CN1145808C - 机动车自动定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种机动车自动定位方法，在城市道路旁设置若干可发射其固定位置信息的位置发射机，位置信息分别与其在电子地图上所标示的位置信息相对应，车载单元内相应设置位置接收机，由数据处理控制装置处理后的数据信号经车载发射机无线发送给基站单元，基站单元再经有线传输的方式将数据信号送入指挥控制中心单元，弥补了车辆因无法接收到GPS信号而不能定位的问题，也不存在任何的定位误差。
Description
本发明是一种机动车自动定位方法。
机动车自动定位是指通过车辆定位系统，实时地对系统中每一辆机动车进行位置确定，获取位置信息，并通过GIS(GeographyInformation System地理信息系统)工作站或终端，在电子地图上标示车辆位置，从而实现车辆导航、车辆跟踪等特定使用功能。目前，对机动车的自动定位一般采航、车辆跟踪等特定使用功能。目前，对机动车的自动定位一般采用GPS(Global Position System)——全球定位系统，为提高定位精度，又附加采用了DGPS(Differential GPS)即差分GPS，它是由位于已知点位的差分基准站通过接收到的卫星数据计算出基准站到卫星的距离(由于包括多种误差，称之为伪距)，同时利用基准站的已知位置和卫星星历数据计算出基准接收机到卫星的真实距离，然后将伪距和真距间的差值作为距离的改正数，通过无线设备实时的传送给用户，用户则利用这一改正数修正自己的观测量，以便更精确地测算出自己的位置，根据基准台发送改正信息的不同，可以将差分GPS定位分为四类，即：位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分和相位差分，然而无论是GPS还是DGPS，两者在市区环境中应用时由于楼群的阻隔，城市环境噪声平均水平的提高，在许多街道GPS设备根本无法同时接收到GPS所需的四颗卫星的信号，机动车根本无法定位，DGPS由于依赖于GPS信号，其实际上是在GPS信号上进行修正，在GPS信号不能使用的时候，DGPS信号也就失去了意义。
本发明的目的在于：为解决城市环境中车辆无法接收到GPS信号而不能准确定位的实际问题，提供一种机动车自动定位方法，使GPS系统中的车辆在无法接收到GPS信号时，系统控制中心仍可以对车辆进行跟踪定位，且定位准确，精度高。
本发明是这样实现的：机动车自动定位方法，通过GIS地理信息系统，在电子地图上标示车辆位置，对车辆进行定位，车载单元包括数据处理控制装置、GPS接收机、车载发射机、DR(Dead Reckoning)数据采集装置，指挥控制中心包括GIS地理信息系统主机和数据采集接口，其特征在于：在城市道路旁以一定的间距设置若干可发射其固定位置信息的位置发射机，不同的位置发射机在一定的区域内发射不同的位置信息，每台位置发射机所发出的位置信息分别与其在电子地图上所标示的位置信息相对应，车载单元内相应设置与位置发射机所发出的车载接收机，以接收车辆所在区域内的相应的位置发射机所发出的位置信号，车载接收机将接收到的位置信号送入数据处理控制装置，由数据处理控制装置对位置数据、GPS数据、DR数据采集数据等进行数据拟合，处理后的数据信号经车载发射机无线发送给基站单元，基站单元再经有线传输的方式将数据信号送入指挥控制中心单元。利用加速计输出表征加速度的加速度电信号，对该信号进行积分以推算出速度和位置变化；所述位置信息包括绝对位置信息、路面状况信息以及与邻近位置发射机的关系信息。
本发明由于在城市道路旁设置了一定数量的位置发射机，每个位置发射机均在一定半径的区域内向经过此地的车辆发射与其在电子地图上所标示的位置相对应的位置信息，从而弥补了车辆因无法接收到GPS信号而不能定位的问题，加之发送的位置信息直接与电子地图上的标示位置相对应，因此不存在任何的定位误差，而当车辆能够接收到GPS信号时，在这种高精度定位数据的基础上，结合DGPS、DR等技术，使系统发挥出了更佳的定位功能。
以下结合实施例对本发明作详细描述：
图1为本发明的机动车自动定位系统框图。
