CN115616632A - 一种根据gga定位信息快速计算最近格网点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要关于GGA定位技术领域，特别是关于一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法，首先计算基准站的精确坐标、概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数以及计算流动站的概略坐标，分别将前述信息发送给控制中心，控制中心选取参考基准站组，计算其虚拟差分数据，并发送给流动站，流动站计算自身精确坐标，生成卫星定位GGA数据并经过控制中心加偏，获得GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标，最后计算精确坐标定位位置的多个最近格网点坐标。本方法能够快速计算最近格网点，定位数据安全性高，格网点计算量小。

Description

一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法

技术领域

本发明主要关于GGA定位技术领域，特别是关于一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法。

背景技术

全球卫星定位技术、数字通讯技术、电子信息技术等技术的迅猛发展，基本满足了日常生产、生活中对位置定位的需求。互联网技术的发展又激发了各行各业和普通民众对实时位置服务的需求，在卫星导航设备提供的众多符合国际海运事业无线电技术委员会标准协议的卫星数据中，GGA数据为最常用的包含有基本定位信息的数据。GGA数据格式是一种GPS定位的主要数据，也是使用最广的数据。GGA 语句包括17个字段：语句标识头，世界时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，海拔高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，校验和结束标记。

部分现代网络RTK算法引入网格的概念，将基准站网进行格网化处理，得到格网点的坐标，实时向网络RTK算法请求所有格网点的虚拟参考站服务数据，并将所有格网点的服务数据写入格网数据缓存中。格网化算法应用的前提是需要在基准站网内生成格网点，实时服务的需求限定了格网化算法必须连续计算基准站网内所有格网点的虚拟参考站数据，造成了计算资源的浪费。

发明内容

旨在为解决背景技术中提及的至少一种技术问题，本发明提供一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法，基于GGA定位信息获得流动站用户的实时高精度位置数据，位置数据加偏后获得GCJ02坐标位置，进而快速计算最近格网点，定位数据安全性高，格网点计算量小。

一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法，包括：

S100、计算基准站的精确坐标、概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数，计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为基准站的差分数据；计算流动站的概略坐标；

S200、基准站通过网络将基准站的精确坐标和差分数据发送到控制中心，流动站通过网络将流动站的概略坐标发送给控制中心；

S300、控制中心根据流动站的概略坐标和各基准站的精确坐标，为流动站选取参考基准站组，并由参考基准站组的各个基准站的差分数据计算虚拟基准站的虚拟差分数据；

S400、控制中心将虚拟基准站的虚拟差分数据通过网络发送给对应的流动站，流动站根据得到的虚拟基准站的虚拟差分数据计算自身的精确坐标；

S500、基准站和流动站分别根据各自的精确坐标生成各自的卫星定位GGA数据并分别通过网络将各自的卫星定位GGA数据发送给控制中心；

S600、控制中心对基准站和流动站的各自的卫星定位GGA数据进行加偏获得基准站和流动站各自的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；

S700、根据流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标计算精确坐标定位位置的多个最近格网点坐标。

步骤S100中，在基准站上安置卫星接收机进行长时间观测得到基准站的精确坐标。

步骤S100中，求解以下公式获得基准站的概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数：

其中，c为电磁波在真空中的速度；Δt_i表示第i个卫星至基准站的测距信号时延，i＝1,2,…,n；τ表示基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数；(x_i,y_i,z_i)表示第i个卫星的坐标；(x₀,y₀,z₀)为基准站的概略坐标；n为卫星个数，n大于等于4。

步骤S100中，计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为差分数据。

步骤S300包括以下步骤：

S310、控制中心为流动站选择参考基准站组；

S320、根据以下公式计算虚拟基准站的虚拟差分数据：

式中，ΔX为虚拟基准站的虚拟差分数据；ΔX_j表示参考基准站组内第j个基准站的差分数据，j＝1,2,…,m，m为参考基准站组内基准站的总数；W_j表示为参考基准站组内第j个基准站的权重；d_j表示参考基准站组内第j个基准站至流动站的距离，(x_j,y_j,z_j)为第j个基准站的精确坐标；p为调整参数。

步骤S400包括以下步骤：控制中心将虚拟基准站的虚拟差分数据通过网络发送给对应的流动站，流动站将接收到的虚拟基准站的虚拟差分数据加入到流动站的概略坐标即得到流动站的精确坐标。

