CN111610543B - 低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质，在定位的过程中，针对不同的解算阶段，采用不同的定位模式。首先使用单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，随后切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，最后再切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。单频模式的功耗低于双频模式，但双频模式的定位精度及定位速度高于单频模式，因此，针对不同的解算阶段切换不同的定位模式进行定位，不仅能够满足定位精度的需求，还能降低接收机的功耗。

Description

低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质

技术领域

本申请涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质。

背景技术

现有技术中，载波相位差分技术(Real-time kinematic，RTK)是一种全球卫星导航系统的高精度定位技术，其定位精度可以达到厘米级。基于RTK的定位作业方案中需要两个站点：基准站和流动站，其中流动站为用户接收机，可以安装在不同载体上，比如无人机或智能终端，流动站需要接收基准站所传输的数据，进行求差解算坐标，从而获取到无人机或智能终端的位置。

目前越来越多的接收机上的SOC导航芯片已经具备了高精度RTK定位的功能，同时也具备了双频多模的功能。

对于接收机上的SOC导航芯片，除了满足能够进行高精度定位之外，还需要考虑另一个非常关键的技术指标，即低功耗。但是高精度定位和低功耗处理通常是相互矛盾的，现有的接收机很难在二者之间找到平衡，尤其是在双频多模系统中，在进行高精度定位时，功耗的开销非常大。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质，以在保证定位精度的前提下，降低接收机的功耗。

第一方面，实施例提供一种低功耗处理方法，应用于接收机，所述方法包括：

开启单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标；

切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标；

切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

在可选的实施方式中，所述开启单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，包括：

通过单频多系统模式获取第一预设个数的卫星信号，并根据所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机的初始定位坐标。

在可选的实施方式中，所述切换至双频模式以通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，包括：

通过单频多系统模式获取第二预设个数的卫星信号，并根据获取到的第二预设个数的卫星信号计算RTK浮点解，其中，所述第二预设个数大于所述第一预设个数；

通过双频多系统模式计算载波相位的整周模糊度，以获得RTK固定解；

根据所述RTK浮点解及所述RTK固定解计算所述接收机的目标精度定位坐标。

在可选的实施方式中，在切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标之后，所述方法还包括：

实时判断所述整周模糊度是否准确，若不准确，则再次切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

在可选的实施方式中，所述切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标，包括：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

第二方面，实施例提供一种低功耗处理装置，应用于接收机，所述装置包括：

单点定位模块，用于开启单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标；

差分定位模块，用于切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标；

跟踪定位模块，用于切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

在可选的实施方式中，所述装置还包括：

整周模糊度判断模块，用于实时判断所述整周模糊度是否准确，若不准确，则再次切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

在可选的实施方式中，所述跟踪定位模块具体用于：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

第三方面，实施例提供一种定位系统，包括相互通信连接的基站和接收机，所述接收机包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，接收机20执行前述实施方式中任意一项所述的低功耗处理方法。

第四方面，实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现前述实施方式中任意一项所述的低功耗处理方法。

本申请实施例提供的低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质，在定位的过程中，针对不同的解算阶段，采用不同的定位模式。首先使用单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，随后切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，最后再切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。单频模式的功耗低于双频模式，但双频模式的定位精度及定位速度高于单频模式，因此，针对不同的解算阶段切换不同的定位模式进行定位，不仅能够满足定位精度的需求，还能降低接收机的功耗。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的定位系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的低功耗处理方法的流程图之一；

图3为本申请实施例提供的步骤S220的子步骤流程图；

图4为本申请实施例提供的低功耗处理方法的流程图之二；

图5为本申请实施例提供的低功耗处理装置的功能模块图。

符号说明：1-定位系统；10-基站；20-接收机；110-低功耗处理装置；1101-单点定位模块；1102-差分定位模块；1103-跟踪定位模块；1104-整周模糊度判断模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先，请参照图1，图1为本申请实施例提供的定位系统1的结构示意图。如图1所示，定位系统1由基站10和接收机20构成。基站10设置于地球上的坐标已知的位置。接收机20设置于作为求解坐标的对象的移动体，例如车辆、无人机或移动终端等，其中，移动终端包括具有定位功能的个人计算机、智能手机、平板电脑、进行定位服务的服务器等。

定位系统1能够测量接收机20的位置，并求出接收机20在地球上的坐标。其中，接收机20的坐标可以是纬度、经度、高度的三维坐标或纬度、经度等的二维坐标。

在定位过程中，基站10基于从GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)卫星接收到的定位信号来生成基站10的定位数据，并将其发送给接收机20。接收机20在接收到从GNSS卫星接收到的定位信号来生成接收机20的定位数据，接收机20通过基站10的定位数据和接收机20的定位数据并基于载波相位差分技术(RTK)，即可计算出接收机20的坐标，从而计算出移动体的坐标。

