CN113484885A - 一种适配cdr数据广播vrs技术应用的终端定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及终端定位技术领域，尤其涉及一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，根据终端本身的位置信息来搜寻对应解算的虚拟参考站，将CDR‑VRS覆盖区域内的虚拟参考站点按距离终端最近的三个站点组成唯一的平面三角形，车辆的移动就是在三角形内移动或跨越到临近的三角形内，每次跨越总有两点是上一个三角形的点，当跨越时，新加进点的解算可能无法进入固定解，但原有两点一直是在解算，是在固定解状态，从固定解中选出距离终端最近的虚拟参考站点的差分改正数据解算结果输出，使输出一直是固定解。本发明将车辆的运动转化为平面三角形的构成，不用终端网格化单元，可以适配各种规则和非规则的广播VRS覆盖系统。
Description
技术领域
本发明涉及终端定位技术领域，尤其涉及一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法。
背景技术
调频频段数字音频广播技术(CDR：China digital radio)是以数字技术为基础，采用先进的数字音频编码、压缩技术以及信道纠错编码调制技术，实现对音频广播信号的数字化处理及传输。CDR用于传输数字音频外，还能传输气象，道路，导航等实时数据，实现广播方式下的公共信息覆盖。利用CDR通道播发北斗导航地基增强系统的差分改正数据来实现海量用户北斗高精度定位越来越普及。
北斗高精度定位主要采用北斗导航地基增强系统，用户利用CORS站的差分改正数据来消除本身单点定位误差，提高定位精度.但由于用户与CORS站之间有距离不同，基线误差就存在，为了减少基线误差，发展出多种方法，其中VRS(Virtual Reference Station)即虚拟参考站法是目前比较常用的方法.利用CDR实现的VRS有着特定的机制。
基于CDR数据广播方式的VRS差分数据播发系统即CDR-VRS，VRS服务器将覆盖区域网格化，根据覆盖系统的基线误差精度要求，合理的将区域按一定规律分成多个块，可以是连续的正方形，长方形，扇形等等，根据形状的几何中心确定虚拟CORS站点，将虚拟CORS站点位置信息写入相应站点地址表中。VRS服务器实时依据VRS区域基准CORS站预先计算出所有虚拟参考站的差分改正数据，并实时将虚拟参考站的差分改正数据及位置信息广播出去，用户接收后，根据自身的单点定位位置选取最靠近自己的虚拟参考站的差分改正数据进行解算，消除误差，提高定位精度。相对于网络VRS，广播VRS没有回传机制，需事先计算所有虚拟CORS站点数据，但广播方式可以服务于海量的用户。城市车联网用户数量庞大且集中在城市区域，是广播的覆盖区域，利用现有存量广播资源，提供北斗地基增强广播VRS差分数据播发通道是一种有效技术手段，能够快速建立-张覆盖全国城市的地基增强差分数据播发系统。
现有定位终端在CDR-VRS的应用中，主要采用离最近的虚拟参考站的差分改正数据进行解算机制，终端根据广播VRS系统网格化的规则实现终端位置网格化，当定位终端所在位置对应于虚拟参考站1所在网格时，采用虚拟参考站1的差分改正数据进行定位解算；当终端移动到虚拟参考站2所在网格后，根据虚拟参考站2所在网格的差分数据进行定位解算，是一种硬切换的策略。从一个虚拟参考站切换至另一个虚拟参考站时一般有2-3秒时间初始化后才能进入固定解，高精度定位有短暂的中断现象。
CDR-VRS覆盖区域内的车联网的车辆定位可以利用该技术将本身单点定位升级到RTD/RTK精度的定位。为此，我们提出一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，采用同时解算车辆周围三个最近虚拟参考站点差分改正数据的机制，从中选出是固定解且距离最近的虚拟参考站点解算的定位数据输出，确保终端一直是高精度定位状态，解决快速移动条件下定位高精度中断问题。
本发明提供如下技术方案：一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，包括如下步骤：
S1、终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，并根据接收数据开辟VRS数据存储区，存储每个虚拟参考站的位置信息和其差分改正数据；终端的卫星接收装置解算终端的单点定位的位置信息，并存储在本地位置信息存储器；
S2、终端设定至少三个跟踪虚拟参考站的跟踪储存器，每个跟踪储存器对应一个虚拟参考站，跟踪储存器内容包含虚拟参考站的位置信息，差分改正数据和距终端的距离值，每次终端位置信息刷新时，对最近的虚拟参考站进行搜索，用新的站点替换剔出站点的信息，保留的站点只更新刷新时的距离值；
S3、终端位置刷新后，找出的至少三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从至少两个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
