CN114488214A - Gnss漂移的检测方法及系统 - Google Patents

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CN114488214A CN202210143256.2A CN202210143256A CN114488214A CN 114488214 A CN114488214 A CN 114488214A CN 202210143256 A CN202210143256 A CN 202210143256A CN 114488214 A CN114488214 A CN 114488214A
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

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Abstract

本发明提供了一种GNSS漂移的检测方法及系统，包括如下步骤：步骤S1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点；步骤S2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。本发明解决了由于GNSS产生偶然漂移导致V2X产生误报甚至更严重的问题，过滤掉漂移的GNSS数据，确保V2X系统运行稳定。

Description

GNSS漂移的检测方法及系统
技术领域
本发明涉及漂移的检测的技术领域，具体地，涉及一种GNSS漂移的检测方法及系统，尤其是，优选的涉及一种基于V2X的GNSS漂移的检测方法。
背景技术
获取正确的GNSS地理位置是智能驾驶最基本的数据需求和数据支撑，失真的GNSS地理位置将导致智能驾驶告警和判断失误，甚至可能产生比较严重的事故。GNSS飘移就将导致GNSS数据失真。GNSS英文全称为Global Navigation Satellite System，中文译文为全球导航卫星系统。当GNSS终端设备静止的时候，其定位坐标(经纬度)经常在变，偶尔变化还比较大，甚至还会显示有速度。这种现象就称为“漂移”。当运动时也会产生类似的现象，只不过概率比较小。漂移主要产生在二种情况下：第一，速度过快，以至于GNSS的响应时间短于当前运行速度，出现漂移；第二，在高大建筑密集或天气情况不好的地方，因为GNSS信号经过多次的折、反射，造成信号误差，出现漂移。
公开号为CN109521450A的中国发明专利文献公开了一种定位漂移检测方法和装置。方法包括：获取GNSS接收机输出的当前时刻的GSV；基于GSV包括的可见卫星的仰角和载噪比，统计仰角大于预设的仰角阈值且载噪比大于预设的第一载噪比阈值的卫星颗数svnum1；判断svnum1是否小于预设的卫星颗数阈值，如果是，确定当前时刻发生定位漂移。
针对上述中的相关技术，发明人认为上述方法的漂移检测效果较差，导致系统的稳定性较差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种GNSS漂移的检测方法及系统。
根据本发明提供的一种GNSS漂移的检测方法，包括如下步骤：
步骤S1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点；
步骤S2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。
优选的，所述步骤S1包括如下步骤：
获取步骤：获取初始GNSS位置数据信息；
筛选步骤：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。
优选的，所述步骤S2包括如下步骤：
计算步骤：根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度；
判断步骤：根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。
优选的，该检测方法还包括更新步骤：记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。
优选的，在所述获取步骤中，每隔预定时间获取初始GNSS位置数据信息，所述初始GNSS位置数据信息包括时间、经度和纬度。
优选的，在所述筛选步骤中，所述预定条件包括：
初始GNSS点为预定个数的连续初始GNSS点；
初始GNSS点中第n个点到第n-1个点之间的连线，以及初始GNSS点中第n个点到第n+1个点之间的连线，两连线之间的角度在第一预定角度和第二预定角度之间。
根据本发明提供的一种GNSS漂移的检测系统，包括如下模块：
模块M1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点；
模块M2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。
优选的，所述模块M1包括如下模块：
获取模块：获取初始GNSS位置数据信息；
筛选模块：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。
优选的，所述模块M2包括如下模块：
计算模块：根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度；
判断模块：根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。
