CN111736185A - 终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备 - Google Patents

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CN111736185A CN202010467316.7A CN202010467316A CN111736185A CN 111736185 A CN111736185 A CN 111736185A CN 202010467316 A CN202010467316 A CN 202010467316A CN 111736185 A CN111736185 A CN 111736185A
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Abstract

本发明实施例公开了终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备，应用于信息处理技术领域。终端设备会通过终端设备与卫星之间的终端伪距观测值及基站与卫星之间的基站伪距观测值，确定双差观测方程，并根据双差观测方程估计终端设备的当前位置，然后再根据双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系，更新位置估计误差，进而再根据更新后的位置估计误差重新估计终端设备的当前位置。通过在终端设备的位置信息估计过程中，不断地根据获取的伪距观测值自适应地对位置估计误差进行更新，进而对终端设备的当前位置不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法较稳健，且使得最终得到的终端设备的位置较为准确。

Description

终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，特别涉及终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备。
背景技术
目前在进行终端的位置定位时，可以基于卫星导航系统进行定位，具体地，一般采用安装有全球定位系统(Global Positioning System，GPS)板卡的终端，由板卡上的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)实时地接收GNSS数据，并通过实时动态(Real-time kinematic，RTK)解算方法对GNSS数据进行一定的处理后，即可得到终端的位置。
发明内容
本发明实施例提供终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备，实现了采用自适应地定位方法对终端设备进行定位。
本发明实施例一方面提供一种终端定位方法，包括：
获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；
根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；
根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；
当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；
根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
本发明实施例另一方面提供一种终端定位装置，包括：
观测值获取单元，用于获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；
方程确定单元，用于根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；
估计单元，用于根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；
误差更新单元，用于当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；
重新估计单元，用于根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
本发明实施例另一方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质储存多个计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行如本发明实施例一方面所述的终端定位方法。
本发明实施例另一方面提供一种终端设备，包括处理器和存储器；
所述存储器用于储存多个计算机程序，所述计算机程序用于由处理器加载并执行如本发明实施例一方面所述的终端定位方法；所述处理器，用于实现所述多个计算机程序中的各个计算机程序。
可见，在本实施例的方法中，终端设备会通过终端设备与卫星之间的终端伪距观测值及基站与卫星之间的基站伪距观测值，确定双差观测方程，并根据双差观测方程估计终端设备的当前位置，然后再根据双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系，更新位置估计误差，进而再根据更新后的位置估计误差重新估计终端设备的当前位置。通过在终端设备的位置信息估计过程中，不断地根据获取的伪距观测值对位置估计误差进行更新，进而对终端设备的当前位置不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法，使得最终得到的终端设备的位置较为准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种终端定位方法的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的一种终端定位方法的流程图；