优选的，所述步骤S1中终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，终端通过播发的虚拟参考站的数据判断该区域广播VRS的组成：虚拟参考站的数量，差分改正数据更新频率，虚拟参考站位置信息播放方式。
优选的，所述步骤S1中终端根据应用要求设定更新频率，每更新一次，本地位置信息存储器的内容也相应的更新一次。
优选的，所述步骤S1中终端和CDR-VRS数据的数据更新没有同步关系。
优选的，所述步骤S2中至少三个站点对应的差分改正数据由广播VRS接收单元更新。
优选的，所述步骤S2中在CDR-VRS的覆盖区域中，虚拟参考站点间的距离远大于终端刷新间隔期间，终端移动产生的距离。
优选的，所述步骤S2中终端以本身位置为圆心，以可变长度R为半径，找出三个距离最近的三个参考站点，三个参考站点组成平面三角形，并记录三个参考站点的位置信息和距离信息。
优选的，所述步骤S3中终端位置刷新后，找出的三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和三个跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从三个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
优选的，所述步骤S3中终端跨越后，当新加进虚拟参考站点的解算无法进入固定解时，从原有的两个虚拟参考站点固定解中选出距离终端最近的虚拟参考站点的差分改正数据解算结果输出，保证输出一直是固定解。
本发明提供了一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，CDR-VRS覆盖区域内的车联网的车辆定位可以利用本技术将本身单点定位升级到RTD/RTK精度的定位，快速移动车载终端使用效果和静止应用效果一致。扩展了CDR-VRS技术应用的对象，车联网用户数量庞大，社会效益显著。也间接地促进CDR-VRS的应用。利用本技术，车联网移动车载终端定位精度的提升，可以实现车道匹配的应用，扩展车联网的应用。
附图说明
图1为本发明硬件原理框图；
图2为本发明工艺流程图；
图3为本发明终端移动示意图。
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。
如图1和2所示，本发明提供一种技术方案：一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，包括如下步骤：
S1、终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，并根据接收数据开辟VRS数据存储区，存储每个虚拟参考站的位置信息和其差分改正数据；终端的卫星接收装置解算终端的单点定位的位置信息，并存储在本地位置信息存储器；
终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，终端通过播发的虚拟参考站的数据判断该区域广播VRS的组成：虚拟参考站的数量，差分改正数据更新频率，虚拟参考站位置信息播放方式。
终端根据应用要求设定更新频率，每更新一次，本地位置信息存储器的内容也相应的更新一次。终端和CDR-VRS数据的数据更新没有同步关系。
在一个覆盖区域中虚拟参考站的位置信息基本不变或变动较少，数据更新间隔长，虚拟参考站的差分改正数据定时更新，这主要由CDR-VRS播发系统的机制决定，终端对更新的数据进行更新存储区的数据。
S2、终端设定至少三个跟踪虚拟参考站的跟踪储存器，每个跟踪储存器对应一个虚拟参考站，跟踪储存器内容包含虚拟参考站的位置信息，差分改正数据和距终端的距离值，每次终端位置信息刷新时，对最近的虚拟参考站进行搜索，用新的站点替换剔出站点的信息，保留的站点只更新刷新时的距离值；至少三个站点对应的差分改正数据由广播VRS接收单元更新。在CDR-VRS的覆盖区域中，虚拟参考站点间的距离远大于终端刷新间隔期间，终端移动产生的距离。
如图3所示，车辆的移动就是在三角形内移动或跨越到临近的三角形内，每次跨越总有两点是上一个三角形的点，一个新的端点会替换另一个端点，车辆的移动可以等效为三个虚拟参考站确定平面端点的替换。由于采用终端距三点距离最短原则，组成的三角型面积也最小，形成的三点也是唯一的。终端位置刷新时，终端会以本身位置为圆心，以可变长度R为半径，找出三个距离最近的三个参考站点，并记录三个站点的位置信息和距离信息。一种情况是三点仍是原来的三点，另一种情况是其中一点已替换，R的设置可以由小到大自适配，也可以根据前期搜索的经验值估算出。车联网车辆在CDR-VRS覆盖区域高速移动，从RTK解算功能看，相当于定位终端在网格化的虚拟参考站间进行切换，选择距离最近的虚拟参考站的差分改正数据解算的定位输出，误差最小。
S3、终端位置刷新后，找出的至少三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从至少两个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
