CN113568013B - 终端定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种终端定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，包括：在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。该方案可应用于车载地图导航等情形，其调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，并基于调用的信息获取终端的定位结果，同时由于上述信息的获取不依赖于网络，故该方案获得的定位结果定位精确度高且定位稳定性高。

Description

终端定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及导航定位技术领域，具体而言，本申请涉及一种终端定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
卫星定位是手机等智能终端在室外场景下获取有效位置的重要手段，终端上的应用程序通过操作系统(如Android等)提供的API函数实时从终端中的GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星系统)芯片获取终端的卫星定位结果。然而，从实际用户数据来看，存在大量通过系统API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)函数获取终端的卫星定位结果失败的情形，在该情形下，现有技术会采用终端的网络定位结果，或者利用终端中的IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)数据对终端位置进行外推得到终端的定位结果，但是上述两种定位方式都存在定位精度低和定位可靠性低的问题。
发明内容
本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，本申请实施例所提供的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种终端定位方法，包括：
在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；
基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；
基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；
基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
在本申请的一种可选实施例中，基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据，包括：
对GNSS导航信息进行解析，得到观测卫星的第一星历数据；
基于第一星历数据，获取目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，基于第一星历数据，获取目标星历数据，包括：
将第一星历数据作为目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，该方法还包括：
从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据；
基于第一星历数据，获取目标星历数据，包括：
将第一星历数据和第二星历数据进行融合，得到目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据，包括：
向云端服务器发送星历数据获取请求；
接收云端服务器响应于星历数据获取请求反馈的预设格式的星历数据；
对预设格式的星历数据进行解析，得到第二星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，向云端服务器发送星历数据获取请求，包括：
每间隔预设时长，向云端服务器发送星历数据获取请求；或者，
在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求。
在本申请的一种可选实施例中，基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，获取终端的定位结果，包括：
获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程；
基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，通过计算量测方程，得到终端的定位结果。
第二方面，本申请实施例提供的一种终端定位装置，包括：
芯片信息调用模块，用于在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；
观测值获取模块，用于基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；
星历数据获取模块，用于基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；
定位结果获取模块，用于基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
在本申请的一种可选实施例中，星历数据获取模块包括星历数据解析子模块和目标星历数据获取子模块，其中：
星历数据解析子模块，用于对GNSS导航信息进行解析，得到观测卫星的第一星历数据；
