CN115356753A - 一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，物联网位置终端由电源模块、嵌入式微处理器、卫星定位模块、通讯模块和传感模块组成；包括以下步骤：S1：终端通过通讯模块获得基站编号；S2：上报基站编号到服务器；S3：终端接收服务器下发的数据，获得对应基站编号的经度、纬度和有效范围（S）；S4：当终端获得卫星定位模块输出的当前位置，计算和通信基站之间的距离（D）；S5：如果D大于S，终端就把通信基站的经度、纬度数据按协议组包设置报文，发送给卫星定位模块。采用本发明的有益效果是：采用基站位置数据设置卫星定位模块，有助于缩短定位时间，有助于显著降低卫星定位模块的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星定位领域，特别是一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法。
背景技术
随着物联网技术的深入发展，卫星定位、移动通信已成为物联网终端的标配组成，卫星定位模块获得监控对象的位置，移动通信模块完成监控对象的数据上报。通信基站已成为重要的基础设施。位置服务的旺盛需求推动了定位技术的发展和进步。
通信基站为基于卫星定位的应用开展高精度定位提供了技术支持。比如：用户先通过移动通信终端接入附近的基站，利用基站做初略定位，然后通过网络将基站定位位置发送到某个服务器，服务器根据位置将此时经过用户上空的卫星参数反馈给用户的移动通信终端，再共享给用户的卫星终端，从而提高其搜索卫星信号的速度。文献CN1765069A公开了利用远程输入基站位置来运行有效GPS接收机的方法，在初始通电时处于很恶劣的接收情况下，通过将基站的位置信息远程输入到GPS接收机，GPS接收机也能够以很高速率正常运行。
通信基站和卫星定位相结合，为解决实际应用中层出不穷的问题提供了更多的可能性。为解决GPS系统定位中，因受环境影响，而不能提供连续导航的缺陷，文献CN102202392B发明了辅助GPS定位系统，利用手机具有的定位功能(LBS)和GPS卫星模块，依靠增加的软件功能，形成双重定位系统来提高GPS定位速度和精度，GPS系统作为主要跟踪定位手段，LBS作为辅助跟踪定位手段。文献CN102421064B发明了一种基于GPS和通信基站监测车辆位移的方法及系统，结合了GPS定位和移动通信基站定位结合的监测车辆位移的方法：在GPS正常工作情况下，采用GPS定位监测车辆位移；在GPS不定位状态，利用车载终端内置的通信模块接收当前服务小区CELLID的变化来监测车辆位移。文献CN102692635B发明一种门店拜访过程中GPS定位与基站定位的筛选方法，首先判断手持终端的GPS定位是否有效，若有效，则优选GPS定位数据作为有效的定位数据存储至数据库，否则，选用基站定位数据作为有效的定位数据存储至数据库，并且，在目标门店的位置信息有效时，比较基站定位位置和GPS定位位置与目标门店位置的距离，谁到门店位置的距离小，就选择谁作为有效的定位数据存储至数据库，这样，就能获取更为准确的定位数据，改善门店拜访轨迹的准确性，给企业门店管理提供更为有效的数据。文献CN103235323A公开了一种降低GPS功耗的方法，通过GPRS获得相关的小区基站信息，进而通过访问云端服务器取得当前基站的位置信息，通过位置信息获取当前位置的卫星相关数据，从而实现了快速获取卫星相关数据；另一方面，接收电波钟BPC信号，并恢复出精确的时钟，从而也降低了GPS接收机的定位时间；最后，通过计算信噪比数据来判断当前接收机所处的位置，进而控制接收机GPS模块的开关策略。文献CN104914455B发明了一种解决移动设备GPS定位不准确的方法及系统，利用WIFI和基站的可信位置对移动设备通过GPS获取的位置纠偏，同时还可以在定位纠偏时自动收集数据，并定期迭代计算WIFI和基站的可信位置。文献CN105319565B发明了车载GPS设备过滤定位漂移数据的方法和装置，通过采用与基站经纬度、速度及方向这些精确数据的对比的方式，能够更加准确的过滤定位漂移数据。文献CN109229158B发明了一种列车快速定位方法及系统，预先存储数据，获取列车运行的轨道线路数据，采用移动终端从当前列车运行的轨道旁移动通信基站获取小区信息数据，搜索卫星信号，获得卫星信号数据，基于轨道线路数据、小区信息数据和卫星信号数据进行解算，获取列车位置。通信基站拓展了基于卫星定位的终端低功耗设计思路。文献CN102088657B发明了一种GPS模块的省电方法，借助基站定位的辅助作用，在手机GPS模块的工作过程中，实时检测周边基站信息的变化，以达到间歇控制GPS模块的工作状态，从而达到省电的效果。
