CN117092672A - 一种定位方法以及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种定位方法以及相关装置,可应用的领域包括但不限于地图、导航、车联网、车路协同和即时通信等领域,用于提高在卫星信号遮挡严重、多路径效应明显的场景下的定位精度。包括:获取待定位终端的概略位置;获取卫星信号载噪比;将概略位置发送至城市三维模型服务器;接收城市三维模型服务器发送的根据概略位置计算得到建筑物三维信息;根据概略位置、建筑物三维信息和卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,目标卫星为待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,卫星可视概率用于指示目标卫星相对待定位终端处于可视状态的概率值;利用卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到待定位终端的定位信息。
Description
技术领域
本申请涉及定位技术领域,尤其涉及一种定位方法以及相关装置。
背景技术
全球卫星导航系统(the Global Navigation Satellite System,GNSS),也称为全球导航卫星系统,是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。常见系统有美国的全球定位系统(global positioning system,GPS)、中国的北斗卫星导航系统(BeiDou NavigationSatellite System,BDS)、格洛纳斯(GLONASS,是俄语“全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System的缩写)和伽利略卫星导航系统(Galileo satellitenavigation system,GALILEO)四大卫星导航系统。最早出现的是美国的GPS,也是现阶段技术最完善定位系统。随着近年来BDS、GLONASS系统在亚太地区的全面服务开启,尤其是BDS系统在民用领域发展越来越快。卫星导航系统已经在通信、人员跟随、消费娱乐、测绘、授时、车辆监测管理和汽车导航与信息服务等方面广泛使用。
虽然目前GNSS的定位性通有了较大提高,但是若仅仅使用GNSS卫星信号进行定位,民用用户的实时定位精度一般为10米左右,无法满足用户的更高精度定位需求。同时由于城市内高楼林立,导致卫星信号遮挡严重、多路径效应明显,这样导致用户的定位精度更受限,因此急需一种提高定位精度的定位方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种定位方法以及相关装置,用于提高在卫星信号遮挡严重、多路径效应明显的场景下的定位精度。
有鉴于此,本申请一方面提供一种定位方法,包括:获取待定位终端的概略位置;获取该待定位终端接收的卫星信号的卫星信号载噪比;将该概略位置发送至城市三维模型服务器;接收该城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息,该建筑物三维信息为该城市三维模型服务器根据该概略位置计算得到;根据该概略位置、该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,该目标卫星为该待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,该卫星可视概率用于指示该目标卫星相对该待定位终端处于可视状态的概率值;利用该卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到该待定位终端的定位信息,该定位信息包括该待定位终端所处的位置的经度、纬度以及高度。
本申请另一方面提供一种定位装置,包括:获取模块,用于获取待定位终端的概略位置;获取该待定位终端接收的卫星信号的卫星信号载噪比;发送模块,用于将该概略位置发送至城市三维模型服务器;接收模块,用于接收该城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息,该建筑物三维信息为该城市三维模型服务器根据该概略位置计算得到;处理模块,根据该概略位置、该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,该目标卫星为该待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,该卫星可视概率用于指示该目标卫星相对该待定位终端处于可视状态的概率值;利用该卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到该待定位终端的定位信息,该定位信息包括该待定位终端所处位置的经度、纬度以及高度。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该建筑物三维信息和该概略位置计算得到卫星可视化分布信息,该卫星可视化分布信息用于指示该待定位终端可接收到卫星信号的对应卫星的可视化状态;
根据该卫星信号载噪比和该卫星可视化分布信息计算得到该卫星可视概率。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该概略位置和该目标卫星的位置确定该目标卫星相对该待定位终端的高度角和方位角;
