将车速传感器提供的车速v，乘以到下一个坐标点所经过的时间Δt，得到距离d，
d＝v*Δt 公式一；
把当前点的GPS经纬度(Aw，Aj)，方向角a，距离d带入公式二和公式三，得到下一个点的经纬度坐标(Bw，Bj)，
Bj＝Aj+d*sin(a)/[ARC*cos(Aj)*π/180] 公式二；
Bw＝Aw+d*cos(a)/(ARC*π/180) 公式三；
其中ARC为常数：地球半径6378.137Km；
2)根据公式四
Figure BDA0002498642940000031
把经纬度坐标(Bw，Bj)与GPS提供的坐标值(Cw，Cj)带入，计算2个坐标点的距离D；
3)如果D大于10m，可判定坐标值(Cw，Cj)存在漂移，用(Bw，Bj)替代(Cw，Cj)，并将(Bw，Bj)设为新起始点，然后返回到步骤1)直至终点；
4)如果D不大于10m，则将坐标值(Cw，Cj)设为起始点，然后返回步骤1)终点。
具体实施例
下表中根据A点预测的C点坐标明显比B点漂移坐标合理(图3所示)，从而可以看出GPS漂移抑制作用明显，在实际的地图上可以看到第4点比第3点更为准确，漂移抑制效果更加直观。
O起点前 A起始点 B漂移点 C预测点
维度 39.745377 39.744895 39.743638 39.744222
经度 115.948077 115.947745 115.948172 115.947282
方向角 207.906363 207.906363
车速 56km/h 60km/h 60km/h 60km/h
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (2)

1.一种GPS轨迹预测与抑制漂移的系统，其特征在于，包括与CPU计算单元连接的车速传感器，与CPU计算单元通过UART通讯的GPS定位模块，其中车速传感器输出车辆的运动速度到所述CPU计算单元，GPS定位模块输出经纬度坐标和方向角到所述CPU计算单元，所述CPU计算单元将收到的数据经计算并修复后转发到显示单元，显示单元将轨迹展示在地图上。
2.根据权利要求1所述的GPS轨迹预测与抑制漂移的系统实现的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据公式一所述车速传感器提供的车速v，乘以到下一个坐标点所经过的时间Δt，得到距离d，
d＝v*Δt 公式一；
把当前点的GPS经纬度(Aw,Aj)，方向角a，距离d带入公式二，得到下一个点的经纬度坐标(Bw,Bj)，
Bj＝Aj+d*sin(a)/[ARC*cos(Aj)*π/180] 公式二；
Bw＝Aw+d*cos(a)/(ARC*π/180) 公式三；
其中ARC为常数：地球半径6378.137Km；
2)根据公式四
Figure FDA0002498642930000011
把经纬度坐标(Bw,Bj)与GPS提供的坐标值(Cw,Cj)带入，计算预测坐标(Bw,Bj)和GPS当前坐标(Cw,Cj)2个坐标点的距离D；
3)如果D大于10m，可判定坐标值(Cw,Cj)存在漂移，用(Bw,Bj)替代(Cw,Cj)，并将(Bw,Bj)设为新起始点，然后返回到步骤1)直至终点；
4)如果D不大于10m，则将坐标值(Cw,Cj)设为起始点，然后返回步骤1)直至终点。
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