图3是本发明一个实施例中终端设备、基站与卫星之间的关系示意图；
图4是本发明一个实施例提供的另一种终端定位方法的流程图；
图5是本发明应用实施例中终端定位方法所应用于的系统的示意图；
图6是本发明应用实施例提供的另一种终端定位方法的流程图；
图7是本发明另一应用实施例中信息处理方法所应用于的分布式系统的示意图；
图8是本发明另一应用实施例中区块结构的示意图；
图9是本发明实施例提供的一种终端定位装置的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供一种终端定位方法，主要可以应用于对终端设备进行实时定位，如图1所示，终端设备可以按照如下步骤进行定位：
获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
这样，通过在终端设备的位置信息估计过程中，不断地根据获取的伪距观测值对位置估计误差进行更新，进而对终端设备的当前位置不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法，使得最终得到的终端设备的位置较为准确。
本发明实施例提供一种终端定位方法，主要是终端设备所执行的方法，流程图如图2所示，包括：
步骤101，获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取终端设备所属基站分别与任意两个卫星之间的基站伪距观测值。
可以理解，当终端设备开启了定位功能后，终端设备可以按照一定的周期分别监测与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，且终端设备可以在多个频率下分别监测与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，这样在每个频率下可以得到两个终端伪距观测值。
同时终端设备的定位后台会收集至少一个全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)网络参考基准站(以下简称基站)的基站伪距观测值，每个基站的基站伪距观测值包括基站分别与上述任意两个卫星之间的基站伪距观测值，且包括基站在多个频率下分别监测的与任意两个卫星之间的基站伪距观测值。这样，终端设备会访问定位后台，并向定位后台获取基站伪距观测值，这样，定位后台会根据终端设备与各个基站之间的距离，选择终端设备较近的基站的基站伪距观测值返回给终端设备。
其中，定位后台具体为连续运行基站(Continuously Operating ReferenceStations，CORS)的数据分析中心，定位后台与终端设备之间的通信可以采用由国际海运事业无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Maritime services，RTCM)制定的RTCM协议，或者采用基于网络协议的RTCM网络传输(Networked Transport of RTCM viaInternet Protocol，NTRIP)等通信协议，并将上述基站伪距观测值发送给终端设备。进一步地，定位后台还可以获取实时导航星历及对流层或电离层延迟误差信息等差分改正数据，并将这些差分改正数据发送给终端设备，以进行终端设备的定位，其中，实时卫星导航星历是指用于实时导航的卫星运行随时间而变的精确位置或轨迹表，它是时间的函数。
上述伪距是指卫星定位过程中，地面接收机(在这里指终端设备或基站)到卫星之间的大概距离，假设卫星钟和接收机钟严格保持同步，根据卫星信号的发射时间与接收机接收到信号的接收时间就可以得到信号的传播时间，再乘以传播速度就可以得到卫地距离，然而两个时钟不可避免存在钟差，且信号在传播过程中还要受到大气折射等因素的影响，所以通过这种方法直接测得的距离并不等于卫星到地面接收机的真实距离，于是把这种距离称之为伪距，而伪距观测值是地面接收机监测到的与卫星之间的伪距。
上述卫星可以包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、GLONASS、GALILEO和北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)等卫星导航系统。
步骤102，根据终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定终端设备与基站之间针对上述任意两个卫星的双差观测方程，双差观测方程对应位置估计误差。
这里双差观测方程包括：任意两个卫星的终端伪距观测值的差、任意两个卫星的基站伪距观测值的差、及终端设备与任意两个卫星之间的真实距离的对应关系方程，而终端设备与卫星之间的真实距离主要是根据终端设备的位置信息及卫星的位置信息得到。在实际对终端设备的当前位置进行估计的过程中，双差观测方程会对应位置估计误差，而在双差观测方程中还可以包括对流层误差和电离层误差等，其中，对流层误差和电离层误差可以从定位后台获取的差分改正数据得到；而位置估计误差是在根据双差观测方程估计当前位置时设定的一个初始误差，并在估计当前位置的过程中不断地更新的误差等。