目标星历数据获取子模块，用于基于第一星历数据，获取目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，目标星历数据获取子模块具体用于：
将第一星历数据作为目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，该装置还可以包括第二星历数据获取模块，用于：
从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据；
相应地，目标星历数据获取子模块具体用于：
将第一星历数据和第二星历数据进行融合，得到目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，第二星历数据获取模块具体用于：
向云端服务器发送星历数据获取请求；
接收云端服务器响应于星历数据获取请求反馈的预设格式的星历数据；
对预设格式的星历数据进行解析，得到第二星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，第二星历数据获取模块进一步用于：
每间隔预设时长，向云端服务器发送星历数据获取请求；或者，
在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求。
在本申请的一种可选实施例中，定位结果获取模块具体用于：
获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程；
基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，通过计算量测方程，得到终端的定位结果。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；
存储器中存储有计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序以实现第一方面实施例中所提供的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面实施例中所提供的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行时实现第一方面实施例或第二方面实施例中所提供的方法。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，并基于调用的信息获取终端的定位结果，同时由于上述信息的获取不依赖于网络，故该方案获得的定位结果定位精确度高且定位稳定性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的一种终端的定位方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的一个示例中终端定位方法实施所依赖的架构示意图；
图3为本申请实施例的一个示例中终端定位方法的流程示意图；
图4a为本申请实施例的一个示例中终端定位结果填充样本占比示意图；
图4b为本申请实施例的一个示例中终端定位结果填充样本的详细占比示意图；
图5a为本申请实施例的一个示例中终端定位结果填充的对比示意图；
图5b为本申请实施例的另一个示例中终端定位结果填充的对比示意图；
图6为本申请实施例提供的一种终端定位装置的结构框图；
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：
GNSS：Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统，它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(Wide Area Augmentation System，广域增强系统)、欧洲的EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service，欧洲地球静止导航重叠服务)和日本的MSAS(Multi-Functional Satellite Augmentation System，多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。全球导航卫星系统定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量，同时还必须知道用户钟差。全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
IMU：Inertial measurement unit，惯性测量单元IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。
RTCM SC104：该标准是由国际海运事业无线电技术委员会(Radio TechnicalCommission for Maritime services)于1983年11月提出的GNSS差分信号格式。
API：Application Programming Interface，应用程序接口，是一些预先定义的函数，或指软件系统不同组成部分衔接的约定，用来提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问的一组例程，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。
SDK：Software Development Kit，软件开发工具包，是一些被软件工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等创建应用软件的开发工具的集合。它可以简单的为某个程序设计语言提供应用程序接口API的一些文件，但也可能包括能与某种嵌入式系统通讯的复杂的硬件。一般的工具包括用于调试和其他用途的实用工具。SDK还经常包括示例代码、支持性的技术注解或者其他的为基本参考资料澄清疑点的支持文档。
