CN116931021A - 定位方法及装置、设备、载体、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了定位方法及装置、设备、载体、存储介质；其中，所述方法包括：通过待定位设备的GNSS天线接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术，涉及但不限于定位方法及装置、设备、载体、存储介质。
背景技术
根据定位场景的不同，定位技术可以分为室外定位技术和室内定位技术。全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一种被普遍使用的室外定位技术，室内环境中GNSS信号被严重遮挡导致其无法提供可用的定位结果。
发明内容
有鉴于此，本申请提供的定位方法及装置、设备、载体、存储介质，能够在不改变GNSS接收机的硬件器件的前提下，当GNSS信号不可用时通过GNSS接收机依然能够提供可用的定位结果。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种定位方法方法，包括：通过待定位设备的GNSS天线接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种定位装置，包括：GNSS接收天线，配置成接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；解码模块，配置成对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；导航定位模块，配置成基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例所述的方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种载体，所述载体上承载有本申请实施例所述的电子设备。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的所述的方法。
在本申请实施例中，伪卫星信号的导航电文格式与待定位设备的GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，且伪卫星信号的发射频段与卫星信号的发射频段相同；如此，使得待定位设备通过已有的GNSS接收机即可接收和解析伪卫星信号，从而在不更换测量设备(即不改变系统硬件)的条件下，克服卫星信号不可用的环境下无法进行定位的问题，提供可用的定位结果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1为本申请实施例提供的定位方法的实现流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一定位方法的实现流程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一定位方法的实现流程示意图；
图4为本申请实施例提供的基于伪卫星的室内多传感器定位方案的整体框架示意图；
图5为本申请实施例提供的基于伪卫星及多传感器的室内定位算法流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种定位装置的结构示意图；
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
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
本申请实施例提供一种定位方法，该方法应用于待定位设备，该待定位设备在实施的过程中可以包括各种具有定位需求的手持设备、车载设备、可穿戴设备、无人机、机器人以及各种形式的用户终端设备(terminal device)或移动台(Mobile Station，MS)等等。
图1为本申请实施例提供的定位方法的实现流程示意图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤101至步骤103：
步骤101，待定位设备通过GNSS天线接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同。
在一些实施例中，伪卫星布署在室内环境，所述定位方法为室内定位方法。所谓室内环境是指GNSS不可用的任何环境，以及即使GNSS可用，但是接收的卫星信号的信号质量也不能够满足定位精度需求的任何环境。比如，室内环境包括但不限于：地下车库、隧道、室内停车场、商场、矿井、桥下、城市峡谷、候车厅等。
