CN112099058A - 定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于所述调整后伪距计算定位位置。采用本方法能够提高定位精度。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着计算机技术的发展，在城市管理中，需要对目标对象进行精确的定位。例如，共享单车的定位，公交车的定位，发生火灾时的火灾现场的定位等。但是城市的环境较为复杂，卫星向地面发射的用于定位的卫星信号在城市环境中传播容易受到多径干扰，如城市中的建筑物、立交环岛和树荫遮蔽等，对卫星信号的传播造成多径干扰。传统的定位方法，在复杂环境中容易受到多径干扰而产生较大的定位误差。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低定位误差的定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。
一种定位方法，所述方法包括：
在开始定位时，获取定位时间和初始位置；
根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；
基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；
接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；
基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；
在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；
基于所述调整后伪距计算定位位置。
在一个实施例中，所述第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；所述基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距包括：
基于所述第一频率卫星信号和所述第二频率卫星信号，分别计算与所述卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；
根据所述第一伪距和所述第二伪距进行差分计算，得到所述伪距。
在一个实施例中，所述方法包括：
获取参考点与所述卫星星座中各卫星之间的参考伪距；
接收所述卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；
根据所述第二卫星信号计算与所述卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；
基于所述参考伪距和所述观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；
将所计算的多径特征保存于所述多径特征库。
在一个实施例中，所述参考点为处于无多径干扰的区域中的基站，和\或定位精度达到目标精度的终端。
一种定位装置，所述装置包括：
获取模块，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；
提取模块，用于根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；
选取模块，用于基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；
接收模块，用于接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；
计算模块，用于基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；
调整模块，用于在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；
计算模块，还用于基于所述调整后伪距计算定位位置。
在一个实施例中，所述第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；所述计算模块，还用于：
基于所述第一频率卫星信号和所述第二频率卫星信号，分别计算与所述卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；
根据所述第一伪距和所述第二伪距进行差分计算，得到所述伪距。
在一个实施例中，所述装置包括：
获取模块，用于获取参考点与所述卫星星座中各卫星之间的参考伪距；
所述接收模块，还用于接收所述卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；
所述计算模块，还用于根据所述第二卫星信号计算与所述卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；
所述计算模块，还用于基于所述参考伪距和所述观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；
保存模块，用于将所计算的多径特征保存于所述多径特征库。
在一个实施例中，所述参考点为处于无多径干扰的区域中的基站，和\或定位精度达到目标精度的终端。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述定位方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述定位方法的步骤。
上述实施例中，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征，然后根据提取的多径特征选取卫星。根据选取的卫星所发射的第一卫星信号计算得到伪距，然后利用多径特征对伪距进行调整。由于根据多径特征调整后的伪距中消除了由多径干扰造成的误差，所以根据调整后的伪距计算出的定位位置更加精确，可以快速的从初始位置收敛到精确的定位位置。
一种定位方法，所述方法包括：
接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；
从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；
根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；
当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
在一个实施例中，所述终端包括处于所述目标环境中各不同高度平面的终端；所述根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库包括：
根据所述定位位置中的高度坐标对所述多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；
根据各所述数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
一种定位装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；
提取模块，用于从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；