在由卫星定位模块、通讯模块等组成的位置服务终端中，这两者功耗占据了主要部分。通讯模块的功耗比较固定，根据上报频率而确定，上报频率越高则功耗越大，反之则越小；卫星定位模块，以GPS模块为例，其功耗因实现方式不同存在较大差异，GPS模块主要有冷启动、热启动和暖启动三种工作模式；所谓冷启动，指GPS模块内部没有保存任何有助于定位的数据的情况，包括星历、时间等，模块初次通电，模块要重新计算一次星历数据，一般标称1分钟以内才能正常定位；热启动，指模块具有内置纽扣电池，将星历数据存储在模块内部，当下次模块工作的时候可以很快速的定位，一般标称在10秒以内；暖启动，指模块内部有较新的卫星星历(一般不超过2小时)，但时间偏差很大，一般标称在45秒以内正常定位。如果GPS模块在定位后放的时间很久，或模块在定位后运输到几百公里以外的地方，这样模块内部有星历，但是这个星历是错误的或不具有参考意义的，在这些情况下，定位时间可能要几分钟甚至更久的时间。
因此，如果位置服务终端在获得距离其最近的通信基站位置后，能将其发送给卫星定位模块，显然可以有助于缩短卫星定位模块的定位时间，达到降低卫星定位模块功耗的效果。。
发明内容
本发明的目的是在现有由卫星定位模块、通讯模块等组成的物联网位置终端基础上，提出的一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法。
为达到上述目的，本发明的设计技术方案是：
所述一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，通过一种行业应用的位置服务应用系统实现；所述行业应用的位置服务应用系统，包括导航定位卫星、n个物联网位置终端、m个通信基站、互联网和行业应用服务器；所述物联网位置终端由电源模块、嵌入式微处理器、卫星定位模块、通讯模块和传感模块组成，其中电源模块分别和嵌入式微处理器、卫星定位模块、通讯模块和传感模块相连，嵌入式微处理器通过串口和卫星定位模块相连，嵌入式微处理器通过串口和通讯模块，嵌入式微处理器通过IO口和传感模块相连；物联网位置终端通过导航定位卫星定位，物联网位置终端通过通信基站和互联网上传协议数据到行业应用服务器，并接收行业应用服务器下发的协议数据。
所述行业应用服务器，存在一个数据表table_Base，由字段通信基站编号、字段经度、字段纬度、字段有效范围（单位：米）组成。数据表table_Base中的数据记录，可以通过或向通信服务供应商购买、或向第三方服务商购买、或自收集三种方式获得。
所述物联网位置终端的卫星定位模块，可以是美国GPS模块、中国北斗BD模块、两者双模。
所述物联网位置终端内的嵌入式微处理器，内部设置有一个由通信基站信息结构体nt_BaseXYZ定义的对象变量myBaseXYZ；通信基站信息结构体nt_BaseXYZ由通信基站编号（Num）、经度（X）、纬度（Y）和有效距离（Z）组成； myBaseXYZ的内部成员Num、X、Y、Z均变量初始化均为0。
所述一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，还包括以下步骤：
S1：物联网位置终端通过通讯模块获得通信基站编号；
S2：物联网位置终端上报通信基站编号到行业应用服务器；
S3：物联网位置终端接收行业应用服务器下发的协议数据，获得对应通信基站编号的经度、纬度和有效范围（S）；
S4：当物联网位置终端获得卫星定位模块输出当前位置的有效经度、纬度数据时，计算当前位置和通信基站之间的距离（D）；
S5：如果D大于S，物联网位置终端就把通信基站的经度、纬度数据按照卫星定位模块协议组包设置报文，发送给卫星定位模块。