在本申请实施例中，对于GNSS天线可接收的卫星信号的信号类型不做限制，可以是全球定位系统(Global Positioning System，GPS)卫星信号、北斗卫星信号、伽利略卫星信号、格洛纳斯(GLONASS)卫星信号、准天顶卫星系统(QZSS)卫星信号或印度区域(IRNSS)卫星信号等。相应地，所使用的伪卫星的信号包括但不限于以下之一：全球定位系统(Global Positioning System，GPS)伪卫星信号、北斗伪卫星信号、伽利略伪卫星信号、格洛纳斯(GLONASS)伪卫星信号、准天顶卫星系统(QZSS)伪卫星信号以及印度区域(IRNSS)伪卫星信号等。
步骤102，待定位设备对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；
步骤103，待定位设备基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定第一定位结果。
在一些实施例中，步骤102和步骤103均可通过GNSS接收机实现。
需要说明的是，基于卫星信号的定位算法在本申请实施例中均适用，即基于伪卫星信号的定位算法与基于卫星信号的定位算法类似，例如均可采用单点定位法或差分定位法等。二者的基本定位原理类似，例如，建立伪距观测方程，必须顾及伪卫星钟差、接收机钟差等。为了表达方便，以q表示接收机编号，w表示伪卫星编号，e表示观测历元编号，则伪距观测值ρ′(q,w,e)可表示为如下式(1)：
式中，c为光速，为接收机钟差，/>为伪卫星钟差，ρ(q,w,e)为伪卫星到接收机的准确距离，其计算公式如下式(2)：
式中，伪卫星的位置坐标(xw,yw,zw)是已知的，顾及式(2)，在式(1)中只有4个未知数：三个是接收机的位置坐标(xq,yq,zq)，另一个未知量是接收机钟差δtqe。因此，在同一观测历元，理论上至少观测4颗伪卫星，即可获得4个观测方程式，从而求解出这些未知数。
在本申请实施例中，伪卫星信号的导航电文格式与待定位设备的GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，且伪卫星信号的发射频段与卫星信号的发射频段相同；如此，使得待定位设备通过已有的GNSS接收机即可接收和解析伪卫星信号，从而在不更换测量设备(即不改变系统硬件)的条件下，克服卫星信号不可用的环境下无法进行定位的问题，提供可用的定位结果。
本申请实施例再提供一种定位方法，图2为本申请实施例提供的另一定位方法的实现流程示意图，如图2所示，该方法可以包括如下步骤201至步骤205：
步骤201，待定位设备通过GNSS天线接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；
步骤202，待定位设备对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息。
可以理解地，接收的伪卫星信号，有的可能信号质量较好，有的可能信号质量较差。而较差的信号质量直接影响了信号解码的准确性，进而影响了定位精度。为了克服该问题，在一些实施例中，基于接收的伪卫星信号的信号特征，对所述伪卫星信号进行筛选，以确定满足择优条件的目标信号；对所述目标信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；
由此可见，在该实施例中，由于不是直接将接收的伪卫星信号进行解码，而是对其中满足择优条件的伪卫星信号进行解码，因此能够降低误码率，准确而快速地解码得到伪卫星的位置信息和钟差信息，从而提高伪卫星定位的定位精度。
在本申请实施例中，对于表征信号特征的参数不做限定。例如，通过信号质量或相对误差(Dilution of Precision，DOP)等表征伪卫星信号的信号特征。可以理解地，DOP值是衡量伪卫星定位精度好坏的重要量度。该值越小，说明相对误差越小，定位精度越高；反之，该值越大，说明相对误差越大，定位精度越低。
进一步地，在一些实施例中，可以将伪卫星信号的信号质量参数用以表征该信号的信号质量；在另一些实施例中，也可以基于伪卫星信号的多个信号质量参数评估该信号的信号质量。而对于所述信号质量参数也不做限定，可以是各种各样的。比如，所述信号质量参数包括信噪比、信号接收功率、信号接收强度和/或信号接收质量等。
择优条件与表征信号特征的参数有关。例如，表征信号特征的参数为DOP值，则择优条件为DOP值小于或等于第一阈值，将DOP值小于或等于第一阈值的伪卫星信号作为目标信号；又如，表征信号特征的参数为信号质量，则择优条件为信号质量大于或等于第二阈值，将信号质量大于或等于第二阈值的伪卫星信号作为目标信号。
步骤203，待定位设备基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定第一定位结果；
步骤204，待定位设备获取至少一种定位结果；所述至少一种定位结果的定位算法不同于所述第一定位结果的定位算法。