其中，位置信息可以是地心地固直角坐标系(Earth Centered Earth Fixed，ECEF)，ECEF坐标系是以地心O为坐标原点，Z轴指向协议地球的北极，X轴指向本初子午线与地球赤道的一个交点，而X、Y、Z三轴一起构成右手直角坐标系。
例如，多个卫星为S1、S2、……、SN，以卫星S1为参考卫星，终端设备r监测的与卫星S1之间的终端伪距观测值r1，与终端设备与另一个卫星Si(i为2到N之间的自然数)之间的终端伪距观测值ri的差，及基站b监测的与卫星S1之间的基站伪距观测值b1，与基站b与另一个卫星Si(i为2到N之间的自然数)之间的基站伪距观测值bi的差，可以组成一个双差观测方程，这样，可以组成N-1个双差观测方程。
具体地，假设有基站b和移动终端r，如图3所示，基站b和移动终端r均观测到卫星s1和s2，移动终端r在频率i的终端伪距观测值分别为
Figure BDA0002513072710000061
和
Figure BDA0002513072710000062
基站b在频率i的基站伪距观测值为
Figure BDA0002513072710000063
和
Figure BDA0002513072710000064
则组成的双差伪距观测值
Figure BDA0002513072710000065
如下公式1-1所示：
Figure BDA0002513072710000066
假设移动终端r的ECEF坐标为(xr,yr,zr)，基站b的ECEF坐标(xb,yb,zb)，则有如下公式1-2的伪距观测值：
Figure BDA0002513072710000067
其中，dtr表示终端设备的接收机钟差，dTSk表示卫星k的钟差，
Figure BDA0002513072710000068
表示电离层延迟，μ表示对流层映射函数值，
Figure BDA0002513072710000069
表示终端设备地天顶方向的对流层延迟，ερ为卫星或终端设备的接收机信道硬件延迟等其它误差，rr Sk表示终端设备与卫星Sk的几何距离，具体如下公式1-3所示，其中，(xSk,ySk,zSk)为卫星Sk的ECEF坐标值，可由实时卫星导航星历计算得到：
Figure BDA00025130727100000610
由此，可以得到移动终端r和基站b之间基于卫星S1和S2的双差观测方程可以如下公式1-4所示：
Figure BDA0002513072710000071
假设移动终端r的位置估计值为
Figure BDA0002513072710000072
并定义
Figure BDA0002513072710000073
且定义终端设备与卫星Sk的几何距离的估计值为可以如下公式1-5所示：
Figure BDA0002513072710000074
则根据泰勒级数公式有如下公式1-6：
Figure BDA0002513072710000075
其中，
Figure BDA0002513072710000076
和
Figure BDA0002513072710000077
分别通过如下公式1-7和1-8所示，
Figure BDA0002513072710000078
表示微分运算：
Figure BDA0002513072710000079
Figure BDA00025130727100000710
假设基站b和移动终端r均能观测到N个卫星：S1,S2,……,SN，以卫星S1为参考卫星，将其它卫星与卫星S1组成双差观测方程，共有N-1个双差观测方程，可以写成如下公式1-9中的矩阵，进一步地，如果N个卫星的观测方差如公式1-10所示；N-1个双差观测方程对应的误差矩阵可以如公式1-11所示，而该误差矩阵即为上述的位置估计误差：
Figure BDA00025130727100000711
Figure BDA0002513072710000081
Figure BDA0002513072710000082
而本步骤中确定的终端设备r与基站b之间针对任意两个卫星的双差观测方程如上述公式1-9所示的公式所示，即为卡尔曼滤波方程，一般情况下，当终端设备与基站之间的距离较近时，比如小于某一阈值时，可以采用该公式1-9。而终端设备r与基站b针对任意两个卫星的双差观测方程也可以使用上述公式1-2，一般情况下，当终端设备与基站之间的距离较远时，比如大于某一阈值时，可以采用上述公式1-2。
步骤103，根据双差观测方程估计终端设备的当前位置。
具体地，终端设备可以将上述步骤102中确定的双差观测方程再结合其它信息，比如上述公式1-11所示的误差信息，并采用一定的计算方法，比如采用卡尔曼滤波的方法或加权最小二乘算法即可估计到终端设备的当前位置。其中，在采用卡尔曼滤波方法估计当前位置时，给定状态参数(即上述的δr)和对应的初始权阵，即可解算得到终端设备的当前位置，其中，初始权阵是指状态参数的初始方差，一般事先给定一个较大值，比如上述公式1-10中的方差，从而即可得到位置估计误差的初始值。
这里卡尔曼滤波(Kalman filtering)是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法，由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。而加权最小二乘算法是对原观测模型进行加权处理，使之成为一个不存在异方差性的参数优化模型，利用最小二乘法估计未知参数的方法。
步骤104，当上述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；当不满足预置条件时，则不需要更新双差观测方程的位置估计误差，直接根据该位置估计误差及其它伪距观测值估计终端设备的当前位置，即针对该位置估计误差返回执行上述步骤101。
