CN113447961B - 动态gps坐标纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及GPS坐标纠偏技术领域，且公开了动态GPS坐标纠偏方法，包括如下步骤：步骤一：建立并设定一个有限大小的坐标池以及采集周期，后续操作都在该采集周期内进行；步骤二：通过GPS元件实时采集GPS的坐标，并加入到坐标池内；步骤三：加入GPS坐标的时候如若坐标池为空，将GPS坐标直接加入到坐标池内；步骤四：加入GPS坐标的时候如若坐标池不为空，则对每一个进入坐标池的GPS记录为历史坐标，将历史坐标的所有参数进行加权判断。该动态GPS坐标纠偏方法，具备根据历史轨迹数据，通过算法预估，剔除掉新的异常GPS坐标点，从而动态的获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，从而能展现出更加平滑的轨迹曲线的优点。
Description
技术领域
本发明涉及GPS坐标纠偏技术领域，具体为动态GPS坐标纠偏方法。
背景技术
GPS定位在目前的APP开发中可谓不可或缺，对于巡查类业务的APP应用来说，对于GPS的要求更高，在一些特殊的场景中，如城市天桥下，大楼间。GPS的效果会不太理想，存在着GPS的位置有大幅度的差异，俗称飘星。
目前坐标获取都是通过GPS元件返回设备的GPS坐标。由于城市道路相对复杂，在诸如天桥下、高楼间GPS卫星信号弱，蜂窝网络未能覆盖，且WIFI缺失的情况下，GPS定位系统将出现严重的位置偏移。而这些位置偏移，在目标移动过程中会由于信号的恢复而恢复。但由于飘星点的存在，使得通过GPS坐标点绘制的轨迹线，会出现非常诡异的折线，不能平滑的表现目标的移动轨迹。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了动态GPS坐标纠偏方法，具备根据历史轨迹数据，通过一定的算法预估，剔除掉新的异常GPS坐标点，从而动态的获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，误差降低到可接受范围，从而能展现出更加平滑的轨迹曲线的优点，解决了目前坐标获取都是通过GPS元件返回设备的GPS坐标。由于城市道路相对复杂，在诸如天桥下、高楼间GPS卫星信号弱，蜂窝网络未能覆盖，且WIFI缺失的情况下，GPS定位系统将出现严重的位置偏移。而这些位置偏移，在目标移动过程中会由于信号的恢复而恢复。但由于飘星点的存在，使得通过GPS坐标点绘制的轨迹线，会出现非常诡异的折线，不能平滑的表现目标的移动轨迹的问题。
(二)技术方案
为实现提供一种简易快捷的算法，能够实时快速的对GPS坐标点进行过滤筛选，以期返回更加合理的GPS坐标集的目的，本发明提供如下技术方案：动态GPS坐标纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一：建立并设定一个有限大小的坐标池以及采集周期，后续操作都在该采集周期内进行；
步骤二：通过GPS元件实时采集GPS的坐标，并加入到坐标池内；
步骤三：加入GPS坐标的时候如若坐标池为空，将GPS坐标直接加入到坐标池内；
步骤四：加入GPS坐标的时候如若坐标池不为空，则对每一个进入坐标池的GPS记录为历史坐标，将历史坐标的所有参数进行加权判断，进行如下操作：
a.按顺序计算出所有GPS坐标相邻点的距离，并标记为S1，S2……SN，其中S1表示S0和S1之间的距离，以此类推N+1个点，总共N个距离；
b.根据期望值和方差公式求解出N个距离的期望值E以及方差D；
c.将所有S1，S2……SN距离值与方差D进行比较，小于方差D的距离值对应的GPS坐标直接加入坐标池内，对于大于方差D的距离值继续如下操作；
d.将离方差D最近的距离点取出设为Pm，并将其作为基准点，取出该点的速度值进行计算；
e.将后续的所有GPS坐标点与Pm点计算出几何距离，再减去上一点Pm-1与坐标点计算几何距离得到Sm，计算出与Pm和Pm-1的速度时间距离Sm'；
f.计算|Sm-Sm'|得到ΔS，若ΔS>>D则丢弃，否则存入坐标池内留存，继续后续点操作，直到所有坐标点计算完毕；
步骤五：待坐标池满后，将此批坐标提交，并进行下一轮的操作；
步骤六：动态获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，误差降低到预设范围；
步骤七：实时快速的对GPS坐标点进行过滤筛选后，返回更加合理的GPS坐标集，剔除掉新的异常GPS坐标点，展现出更加平滑的轨迹曲线。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了动态GPS坐标纠偏方法，具备以下有益效果：
该动态GPS坐标纠偏方法，通过建立坐标池，并对要添加进入池子的坐标进行要或者不要的判断，从而动态的获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，误差降低到可接受范围，能够实时快速的对GPS坐标点进行过滤筛选，以期返回更加合理的GPS坐标集，提高了GPS精度，提高了GPS轨迹的可读性，根据历史轨迹数据，通过一定的算法预估，剔除掉新的异常GPS坐标点，从而能展现出更加平滑的轨迹曲线。