该至少一种定位结果是待定位设备可获得的。所谓可获得是指该设备配置有不同于伪卫星定位的定位算法和相应硬件条件。例如包括基于Wi-Fi信号的定位算法、又如包括惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)等。
步骤205，待定位设备将所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到第一融合结果。
在本申请实施例中，对于融合所使用的滤波器不做限定。可以采用扩展卡尔曼滤波实现所述至少一种定位结果与所述第一定位结果的融合，也可以通过粒子滤波、容积卡尔曼滤波或无迹卡尔曼滤波等贝叶斯近似算法实现。其耦合结构也可更换为紧组合，级联松/紧耦合的方式。
可以理解地，在本申请实施例中，利用其它定位算法得到的定位结果与伪卫星定位的定位结果(即第一定位结果)进行融合，如此能够进一步地提升第一定位结果的精度。
伪卫星信号的信号特征对第一定位结果的精度具有一定的影响。例如，信号质量差或者DOP值表征伪卫星定位精度较差，基于这些信号得到的第一定位结果的精度较差。有鉴于此，在一些实施例中，基于用以确定所述第一定位结果的伪卫星信号的信号特征，确定所述第一定位结果的融合权重；进而基于该融合权重，对所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到所述第一融合结果；如此，能够降低信号特征表现较差的伪卫星信号对融合精度的影响，从而提高第一融合结果的精度。
本申请实施例再提供一种定位方法，图3为本申请实施例提供的又一定位方法的实现流程示意图，如图3所示，该方法可以包括如下步骤301至步骤308：
步骤301，待定位设备基于INS的初始化信息和惯性测量单元(InertialMeasurement Unit，IMU)的量测信息，确定第二定位结果。
在一些实施例中，所述初始化信息是基于所述INS的前一解算结果而确定的，或者所述初始化信息是基于不同于所述INS的另一定位方式得到的定位结果而确定的。该另一定位方式包括但不限于：基于卫星信号的定位算法、基于伪卫星信号的定位算法、待定位设备或待定位设备所在载体配置的磁力计、基于Wi-Fi信号等无线电波通讯信号的定位算法等。
进一步地，在一些实施例中，基于所述INS的初始化信息和所述量测信息中的加速度信息，得到第三定位结果；基于所述IMU输出的角速率和比力信息，对所述第三定位结果进行修正，得到所述第二定位结果。
可以理解地，通过IMU输出的角速率和比力信息，可以分析待定位设备是处于静止状态还是处于运动状态；如果处于静止状态，那么第三定位结果应该在某一数值范围内，而如果第三定位结果超出该范围，说明该结果的误差较大，此时可以将第三定位结果修正在该范围内，从而得到第二定位结果。当然，如果待定位设备处于运动状态，那么第三定位结果应该大于某一阈值，而如果该结果小于该阈值，说明该结果的误差也较大，此时也可以对该结果进行修正。
需要说明的是，所谓静止状态并非仅仅是绝对静止状态，在一些实施例中，角速率小于角速率阈值和/或比力小于比力阈值，确定待定位设备处于静止状态。反之，则处于运动状态。
步骤302，待定位设备基于接收的无线信号，确定与所述无线信号的发射基站的距离；
其中，所述发射基站不是伪卫星，所述无线信号不同于所述伪卫星信号。在一些实施例中，所述无线信号的发射基站至少包括以下至少之一：移动通信基站、Wi-Fi接入点。
步骤303，待定位设备基于与多个所述发射基站的距离，以及各所述发射基站的位置坐标，确定第三定位结果。
可以理解地，基于发射基站发射的无线信号的到达时间和光速，可以计算出待定位设备到该基站的距离，并以该距离为半径分别画一个同心圆；在已知各个发射基站的位置坐标的前提下，再通过定位算法(如三边定位算法、最小二乘法等)，来估算待定位设备的位置。
可以理解地，这种采用三边定位算法或者最小二乘法等得到第三定位结果的方法，无需建立指纹数据库等，其定位方法简单可实现，从而能够降低第三定位结果对应的时间成本，进而在通过如下步骤304提高融合精度的前提下提高定位的实时性。
步骤304，待定位设备将INS输出的所述第二定位结果、所述第三定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到第一融合结果。
可以理解地，受限于INS定位系统的导航解算特性，INS解算的位置、速度和姿态信息随时间的推移会迅速发散，导致INS无法在GNSS信号长时间缺失的情况下提供连续稳定的定位信息。而通过轮速计和气压计等有限量测提供的辅助信息，其约束修正能力有限，无法长时间有效修正INS系统误差的问题。