现有技术中，应用程序通过特定的API函数来获取GNSS芯片中的卫星定位结果，当获取失败时，即卫星定位失效时，会采用终端的网络定位结果，或者利用终端中的IMU的量测数据对终端位置进行外推得到终端的定位结果，具体来说：
网络定位通常被视为卫星定位的有效补充，但受周边WIFI和基站的分布、网络稳定性的影响较大。在没有网络或者网络不稳定情况下，终端将无法完成网路定位，虽然一些终端中的定位SDK采用缓存基站和WIFI信息的方式来进行离线定位，但精度往往满足不了导航的要求。即使网络稳定可用，随着周边WIFI和基站密度降低时，网络定位的精度将显著降低，达到百米以上量级。
使用IMU量测数据进行外推，在外推之前需要使用卫星定位数据进行对准，估计出终端的姿态、加速度计和陀螺仪的零偏等状态量。终端内置的低成本IMU单元的随机漂移值较大，在卫星定位失效的情况下，IMU外推定位精度在数十秒的时间内就可以降低到数百米，且定位误差随时间指数型增长。所以，这种外推方案只能提供短时的有效定位。
综上所述，在两种替代卫星定位的定位方式都存在定位精度低和定位稳定性低的问题，针对该问题，本申请实施例提供了一种终端定位方法，下面将对该方法进行详细描述。
图1为本申请实施例提供的一种终端的定位方法的流程示意图，如图1所示，该方法可以包括：
步骤S101，在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量(GnssMeasurement)信息、GNSS时钟(GnssClock)信息以及GNSS导航(GnssNavigation)信息。
需要说明的是，本申请实施例的执行主体可以为终端上安装的各个需要用到定位结果的应用程序，也可以是一个内嵌在定位SDK中的模块，在该定位SDK获取到终端的定位结果后，需要用到定位结果的应用程序也可以用该SDK中获取到终端的定位结果。
具体来说，通过终端的操作系统提供的预定的API函数可以从GNSS芯片中调用GNSS测量信息、GNSS时钟信息、GNSS导航信息以及位置(Location)信息，例如，Android 7.0以上的版本提供了丰富了API函数来调用GNSS芯片中的相关信息。现有技术中直接调用位置信息以获取对应的卫星定位结果，而在调用位置信息失败时，即无法按现有技术获取到终端的卫星定位结果时，则调用GNSS测量信息、GNSS时钟信息和GNSS导航信息，以供后续步骤根据这些信息获取终端的定位结果。其中，调用GNSS测量信息、GNSS时钟信息和GNSS导航信息可以分别是多个观测卫星对应的信息。
需要说明的是，本申请实施例也可以直接调用GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，并执行后续步骤得出终端的定位结果，而无需考虑调用位置信息是否失败。
步骤S102，基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值。
步骤S103，基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据。
具体地，根据各观测卫星对应的GNSS测量信息和GNSS时钟信息，计算出终端相对于各观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值。并根据各观测卫星对应的GNSS导航信息，解析出各观测卫星的目标星历数据。
步骤S104，基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
其中，星历数据(Ephemeris Data)亦称星历表，一种星体轨道参数表，即用列表数据说明每隔一定时间某星体预定所在位置，或每隔一定时间某人造卫星预定所在位置。本申请实施例中，根据各观测卫星的目标星历数据可以获取各观测卫星在位置和速度。
其中，伪距指的是由卫星发射的测距码信号到达接收机(即终端)的传播时间乘以光速所得出的量测距离。由于卫星时钟、接收机时钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟，实际测出的距离与卫星到接收机的几何距离有一定差值，因此一般称量测出的距离为伪距。
具体地，根据终端的位置和速度和观测卫星的位置和速度，可以计算出对应的伪距观测值和多普勒观测值，即可以得到伪距观测值和多普勒观测值的量测方程，且量测方程包含有终端的位置和速度、观测卫星的位置和速度以及伪距观测值和多普勒观测值。由于观测卫星的位置和速度可以根据对应的星历数据得到，且伪距观测值和多普勒观测值也已知，那么根据上述量测方程可以计算得到终端的位置和速度，即得到终端的定位结果。可以理解的是，该定位方式也是基于GNSS信息，其定位精度与GNSS芯片中位置信息的定位精度相当。
本申请提供的方案，在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，并基于调用的信息获取终端的定位结果，同时由于上述信息的获取不依赖于网络，故该方案获得的定位结果定位精确度高且定位稳定性高。
在本申请的一种可选实施例中，基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据，包括：
对GNSS导航信息进行解析，得到观测卫星的第一星历数据；
基于第一星历数据，获取目标星历数据。
其中，GNSS导航信息以电文码流的形式进行存储，对该电文码流进行解析可以获取到各观测卫星的第一星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，基于第一星历数据，获取目标星历数据，包括：