其中，双差观测方程的位置估计误差是指在估计终端设备的当前位置过程中即执行上述步骤103时，所使用的误差信息，可以称为先验误差信息，即上述的
Figure BDA0002513072710000094
而位置估计后误差是指在估计了终端设备的当前位置即在执行了步骤103后得到的误差信息，可以称为验后残差。其中，位置估计后误差可以根据上述估计的终端设备的当前位置确定的，具体地，将估计的当前位置代入到上述公式1-9中，即可得到位置估计后误差。
具体地，当位置估计后误差vk,i的绝对值与位置估计误差Rk,i的开方值的比值大于某一阈值时，则位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件，比如
Figure BDA0002513072710000091
则在更新位置估计误差时，得到的更新后的位置估计误差R'k,i为：位置估计后误差的绝对值与位置估计误差的开方值的比值，与位置估计误差的乘积，即
Figure BDA0002513072710000092
其中，k为执行上述步骤101到104的循环次数，i为上述伪距观测值所监测的频率；当位置估计后误差vk,i的绝对值与位置估计误差Rk,i的开方值的比值小于某一阈值时，则位置估计后误差与位置估计误差之间的关系不满足预置条件，比如
Figure BDA0002513072710000093
则不需要更新位置估计误差。
步骤105，根据更新后的位置估计误差重新估计终端设备的当前位置，即针对更新后的位置估计误差返回执行上述步骤101。
需要说明的是，上述步骤101到104是根据获取的一组终端伪距观测值和基站伪距观测值对终端设备的当前位置进行的一次估计，当得到更新后的位置估计误差后，可以返回执行步骤101到104，即针对另一组终端伪距观测值和基站伪距观测值，再结合更新后的位置估计误差，重新估计终端设备的当前位置。
另外需要说明的是，当有终端设备通过定位后台获取到多个基站的数据时，可以切换为多基站定位模式，主要是基于每个基站的数据进行分别定位。当用户使用终端设备在进出楼宇和车库等弱信号场景时，采用多基站定位模型可以提高首次定位时间和精度。
可见，在本实施例的方法中，终端设备会通过终端设备与卫星之间的终端伪距观测值及基站与卫星之间的基站伪距观测值，确定双差观测方程，并根据双差观测方程估计终端设备的当前位置，然后再根据双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系，更新位置估计误差，进而再根据更新后的位置估计误差重新估计终端设备的当前位置。通过在终端设备的位置信息估计过程中，不断地根据获取的伪距观测值对位置估计误差进行更新，进而对终端设备的当前位置不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法，使得最终得到的终端设备的位置较为准确。
需要说明的是，上述步骤101到105的方法是根据伪距观测值对终端设备的当前位置进行估计的过程，为了使得对终端设备的定位更准确，终端设备还可以获取与多个卫星之间的多普勒观测值，并基于多普勒观测值来对终端设备进行定位，如图4所示，具体可以包括如下步骤：
步骤201，获取终端设备分别与多个卫星之间的多普勒观测值。
具体地，终端设备可以分别监测与多个卫星之间进行通信过程中，通信载波的相位信息，即为多普勒观测值，在本实施例中，终端设备可以在多个频率下分别监测与各个卫星之间的多普勒观测值。进一步地，终端设备还可以从定位后台获取由实时卫星导航星历及差分改正数据等。
步骤202，根据多普勒观测值确定终端设备与卫星之间的多普勒观测方程，多普勒观测方程对应速度估计误差。
这里多普勒观测方程包括：任一个卫星的多普勒观测值、终端设备的速度、及终端设备与任意一个卫星之间的方向单位向量的对应关系方程，进一步地，在多普勒观测方程中还可以包括根据从定位后台获取的差分改正数据等确定的误差等，且多普勒观测方程还可以对应速度估计误差，该速度估计误差时在根据多普勒观测方程估计当前速度时设定的一个初始误差，并在估计当前速度的过程中不断地更新的误差。
具体地，假设终端设备r相应于卫星S1在频率i的多普勒观测值为
Figure BDA0002513072710000111
终端设备r与卫星S1的距离变化率可以通过如下公式2-1所示：
Figure BDA0002513072710000112
若假设终端设备r的速度估计值为
Figure BDA0002513072710000113
并定义
Figure BDA0002513072710000114
另定义距离变换率的估计值为
Figure BDA0002513072710000115
以及
Figure BDA0002513072710000116
表示终端设备r和卫星S1的方向单位向量，则根据泰勒级数展开如下公式2-2所示：
Figure BDA0002513072710000117
上式中，γi为频率i对应的载波波长，
Figure BDA0002513072710000118
为终端设备r的钟差变化率，
Figure BDA0002513072710000119
为卫星S1的钟差变化率，可由实时卫星导航星历计算得到，假设终端设备r能观测到N个卫星：S1,S2,……,SN，则组成的多普勒观测方程的矩阵形式如下公式2-3所示，其中，
Figure BDA00025130727100001110
可以根据速度估计误差得到：