基于此，在本申请实施例中，基于接收的伪卫星信号进行定位，而不是仅基于INS实现定位。由于基于伪卫星信号的定位算法与基于卫星信号的定位算法类似(如单点定位、差分定位等)，均不存在累积误差，所以能够解决INS无法在GNSS信号长时间缺失的情况下提供稳定连续的定位信息的问题。
步骤305，待定位设备基于确定自身状态符合静止状态条件，获取静态约束信息。
在一些实施例中，待定位设备可以基于IMU输出的量测信息确定自身的状态是否满足静止状态条件。例如待定位设备的速度小于特定阈值，则确定带定位设备的状态符合静止状态条件。
静态约束信息包括但不限于：速度为0、航向角变化值为0、横向速度为0、垂向速度为0等。
步骤306，待定位设备基于所述静态约束信息，对所述第一融合结果进行修正，得到第二融合结果。
在一些实施例中，可以采用贝叶斯滤波算法将静态约束信息与第一融合结果进行融合，从而得到第二融合结果。其中，贝叶斯滤波算法采用的滤波器可以是扩展卡尔曼滤波、粒子滤波、容积卡尔曼滤波或无迹卡尔曼滤波等。其耦合结构也可更换为紧组合，级联松/紧耦合的方式。
可以理解地，在上述实施例中，当确定待定位设备的状态符合静止状态条件时，可引入静态约束信息，从而减少定位误差，提高定位精度。
当然，如果待定位设备的状态不符合静止状态条件，则不执行步骤305和步骤306，在一些实施例中，可以将第一融合结果作为目标结果执行导航等任务，也可以确定是否存在可用的地图信息，如若存在则执行步骤307和步骤308，将得到的第三融合结果作为目标结果执行导航等任务。
步骤307，待定位设备基于确定存在可用的地图信息，利用所述第二融合结果获取自身所在区域的地图信息。
所谓可用的地图信息，是指能够转换为算法要求的格式，例如可以转化为矢量地图信息。
步骤308，待定位设备基于所在区域的地图信息，对所述第二融合结果进行修正，得到第三融合结果。
这里，可以通过粒子滤波的方式将第二融合结果与待定位设备所在区域的地图信息相匹配，从而得到约束后的第二融合结果(即第三融合结果)。当然也可以通过其它滤波方式实现二者的融合，对于融合算法不做限定。
可以理解地，待定位设备所在区域的地图信息(可称为区域地图信息)是基于精度较高的第二融合结果从可用的地图信息中查找得到的，因此得到的区域地图信息较为准确，从而基于此该信息对第二融合结果进行约束，能够进一步提高定位精度(即第三融合结果的精度)。
根据定位场景的不同，定位技术可以分为室外定位技术和室内定位技术。GNSS是一种被普遍使用的室外定位技术，室内环境中GNSS信号被严重遮挡导致其无法提供可用的定位结果。现阶段，主流的室内定位技术包括Wi-Fi定位技术、蓝牙低功耗定位技术、i-Beacon、RFID定位技术以及UWB定位技术等。其它一些定位技术，如计算机视觉定位技术、Zigbee定位技术、音频定位技术、地磁定位技术、LED可见光定位技术以及计算机视觉定位技术等也在一些场景中得到应用。
目前为止，室内定位的最大障碍在于如何在通用终端上实现广域覆盖的可靠的室内外无缝定位。现有的定位技术无一能克服这一障碍。
无线电波通讯技术，如Wi-Fi、UWB、低功耗蓝牙、RFID以及Zigbee等，是当前主流的定位技术，利用其空间传播的路径损耗效应建立路径损耗模型，从而实现位置数据的解算。
其典型的缺点表现为：a.需要特殊移动终端；b.需要极高部署或维护成本；c.对使用状态及场景有特殊要求；具体的：
(1)Wi-Fi定位技术的主要缺点是：需要搭建Wi-Fi网络基础设施，解算时需要已知固定接入点的位置或需要花费时间和人力建立，并不间断更新Wi-Fi指纹识别数据库，且匹配过程中容易发生跳点等问题；
(2)基于视觉的定位技术的主要缺点是：移动终端主动触发定位，且定位过程中需要保持摄像头为打开状态，且对定位过程中摄像头的姿态有一定要求；
(3)RFID/UWB定位技术的主要缺点是：需要在定位区域布设大量RFID标签，且移动终端需要支持RFID定位；类似的，UWB定位也需要极高的部署成本和硬件花费；
(4)地磁定位技术的主要缺点是：一些区域的地磁信号不具备较强的特异性，当特征点不足时，算法的鲁棒性较差，容易出现跳点等问题。
基于此，下面将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
在本申请实施例中，提供了一种基于伪卫星的室内定位方案。图4为本申请实施例提供的一种基于伪卫星的室内定位方案整体框架示意图，如图4所示，该框架包括：a.伪卫星系统；b.与伪卫星位置一致的Wi-Fi接入点(虚线表示该模块可根据定位精度选择)；c.移动终端；其中，移动终端包括多传感器模块、模式检测与筛选模块和导航定位模块。