建立模块，用于根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；
更新模块，用于当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
在一个实施例中，所述终端包括处于所述目标环境中各不同高度平面的终端；所述建立模块，还用于：
根据所述定位位置中的高度坐标对所述多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；
根据各所述数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述定位方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述定位方法的步骤。
上述实施例中，服务器接收目标环境内的终端发送的多径特征数据，根据多径特征数据建立多径特征库。以使在目标环境内的其他终端可以根据从多径特征库中提取的多径特征数据消除由于目标环境中的多径干扰造成的误差，提高定位的准确性。并且在目标环境发生变化时，服务器对多径特征库进行更新，所以变化后的目标环境内的终端可以根据更新后的多径特征库中的多径特征数据进行定位，避免因终端根据变化前的目标环境下的多径特征进行定位得到错误的定位位置。
一种定位系统，所述系统包括：
终端，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于所述调整后伪距计算定位位置；
云端服务器，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
上述实施例中，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征，然后根据提取的多径特征选取卫星。根据选取的卫星所发射的第一卫星信号计算得到伪距，然后利用多径特征对伪距进行调整。由于根据多径特征调整后的伪距中消除了由多径干扰造成的误差，所以根据调整后的伪距计算出的定位位置更加精确，可以快速的从初始位置收敛到精确的定位位置。
服务器接收目标环境内的终端发送的多径特征数据，根据多径特征数据建立多径特征库。以使在目标环境内的其他终端可以根据从多径特征库中提取的多径特征数据消除由于目标环境中的多径干扰造成的误差，提高定位的准确性。并且在目标环境发生变化时，服务器对多径特征库进行更新，所以变化后的目标环境内的终端可以根据更新后的多径特征库中的多径特征数据进行定位，避免因终端根据变化前的目标环境下的多径特征进行定位得到错误的定位位置。
附图说明
图1为一个实施例中定位方法的应用环境图；
图2为一个实施例中定位方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中定位方法的流程示意图；
图4为一个实施例中服务器建立和更新多径特征库的流程示意图；
图5为一个实施例中定位装置的结构框图；
图6为另一个实施例中定位装置的结构框图；
图7为一个实施例中定位装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图9为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的定位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，待定位的终端102通过网络与服务器104进行通信，从服务器104的多径特征库中提取多径特征，根据提取的多径特征从卫星星座106中选取多个卫星组成卫星集合。然后，待定位的终端102根据从卫星集合中各卫星接收的第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距，然后依据多径特征对伪距进行调整，基于调整后的伪距计算定位位置。其中，待定位的终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种定位方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
S202，终端在开始定位时，获取定位时间和初始位置。
其中，上述的终端是指待定位(即需要进行定位)的本端设备。
其中，定位时间是终端开始定位时的时间，终端可以根据自身的时钟获取定位时间，也可以根据从服务器接收的时间信息获取定位时间，或者也可以从接收的卫星信号中获取定位时间。定位时间可以是卫星定位系统的时间，例如GPS时钟系统的时间、北斗时钟系统的时间，也可以是世界标准时间。
其中，初始位置是终端在开始定位时的位置。
在一个实施例中，初始位置可以是终端在开始定位时，通过小区定位方法得到的位置。其中，小区定位方法是基于GSM系统的网络方位定位方法，通过终端加入的GSM网络中的基站的位置对终端进行定位。
在一个实施例中，初始位置也可以是终端在开始定位时，通过Wifi信号进行定位得到的位置。终端在打开Wifi之后，开始搜索附近的Wifi信号并上传到服务器上，服务器通过对比多个Wifi信号的强弱得到终端的位置。
S204，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征。
其中，多径特征库是服务器中用来存储多径特征的数据库。其中，多径特征库可以是关系型数据库，例如可以是SQL(Structured Query Language，结构化查询语言)数据，也可以是Oracle数据库等。
其中，多径特征是在具有多径干扰的目标环境下时，终端根据从卫星接收的卫星信号直接计算得到的观测值的特征。多径特征包括伪距多径特征和载波相位多径特征。观测值包括伪距观测值和载波相位观测值。
由于卫星绕地球做周期性运动，所以对于地面上的同一个位置，卫星发射的卫星信号相对于该位置的入射角度也是周期性变化的。卫星信号在该位置的多径特征随着卫星信号的入射角度的变化而变化。也就是说，卫星信号在该位置的多径特征随着卫星的周期性运动而周期性变化。所以，终端根据定位时间可以获知卫星运行的位置，从而根据该位置确定对应的卫星发射的卫星信号在初始位置的多径特征。所以，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取卫星星座中的各卫星发射的卫星信号对应的多径特征。
S206，终端基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合。
终端对从多径特征库中提取的卫星星座中的各卫星发射的卫星信号对应的多径特征进行比对，根据比对结果从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合。例如，终端根据多径特征对应的多径干扰情况从卫星星座中选取对应的多径干扰较小的的多个卫星，组成卫星集合。例如，终端可以设定多径特征的范围，选取在设定的范围内的多径特征对应的卫星。例如，终端可以设定用来定位的卫星的数量(例如，设定为8颗卫星)，然后根据多径特征对应的多径干扰的大小对卫星进行排序，从卫星星座中选取对应的多径干扰较小的预设数量(例如，8颗)的卫星。
S208，终端接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号。
其中，第一卫星信号是将测距码和数据码调制在载波上发送的信号。测距码用于实现码分多址和测距。数据码用于传递导航电文。