Figure BDA00025130727100001111
上述式子
Figure BDA00025130727100001112
为钟漂，对应的误差矩阵如下公式2-4所示，即为多普勒观测方程的速度估计误差；而卡尔曼滤波的状态参数可以如公式2-5所示，：
Figure BDA0002513072710000121
Figure BDA0002513072710000122
若终端设备r观测到GPS卫星数N1，GLONASS卫星数N2，GALILEO卫星数N3，以及BDS卫星数N4，则结合多普勒观测方程和根据伪距观测值得到的双差观测方程，可以写成如下公式2-6中的矩阵，该矩阵中的下半部分即为多普勒观测方程；而卡尔曼滤波状态方程可以如下公式2-7所示：
Figure BDA0002513072710000131
Figure BDA0002513072710000132
步骤203，根据多普勒观测方程估计终端设备的当前速度。
具体地，终端设备可以将上述步骤202中确定的多普勒观测方程再结合其它信息，比如上述公式2-4所示的误差信息，并采用一定的计算方法，比如采用卡尔曼滤波的方法或加权最小二乘算法即可估计到终端设备的当前速度。其中，在采用卡尔曼滤波方法估计当前速度时，给定状态参数(即上述的δc和δv)和对应的初始权阵，即可解算得到终端设备的当前速度，其中，初始权阵是指如上述公式2-4所示的初始方差，一般事先给定一个较大值，即可得到速度估计误差的初始值。
步骤204，当多普勒观测方程的速度估计后误差与速度估计误差之间的关系满足预置条件时，更新多普勒观测方程的速度估计误差，得到更新后的速度估计误差。
其中，多普勒观测方程的速度估计误差是指在估计终端设备的当前速度过程中即执行上述步骤203时，所使用的误差信息，可以称为先验误差信息，即上述的
Figure BDA0002513072710000141
而速度估计后误差是指在估计了终端设备的当前速度即在执行了步骤203后得到的误差信息，可以称为验后残差。其中，速度估计后误差可以根据上述估计的终端设备的当前速度确定的，具体地，将估计的当前速度代入到上述公式2-6中，即可得到速度估计后误差。
具体地，当速度估计后误差vk的绝对值与速度估计误差Rk的开方值的比值大于某一阈值时，则速度估计后误差与速度估计误差之间的关系满足预置条件，比如
Figure BDA0002513072710000142
则在更新速度估计误差时，得到的更新后的速度估计误差R'k为：速度估计后误差的绝对值与速度估计误差的开方值的比值，与速度估计误差的乘积，即
Figure BDA0002513072710000151
其中，k为执行上述步骤201到204的循环次数；当速度估计后误差vk的绝对值与速度估计误差Rk的开方值的比值小于某一阈值时，则速度估计后误差与速度估计误差之间的关系不满足预置条件，比如
Figure BDA0002513072710000152
则不需要更新速度估计误差。
步骤205，根据更新后的速度估计误差，重新估计所述终端设备的当前速度，即针对更新后的速度估计误差返回执行上述步骤201。
需要说明的是，上述步骤201到204是根据获取的一组多普勒观测值对终端设备的当前速度进行的一次估计，当得到更新后的速度估计误差后，可以返回执行步骤201到204，即针对另一组多普勒观测值，再结合更新后的速度估计误差，重新估计终端设备的当前速度。
这样，通过在终端设备的状态信息估计过程中，不断地根据获取的多普勒观测值对速度估计误差进行更新，进而对终端设备的当前速度不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法，使得最终得到的终端设备的状态较为准确。
以下以一个具体的应用实例来说明本发明中的终端定位方法，可以应用在地图应用或定位应用的实现过程中，如图5所示，本发明的方法主要包括终端设备部分和定位后台部分，其中：
定位后台，可以是CORS的数据分析中心，主要用于收集多个基站(图中以m个基站为例说明)的卫星数据采集模块监测的基站伪距观测值，以及实时卫星导航星历，且还可以在CORS区域内建立对流层/电离层延迟误差模型，作为差分改正数据；并根据终端设备的请求，由网络协议模块通过Ntrip/RTCM协议将差分改正数据、基站伪距观测值以及实时卫星导航星历发送给终端设备。
终端设备，主要用于对终端设备的位置和状态(即速度)进行定位，具体地，监测终端设备与卫星之间的终端伪距观测值及多普勒观测值，并由网络协议模块向定位后台获取差分改正数据、实时卫星导航星历以及基站伪距观测值；然后利用这些数据进行位置和状态的估计。
如图5和图6所示，本实施例的终端定位方法可以包括：
步骤301，终端设备在开启地图功能或定位功能后，会定时地在多个频率下分别监测与各个卫星之间的多普勒观测值和终端伪距观测值，并向定位后台获取至少一个基站在多个频率下分别监测的与各个卫星之间的基站伪距观测值、实时卫星导航星历及差分改正数据等。
当未监测到终端伪距观测值和/或多普勒观测值的情况下，则终端设备会根据之前估计的位置和速度，粗略地估计终端设备的当前位置。
步骤302，将上述步骤301中监测的观测值比如多普勒观测值或终端伪距观测值，按照一定的策略，比如信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)按照进行排序，同时可以剔除观测值的粗差，比如异常的多普勒观测值或终端伪距观测值等，这样，可以得到剩余的有一定顺序的多普勒观测值为D1，D2，……，Dn1，而剩余的有一定顺序的终端伪距观测值为E1，E2，……，En2。