下面对本申请提供的低功耗处理方法进行详细描述。请参照图2，图2为本申请实施例提供的低功耗处理方法的流程图之一。该方法应用于图1中的接收机20，所述方法包括以下步骤：

步骤S210，开启单频模式并通过单点定位技术计算接收机的初始定位坐标。

步骤S220，切换至双频模式并通过载波相位差分技术及初始定位坐标计算接收机的目标精度定位坐标。

步骤S230，切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新接收机的目标精度定位坐标。

在上述步骤中，针对不同的解算阶段，采用了不同的定位模式。首先使用单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，随后切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，最后再切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。单频模式的功耗低于双频模式，但双频模式的定位精度及定位速度高于单频模式，因此，针对不同的解算阶段切换不同的定位模式进行定位，不仅能够满足定位精度的需求，还能降低接收机的功耗。

下面对上述步骤S210至步骤S230进行详细描述。具体地，在本实施例中，步骤S210，开启单频模式并通过单点定位技术计算接收机的初始定位坐标，包括：

通过单频多系统模式获取第一预设个数的卫星信号，并根据所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机的初始定位坐标。

在本实施例中，接收机20具备接收多个频段的信号的功能，同时，还能接收多个导航系统的对应的卫星发送的卫星信号，其中，所述多个频段包括L1频段(1575.42±1.023MHz)、L2频段(1227.60±1.023MHz)及L5频段(1176.45±1.023MHz)，所述多个导航系统包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、北斗系统、Glonass(格洛纳斯，俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写)和Galileo(伽利略卫星导航系统)。

单频多系统模式是指在单频模式下，开启多系统模式。此时，接收机20仅接收L1频段的信号，并开启至少两个导航系统(例如GPS或北斗)，以保证至少捕获到第一预设个数的卫星信号，并根据捕获到的卫星信号采用单点定位技术进行解算，以获得接收机20的初始定位坐标。在本步骤中，通过单点定位技术获得的接收机20的位置与接收机20的实际位置存在一定的误差，误差范围通常在1-10米内。

可选地，在本实施例中，第一预设个数可以是4，在进行坐标解算时，通常需要最少获取到4个卫星信号，才能保证解算结果的误差在可控的范围内。

当然，在本实施例的其他实施方式中，第一预设个数也可以为其他数量，例如5个或6个，以获得更加准确的初始定位坐标。

在上述步骤中，通过使用单频模式获得接收机的初始定位坐标，以降低接收机的功耗。

具体地，在获得了接收机20的初始定位坐标后，还需要进行进一步的定位。请参照图3，图3为本申请实施例提供的步骤S220的子步骤流程图。步骤S220包括以下子步骤：

子步骤S2201，通过单频多系统模式获取第二预设个数的卫星信号，并根据获取到的第二预设个数的卫星信号计算RTK浮点解。其中，第二预设个数大于第一预设个数。

子步骤S2202，通过双频多系统模式计算载波相位的整周模糊度，以获得RTK固定解。

子步骤S2203，根据RTK浮点解及RTK固定解计算接收机的目标精度定位坐标。

在上述子步骤中，接收机20在解算获得初始定位坐标后，将该初始定位坐标发送至基站10，并从基站10获取基站10的定位数据。同时开启单频多系统模式，即仅接收L1频段的信号并同时开启多个导航系统，捕获到大量的卫星(例如30个)，并从中挑选卫星信号强度较高的第二预设个数的卫星信号，接收机20根据获取到的第二预设个数的卫星信号及基站10的定位数据进行解算，获得RTK浮点解。

随后，接收机20切换至多频多系统模式，即开启接收机20的L1频段+L2频段或开启接收机20的L1频段+L5频段，同时接收机20开启所有导航系统，利用双频段的组合来消除或减弱电离层和对流层误差，保证接收机20能够快速的解算出整周模糊度，从而得到RTK固定解。

接收机20根据RTK固定解及RTK浮点解计算接收机20的目标精度定位坐标，例如，厘米级定位坐标。

在上述子步骤中，通过开启双频多系统模式以快速解算出整周模糊度，从而得到目标精度的RTK固定解，保证了接收机20的定位速度及定位精度，同时，在进行单点定位时，通过使用单频模式，可以降低接收机20的功耗。

可选地，请参照图4，图4为本申请实施例提供的低功耗处理方法的流程图之二。在本实施例中，在步骤S230之后，所述方法还包括：

步骤S240，实时判断整周模糊度是否准确，若不准确，则再次切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