在根据该建筑物三维信息确定在该方位角无建筑物遮挡时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态;
在根据该建筑物三维信息确定在该方位角有建筑物遮挡时,根据该建筑物三维信息和该方位角计算得到建筑物与该待定位终端所处位置的交点K以及交点K的坐标信息;
根据该交点K的坐标信息和计算得到该目标卫星相对于该交点K的高度角和方位角;
在该目标卫星相对该待定位终端的高度角小于或等于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为不可视状态;
在该目标卫星相对该待定位终端的高度角大于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该卫星可视化分布信息获取N个卫星的可视状态值,该N取值于该待定位终端连接的卫星数量;
根据该卫星信号载噪比计算该N个卫星的载噪比状态值;
根据该N个卫星的可视信息和该N个卫星的载噪比状态值计算得到该N个卫星的卫星可视概率。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比计算卫星观测权矩阵,并根据该卫星观测数据构建RTK差分方程;
利用高斯-牛顿迭代法对该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程进行计算得到该待定位终端的定位信息。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比构建终端伪距观测权矩阵和终端载波相位观测权矩阵,该终端伪距观测权矩阵和该终端载波相位观测权矩阵作为该卫星观测权矩阵。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该待定位终端与卫星的伪距以及该待定位终端与卫星的载波相位观测值构建该RTK差分定位约束方程;
根据该RTK差分定位约束方程构建RTK差分约束修正方程,其中,该RTK差分约束修正方程与该RTK差分定位约束方程作为该RTK差分方程。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程确定估计参数修正量方程;
获取初始估计参数x0;
利用高斯-牛顿迭代法和该估计参数修正量方程迭代计算得到估计参数修正量Δxk,并根据该估计参数修正量Δxk迭代更新该初始估计参数x0得到估计参数xk,其中该k用于指示迭代次数;
在该估计参数xk满足预设条件时,输出该估计参数xk,该估计参数xk作为该待定位终端的定位信息。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于根据终端伪距观测权矩阵、终端载波相位观测权矩阵、该RTK差分定位约束方程和该RTK差分约束修正方程确定该估计参数修正量方程。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该处理模块,具体用于将该初始估计参数x0与估计参数修正量Δx1相加得到第一次迭代更新后的估计参数x1;
将该估计参数x1与估计参数修正量Δx2相加得到第二次迭代更新后的估计参数x2;
依此类推,得到该估计参数xk。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该获取模块,具体用于获取卫星连续运行参考站系统CORS发送的星历和卫星观测数据,该卫星观测数据为相对于该待定位终端的卫星观测数据;
根据该星历和和该卫星观测数据得到该概略位置。
在一种可能的设计中,在本申请实施例的另一方面的另一种实现方式中,该获取模块,具体用于获取该待定位终端发送的星历和卫星观测数据,该卫星观测数据为相对于该待定位终端的卫星观测数据;
根据该星历和和该卫星观测数据得到该概略位置。
本申请另一方面提供一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及总线系统;
其中,存储器用于存储程序;
处理器用于执行存储器中的程序,处理器用于根据程序代码中的指令执行上述各方面的方法;
总线系统用于连接存储器以及处理器,以使存储器以及处理器进行通信。
本申请的另一方面提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面的方法。
本申请的另一个方面,提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述各方面所提供的方法。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:定位装置在获取到待定位终端的概略位置之后,获取该待定位终端所处环境下的建筑物三维信息,并根据该建筑物三维信息和该待定位终端接收到的卫星信号载噪比确定卫星可视概率,即确定该待定位终端与卫星之间是否有遮挡,从而确定卫星信号的精度,最后再根据卫星信号的精度与RTK差分定位计算该待定位终端的最终定位信息,这样将待定位终端接收到卫星信号的精度与RTK差分定位计算进行融合,提高了终端平面定位精度。
附图说明
图1为CORS系统的一个系统架构示意图;
图2为RTK差分定位的一个系统架构示意图;
图3为本申请实施例中通信系统的一个架构示意图;
图4为本申请实施例中通信系统的一个架构示意图;
图5为本申请实施例中定位方法的一个实施例示意图;
图6为本申请实施例中建筑物三维信息的一个场景示意图;
图7为本申请实施例中建筑物三维信息与终端设备位置的一个场景示意图;