将第一星历数据作为目标星历数据。
具体地，在终端无法联网时，可以直接将解析GNSS导航信息得到的第一星历数据作为对应的观测卫星的目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，在终端可以联网时，该方法还可以包括：
从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据，即通过网络从云端服务器上获取预先存储的各观测卫星的第二星历数据。
那么，基于第一星历数据，获取目标星历数据，包括：
将第一星历数据和第二星历数据进行融合，得到目标星历数据。
其中，第二星历数据相较于第一星历数据信息更完整，且在有网络的情况下，可以快速获取，将第二星历数据与第一星历数据进行融合得到目标星历数据，使得目标星历数据中的信息更完整，提高后续对终端进行定位的精度和稳定性。
在本申请的一种可选实施例中，从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据，包括：
向云端服务器发送星历数据获取请求；
接收云端服务器响应于星历数据获取请求反馈的预设格式的星历数据；
对预设格式的星历数据进行解析，得到第二星历数据。
具体地，为了获取第二星历数据，应用程序或定位SDK向云端服务器发送星历数据获取请求，云端应用程序对该星历数据获取请求进行权限鉴别，若权限鉴别通过，则响应于该星历数据获取请求向应用程序或定位SDK发送对应的第二星历数据。具体来说，云端服务器发送给应用程序或定位SDK可以为预定格式的星历数据，应用程序或定位SDK在接收到之后需要进行解析得到第二星历数据。其中，预定格式可以是RTCM SC104格式，RTCM SC104是由国际海运事业无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Maritimeservices)于1983年11月提出的GNSS差分信号格式。
在本申请的一种可选实施例中，向云端服务器发送星历数据获取请求，包括：
每间隔预设时长，向云端服务器发送星历数据获取请求；或者，
在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求。
具体地，在终端网络状态不同的情况下，从云端服务器获取第二星历数据的方式也可以不同，换言之，在终端网络状态不同的情况下，向云端服务器发送星历数据获取请求的方式不同。具体来说，在终端网络状况较好的情况下，由于终端可以随时与云端服务器建立网络连接，因此在无法按现有技术获取到终端的卫星定位结果时，可以在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求，该指定时刻可以理解为需要第二星历数据的时刻，例如，可以是在需要进行第一星历数据和第二星历数据融合的时刻。在终端网络状况较差的情况下，由于终端无法随时与云端服务器建立网络连接，因此在无法按现有技术获取到终端的卫星定位结果时，可以每间隔预设时长向云端服务器发送星历数据获取请求，并对云端服务器发送的第二星历数据进行存储，以保证在进行星历数据融合时可以采用预先存储的第二星历数据与第一星历数据进行融合。其中，该预设时长可以根据实际需求进行设定，例如，可以设定为10ms。通过上述两种星历数据获取请求的发送方式，可以分别应对终端不同的网络状况。可以理解的是，所谓终端网络状况较好和终端网络状况较差这两中情形是相对的，可以根据实际需求进行设定，例如，通过网速来衡量网络状态，若网速大于预设值则认为网络状况较好，若网速小于预设值则认为网络状况较差。
在本申请的一种可选实施例中，基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，获取终端的定位结果，包括：
获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程；
基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，通过计算量测方程，得到终端的定位结果。
具体地，获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程如下：
Figure GDA0003571467180000111
Figure GDA0003571467180000112
其中，ρ为伪距观测值，xS，yS，zS为观测卫星在ECEF(Earth-CenteredEarth-Fixed，地心地固坐标系)中位置坐标的三个分量，xR，yR，zR为终端在ECEF中位置坐标的三个分量，c为光速，dT为终端对应的接收机钟差，ε1为星历星钟误差、空间相关误差以及量测噪声。
Figure GDA0003571467180000113
为多普勒观测值，
Figure GDA0003571467180000114
为观测卫星在ECEF的速度三个分量，
Figure GDA0003571467180000115
Figure GDA0003571467180000116
为终端在ECEF中的速度三个分量，df为终端对应的钟漂，ε为空间相关量测噪声。式(1)和(2)中观测卫星的位置和速度可以通过目标星历数据计算得到，伪距观测值和多普勒观测值都已知，剩下的未知数有xR，yR，zR，
Figure GDA0003571467180000117
以及终端对应的接收机钟差dT和钟漂df。
接下来，对式(1)和(2)进行求解，得到上述未知数，进而得到终端的定位结果。具体来说，将状态量设计为
Figure GDA0003571467180000118
采用扩展的卡尔曼滤波器((Kalmanfiltering)对状态量进行估计，从而得到终端的位置、速度信息，进而得到终端的定位结果。