优选的，该检测系统还包括更新模块：记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明解决了由于GNSS产生偶然漂移导致V2X产生误报甚至更严重的问题，过滤掉漂移的GNSS数据，确保V2X系统运行稳定；
2、本发明利用产品现有数据，实施起来简单易行；
3、本发明检测GNSS漂移时间更短，响应更快。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明系统设备图；
图2为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例公开了一种基于V2X的GNSS漂移的检测方法，本方法实现只需要OBU设备及其附属GNSS天线，如图1所示。将OBU设备及其附属天线安装在车辆上即可。V2X英文全称为Vehicle to Everything，中文译文为车用无线通信技术。OBU英文全称为On-BoardUnit，中文译文车载单元。LTE英文全称为Long Term Evolution中文译文为通用移动通信技术的长期演进。GNSS英文全称为Global Navigation Satellite System，中文译文为全球导航卫星系统。
如图1和图2所示，该方法包括如下步骤：步骤S1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点。步骤S1包括如下步骤：获取步骤：获取初始GNSS位置数据信息。为了简化判断初始GNSS数据信息的准确性，设定车是接近直线的路线运动，记录连续的8个GNSS点数据信息，计算每个点之间的角度值。每隔预定时间获取初始GNSS位置数据信息，初始GNSS位置数据信息包括时间、经度和纬度。具体为，GNSS模块每隔200毫秒发送一个GNSS位置信息数据，数据包括UTC系统时间，精确到毫秒；经度(lo)和纬度(la)。通过时间，经度，纬度三基础数据判定GNSS位置是否有飘移。UTC英文全称为Universal TimeCoordinated，中文名称为协调世界时。
筛选步骤：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。预定条件包括：初始GNSS点为预定个数的连续初始GNSS点；初始GNSS点中第n个点到第n-1个点之间的连线，以及初始GNSS点中第n个点到第n+1个点之间的连线，两连线之间的角度在第一预定角度和第二预定角度之间。预定个数包括八，第一预定角度包括-15度，第二预定角度包括15度。具体为，检测过滤有可能漂移的位置点。从第二个点开始计算，与前一个点之间连线与上一个连线之间的夹角，如果其夹角大于15度，则丢弃前面的所有点，再往后找8个GNSS点位，直到所有8个GNSS点都满足这个条件。
步骤S2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。步骤S2包括如下步骤：计算步骤：计算搭载GNSS模块的设备的平均速度，这里指车的平均速度。根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度。根据筛选出的初始GNSS点数据各点之间的距离及二点之间的固定时间长度200毫秒，利用平滑的计算方法算出平均速度。
判断步骤：判断GNSS点是否漂移。根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。具体为，计算新GNSS点与次新点之间的距离，根据车速依据车速计算算法计算出可能的最大的阈值距离长度，如果二点之间的实际距离长度大于最大的可能距离，则表明这个点位是飘移了，丢弃飘移点，继续判定下一个GNSS点，增加固定加速度5m/s2,计算最大可能的阈值距离长度，再去判定是否有飘移。如果点位没有飘移，抛弃时间在最前的GNSS数据点，补充此点位到统计的GNSS数据点。
本发明的实现算法：算法介绍：计算二点GNSS位置点之间经度之间的距离(d_lo),纬度之间的距离(d_la)；lo1,la1，lo2,la2,分别是表示二点的经纬度；pi是代表圆周率值，r代表地球半径。
d_lo＝2*pi*r*(lo2-lo1)/360*cos(pi*lo2/180)。
d_la＝2*pi*r*(la2-la1)/360。
计算二点GNSS位置点之间距离(d)：
Figure BDA0003507445860000041
获取二点GNSS位置点的角度值(heading)及角度(angle)，atan是反正切函数。
如果d_lo小于零，
heading＝(2*pi)+atan(d_lo/d_la)。
如果d_la小于零，
heading＝pi+atan(d_lo/d_la)。
其它非d_lo小于零或非d_la小于零的情况下，
heading＝atan(d_lo/d_la)。
angle＝heading*360/(2*pi)。
平滑的平均速度v与最大距离d计算：将采用记录的先前统计点的平均速度再加上新GNSS点的即时速度共同除以2的平滑的平均速度，如记录统计的是8个点，即
v＝(v8+v9)/2；
其中，v8表示前面8个点的平均速度；v9表示当前点的即时速度。
结合现实实际情况，适当对速度v有适当冗余，增加10米/秒，其二点区间最大距离S：
S＝(v+10)t；
其中t是时间长度，这里t就是GNSS间隔发隔发送的固定时间，200毫秒。
计算飘移后且速度小于20m/s时，增加加速度参数，最大距离S：