所述物联网位置终端的嵌入式微处理器，定时查询通讯模块，具体步骤如下：
T1：定时查询通讯模块工作状态；
T2：检查是否获得通信基站编号，如果未获得通信基站编号，则将myBaseXYZ内部成员Num、X、Y、Z均变量初始化均为0，本次任务结束；
T3：如果找到通信基站编号B，将B和myBaseXYZ.Num进行对比，当B和myBaseXYZ.Num两者不相等时，将B赋值给myBaseXYZ.Num，设置myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y、myBaseXYZ.Z为0；
T4：检查myBaseXYZ内部成员X、Y、Z是否有一个为0，如果是，就根据协议组包查询通信基站数据报文，上传到行业应用服务器，申请查询通信基站B位置数据，否则myBaseXYZ内部成员X、Y、Z均不为0，最后本次任务结束。
所述物联网位置终端的嵌入式微处理器，快速定位处理流程具体步骤如下：
U1：读取卫星定位模块输出的数据，检查定位是否有效，只有有效定位才进行后续步骤；
U2：检查myBaseXYZ.Num=0或myBaseXYZ.X=0或myBaseXYZ.Y=0或myBaseXYZ.Z=0，只有全部不为0才进行后续步骤；
U3：计算终端当前位置和通信基站之间的距离，当两者距离大于myBaseXYZ.Z时，才执行后续步骤；
U4：按照卫星定位模块协议，将myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y数据组包设置位置报文，发送给卫星定位模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在现有位置服务应用系统拓扑结构基础上，采用通信基站位置数据设置卫星定位模块初始位置，有助于缩短卫星定位模块的定位时间，有助于显著降低卫星定位模块的功耗。
本发明的目的、特征及优点将通过实施例并结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的物联网位置终端硬件结构图。
图2是本发明的应用系统拓扑图。
图3是本发明的方法流程图。
图4是本发明嵌入式微处理器定时查询基站编号流程图。
图5是本发明的嵌入式微处理器快速定位处理流程图。
具体实施方式
图1中，101是嵌入式微处理器，102是电源模块，103是卫星定位模块，104是通讯模块，105是传感模块，102分别和101、103、104、105相连，101通过一个串口和103相连，101通过另一个串口和104相连，101和105相连。
图2中，201、202、203和204是导航定位卫星，211、212和213是物联网位置终端1、物联网位置终端2和物联网位置终端n，221、222是通信基站1、通信基站m，231是互联网，241是行业应用服务器，其中，211、212、213分别和221、222相连，221、222分别和231相连，231和241相连。
为了进一步说明本发明的具体实施，结合图3、图4、图5所示的流程图，包括以下步骤。
步骤301：定时查询通讯模块，获得通信基站编号，执行步骤302；
步骤302：物联网位置终端上报通信基站编号到行业应用服务器，执行步骤303；
步骤303：物联网位置终端接收行业应用服务器下发的协议数据，获得对应通信基站编号的经度、纬度和有效范围（S），执行步骤304；
步骤304：物联网位置终端获得卫星定位模块输出当前位置的有效经度、纬度数据，然后计算当前位置和通信基站之间的距离（D），执行步骤305；
步骤305：如果D大于S，物联网位置终端就把通信基站经度、纬度数据按照卫星定位模块协议组包设置报文，发送给卫星定位模块。
步骤401：嵌入式微处理器定时查询基站编号流程，执行步骤402；
步骤402：定时查询通讯模块工作状态，执行步骤403；
步骤403：检查是否获得基站编号B1，如果是，执行步骤404，否则执行步骤408；
步骤404：检查B1和myBaseXYZ.Num是否相等，如果不相等，执行步骤405，否则如果相等，执行步骤406；
步骤405：设置myBaseXYZ.Num=B1、myBaseXYZ.X=0、myBaseXYZ.Y=0、myBaseXYZ.Z=0，然后执行步骤406；