本发明的机动车自动定位方法，是在城市道路旁每隔100-200米设置一个位置发射机，位置发射机的发射半径设为15-120米，每个位置发射机所发射的位置信息分别与其在电子地图上所标示的位置信息相对应，位置信息包括绝对位置信息、路面状况信息、与邻近位置发射机的关系信息等，这样可使电子地图上的车辆坐标点沿线条化的道路滑动，以位置信息数据为基础，结合其它可能的多种数据，如GPS、DGPS、速度计、加速度计、DR等，位置发射机数据可以将车辆的位置定位在该位置发射机位置点附近的一定范围内，此范围内的定位则采用其它如速度计、加速度计、DR的相对定位方式，由于道路的线条化，在位置发射机位置信息数据的基础上，则可预计车辆可能的运行方向，此时，如果知道车辆的速度，可以计算出车辆简单的运行轨迹，如果在道路的交叉点，则根据加速度的变化和线条化的路面，预测出下一个行车路线，在位置发射机之间的地区，如果可以接收到GPS和DGPS信号，并且在一定的精度内，可以将该GPS数据作为位置发射机数据，相当于增加了位置发射机的密度，定位精度会更高。
由于位置发射机发射电磁波的相互影响以及成本的影响，位置发射机不可能安装得非常稠密，这样在位置发射机之间的地方可能出现定位盲区，利用加速计输出表征加速度的加速度电信号，对该信号进行积分，可以推算出速度和位置变化，虽然这种积分随时间的增加，误差会越来越大，然而，由于车辆在行进中会及时接收下一个位置发射机所发射的位置信号，可以不断地纠正误差，使定位误差始终维持在一定的范围内，保证了数据的有效性和正确性。利用车辆拐弯时，必然有较大的向左或向右的加速度特性，采用设在车载单元内的二维加速度计，将加速度积分，可得到速度方向和大小的变化，直接预计行车方向和车辆速度。
将本发明的位置发射机安装在道路旁后，就可以给任何一个需要位置信号的系统提供定位信息，如公交系统、110报警系统、公安系统等，所不同的是不同的系统移动单元将获得的位置信息传送给不同的信息处理单元，实现各自处理。以一个消防系统为例，通过卫星2组成的GPS全球定位系统及GIS地理信息系统，在电子地图上标示车辆位置，对车辆进行定位，车载单元3包括内含CPU的数据处理控制装置4、GPS接收机5、DGPS接收机6、车载发射机7、DR数据采集装置8，车载单元3接收GPS定位信息和位置发射机1信息，通过无线车载发射机7将数据送往安装在消防站的无线基站单元10，无线基站单元10将数据接收下来，再通过Modem调制解调器送往指挥控制中心单元11，指挥控制中心单元11包括GIS地理信息系统主机12和数据采集接口13，本发明是在城市道路旁以一定的间距设置若干可发射其固定位置信息的位置发射机1，不同的位置发射机1在一定的区域内发射不同的位置信息，每台位置发射机所发出的位置信息分别与其在电子地图上所标示的位置信息相对应，车载单元内相应设置与位置发射机1相对应的车载位置接收机9，以接收车辆所在区域内的相应的位置发射机1所发出的位置信号，位置接收机9解调出地图坐标位置信号送入数据处理控制装置4，DR数据采集装置8获取车辆航向、航速、加速度等数据，然后由数据处理控制装置4对位置数据、GPS数据、DR数据采集数据等进行数据拟合，处理后的数据信号解调到音频后经车载发射机7无线发送给基站单元10，由于高楼的阻隔，无线信号在市区内一般不能很好的传送，于是采用基站单元转接方式，即在一定区域内铺设一定数量的基站单元，分别接收一定区域内的车载单元信息信号，解调后通过有线Modem再经有线传输的方式将数据信号送入指挥控制中心单元11。本发明由于连续间隔地设有位置发射机，几乎没有初次定位时间，在最差情况下，不超过5秒。
Claims (1)
1、一种机动车自动定位方法，通过GIS地理信息系统，在电子地图上标示车辆位置，对车辆进行定位，车载单元包括数据处理控制装置、GPS接收机、车载发射机、DR数据采集装置，指挥控制中心包括GIS地理信息系统主机和数据采集接口，其特征在于：在城市道路旁以一定的间距设置若干可发射其固定位置信息的位置发射机，不同的位置发射机在一定的区域内发射不同的位置信息，每台位置发射机所发出的位置信息分别与其在电子地图上所标示的位置信息相对应，车载单元内相应设置与位置发射机所发出的车载接收机，以接收车辆所在区域内的相应的位置发射机所发出的位置信号，车载接收机将接收到的位置信号送入数据处理控制装置，由数据处理控制装置对位置数据、GPS数据、DR数据采集数据进行数据拟合，处理后的数据信号经车载发射机无线发送给基站单元，基站单元再经有线传输的方式将数据信号送入指挥控制中心单元；
利用加速计输出表征加速度的加速度电信号，对该信号进行积分以推算出速度和位置变化；
所述位置信息包括绝对位置信息、路面状况信息以及与邻近位置发射机的关系信息。
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