S＝(v+10)t+1/2·at2。
其中a就是加速度，这里使用固定的值5。
更新步骤：记录保存GNSS点位置，更新速度。记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。具体为，更新使用最新没有飘移的GNSS位置点数据，过滤掉最老的GNSS点，重新计算出车的平均速度。循环检测是否有GNSS飘移。
本发明的基本原理：依据车运动后，GNSS位置飘移只有小概率的单个点发生，过滤出飘移的位置点数据。取若干初始GNSS的位置数据，设定取的初始GNSS值是在接近一条直线的运动轨迹上，滚动选择初始GNSS点，计算下一个点的航向与前二点之间连线的角度在-15度和15度之间，如果能取到连续的8个点，则通过这几个点的GNSS位置，计算出相邻点之间的距离，与之时间差计算出平均速度。对于下一个新的GNSS数据，计算出与上一个点之间的距离，并依据当前的速度综合判定这个点是否合理存在，过滤出远超距离的不合理点，即确定为飘移点。
本方法实现是基于车上OBU设备的GNSS模块每间隔一定时间上报GNSS数据，筛选出未飘移的初始GNSS数据，计算出车速，以此判断下一个GNSS位置数据是否存在飘移情况，若没飘移，滚动GNSS数据，计算速度并决定下一个GNSS数据是否飘移。若存在飘移，则丢弃这点数据，下一点增加一个固定加速度和距离判定是否飘移。解决了由于GNSS产生偶然漂移导致V2X产生误报甚至更严重的问题，过滤掉漂移的GNSS数据，确保V2X系统运行稳定。
本发明实施例还公开了一种GNSS漂移的检测系统，包括如下模块：模块M1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点。
模块M1包括如下模块：获取模块：获取初始GNSS位置数据信息。
筛选模块：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。
模块M2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。模块M2包括如下模块：计算模块：根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度。判断模块：根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。
更新模块：记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种GNSS漂移的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点；
步骤S2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。
2.根据权利要求1所述的GNSS漂移的检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
获取步骤：获取初始GNSS位置数据信息；
筛选步骤：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。
3.根据权利要求1所述的GNSS漂移的检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：
计算步骤：根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度；
判断步骤：根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。
4.根据权利要求1所述的GNSS漂移的检测方法，其特征在于，该检测方法还包括更新步骤：记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。
5.根据权利要求2所述的GNSS漂移的检测方法，其特征在于，在所述获取步骤中，每隔预定时间获取初始GNSS位置数据信息，所述初始GNSS位置数据信息包括时间、经度和纬度。
6.根据权利要求3所述的GNSS漂移的检测方法，其特征在于，在所述筛选步骤中，所述预定条件包括：
初始GNSS点为预定个数的连续初始GNSS点；
初始GNSS点中第n个点到第n-1个点之间的连线，以及初始GNSS点中第n个点到第n+1个点之间的连线，两连线之间的角度在第一预定角度和第二预定角度之间。
7.一种GNSS漂移的检测系统，其特征在于，包括如下模块：
模块M1：获取初始GNSS数据，从初始GNSS数据中筛选出多个初始GNSS点；
模块M2：根据筛选出的初始GNSS点判断待测GNSS点是否漂移。
8.根据权利要求7所述的GNSS漂移的检测系统，其特征在于，所述模块M1包括如下模块：
获取模块：获取初始GNSS位置数据信息；
筛选模块：根据初始GNSS位置数据信息筛选满足预定条件的多个初始GNSS点。
9.根据权利要求7所述的GNSS漂移的检测系统，其特征在于，所述模块M2包括如下模块：
计算模块：根据筛选出的初始GNSS点数据计算搭载GNSS模块的设备的平均速度；
判断模块：根据设备的平均速度判断待测GNSS点是否漂移。
10.根据权利要求7所述的GNSS漂移的检测系统，其特征在于，该检测系统还包括更新模块：记录保存未漂移的GNSS点位置，更新设备的平均速度。
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