步骤406：检查myBaseXYZ.X=0或myBaseXYZ.Y=0或myBaseXYZ.Z=0，如果只要有一个为0，执行步骤407，否则均不为0，执行步骤409；
步骤407：根据协议组包查询通信基站数据报文，上传到行业应用服务器，申请查询通信基站编号B1的经度、纬度和有效范围（S），执行步骤409；
步骤408：设置myBaseXYZ.Num=0、myBaseXYZ.X=0、myBaseXYZ.Y=0、myBaseXYZ.Z=0，执行步骤409；
步骤409：退出本模块。
所述的嵌入式微处理器快速定位处理流程图，具体步骤如下：
步骤501：嵌入式微处理器快速定位处理流程开始，执行步骤502；
步骤502：读取卫星定位模块输出的数据，执行步骤503；
步骤503：检查定位是否有效，如果有效执行步骤504，否则无效执行步骤508；
步骤504：检查myBaseXYZ.Num=0或myBaseXYZ.X=0或myBaseXYZ.Y=0或myBaseXYZ.Z=0，如果只要有一个为0，执行步骤508，否则均不为0，执行步骤505；
步骤505：计算终端当前位置和通信基站之间的距离（D），执行步骤506；
步骤506：检查判断D是否不大于yBaseXYZ.Z，如果是，执行步骤508，否则执行步骤507；
步骤507：按照卫星定位模块协议，将myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y数据组包设置位置报文，发送给卫星定位模块,执行步骤509；
步骤508：退出本模块。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应该理解，我们所描述的具体实施例只是说明性的，而不是用于对本发明范围的限定，任何受本发明技术路线启发所作的等效修饰以及变化，都应当涵盖在本发明权利要求所保护的范围内。
Claims (4)
1.一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，通过一种行业应用的位置服务应用系统实现；所述行业应用的位置服务应用系统，包括导航定位卫星、n个物联网位置终端、m个通信基站、互联网和行业应用服务器；所述物联网位置终端由电源模块、嵌入式微处理器、卫星定位模块、通讯模块和传感模块组成，其中电源模块分别和嵌入式微处理器、卫星定位模块、通讯模块和传感模块相连，嵌入式微处理器通过串口和卫星定位模块相连，嵌入式微处理器通过串口和通讯模块，嵌入式微处理器通过IO口和传感模块相连；物联网位置终端通过导航定位卫星定位，物联网位置终端通过通信基站和互联网上传协议数据到行业应用服务器，并接收行业应用服务器下发的协议数据；所述一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，其特征在于：
（1）所述物联网位置终端内的嵌入式微处理器，内部设置有一个由通信基站信息结构体nt_BaseXYZ定义的对象变量myBaseXYZ；通信基站信息结构体nt_BaseXYZ由通信基站编号（Num）、经度（X）、纬度（Y）和有效距离（Z）组成； myBaseXYZ的内部成员Num、X、Y、Z均变量初始化均为0；
（2）所述一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，包括以下步骤：
S1：物联网位置终端通过通讯模块获得通信基站编号；
S2：物联网位置终端上报通信基站编号到行业应用服务器；
S3：物联网位置终端接收行业应用服务器下发的协议数据，获得对应通信基站编号的经度、纬度和有效范围（S）；
S4：当物联网位置终端获得卫星定位模块输出当前位置的有效经度、纬度数据时，计算当前位置和通信基站之间的距离（D）；
S5：如果D大于S，物联网位置终端就把通信基站的经度、纬度数据按照卫星定位模块协议组包设置报文，发送给卫星定位模块；
（3）所述物联网位置终端的定时查询通讯模块，具体步骤如下：
T1：定时查询通讯模块工作状态；
T2：检查是否获得通信基站编号，如果未获得通信基站编号，则将myBaseXYZ内部成员Num、X、Y、Z均变量初始化均为0，本次任务结束；