这里对观测值的排序可以更好地剔除观测值的粗差，在剔除观测值的粗差时，可以采用基于箱型图探测法、基于Grubbs探测法和基于绝对中位差探测法等算法进行剔除。
根据剔除后的多普勒观测值估计终端设备的当前速度，即进行卡尔曼的一次滤波，如下步骤303到305所述；而根据剔除后的终端伪距观测值估计终端设备的当前位置，即进行卡尔曼的二次滤波，如下步骤307到309所述。
步骤303，取一个多普勒观测值，根据该多普勒观测值确定多普勒观测方程，然后再利用多普勒观测方程估计终端设备的当前速度，并根据当前速度计算速度估计后误差vk。
步骤304，判断
Figure BDA0002513072710000161
是否大于3，如果大于，则执行步骤305；如果不大于，则取另一个多普勒观测值，返回执行步骤303。其中，Rk为多普勒观测方程的速度估计误差。
步骤305，更新速度估计误差，得到更新后的速度估计误差为：
Figure BDA0002513072710000171
针对更新后的速度估计误差，并取另一多普勒观测值，返回执行步骤303。其中，k为1到n1之间的自然数。
步骤306，当所有的多普勒观测值都执行了上述步骤303到305后，或者上述步骤303到305的循环的执行次数达到某一阈值时，可以继续执行步骤307，即开始卡尔曼的二次滤波。
步骤307，取一组终端伪距观测值和基站伪距观测值，根据该终端伪距观测值和基站伪距观测值确定双差观测方程，然后再利用双差观测方程估计终端设备的当前位置，并根据当前位置计算位置估计后误差vk,i。
步骤308，判断
Figure BDA0002513072710000172
是否大于3，如果大于，则执行步骤309；如果不大于，则取另一组终端伪距观测值和基站伪距观测值，返回执行步骤307。其中，Rk,i为双差观测方程的位置估计误差。
步骤309，更新位置估计误差，得到更新后的位置估计误差为：
Figure BDA0002513072710000173
针对更新后的位置估计误差，并取另一组终端伪距观测值和基站伪距观测值，返回执行步骤307。其中，k为1到n2之间的自然数，i表示某一频率。
步骤310，当所有组的伪距观测值都执行了上述步骤307到309后，或者上述步骤307到309的循环的执行次数达到某一阈值比如4时，结束流程。
可见，本实施例中，采用两种数据分别估计终端设备的当前位置和当前速度，能够在各种场景下监测多模(多模指针对多个卫星)多频的观测值，自适应进行地进行定位，使得定位效果更加稳健可靠，在卫星信号较弱或观测卫星数小于3个以及进出楼宇和车库等情况下，也能够实现平面精度不低于10米的快速定位，而在高速公路等开阔环境下，实现3米左右的平面精度。
以下以另一具体的应用实例来说明本发明中基于用户行为的信息处理方法，本发明实施例中的信息处理系统主要为分布式系统100，该分布式系统可以包括客户端300及多个节点200(接入网络中的任意形式的计算设备，如服务器、用户终端)，客户端300与节点200之间通过网络通信的形式连接。
以分布式系统为区块链系统为例，参见图7是本发明实施例提供的分布式系统100应用于区块链系统的一个可选的结构示意图，由多个节点200(接入网络中的任意形式的计算设备，如服务器、用户终端)和客户端300形成，节点之间形成组成的点对点(P2P，Peer ToPeer)网络，P2P协议是一个运行在传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)协议之上的应用层协议。在分布式系统中，任何机器如服务器、终端都可以加入而成为节点，节点包括硬件层、中间层、操作系统层和应用层。
参见图7示出的区块链系统中各节点的功能，涉及的功能包括：
1)路由，节点具有的基本功能，用于支持节点之间的通信。
节点除具有路由功能外，还可以具有以下功能：
2)应用，用于部署在区块链中，根据实际业务需求而实现特定业务，记录实现功能相关的数据形成记录数据，在记录数据中携带数字签名以表示任务数据的来源，将记录数据发送到区块链系统中的其它节点，供其它节点在验证记录数据来源以及完整性成功时，将记录数据添加到临时区块中。
例如，应用实现的业务包括：
钱包，用于提供进行电子货币的交易的功能，包括发起交易(即，将当前交易的交易记录发送给区块链系统中的其他节点，其他节点验证成功后，作为承认交易有效的响应，将交易的记录数据存入区块链的临时区块中；当然，钱包还支持查询电子货币地址中剩余的电子货币；共享账本，用于提供账目数据的存储、查询和修改等操作的功能，将对账目数据的操作的记录数据发送到区块链系统中的其他节点，其他节点验证有效后，作为承认账目数据有效的响应，将记录数据存入临时区块中，还可以向发起操作的节点发送确认；还可以包括智能合约，计算机化的协议，可以执行某个合约的条款，通过部署在共享账本上的用于在满足一定条件时而执行的代码实现，根据实际的业务需求代码用于完成自动化的交易，例如查询买家所购买商品的物流状态，在买家签收货物后将买家的电子货币转移到商户的地址；当然，智能合约不仅限于执行用于交易的合约，还可以执行对接收的信息进行处理的合约。
在本实施例中，节点中的应用还包括终端定位功能的代码，该终端定位功能主要包括：
获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
3)区块链，包括一系列按照产生的先后时间顺序相互接续的区块(Block)，新区块一旦加入到区块链中就不会再被移除，区块中记录了区块链系统中节点提交的记录数据。