步骤S600中以下述公式对卫星定位GGA数据进行加偏：

其中，B和L分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的大地纬度坐标和大地经度坐标；B_GCJ02和L_GCJ02分别为GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；ΔB为卫星定位GGA数据中的大地纬度坐标至GCJ02坐标系的纬度坐标的偏移量，ΔL为卫星定位GGA数据中的大地经度坐标至GCJ02坐标系的经度坐标的偏移量；a和e分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的长半轴和第一偏心率；B′＝B-35，L′＝L-105。

步骤S700中具体包括：

S710、设置格网点采集数量为4个；

S740、将流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

S730、根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算流动站位置最近的四个格网点坐标。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。

本发明的有益效果为：

相比于传统格网化网络RTK算法的格网点列表与基准站网的具有强相关性，本发明提供的基于根据GGA定位信息的方法可以快速计算最近格网点，首先基于GGA定位信息，实时提供高精度的虚拟差分数据以对流动站用户的位置进行实时改正，从而获得流动站用户的实时高精度位置数据，然后采用位置数据加偏的方法，以使位置数据符合国家测绘地理信息局针对电子地图保密要求而制定的GCJ02坐标系，为定位数据的安全提供保障，方法可以无需通过查找算法在格网点列表中查找最近的点，而是直接通过计算得到距离流动站最近的四个格网点，免去了在海量格网点列表中搜索的庞大计算量，计算量显著降低。

本发明为实现上述目的而采用了上述技术方案，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

旨在为使得本领域技术人员更加迅速明确的了解本申请的上述和/或其他目的、特征、优点与实例，提供了部分附图，应当指出的是，构成本申请的说明书附图、示意性实施例及其说明用来提供对本申请的进一步理解，并不构成对本申请的不当限定。

图1是根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法的流程图。

具体实施方式

本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述内容已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制本申请的技术方案。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以下详细描述本发明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法，包括：

S100、计算基准站的精确坐标、概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数，计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为基准站的差分数据；

S110、在基准站上安置卫星接收机进行长时间观测得到基准站的精确坐标；

S120、求解以下公式获得基准站的概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数：

其中，c为电磁波在真空中的速度；Δt_i表示第i个卫星至基准站的测距信号时延，i＝1,2,…,n；τ表示基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数；(x_i,y_i,z_i)表示第i个卫星的坐标；(x₀,y₀,z₀)为基准站的概略坐标；n为卫星个数，n大于等于4；

S130、计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为差分数据。

再计算流动站的概略坐标。

实施例2：

在前述实施例的基础上，还包括：

S200、基准站通过网络将基准站的精确坐标和差分数据发送到控制中心，流动站通过网络将流动站的概略坐标发送给控制中心；

S300、控制中心根据流动站的概略坐标和各基准站的精确坐标，为流动站选取参考基准站组，并由参考基准站组的各个基准站的差分数据计算虚拟基准站的虚拟差分数据；

S310、控制中心为流动站选择参考基准站组；

S320、根据以下公式计算虚拟基准站的虚拟差分数据：

式中，ΔX为虚拟基准站的虚拟差分数据；ΔX_j表示参考基准站组内第j个基准站的差分数据，j＝1,2,…,m，m为参考基准站组内基准站的总数；W_j表示为参考基准站组内第j个基准站的权重；d_j表示参考基准站组内第j个基准站至流动站的距离，(x_j,y_j,z_j)为第j个基准站的精确坐标；p为调整参数。

S400、控制中心将虚拟基准站的虚拟差分数据通过网络发送给对应的流动站，流动站将接收到的虚拟基准站的虚拟差分数据加入到流动站的概略坐标即得到流动站的精确坐标。

实施例3：

在前述实施例的基础上，还包括：

S500、基准站和流动站分别根据各自的精确坐标生成各自的卫星定位GGA数据并分别通过网络将各自的卫星定位GGA数据发送给控制中心；

S600、控制中心对基准站和流动站的各自的卫星定位GGA数据进行加偏获得基准站和流动站各自的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；