具体实施方式
下面将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做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。
动态GPS坐标纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一：建立并设定一个有限大小的坐标池以及采集周期，后续操作都在该采集周期内进行；
步骤二：通过GPS元件实时采集GPS的坐标，并加入到坐标池内；
步骤三：加入GPS坐标的时候如若坐标池为空，将GPS坐标直接加入到坐标池内；
步骤四：加入GPS坐标的时候如若坐标池不为空，则对每一个进入坐标池的GPS记录为历史坐标，将历史坐标的所有参数进行加权判断，进行如下操作：
a.按顺序计算出所有GPS坐标相邻点的距离，并标记为S1，S2……SN，其中S1表示S0和S1之间的距离，以此类推N+1个点，总共N个距离；
b.根据期望值和方差公式求解出N个距离的期望值E以及方差D；
c.将所有S1，S2……SN距离值与方差D进行比较，小于方差D的距离值对应的GPS坐标直接加入坐标池内，对于大于方差D的距离值继续如下操作；
d.将离方差D最近的距离点取出设为Pm，并将其作为基准点，取出该点的速度值进行计算；
e.将后续的所有GPS坐标点与Pm点计算出几何距离，再减去上一点Pm-1与坐标点计算几何距离得到Sm，同样计算出与Pm和Pm-1的速度时间距离Sm'；
f.计算|Sm-Sm'|得到ΔS，若ΔS>>D则丢弃，否则存入坐标池内留存，继续后续点操作，直到所有坐标点计算完毕；
步骤五：待坐标池满后，将此批坐标提交，并进行下一轮的操作；
步骤六：动态获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，误差降低到预设范围，即可接受的范围；
步骤七：实时快速的对GPS坐标点进行过滤筛选后，返回更加合理的GPS坐标集，剔除掉新的异常GPS坐标点，展现出更加平滑的轨迹曲线。
综上所述，该动态GPS坐标纠偏方法，通过建立并设定一个有限大小的坐标池以及采集周期，后续操作都在该采集周期内进行；通过GPS元件实时采集GPS的坐标，并加入到坐标池内；加入GPS坐标的时候如若坐标池为空，将GPS坐标直接加入到坐标池内；加入GPS坐标的时候如若坐标池不为空，则对每一个进入坐标池的GPS记录为历史坐标，将历史坐标的所有参数进行加权判断，进行如下操作：a.按顺序计算出所有GPS坐标相邻点的距离，并标记为S1，S2……SN，其中S1表示S0和S1之间的距离，以此类推N+1个点，总共N个距离；b.根据期望值和方差公式求解出N个距离的期望值E以及方差D；c.将所有S1，S2……SN距离值与方差D进行比较，小于方差D的距离值对应的GPS坐标直接加入坐标池内，对于大于方差D的距离值继续如下操作；d.将离方差D最近的距离点取出设为Pm，并将其作为基准点，取出该点的速度值进行计算；e.将后续的所有GPS坐标点与Pm点计算出几何距离，再减去上一点Pm-1与坐标点计算几何距离得到Sm，同样计算出与Pm和Pm-1的速度时间距离Sm'；f.计算|Sm-Sm'|得到ΔS，若ΔS>>D则丢弃，否则存入坐标池内留存，继续后续点操作，直到所有坐标点计算完毕；待坐标池满后，将此批坐标提交，并进行下一轮的操作；动态获取到一段时间内的较为稳定的坐标点，从而使得最后的数据趋近于真实的数据，误差降低到预设范围；实时快速的对GPS坐标点进行过滤筛选后，返回更加合理的GPS坐标集，剔除掉新的异常GPS坐标点，展现出更加平滑的轨迹曲线。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.动态GPS坐标纠偏方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：建立并设定一个有限大小的坐标池以及采集周期，后续操作都在该采集周期内进行；
步骤二：通过GPS元件实时采集GPS的坐标，并加入到坐标池内；
步骤三：加入GPS坐标的时候如若坐标池为空，将GPS坐标直接加入到坐标池内；
步骤四：加入GPS坐标的时候如若坐标池不为空，则对每一个进入坐标池的GPS记录为历史坐标，将历史坐标的所有参数进行加权判断，进行如下操作：
a.按顺序计算出所有GPS坐标相邻点的距离，并标记为S1，S2……SN，其中S1表示S0和S1之间的距离，以此类推N+1个点，总共N个距离；
b.根据期望值和方差公式求解出N个距离的期望值E以及方差D；
c.将所有S1，S2……SN距离值与方差D进行比较，小于方差D的距离值对应的GPS坐标直接加入坐标池内，对于大于方差D的距离值继续如下操作；
d.将离方差D最近的距离点取出设为Pm，并将其作为基准点，取出该点的速度值进行计算；
e.将后续的所有GPS坐标点与Pm点计算出几何距离，再减去上一点Pm-1与坐标点计算几何距离得到Sm，计算出与Pm和Pm-1的速度时间距离Sm'；
f.计算|Sm-Sm'|得到ΔS，若ΔS>>D则丢弃，否则存入坐标池内留存，继续后续点操作，直到所有坐标点计算完毕；
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