参见图8为本发明实施例提供的区块结构(Block Structure)一个可选的示意图，每个区块中包括本区块存储交易记录的哈希值(本区块的哈希值)、以及前一区块的哈希值，各区块通过哈希值连接形成区块链。另外，区块中还可以包括有区块生成时的时间戳等信息。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了相关的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。
本发明实施例还提供一种终端定位装置，其结构示意图如图9所示，具体可以包括：
观测值获取单元10，用于获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值。
该观测值获取单元10在获取基站伪距观测值时，向定位后台获取所述基站在多个频率下分别监测的与任意两个卫星之间的基站伪距观测值。
方程确定单元11，用于根据所述观测值获取单元10获取的终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差。
这里所述双差观测方程包括：任意两个卫星的终端伪距观测值的差、所述任意两个卫星的基站伪距观测值的差、及所述终端设备与任意两个卫星之间的真实距离之间的对应关系；其中，所述终端设备与任一卫星之间的真实距离是根据所述终端设备的位置信息与卫星的位置信息得到的。
估计单元12，用于根据所述方程确定单元11确定的双差观测方程估计所述终端设备的当前位置。
误差更新单元13，用于当所述方程确定单元11确定的双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差。
该误差更新单元13，具体用于当所述位置估计后误差的绝对值与位置估计误差的开方值的比值大于某一阈值时，得到的更新后的位置估计误差为：所述位置估计后误差的绝对值与位置估计误差的开方值的比值，与所述位置估计误差的乘积。
重新估计单元14，用于根据所述误差更新单元13得到的更新后的位置估计误差，通知所述估计单元12重新估计所述终端设备的当前位置，具体针对另一组终端伪距观测值和基站伪距观测值进行重新估计。
进一步地，上述观测值获取单元10还用于获取所述终端设备分别与多个卫星之间的多普勒观测值；方程确定单元11还用于根据所述多普勒观测值确定所述终端设备与卫星之间的多普勒观测方程，多普勒观测方程对应速度估计误差；估计单元12还用于根据所述多普勒观测方程估计所述终端设备的当前速度；误差更新单元13还用于当所述多普勒观测方程的速度估计后误差与速度估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述多普勒观测方程的速度估计误差，得到更新后的速度估计误差；而重新估计单元14，还用于根据所述更新后的速度估计误差，通知估计单元12重新估计所述终端设备的当前速度。
其中，所述多普勒观测方程包括：任意一个卫星的多普勒观测值、终端设备的速度、及所述终端设备与任意一个卫星之间的方向单位向量之间的对应关系。
而误差更新单元13在更新所述多普勒观测方程的速度估计误差时，具体用于当所述速度估计后误差的绝对值与速度估计误差的开方值的比值大于某一阈值时，得到的更新后的速度估计误差为：所述速度估计后误差的绝对值与速度估计误差的开方值的比值，与所述速度估计误差的乘积。
在本实施例的终端设备中，方程确定单元11会通过终端设备与卫星之间的终端伪距观测值及基站与卫星之间的基站伪距观测值，确定双差观测方程，估计单元12根据双差观测方程估计终端设备的当前位置，然后误差更新单元13再根据双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系，更新位置估计误差，进而重新估计单元14再根据更新后的位置估计误差重新估计终端设备的当前位置。通过在终端设备的位置信息估计过程中，不断地根据获取的伪距观测值对位置估计误差进行更新，进而对终端设备的当前位置不断地进行估计，采用这种自适应地定位方法，使得最终得到的终端设备的位置较为准确。
本发明实施例还提供一种终端设备，其结构示意图如图10所示，该终端设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(centralprocessing units，CPU)20(例如，一个或一个以上处理器)和存储器21，一个或一个以上存储应用程序221或数据222的存储介质22(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器21和存储介质22可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质22的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对终端设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器20可以设置为与存储介质22通信，在终端设备上执行存储介质22中的一系列指令操作。
具体地，在存储介质22中储存的应用程序221包括终端定位的应用程序，且该程序可以包括上述终端定位装置中的观测值获取单元10，方程确定单元11，估计单元12，误差更新单元13和重新估计单元14，在此不进行赘述。更进一步地，中央处理器20可以设置为与存储介质22通信，在终端设备上执行存储介质22中储存的终端定位的应用程序对应的一系列操作。
终端设备还可以包括一个或一个以上电源23，一个或一个以上有线或无线网络接口24，一个或一个以上输入输出接口25，和/或，一个或一个以上操作系统223，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