以下述公式对卫星定位GGA数据进行加偏：

其中，B和L分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的大地纬度坐标和大地经度坐标；B_GCJ02和L_GCJ02分别为GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；ΔB为卫星定位GGA数据中的大地纬度坐标至GCJ02坐标系的纬度坐标的偏移量，ΔL为卫星定位GGA数据中的大地经度坐标至GCJ02坐标系的经度坐标的偏移量；a和e分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的长半轴和第一偏心率；B′＝B-35，L′＝L-105。

实施例4：

在前述实施例的基础上，还包括：

S700、根据流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标计算精确坐标定位位置的多个最近格网点坐标；

S710、设置格网点采集数量为4个；

S740、将流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

S730、根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算流动站位置最近的四个格网点坐标。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本发明未尽事宜均为公知技术。

Claims (8)

1.一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的方法，其特征在于包括：

S100、计算基准站的精确坐标、概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数，计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为基准站的差分数据；计算流动站的概略坐标；

S200、基准站通过网络将基准站的精确坐标和差分数据发送到控制中心，流动站通过网络将流动站的概略坐标发送给控制中心；

S300、控制中心根据流动站的概略坐标和各基准站的精确坐标，为流动站选取参考基准站组，并由参考基准站组的各个基准站的差分数据计算虚拟基准站的虚拟差分数据；

S400、控制中心将虚拟基准站的虚拟差分数据通过网络发送给对应的流动站，流动站根据得到的虚拟基准站的虚拟差分数据计算自身的精确坐标；

S500、基准站和流动站分别根据各自的精确坐标生成各自的卫星定位GGA数据并分别通过网络将各自的卫星定位GGA数据发送给控制中心；

S600、控制中心对基准站和流动站的各自的卫星定位GGA数据进行加偏获得基准站和流动站各自的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；

S700、根据流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标计算精确坐标定位位置的多个最近格网点坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤S100中，在基准站上安置卫星接收机进行长时间观测得到基准站的精确坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

步骤S100中，求解以下公式获得基准站的概略坐标和基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数：

其中，c为电磁波在真空中的速度；Δt_i表示第i个卫星至基准站的测距信号时延，i＝1,2,…,n；τ表示基准站时钟相对于卫星时钟的钟差改正数；(x_i,y_i,z_i)表示第i个卫星的坐标；(x₀,y₀,z₀)为基准站的概略坐标；n为卫星个数，n大于等于4。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

步骤S100中，计算基准站的精确坐标与概略坐标之间的差值作为差分数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

步骤S300包括以下步骤：

S310、控制中心为流动站选择参考基准站组；

S320、根据以下公式计算虚拟基准站的虚拟差分数据：

式中，ΔX为虚拟基准站的虚拟差分数据；ΔX_j表示参考基准站组内第j个基准站的差分数据，j＝1,2,…,m，m为参考基准站组内基准站的总数；W_j表示为参考基准站组内第j个基准站的权重；d_j表示参考基准站组内第j个基准站至流动站的距离，(x_j,y_j,z_j)为第j个基准站的精确坐标；p为调整参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

步骤S400包括以下步骤：控制中心将虚拟基准站的虚拟差分数据通过网络发送给对应的流动站，流动站将接收到的虚拟基准站的虚拟差分数据加入到流动站的概略坐标即得到流动站的精确坐标；

步骤S600中以下述公式对卫星定位GGA数据进行加偏：

其中，B和L分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的大地纬度坐标和大地经度坐标；B_GCJ02和L_GCJ02分别为GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标；ΔB为卫星定位GGA数据中的大地纬度坐标至GCJ02坐标系的纬度坐标的偏移量，ΔL为卫星定位GGA数据中的大地经度坐标至GCJ02坐标系的经度坐标的偏移量；a和e分别为卫星定位GGA数据中WGS-84椭球的长半轴和第一偏心率；B′＝B-35，L′＝L-105。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

步骤S700中具体包括：

S710、设置格网点采集数量为4个；

S740、将流动站的GCJ02坐标系的经度坐标和纬度坐标转换为以分为单位的概略经度和概略纬度；

S730、根据概略经度、概略纬度和固定的格网经纬度划分间隔计算流动站位置最近的四个格网点坐标。

8.一种根据GGA定位信息快速计算最近格网点的系统，其特征在于：所述系统运行时执行权利要求1-7任一项所述方法。

Images