终端位置刷新后，找出的三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和三个跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从三个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
终端跨越后，当新加进虚拟参考站点的解算无法进入固定解时，从原有的两个虚拟参考站点固定解中选出距离终端最近的虚拟参考站点的差分改正数据解算结果输出，保证输出一直是固定解。
本方案采用的具有可变半径R的搜索方法，也可以采用对所有的已知的虚拟参考站点进行距离计算，可以得到距离最近的三个站点，但每次计算量会多；三角形平面法也可以采用三边以上的平面来确定一个包围终端的形状，主要考虑在于以最少的点确定一个平面；数据存储方式及计算方式有多种形式，都能得到相同的数据结果，在方法实施的硬件平台上，卫星接收装置，CDR接收装置，解算处理器，数据存储器为必须硬件，但硬件型号及规格可以是多种的，组合方式也可以不同。本方案适用于快速移动应用场景，也适用于缓慢移动及静止场景。
工作原理：将CDR-VRS覆盖区域内的虚拟参考站点按距离终端最近的三个站点组成唯一的平面三角形，车辆的移动就是在三角形内移动或跨越到临近的三角形内，每次跨越总有两点是上一个三角形的点，当跨越时，新加进点的解算可能无法进入固定解，但原有两点一直是在解算，是在固定解状态，从固定解中选出距离终端最近的虚拟参考站点的差分改正数据解算结果输出，使输出一直是固定解。本发明将车辆的运动转化为平面三角形的构成，不用终端网格化单元，可以适配各种规则和非规则的广播VRS覆盖系统。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，并根据接收数据开辟VRS数据存储区，存储每个虚拟参考站的位置信息和其差分改正数据；终端的卫星接收装置解算终端的单点定位的位置信息，并存储在本地位置信息存储器；
S2、终端设定至少三个跟踪虚拟参考站的跟踪储存器，每个跟踪储存器对应一个虚拟参考站，跟踪储存器内容包含虚拟参考站的位置信息，差分改正数据和距终端的距离值，每次终端位置信息刷新时，对最近的虚拟参考站进行搜索，用新的站点替换剔出站点的信息，保留的站点只更新刷新时的距离值；
S3、终端位置刷新后，找出的至少三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从至少两个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
2.根据权利要求1所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S1中终端通过CDR接收装置接收广播VRS数据，终端通过播发的虚拟参考站的数据判断该区域广播VRS的组成：虚拟参考站的数量，差分改正数据更新频率，虚拟参考站位置信息播放方式。
3.根据权利要求1所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S1中终端根据应用要求设定更新频率，每更新一次，本地位置信息存储器的内容也相应的更新一次。
4.根据权利要求1所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S1中终端和CDR-VRS数据的数据更新没有同步关系。
5.根据权利要求1所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S2中至少三个站点对应的差分改正数据由广播VRS接收单元更新。
6.根据权利要求1所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S2中在CDR-VRS的覆盖区域中，虚拟参考站点间的距离远大于终端刷新间隔期间，终端移动产生的距离。
7.根据权利要求6所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S2中终端以本身位置为圆心，以可变长度R为半径，找出三个距离最近的三个参考站点，三个参考站点组成平面三角形，并记录三个参考站点的位置信息和距离信息。
8.根据权利要求7所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S3中终端位置刷新后，找出的三个虚拟参考站点，用刷新后终端位置信息和三个跟踪储存器的差分改正数据分别解算，从三个固定解中选择距离最近的虚拟参考站点解算的数据输出。
9.根据权利要求7所述的一种适配CDR数据广播VRS技术应用的终端定位方法，其特征在于：所述步骤S3中终端跨越后，当新加进虚拟参考站点的解算无法进入固定解时，从原有的两个虚拟参考站点固定解中选出距离终端最近的虚拟参考站点的差分改正数据解算结果输出，保证输出一直是固定解。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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