下面通过一个具体示例来对本申请实施例的方案进行进一步说明，首先，该示例的实施可以依赖于如图2所示的架构，该终端200为一个智能手机，且该终端200上运行的是Android系统，该终端200中设置有GNSS芯片201，并运行有定位SDK202和各种应用程序203。其中，定位SDK 202可以通过Android提供的特定的API函数从GNSS芯片201中调用GNSS信息，包括：GNSS测量信息、GNSS时钟信息、GNSS导航信息以及位置信息，同时，SDK 202还可以通过终端200的通信模块204与云端服务器建立连接，并从云端服务器中获取所需的星历数据。定位SDK 202根据调用的上述信息中的一种或多种，获取高端200的定位结果，各应用程序203在需要终端的定位信息时，则可以从定位SDK 202中获取对应的定位结果。
具体来说，该方案的具体实现过程如图3所示，可以包括如下几个步骤：
(1)定位SDK通过Android提供的特定的API函数从GNSS芯片中获取GNSS测量信息和GNSS时钟信息。
(2)定位SDK基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，计算终端相对于各观测卫星的伪距和多普勒观测值。
(3)定位SDK通过Android提供的特定的API函数从GNSS芯片中获取GNSS导航信息。
(4)定位SDK基于GNSS导航信息进行解析，得到对应的第一星历数据。
(5)定位SDK通过终端的通信模块，从云端服务器获取对应的第二星历数据。
具体地，向云端服务器发送星历数据获取请求；接收云端服务器响应于星历数据获取请求反馈的RTCM SC104的星历数据。
进一步地，在终端网络状态不同的情况下，从云端服务器获取第二星历数据的方式也可以不同，换言之，在终端网络状态不同的情况下，向云端服务器发送星历数据获取请求的方式不同。具体来说，在终端网络状况较好的情况下，由于终端可以随时与云端服务器建立网络连接，因此在无法按现有技术获取到终端的卫星定位结果时，可以在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求，该指定时刻可以理解为需要第二星历数据的时刻，例如，可以是在需要进行第一星历数据和第二星历数据融合的时刻。在终端网络状况较差的情况下，由于终端无法随时与云端服务器建立网络连接，因此在无法按现有技术获取到终端的卫星定位结果时，可以每间隔预设时长向云端服务器发送星历数据获取请求，并对云端服务器发送的第二星历数据进行存储，以保证在进行星历数据融合时可以采用预先存储的第二星历数据与第一星历数据进行融合。其中，该预设时长可以根据实际需求进行设定，例如，可以设定为10ms。通过上述两种星历数据获取请求的发送方式，可以分别应对终端不同的网络状况。可以理解的是，所谓终端网络状况较好和终端网络状况较差这两中情形是相对的，可以根据实际需求进行设定，例如，通过网速来衡量网络状态，若网速大于预设值则认为网络状况较好，若网速小于预设值则认为网络状况较差。
(6)定位SDK对RTCM SC104的星历数据进行解析，得到第二星历数据。
(7)定位SDK将步骤(4)获得的第一星历数据和步骤(6)获得的第二星历数据进行融合，得到目标星历数据。
其中，第二星历数据相较于第一星历数据信息更完整，且在有网络的情况下，可以快速获取，将第二星历数据与第一星历数据进行融合得到目标星历数据，使得目标星历数据中的信息更完整，提高后续对终端进行定位的精度和稳定性。
(8)利用步骤(2)获得的伪距观测值、步骤(7)获得的多普勒观测值以及步骤(7)获得的目标星历数据实现用户位置速度的解算。
具体地，获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程如下：
Figure GDA0003571467180000131
Figure GDA0003571467180000132
其中，ρ为伪距观测值，xS，yS，zS为观测卫星在ECEF中位置坐标的三个分量，xR，yR，zR为终端在ECEF中位置坐标的三个分量，c为光速，dT为终端对应的接收机钟差，ε1为星历星钟误差、空间相关误差以及量测噪声。
Figure GDA0003571467180000141
为多普勒观测值，
Figure GDA0003571467180000142
为观测卫星在ECEF的速度三个分量，
Figure GDA0003571467180000143
为终端在ECEF中的速度三个分量，df为终端对应的钟漂，ε为空间相关量测噪声。式(1)和(2)中观测卫星的位置和速度可以通过目标星历数据计算得到，伪距观测值和多普勒观测值都已知，剩下的未知数有xR，yR，zR，
Figure GDA0003571467180000144
以及终端对应的接收机钟差dT和钟漂df。接下来，对式(1)和(2)进行求解，得到上述未知数，进而得到终端的定位结果。具体来说，将状态量设计为
Figure GDA0003571467180000145
采用扩展的卡尔曼滤波器((Kalman filtering)对状态量进行估计，从而得到终端的位置、速度信息，进而得到终端的定位结果。
需要说明的是，该定位结果可以包括终端的纬度、经度、高程、精度、速度、航向等信息。
(9)定位SDK通过Android提供的特定的API函数从GNSS芯片中获取芯片提供的位置信息，进而得到终端的定位结果。
(10)通过步骤(8)和步骤(9)，得到了两种独立的定位结果，可以将两种定位结果进行融合，具体来说，在步骤(9)定位结果获取失效的情况下，利用步骤(8)的结果进行填充。
(11)输出终端的定位结果供其他程序使用。