在无遮蔽和障碍物的开阔地带的目标环境下时，终端接收的卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号中主要是直射信号，根据第一卫星信号计算出的观测值受到目标环境中的多径干扰较小。在复杂的目标环境下时，第一卫星信号是直射信号和障碍物的反射信号叠加的信号，根据第一卫星信号计算出的观测值受到目标环境中的多径干扰较大。
终端接收的由直射信号和障碍物反射的信号(多径信号)叠加后的第一卫星信号由公式(1)表示：
其中，g(t)为信号发射时的包络，a0、
τ0分别为直射信号的幅度、相位和传播时延，ai、
τi为第i路多径信号的幅度、相位和传播时延，N为多径信号的个数。在不同的地点，由于目标环境不同，障碍物对卫星发射的卫星信号的反射情况不同，终端接收到具有不同的a0、
τ0、ai、
τi和N的参数的r(t)。
S210，终端基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距。
其中，伪距是在卫星时钟和终端的时钟存在钟差、大气层时延、多径干扰等因素影响下得到的终端和相应的卫星之间的距离。如果卫星时钟和终端的时钟是精确同步的，那么根据卫星发射的第一卫星信号的时间ts和终端收到第一卫星信号的时间tu可以得到信号传播时间，由于第一卫星信号在真空中的传播速度为c＝3×108m/s，所以第一卫星信号传播距离ρ＝c(tu-ts)，第一卫星信号传播距离也就是终端和相应卫星之间的距离。由于卫星时钟和终端的时钟不是精确同步的，并且受大气层的影响，第一卫星信号在大气层中传播时具有电离层延时、对流层延时等延时，而且在传播过程中还要受到多径干扰所以计算出的ρ并不是第一卫星信号真实的传播距离，是具有误差的伪距。
终端在接收到第一卫星信号后，从第一卫星信号的载波中提取出测距码，根据测距码的相位计算出tu-ts，并计算出终端与相应卫星之间的伪距。或者，终端获取第一卫星信号的载波相位，根据载波相位计算出tu-ts，并计算出终端与相应卫星之间的伪距。
S212，终端在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距。
终端在计算出与卫星集合中的各卫星间的伪距后，由于计算出的伪距中包含多径干扰造成的误差，所以终端依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，以消除多径干扰造成的误差。
在一个实施例中，终端依据伪距多径特征对相应卫星所对应的伪距进行调整，消除多径干扰造成的伪距的误差。例如，如果伪距多径特征为+1千米，那么将相应卫星所对应的伪距加上1千米作为调整后的伪距。
在一个实施例中，终端依据载波相位多径特征计算由载波相位得到多径特征造成的伪距的误差。然后根据误差对相应卫星所对应的伪距进行调整。
S214，终端基于调整后伪距计算定位位置。
调整后的伪距去除了多径干扰造成的误差，但是还具有大气层造成的误差和时钟钟差造成的误差。终端可以根据电离层误差模型消除电离层误差，根据对流层误差模型消除对流层误差。终端也可以根据载波相位差分技术或者实时动态码相位差分技术消除调整后的伪距中的电离层误差和对流层误差。
由于终端在以卫星为球心，以卫星到终端的距离为半径的球面上。根据终端到三个卫星的距离可以得到终端的定位位置。
设终端的定位位置为(x，y，z)，卫星的位置为(xn，yn，zn)，n＝1，2，3，4。终端根据接收的第一卫星信号计算出的伪距在经过多径特征的调整、消除电离层误差、对流程误差后可以近似认为是终端到卫星的距离。设终端到卫星的距离为r1，r2，r3，r4，c为光速，δt为时钟钟差，所以有方程(2)：
通过解方程(2)可以得到终端的定位位置(x，y，z)。
上述实施例中，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征，然后根据提取的多径特征选取卫星。根据选取的卫星所发射的第一卫星信号计算得到伪距，然后利用多径特征对伪距进行调整。由于根据多径特征调整后的伪距中消除了由多径干扰造成的误差，所以终端根据调整后的伪距计算出的定位位置更加精确，可以快速的从初始位置收敛到精确的定位位置。
在一个实施例中，第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；终端基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距包括：基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
其中，第一频率卫星信号和第二频率卫星信号是具有不同的载波频率的卫星信号。设第一频率卫星信号的载波频率为f1，第二频率卫星信号的载波频率为f2，终端计算出的第一伪距为ρ1，第一伪距为ρ2，则根据公式(3)对第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
在一个实施例中，终端获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；将所计算的多径特征保存于多径特征库。
其中，参考点是无多径干扰的目标环境中的基站或者终端。参考点根据接收的各卫星的卫星信号计算出参考点到各卫星之间的伪距作为参考伪距。由于参考点接收到的卫星信号没有受到多径干扰，所以计算出的参考伪距没有多径干扰造成的误差。
由于终端距离参考点的距离大概在米级、十米级，至多在百米级，所以终端接收到的卫星信号理论上和参考点接收到的卫星信号是相似的，终端和对应卫星间的伪距和参考点和对应卫星间的伪距也是接近的。而由于终端处于具有多径干扰的目标环境中，所以终端根据接收到的第二卫星信号计算出的观测伪距具有多径干扰造成的误差。
其中，终端可以根据从第二卫星信号中提取的测距码计算观测伪距，也可以根据第二卫星信号的载波相位计算观测伪距。
终端基于参考伪距和观测伪距之间的差值计算各第二卫星信号对应的多径特征。例如，参考伪距为x1，观测伪距为x2，终端计算出的伪距多径特征为(x2-x1)。例如，终端根据参考伪距x1计算出载波相位为
根据观测伪距x2计算出载波相位为
那么载波相位多径特征为
在一个实施例中，参考点为处于无多径干扰的区域中的基站，和\或定位精度达到目标精度的终端。
其中，基站可以是卫星定位服务参考站系统中的基站，也可以是数据处理中心根据卫星定位服务参考站系统中的基站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，通过建立精确的误差模型(如电离层、对流层、卫星轨道等误差模型)，在终端附近产生的物理上并不存在的虚拟参考站。
由于，数据处理中心产生的虚拟参考站与终端的距离很近，一般为几米到十几米之间，所以终端根据虚拟参考站计算得到的参考伪距获取的多径特征更加精确。
其中，目标精度是终端设置的参考点应该达到的定位精度，终端设置的目标精度应该高于其他不作为参考点的终端的定位精度。例如终端设置目标精度为米级，终端选取的参考点为达到米级定位精度的终端，或者终端设置目标精度为厘米级，终端选取的参考点为达到厘米级定位精度的终端。
由于作为参考点的终端的定位精度高于其他不作为参考点的终端，所以其计算出的伪距具有较小的多径误差，可以作为参考伪距。
在一个实施例中，如图3所示，终端进行定位时，包括如下步骤：
S302，在开始定位时，获取定位时间和初始位置。