在本实施例中，整周模糊度可能会由于周跳等原因出现误差，导致失锁现象发生。因此，当解算获得接收机20的目标精度定位坐标后，还需要实时监测整周模糊度，判断整周模糊度是否准确，若不准确，则需要重新计算整周模糊度，此时需要再次切换至双频多系统模式，保证在较短的时间内解算出整周模糊度。

当再次计算出整周模糊度后，则可以再次切换单频模式以计算接收机20的位置变化量，从而实时更新接收机20的目标精度定位坐标。

具体地，在本实施例中，步骤S230，切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新接收机的目标精度定位坐标，包括：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

在本步骤中，当接收机20设置在无人机、移动终端等设备上时，接收机20的位置通常会随着时间的变化发生改变，因此，需要对接收机20的位置进行实时更新，为了降低接收机20的功耗，在实时更新接收机20的位置时，可以切换至单频模式进行解算。

具体地，可以实时获取第一预设个数的卫星信号，以计算接收机20的位置变化量，从而实时更新接收机20的目标精度定位坐标。

综上所述，本申请实施例提供的低功耗处理方法、装置、定位系统和存储介质，在定位的过程中，针对不同的解算阶段，采用不同的定位模式。首先使用单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，随后切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，最后再切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。单频模式的功耗低于双频模式，但双频模式的定位精度及定位速度高于单频模式，因此，针对不同的解算阶段切换不同的定位模式进行定位，不仅能够满足定位精度的需求，还能降低接收机的功耗。

请参照图5，图5为本申请实施例提供的低功耗处理装置110的功能模块图，该低功耗处理装置110应用于接收机20，该装置包括：

单点定位模块1101，用于开启单频模式并通过单点定位技术计算接收机的初始定位坐标。

差分定位模块1102，用于切换至双频模式并通过载波相位差分技术及初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标。

跟踪定位模块1103，用于切换至单频模式计算接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

可选地，在本实施例中，低功耗处理装置110还包括：

整周模糊度判断模块1104，用于实时判断整周模糊度是否准确，若不准确，则再次切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

可选地，在本实施例中，跟踪定位模块1103具体用于：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

本申请实施例还提供了一种定位系统1，包括相互通信连接的基站10和接收机20，所述接收机20包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，所述接收机执行上述的低功耗处理方法。

本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的低功耗处理方法。

本申请实施例所提供的低功耗处理装置110可以为接收机20上的特定硬件或者安装于接收机20上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，多个单元或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通信接口，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，在本申请提供的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。

所述功能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存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)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-Only Memory)、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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种低功耗处理方法，其特征在于，应用于接收机，所述方法包括：

开启单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，包括通过单频多系统模式获取第一预设个数的卫星信号，并根据所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机的初始定位坐标；

切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，包括通过单频多系统模式获取第二预设个数的卫星信号，并根据获取到的第二预设个数的卫星信号计算RTK浮点解，其中，所述第二预设个数大于所述第一预设个数，通过双频多系统模式计算载波相位的整周模糊度，以获得RTK固定解，根据所述RTK浮点解及所述RTK固定解计算所述接收机的目标精度定位坐标；

切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标之后，所述方法还包括：

实时判断所述整周模糊度是否准确，若不准确，则再次切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标，包括：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

4.一种低功耗处理装置，其特征在于，应用于接收机，所述装置包括：

单点定位模块，用于开启单频模式并通过单点定位技术计算所述接收机的初始定位坐标，包括通过单频多系统模式获取第一预设个数的卫星信号，并根据所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机的初始定位坐标；

差分定位模块，用于切换至双频模式并通过载波相位差分技术及所述初始定位坐标计算所述接收机的目标精度定位坐标，包括通过单频多系统模式获取第二预设个数的卫星信号，并根据获取到的第二预设个数的卫星信号计算RTK浮点解，其中，所述第二预设个数大于所述第一预设个数，通过双频多系统模式计算载波相位的整周模糊度，以获得RTK固定解，根据所述RTK浮点解及所述RTK固定解计算所述接收机的目标精度定位坐标；

跟踪定位模块，用于切换至单频模式计算所述接收机的位置变化量，并实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

整周模糊度判断模块，用于实时判断所述整周模糊度是否准确，若不准确，则再次调用所述差分定位模块从而切换至双频多系统模式重新计算所述整周模糊度。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述跟踪定位模块具体用于：

通过单频模式实时获取第一预设个数的卫星信号，并根据实时获取到的所述第一预设个数的卫星信号计算所述接收机实时的位置变化量，从而实时更新所述接收机的目标精度定位坐标。

7.一种定位系统，其特征在于，包括相互通信连接的基站和接收机，所述接收机包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，所述接收机执行权利要求1-3中任意一项所述的低功耗处理方法。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-3中任意一项所述的低功耗处理方法。