具体的，在GNSS无效的“室内”环境(如：隧道、地下车库、室内展馆等)中布设室内伪卫星系统，该系统包括监测控制中心及伪卫星，前者的主要功能是调控伪卫星及监测伪卫星的工作状态；后者为布设的伪卫星，其发送的卫星信号的协议及频段与已有GNSS系统一致。多传感器移动终端负责采集和存储多种量测信息，如伪卫星信号、IMU量测、地磁信息和/或Wi-Fi信息。模式检测与信号筛选模块的主要作用是信号筛选及载体运动状态的检测，根据检测结果判断是否引入相应状态约束信息。导航定位模块为数据融合模块，主要作用为将采集到的多传感器的量测信息、状态约束信息或导航辅助信息相融合得到最终的导航定位结果。
图5给出了基于伪卫星及多传感器的室内定位算法流程图，如图5所示，具体的：
伪卫星(Pseudolite，PL)为需要布设的“室内”伪卫星系统，多传感器移动终端的GNSS天线接收PL发射的伪卫星信号；
根据信号质量或特性(如DOP、信噪比等)筛选伪卫星信号，设定阈值剔除不满足要求的信号或降低该组伪卫星信号产生的定位结果的权重；
利用筛选后的伪卫星信号估计载体位置信息；
多传感器移动终端的IMU采集载体的角速率和比力信息，在初始解算需要通过静态和动态分析估计器件的误差；
INS系统的初始化信息由自定义或动态初始化两种方式给出，自定义方式根据系统记录的上一次定位结束时的位置和姿态信息，或估计的当前时刻位置和姿态信息给定INS初始化位置速度姿态信息；动态初始化则利用室外GNSS、室内伪卫星、载体内置磁力计或室内Wi-Fi等其它定位方式给定INS初始化位置、速度和姿态信息；
已知INS初始化信息后，结合IMU量测信息，可利用不同的更新算法对惯性导航系统解算结果进行更新；
与此同时，利用IMU的量测信息对载体状态进行检测，当判断其符合静止状态时，可引入零速修正(Zero Velocity Update，ZUPT)约束和/或零积分航向角速率(ZeroIntegrated Heading Rate，ZIHR)约束，或者符合非完整性约束(Non-holonomicconstraint，NHC)约束条件时，可向定位系统引入NHC约束；
Wi-Fi模块采集AP位置与伪卫星位置相同的Wi-Fi信号(若存在)；
由于Wi-Fi信号对应的AP位置与伪卫星位置一致，均为已知位置，因此可利用三边定位法求解基于Wi-Fi信号的位置解算信息；
将伪卫星解算结果与INS解算结果、Wi-Fi解算结果、多状态约束信息(NHC、ZUPT、ZIHR)等信息通过扩展卡尔曼滤波器进行融合；
检测系统是否有可利用的地图信息，若存在地图信息，则可将上一步得到的融合定位结果在地图上呈现，便于用户使用；进一步地，判断该地图信息是否可以转化为矢量地图信息，通过粒子滤波的方式将融合定位得到的导航定位结果与地图信息相匹配，得到约束后的导航解算结果。
在本申请实施例中：(1)伪卫星部分采用与室外卫星相同的协议和频段，可以在不改变导航解算终端硬件的前提下提供给使用者一种可靠、稳定的室内导航定位结果；
(2)不同于已有的室内定位方案，该基于伪卫星的室内定位方案不需要定期更新数据库等巨额的后期维护成本；
(3)该方案计算量小，所需要的数据量少，可以在本地完成解算，不需要在云端存储大量数据或信息；
(4)该方案导航定位模块设计简单灵活，便于在普通的导航定位终端上实现；
(5)该方案可灵活添加多传感器或多约束信息；
该方案整体上解决了室内定位的最大障碍：在通用终端上实现广域覆盖的可靠的室内定位，且泛化能力强，一次布设多平台终端可使用。
在本申请实施例中，提供一种基于伪卫星的室内定位方案，可在通用定位终端上实现室内定位功能。室内伪卫星系统可在多平台多系统上使用，无需改变定位终端、泛化能力强，且一次布设可供所有在空间内的用户使用。
在一些实施例中，提供一种运动模式检测及信号筛选模块，利用加速度计和陀螺仪的量测信息确定当前时刻载体的运动模式，并引入对应NHC和/或ZUPT等约束信息；利用伪卫星信号质量筛选参与定位的伪卫星信号；
在一些实施例中，提供一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter，EKF)的多源信息融合滤波算法，将PL/INS与多状态约束信息、Wi-Fi定位结果等进行融合，该结构简单、易实现，设计灵活可“插拔”性强。
在一些实施例中，充分利用室内地图信息，在使用地图信息展示已有导航解算结果的同时，设计基于粒子滤波的地图匹配算法，使用地图信息对融合定位结果进行二次修正；
该方案不依赖特定终端设备，可以部署到任意可穿戴设备或智能终端上。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等；或者，将不同实施例中步骤组合为新的技术方案。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种定位装置，该装置包括所包括的各模块、以及各模块所包括的各单元，可以通过处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等。