S304，根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征。
S306，基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合。
S308，接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号。
S310，基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距。
S312，根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
S314，在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距。
S316，基于调整后伪距计算定位位置。
上述S302至S316的具体内容可以参考上文所述的具体实现过程。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种定位方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
S402，接收目标环境内的终端发送的多径特征数据。
其中，目标环境是在具体地点的环境空间，目标环境具有特定的环境特征。环境特征是由存在于空间环境中的物体(例如建筑物、树木、车辆、广告牌)形成的环境特征。例如，目标环境是在城市某个立交环岛下的环境空间，在立交环岛下具有由立交环岛形成的环境特征。例如目标环境是在城市A中街道B中的环境空间，其中街道B两边具有高层楼房，目标环境具有由高层楼房构成的环境特征。
服务器可以根据各个地点的环境特征将服务器涉及的定位区域划分为不同的子区域，每个子区域对应一个目标环境。在目标环境内的终端接收的卫星信号具有相同的多径特征。其中对于环境特征较为简单的区域(例如大面积的开阔地带)，由于该区域中的环境特征较为相似，所以划分较少的子区域；对于环境特征较为复杂的区域(例如城市中具有较多高层建筑物、立交桥、树木等的区域)，由于该区域中不同地点的环境特征差别较大，所以划分较多的子区域。
在一个实施例中，服务器在接收到更多的终端发送的多径特征数据后，根据各个终端的定位位置对目标环境进行细化。
其中，多径特征数据中包括多径特征、多径特征的生成时间和终端生成多径特征时的定位位置。
S404，从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号。
其中，终端的定位位置可以是终端根据卫星信号计算得到的精确的定位位置，也可以是终端根据精确的定位位置确定的一个位置区域，在该位置区域中，终端接收的卫星信号可以认为具有相同的多径特征。
卫星在生成时间运行到确定的轨道位置，然后向定位位置的终端发射信号，卫星在生成时间向定位位置的终端发射的信号具有确定的多径特征。
S406，服务器根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库。
服务器可以分别将多径特征、生成时间和定位位置作为数据表的字段，生成数据表，根据生成的数据表建立多径特征库。
其中，多径特征库可以是关系型数据库，例如可以是SQL(Structured QueryLanguage，结构化查询语言)数据，也可以是Oracle数据库等。
服务器接收各个目标环境内的终端发送的多径特征数据，随着向服务器发送多径特征数据的终端的增多，服务器接收到各种目标环境下的终端接收的卫星信号对应的多径特征。所以，终端可以根据多径特征库中的多径特征对相应的伪距进行调整，定位到精确的定位位置。
S408，当目标环境发生变化时，服务器根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
终端接收到的卫星信号的多径特征会随着目标环境的变化而发生变化。服务器首先判断接收到的多径特征对应的目标环境是否发生了变化。
在一个实施例中，服务器将实时接收的多径特征和数据库中存储的、在同一目标环境内、卫星运行到相同位置时的时间的多径特征进行比对，如果实时接收的多径特征和多径特征库中存储的对应的多径特征的差值大于预设的差值阈值，则说明目标环境发生了变化，则服务器删除多径特征库中存储的多径特征，将实时接收的多径特征存入多径特征库以对多径特征库进行更新。
在一个实施例中，服务器根据目标环境发生变化的指令对多径特征库进行更新，将变化后的目标环境中的终端接收的卫星信号对应的多径特征存储至多径特征库。
上述实施例中，服务器接收目标环境内的终端发送的多径特征数据，根据多径特征数据建立多径特征库。以使在目标环境内的其他终端可以根据从多径特征库中提取的多径特征数据消除由于目标环境中的多径干扰造成的误差，提高定位的准确性。并且在目标环境发生变化时，服务器对多径特征库进行更新，所以变化后的目标环境内的终端可以根据更新后的多径特征库中的多径特征数据进行定位，避免因终端根据变化前的目标环境下的多径特征进行定位得到错误的定位位置。
在一个实施例中，终端包括处于目标环境中各不同高度平面的终端；服务器根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库包括：根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；根据各数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
其中，服务器根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组。例如，将大于高度阈值的高度坐标对应的多径特征数据分为一个数据分组，将小于高度阈值的高度坐标对应的多径特征数据分为一个数据分组。
在一个实施例中，服务器也可以设定不同的高度区间，将落在同一高度区间中的高度坐标对应的多径特征数据分为一个数据分组。服务器可以随着接收到的多径特征数据的增多缩小高度区间，建立更多高度平面对应的多径特征库，以使终端在多径特征库中选取的多径特征与实际多径特征更接近，得到更精确的定位位置。
服务器建立不同高度平面的多径特征库，使在不同高度平面的终端可以通过不同高度平面的多径特征库中的多径特征对相应的伪距进行调整，得到更精确的定位位置，满足了在不同高度平面的终端(例如，无人机、高海拔地区中的终端、在高楼层中的终端)的定位需求。
在一个实施例中，提供了一种定位系统，系统包括：终端，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于调整后伪距计算定位位置；
服务器，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号；根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库；当目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
在一个实施例中，第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；终端，具体用于基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