需要说明的是，在上述步骤中，步骤(5)、(6)、(7)为非必须的，例如在终端无法联网的情况下，可以不执行(5)、(6)、(7)，而是将步骤(4)获取到的第一星历数据作为目标星历数据再执行步骤(8)，进而得到终端的定位结果。另一方面，步骤(10)中，若步骤(8)和步骤(9)两者的定位结果都获取成功，则可以将两个定位结果进行融合，作为最后输出的定位结果，或者比较两个定位结果的精度，将精度更高的定位结果作为最后输出的定位结果。
从上数步骤可以看出，可以利用本申请实施例提供的方案获取的定位结果对GNSS芯片提供定位结果失败时进行定位结果填充，即将本申请实施例提供的方案获取的定位结果提供给其他应用程序使用。在采用该填充方案进行的实践中，统计了一天内3万多用户的定位结果的获取情况，如图4a所示，其中，GNSS芯片提供定位结果失败持续5秒以上的样本共计16561份，本填充方案实现填充的有效样本共计4498份，占比27.16％。进一步地，如图4b所示，有效样本中，GNSS芯片提供定位结果失败持续5-10秒的样本占比19.92％、GNSS芯片提供定位结果失败持续10-15秒的样本占比14.96％，GNSS芯片提供定位结果失败持续15-30秒的样本占比24.90％，GNSS芯片提供定位结果失败持续30-60s的样本占比33.75％，GNSS芯片提供定位结果失败持续60秒以上的样本占比6.47％，说明上述填充方案能很好地在GNSS芯片提供定位结果失败的情况下提供定位结果。
同样，在卫星导航过程中，在GNSS芯片提供定位结果失败持续更长时间的情况下，例如在车载导航过程中，车载地图在GNSS芯片提供定位结果失败时，使用本申请提供的方案能稳定地提供定位结果，如图5a所示，在市区行车环境中，左图中矩形框中对应的缺失的行车轨迹指示GNSS芯片提供定位结果失败，右图矩形框中采用了本申请提供的方案填充的定位结果，补充了缺失的轨迹(矩形框中虚线轨迹)，如图5b所示，在郊区行车环境中，左图中缺失的轨迹指示GNSS芯片提供定位结果失败，右图矩形框中采用了本申请提供的方案填充的定位结果，补充了缺失的轨迹(矩形框中虚线轨迹)。由以上示例可以看出，本申请提供的方案获取的定位结果可以在GNSS芯片提供定位结果失败进行无缝填充，能够明显改善用户的定位导航体验。
图6为本申请实施例提供的一种终端定位装置的结构框图，如图6所示，该装置600可以包括：芯片信息调用模块601、观测值获取模块602、星历数据获取模块603和定位结果获取模块604。其中：
芯片信息调用模块601用于在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；
观测值获取模块602用于基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；
星历数据获取模块603用于基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；
定位结果获取模块604用于基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
本申请提供的方案，在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，并基于调用的信息获取终端的定位结果，同时由于上述信息的获取不依赖于网络，故该方案获得的定位结果定位精确度高且定位稳定性高。
在本申请的一种可选实施例中，星历数据获取模块包括星历数据解析子模块和目标星历数据获取子模块，其中：
星历数据解析子模块，用于对GNSS导航信息进行解析，得到观测卫星的第一星历数据；
目标星历数据获取子模块，用于基于第一星历数据，获取目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，目标星历数据获取子模块具体用于：
将第一星历数据作为目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，该装置还可以包括第二星历数据获取模块，用于：
从对应的云端服务器获取观测卫星的第二星历数据；
相应地，目标星历数据获取子模块具体用于：
将第一星历数据和第二星历数据进行融合，得到目标星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，第二星历数据获取模块具体用于：
向云端服务器发送星历数据获取请求；
接收云端服务器响应于星历数据获取请求反馈的预设格式的星历数据；
对预设格式的星历数据进行解析，得到第二星历数据。
在本申请的一种可选实施例中，第二星历数据获取模块进一步用于：
每间隔预设时长，向云端服务器发送星历数据获取请求；或者，
在指定时刻向云端服务器发送星历数据获取请求。
在本申请的一种可选实施例中，定位结果获取模块具体用于：
获取伪距观测值和多普勒观测值对应的量测方程；
基于伪距观测值、多普勒观测值以及星历数据，通过计算量测方程，得到终端的定位结果。
基于相同的原理，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该计算机程序时，实现本申请任一可选实施例中所提供的方法，具体可实现如下情况：
在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请任一实施例所示的方法。
可以理解的是，介质中存储的可以是直播中的互动方法对应的计算机程序。
图7中示出了本申请实施例所适用的一种电子设备的结构示意图，如图7所示，图7所示的电子设备700包括：处理器701和存储器703。其中，处理器701和存储器703相连，如通过总线702相连。进一步地，电子设备700还可以包括收发器704，电子设备700可以通过收发器704与其他电子设备进行数据的交互。需要说明的是，实际应用中收发器704不限于一个，该电子设备700的结构并不构成对本申请实施例的限定。
其中，处理器701应用于本申请实施例中，可以用于实现图6所示的终端定位装置的功能。