T3：如果找到通信基站编号B1，将B1和myBaseXYZ.Num进行对比，当B1和myBaseXYZ.Num两者不相等时，将B1赋值给myBaseXYZ.Num，设置myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y、myBaseXYZ.Z为0；
T4：检查myBaseXYZ内部成员X、Y、Z是否有一个为0，如果是，就根据协议组包查询通信基站数据报文，上传到行业应用服务器，申请查询通信基站B1位置数据，否则myBaseXYZ内部成员X、Y、Z均不为0，最后本次任务结束；
（4）所述物联网位置终端的快速定位处理流程具体步骤如下：
U1：读取卫星定位模块输出的数据，检查定位是否有效，只有有效定位才进行后续步骤；
U2：检查myBaseXYZ.Num.. ≠ 0且myBaseXYZ.X≠0且myBaseXYZ.Y≠ 0且myBaseXYZ.Z≠0，只有全部不为0才进行后续步骤；
U3：计算终端当前位置和通信基站之间的距离，当两者距离大于myBaseXYZ.Z时，才执行后续步骤；
U4：按照卫星定位模块协议，将myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y数据发送给卫星定位模块。
2.根据权利要求1所述的一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，其特征在于所述行业应用服务器，存在一个数据表table_Base，由字段通信基站编号、字段经度、字段纬度、字段有效范围（单位：米）组成。
3.根据权利要求1所述的一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，其特征在于所述物联网位置终端的嵌入式微处理器，定时查询通讯模块，具体步骤如下：
步骤401：嵌入式微处理器定时查询基站编号流程，执行步骤402；
步骤402：定时查询通讯模块工作状态，执行步骤403；
步骤403：检查是否获得基站编号B1，如果是，执行步骤404，否则执行步骤408；
步骤404：检查B1和myBaseXYZ.Num是否相等，如果不相等，执行步骤405，否则如果相等，执行步骤406；
步骤405：设置myBaseXYZ.Num=B1、myBaseXYZ.X=0、myBaseXYZ.Y= 0、myBaseXYZ.Z=0，然后执行步骤406；
步骤406：检查myBaseXYZ.X=0或myBaseXYZ.Y=0或myBaseXYZ.Z= 0，如果只要有一个为0，执行步骤407，否则均不为0，执行步骤409；
步骤407：根据协议组包查询通信基站数据报文，上传到行业应用服务器，申请查询通信基站编号B1的经度、纬度和有效范围（S），执行步骤409；
步骤408：设置myBaseXYZ.Num=0、myBaseXYZ.X=0、myBaseXYZ.Y= 0、myBaseXYZ.Z=0，执行步骤409；
步骤409：退出本模块。
4.根据权利要求1所述的一种应用基站位置信息实现卫星定位模块快速定位的方法，其特征在于所述的嵌入式微处理器快速定位处理流程图，具体步骤如下：
步骤501：嵌入式微处理器快速定位处理流程开始，执行步骤502；
步骤502：读取卫星定位模块输出的数据，执行步骤503；
步骤503：检查定位是否有效，如果有效执行步骤504，否则无效执行步骤508；
步骤504：检查myBaseXYZ.Num=0或myBaseXYZ.X=0或myBaseXYZ.Y =0或myBaseXYZ.Z=0，如果只要有一个为0，执行步骤508，否则均不为0，执行步骤505；
步骤505：计算终端当前位置和通信基站之间的距离（D），执行步骤506；
步骤506：检查判断D是否不大于myBaseXYZ.Z，如果是，执行步骤508，否则执行步骤507；
步骤507：按照卫星定位模块协议，将myBaseXYZ.X、myBaseXYZ.Y数据组包设置位置报文，发送给卫星定位模块,执行步骤509；
步骤508：退出本模块。
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