上述方法实施例中所述的由终端设备所执行的步骤可以基于该图10所示的终端设备的结构。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质储存多个计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行上述终端设备所执行的终端定位方法。
本发明实施例还提供一种终端设备，包括处理器和存储器；
所述存储器用于储存多个计算机程序，所述计算机程序用于由处理器加载并执行执行上述终端设备所执行的终端定位方法；所述处理器，用于实现所述多个计算机程序中的各个计算机程序。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的终端定位方法、装置及计算机可读存储介质和终端设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种终端定位方法，其特征在于，包括：
获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；
根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；
根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；
当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；
根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值，具体包括：
向定位后台获取所述基站在多个频率下分别监测的与任意两个卫星之间的基站伪距观测值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述双差观测方程包括：任意两个卫星的终端伪距观测值的差、所述任意两个卫星的基站伪距观测值的差、及所述终端设备与任意两个卫星之间的真实距离之间的对应关系；其中，所述终端设备与任一卫星之间的真实距离是根据所述终端设备的位置信息与卫星的位置信息得到的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，具体包括：
当所述位置估计后误差的绝对值与位置估计误差的开方值的比值大于某一阈值时，得到的更新后的位置估计误差为：所述位置估计后误差的绝对值与位置估计误差的开方值的比值，与所述位置估计误差的乘积。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述终端设备分别与多个卫星之间的多普勒观测值；
根据所述多普勒观测值确定所述终端设备与卫星之间的多普勒观测方程，所述多普勒观测方程对应速度估计误差；
根据所述多普勒观测方程估计所述终端设备的当前速度；
当所述多普勒观测方程的速度估计后误差与速度估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述多普勒观测方程的速度估计误差，得到更新后的速度估计误差；
根据所述更新后的速度估计误差，重新估计所述终端设备的当前速度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述多普勒观测方程包括：任意一个卫星的多普勒观测值、终端设备的速度、及所述终端设备与任意一个卫星之间的方向单位向量之间的对应关系。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述多普勒观测方程的速度估计后误差与速度估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述多普勒观测方程的速度估计误差，具体包括：
当所述速度估计后误差的绝对值与速度估计误差的开方值的比值大于某一阈值时，得到的更新后的速度估计误差为：所述速度估计后误差的绝对值与速度估计误差的开方值的比值，与所述速度估计误差的乘积。
8.一种终端定位装置，其特征在于，包括：
观测值获取单元，用于获取终端设备分别与任意两个卫星之间的终端伪距观测值，及获取所述终端设备所属基站分别与所述任意两个卫星之间的基站伪距观测值；
方程确定单元，用于根据所述终端伪距观测值与基站伪距观测值，确定所述终端设备与基站之间针对所述任意两个卫星的双差观测方程，所述双差观测方程对应位置估计误差；
估计单元，用于根据所述双差观测方程估计所述终端设备的当前位置；
误差更新单元，用于当所述双差观测方程的位置估计后误差与位置估计误差之间的关系满足预置条件时，更新所述双差观测方程的位置估计误差，得到更新后的位置估计误差；
重新估计单元，用于根据所述更新后的位置估计误差，重新估计所述终端设备的当前位置。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质储存多个计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行如权利要求1至7任一项所述的终端定位方法。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述存储器用于储存多个计算机程序，所述计算机程序用于由处理器加载并执行如权利要求1至7任一项所述的终端定位方法；所述处理器，用于实现所述多个计算机程序中的各个计算机程序。
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