在一个实施例中，终端还用于获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；根据所计算的多径特征生成多径特征数据并发送至多径特征库；终端为目标环境内的设备；
服务器，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号；根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库；当目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
在一个实施例中，终端还用于获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；根据所计算的多径特征生成多径特征数据并发送至多径特征库；终端为目标环境内处于各不同高度平面的设备；
服务器，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据，并从多径特征数据中提取目标环境下的终端的定位位置；根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；根据各数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种定位装置，包括：获取模块502、提取模块504、选取模块506、接收模块508、计算模块510和调整模块512，其中：
获取模块502，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；
提取模块504，用于根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征；
选取模块506，用于基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；
接收模块508，用于接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；
计算模块510，用于基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距；
调整模块512，用于在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；
计算模块510，还用于基于调整后伪距计算定位位置。
上述实施例中，终端根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征，然后根据提取的多径特征选取卫星。根据选取的卫星所发射的第一卫星信号计算得到伪距，然后利用多径特征对伪距进行调整。由于根据多径特征调整后的伪距中消除了由多径干扰造成的误差，所以根据调整后的伪距计算出的定位位置更加精确，可以快速的从初始位置收敛到精确的定位位置。
在一个实施例中，第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；计算模块510，还用于：
基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；
根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
在一个实施例中，如图6所示，装置还包括：
获取模块502，用于获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；
接收模块508，还用于接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；
计算模块510，还用于根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；
保存模块514，用于将所计算的多径特征保存于多径特征库。
在一个实施例中，参考点为处于无多径干扰的区域中的基站，和\或定位精度达到目标精度的终端。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种定位装置，包括：接收模块702、提取模块704、建立模块706、更新模块708，其中
接收模块702，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；
提取模块704，用于从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号；
建立模块706，用于根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库；
更新模块708，用于当目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
上述实施例中，服务器接收目标环境内的终端发送的多径特征数据，根据多径特征数据建立多径特征库。以使在目标环境内的其他终端可以根据从多径特征库中提取的多径特征数据消除由于目标环境中的多径干扰造成的误差，提高定位的准确性。并且在目标环境发生变化时，服务器对多径特征库进行更新，所以变化后的目标环境内的终端可以根据更新后的多径特征库中的多径特征数据进行定位，避免因终端根据变化前的目标环境下的多径特征进行定位得到错误的定位位置。
在一个实施例中，终端包括处于目标环境中各不同高度平面的终端；
建立模块706，还用于：
根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；
根据各数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
关于定位装置的具体限定可以参见上文中对于定位方法的限定，在此不再赘述。上述定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储定位数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种定位方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种定位方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8、9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：在开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于调整后伪距计算定位位置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；将所计算的多径特征保存于多径特征库。