处理器701可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器701也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线702可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线702可以是PCI总线或EISA总线等。总线702可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器703可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
存储器703用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器701来控制执行。处理器701用于执行存储器703中存储的应用程序代码，以实现图6所示实施例提供的终端定位装置的动作。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行时实现如下情况：
在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息；基于GNSS测量信息和GNSS时钟信息，获取终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；基于GNSS导航信息，获取观测卫星的目标星历数据；基于伪距观测值、多普勒观测值以及目标星历数据，获取终端的定位结果。
应该理解的是，虽然附图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，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子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，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种终端定位方法，其特征在于，包括：
在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，所述GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息是多个观测卫星对应的信息；
根据各观测卫星对应的所述GNSS测量信息和所述GNSS时钟信息，获取所述终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；
对各观测卫星对应的所述GNSS导航信息进行解析，得到所述观测卫星的第一星历数据；
在所述终端无法联网时，将所述第一星历数据作为所述观测卫星的目标星历数据；在所述终端联网时，从对应的云端服务器获取所述观测卫星的第二星历数据，将所述第一星历数据和所述第二星历数据进行融合，得到所述目标星历数据；
基于所述伪距观测值、所述多普勒观测值以及所述目标星历数据，获取所述终端的定位结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从对应的云端服务器获取所述观测卫星的第二星历数据，包括：
向所述云端服务器发送星历数据获取请求；
接收所述云端服务器响应于所述星历数据获取请求反馈的预设格式的星历数据；
对所述预设格式的星历数据进行解析，得到所述第二星历数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述云端服务器发送星历数据获取请求，包括：
每间隔预设时长，向所述云端服务器发送星历数据获取请求；或者，在指定时刻向所述云端服务器发送星历数据获取请求。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述伪距观测值、所述多普勒观测值以及所述星历数据，获取所述终端的定位结果，包括：
获取所述伪距观测值和所述多普勒观测值对应的量测方程；
基于所述伪距观测值、所述多普勒观测值以及所述星历数据，通过计算所述量测方程，得到所述终端的定位结果。
5.一种终端定位装置，其特征在于，包括：
芯片信息调用模块，用于在调用全球导航卫星系统GNSS芯片中的位置信息失败时，调用GNSS芯片中的GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息，所述GNSS测量信息、GNSS时钟信息以及GNSS导航信息是多个观测卫星对应的信息；
观测值获取模块，用于根据各观测卫星对应的所述GNSS测量信息和所述GNSS时钟信息，获取所述终端相对于观测卫星的伪距观测值和多普勒观测值；
星历数据获取模块，用于对各观测卫星对应的所述GNSS导航信息进行解析，得到所述观测卫星的第一星历数据；
所述星历数据获取模块，还用于在所述终端无法联网时，将所述第一星历数据作为所述观测卫星的目标星历数据；在所述终端联网时，从对应的云端服务器获取所述观测卫星的第二星历数据，将所述第一星历数据和所述第二星历数据进行融合，得到所述目标星历数据；
定位结果获取模块，用于基于所述伪距观测值、所述多普勒观测值以及所述目标星历数据，获取所述终端的定位结果。
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器中存储有计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序以实现权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法。
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