图6为本申请实施例定位装置的结构示意图，如图6所示，定位装置60包括：
GNSS接收天线601，配置成接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；
解码模块602，配置成对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；
导航定位模块603，配置成基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
在一些实施例中，解码模块602，配置成：基于接收的伪卫星信号的信号特征，对所述伪卫星信号进行筛选，以确定满足择优条件的目标信号；对所述目标信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息。
在一些实施例中，定位装置60还包括数据融合模块；其中，所述数据融合模块，配置成：获取至少一种定位结果，所述至少一种定位结果的定位算法不同于所述第一定位结果的定位算法；将所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到第一融合结果。
进一步地，在一些实施例中，所述数据融合模块，配置成：基于用以确定所述第一定位结果的伪卫星信号的信号特征，确定所述第一定位结果的融合权重；基于所述融合权重，对所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到所述第一融合结果。
在一些实施例中，所述至少一种定位结果包括INS输出的第二定位结果；所述第二定位结果的确定过程：基于所述INS的初始化信息和IMU的量测信息，确定所述第二定位结果；其中，所述初始化信息是基于所述INS的前一解算结果而确定的，或者所述初始化信息是基于不同于所述INS的另一定位方法得到的定位结果而确定的。
在一些实施例中，所述基于所述INS的初始化信息和IMU的量测信息，确定所述第二定位结果，包括：基于所述INS的初始化信息和所述量测信息中的加速度信息，得到第三定位结果；基于所述IMU输出的角速率和比力信息，对所述第三定位结果进行修正，得到所述第二定位结果。
在一些实施例中，所述至少一种定位结果包括基于无线信号解算得到的第三定位结果；所述无线信号的发射基站不是伪卫星；所述第三定位结果的确定过程包括：基于待定位设备接收的无线信号，确定所述待定位设备与所述发射基站的距离；基于所述待定位设备与多个所述发射基站的距离，以及各所述发射基站的位置坐标，确定所述第三定位结果。
在一些实施例中，数据融合模块，还配置成：基于确定所述待定位设备的状态符合静止状态条件，获取静态约束信息；基于所述静态约束信息，对所述第一融合结果进行修正，得到第二融合结果。
在一些实施例中，数据融合模块，还配置成：基于确定所述待定位设备存在可用的地图信息，利用所述第二融合结果获取所述待定位设备所在区域的地图信息；基于所述待定位设备所在区域的地图信息，对所述第二融合结果进行修正，得到第三融合结果。
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，本申请实施例中对定位装置的模块划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。也可以采用软件和硬件结合的形式实现。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本申请实施例提供一种电子设备，图7为本申请实施例的电子设备的硬件实体示意图，如图7所示，所述电子设备70包括存储器701和处理器702，所述存储器701存储有可在处理器702上运行的计算机程序，所述处理器702执行所述程序时实现上述实施例中提供的方法中的步骤。所述电子设备包括本申请实施例所述的待定位设备。
需要说明的是，存储器701配置为存储由处理器702可执行的指令和应用，还可以缓存在处理器702以及电子设备70中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(RandomAccess Memory，RAM)实现。
本申请实施例提供一种载体，所述载体上承载有电子设备70。例如，该载体包括但不限于汽车、无人配货车、铁路列车、运输/服务机器人(车)、无人机等。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的方法中的步骤。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例提供的方法中的步骤。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质、存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的模块可以是、或也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是、或也可以不是物理模块；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各模块分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中；上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：