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号；根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库；当目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；根据各数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：在开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据定位时间和初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于第一卫星信号计算与卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据多径特征分别对卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于调整后伪距计算定位位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于第一频率卫星信号和第二频率卫星信号，分别计算与卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；根据第一伪距和第二伪距进行差分计算，得到伪距。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取参考点与卫星星座中各卫星之间的参考伪距；接收卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；根据第二卫星信号计算与卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；基于参考伪距和观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；将所计算的多径特征保存于多径特征库。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从多径特征数据中提取目标环境下的多径特征、多径特征的生成时间和终端的定位位置；多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；卫星信号是卫星在生成时间向位于定位位置的终端发射的信号；根据多径特征、生成时间和定位位置建立多径特征库；当目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对多径特征库进行更新。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据定位位置中的高度坐标对多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；根据各数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：
在开始定位时，获取定位时间和初始位置；
根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；
基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；
接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；
基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；
在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；
基于所述调整后伪距计算定位位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一卫星信号包括第一频率卫星信号和第二频率卫星信号；所述基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距包括：
基于所述第一频率卫星信号和所述第二频率卫星信号，分别计算与所述卫星集合中相应卫星之间的第一伪距和第二伪距；
根据所述第一伪距和所述第二伪距进行差分计算，得到所述伪距。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取参考点与所述卫星星座中各卫星之间的参考伪距；
接收所述卫星星座中各卫星发射的第二卫星信号；
根据所述第二卫星信号计算与所述卫星星座中相应卫星对应的观测伪距；
基于所述参考伪距和所述观测伪距计算各第二卫星信号对应的多径特征；
将所计算的多径特征保存于所述多径特征库。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参考点为处于无多径干扰的区域中的基站，和\或定位精度达到目标精度的终端。
5.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：
接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；
从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；
根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；
当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述终端包括处于所述目标环境中各不同高度平面的终端；所述根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库包括：
根据所述定位位置中的高度坐标对所述多径特征数据进行分组，得到至少两个数据分组；
根据各所述数据分组分别建立各不同高度平面对应的多径特征库。
7.一种定位系统，其特征在于，所述系统包括：
终端，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；基于所述调整后伪距计算定位位置；
服务器，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
8.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在开始定位时，获取定位时间和初始位置；
提取模块，用于根据所述定位时间和所述初始位置从多径特征库中提取多径特征；
选取模块，用于基于所述多径特征从卫星星座中选取多个卫星，得到卫星集合；
接收模块，用于接收所述卫星集合中各卫星发射的第一卫星信号；
计算模块，用于基于所述第一卫星信号计算与所述卫星集合中相应卫星之间的伪距；
调整模块，用于在所计算的伪距中，依据所述多径特征分别对所述卫星集合中相应卫星所对应的伪距进行调整，得到对应的调整后伪距；
所述计算模块，还用于基于所述调整后伪距计算定位位置。
9.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收目标环境内的终端发送的多径特征数据；
提取模块，用于从所述多径特征数据中提取所述目标环境下的多径特征、所述多径特征的生成时间和所述终端的定位位置；所述多径特征是卫星发射的卫星信号所对应的多径特征；所述卫星信号是所述卫星在所述生成时间向位于所述定位位置的终端发射的信号；
建立模块，用于根据所述多径特征、所述生成时间和所述定位位置建立多径特征库；
更新模块，用于当所述目标环境发生变化时，根据变化后的目标环境下的多径特征对所述多径特征库进行更新。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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