通过待定位设备的GNSS天线接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；
对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；
基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述待定位设备可获得的至少一种定位结果；所述至少一种定位结果的定位算法不同于所述第一定位结果的定位算法；
将所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到第一融合结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息，包括：
基于接收的伪卫星信号的信号特征，对所述伪卫星信号进行筛选，以确定满足择优条件的目标信号；对所述目标信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；或者，
所述将所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到第一融合结果，包括：
基于用以确定所述第一定位结果的伪卫星信号的信号特征，确定所述第一定位结果的融合权重；
基于所述融合权重，对所述至少一种定位结果与所述第一定位结果进行融合，得到所述第一融合结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一种定位结果包括INS输出的第二定位结果和/或基于无线信号解算得到的第三定位结果；所述无线信号的发射基站至少包括以下至少之一：移动通信基站、Wi-Fi接入点；其中，
所述第二定位结果的确定过程包括：基于所述INS的初始化信息和IMU的量测信息，确定所述第二定位结果；其中，所述初始化信息是基于所述INS的前一解算结果而确定的，或者所述初始化信息是基于不同于所述INS的另一定位方法得到的定位结果而确定的；
所述第三定位结果的解算过程包括：基于待定位设备接收的无线信号，确定所述待定位设备与所述发射基站的距离；基于所述待定位设备与多个所述发射基站的距离，以及各所述发射基站的位置坐标，确定所述第三定位结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述INS的初始化信息和IMU的量测信息，确定所述第二定位结果，包括：
基于所述INS的初始化信息和所述量测信息中的加速度信息，得到第三定位结果；
基于所述IMU输出的角速率和比力信息，对所述第三定位结果进行修正，得到所述第二定位结果。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于确定所述待定位设备的状态符合静止状态条件，获取静态约束信息；
基于所述静态约束信息，对所述第一融合结果进行修正，得到第二融合结果；和/或，
基于确定所述待定位设备存在可用的地图信息，利用所述第二融合结果获取所述待定位设备所在区域的地图信息；
基于所述待定位设备所在区域的地图信息，对所述第二融合结果进行修正，得到第三融合结果。
7.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括：
GNSS接收天线，配置成接收伪卫星发射的伪卫星信号；其中，所述伪卫星信号的导航电文格式与所述GNSS天线可接收的卫星信号的导航电文格式相同，所述伪卫星信号的发射频段与所述卫星信号的发射频段相同；
解码模块，配置成对所述伪卫星信号进行解码，得到对应伪卫星的位置信息和钟差信息；
导航定位模块，配置成基于所述伪卫星的位置信息和钟差信息，确定所述待定位设备的第一定位结果。
8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种载体，其特征在于，所述载体上承载有权利要求8所述的电子设备。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
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