图8为本申请实施例中卫星可视化分布信息的一个实施例示意图;
图9为本申请实施例中卫星可视化分布信息的另一个实施例示意图;
图10为本申请实施例中定位装置的一个实施例示意图;
图11为本申请实施例中定位装置的另一个实施例示意图;
图12为本申请实施例中定位装置的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种定位方法以及相关装置,用于提高在卫星信号遮挡严重、多路径效应明显的场景下的定位精度。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了方便理解,下面对本申请涉及的部分名词进行描述:
位置服务:位置服务(Location Based Services,LBS)是无线运营公司为用户提供的一种与位置有关的服务;基于位置的服务是利用各类型的定位技术来获取定位设备当前的所在位置,通过移动互联网向定位设备提供信息资源和基础服务。LBS服务中融合了移动通讯、互联网络、空间定位、位置信息、大数据等多种信息技术,利用移动互联网络服务平台进行数据更新和交互,使用户可以通过空间定位来获取相应的服务。
全球卫星导航系统:全球卫星导航系统(the Global Navigation SatelliteSystem,GNSS),也称为全球导航卫星系统,是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。常见系统有美国的全球定位系统(global positioning system,GPS)、中国的北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System,BDS)、格洛纳斯(GLONASS,是俄语“全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System的缩写)和伽利略卫星导航系统(Galileosatellite navigation system,GALILEO)四大卫星导航系统。最早出现的是美国的GPS,也是现阶段技术最完善定位系统。随着近年来BDS、GLONASS系统在亚太地区的全面服务开启,尤其是BDS系统在民用领域发展越来越快。卫星导航系统已经在通信、人员跟随、消费娱乐、测绘、授时、车辆监测管理和汽车导航与信息服务等方面广泛使用。
卫星定位设备:用于跟随和处理卫星信号,并测量设备与卫星之间的几何距离(伪距观测值)以及卫星信号的多普勒效应(多普勒观测值)的电子设备;卫星定位设备通常包括有天线、卫星信号跟随环路、基带信号处理等模块,集成卫星定位设备的移动终端根据伪距和多普勒观测值计算移动终端当前位置坐标,卫星定位设备广泛应用于地图导航、测绘、位置服务以及深空探测等领域,例如智能手机地图导航、高精度大地测量、民航等;由卫星定位设备输出观测值包括有伪距、伪距率和累加距离增量(accumulated delta range,ADR);伪距测量的是卫星至定位设备的几何距离;伪距率观测值测量的是定位设备与卫星相对运动产生的多普勒效应;ADR测量的是卫星至定位设备几何距离变化量。
连续运行参考站(continuously operating reference stations),CORS)系统:是网络基准站,通过网络收发差分数据,例如GPS差分数据、GNSS差分数据等,用户访问CORS后,不用单独架设GPS基准站,即可实现GPS流动站的差分定位。其中,用户访问CORS系统,就需要网络通讯协议,基于互联网的RTCM网络传输的协议(Networked Transport of RTCMvia Internet Protocol,Ntrip)是CORS系统的通讯协议之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监测分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。一个示例性架构可以如图1所示,该CORS系统包括地面参考站系统、GNSS导航卫星、定位服务平台以及用户终端。其中,该用户终端可以包括车载终端、智能手机、飞行器等等。该地面参考站系统获取GNSS导航卫星的原始卫星观测数据之后,将该原始卫星观测数据发送至定位服务平台;同时,该定位服务平台还可以获取用户终端发送的数据或者该定位服务平台向该用户终端发送数据。可选的,该定位服务平台与该用户终端之间还可以进行位置上报服务。
RTK差分定位技术:基于载波相位观测值的实时动态定位技术,其基本原理为:将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标,计算出基准站到卫星的距离校正数,并由基准站实时将校正数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时,也接收到基准站发出的校正数,并对其定位结果进行校正,从而提高定位精度。因此差分定位技术能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果并达到厘米级精度;相比传统的单点定位,RTK差分定位能够消除大气延迟误差、卫星钟差以及终端接收机钟差的影响。一种示例性方案中,该RTK差分定位与该单点定位之间的区别可以如图2所示,在单点定位中,该车载终端接收该GNSS导航卫星发送的卫星观测数据,然后根据卫星观测数据定位,若车载终端在定位过程中还在行驶,则其根据接收到的观测数据定位得到的位置信息与车载终端的实际位置信息可能存在5-20米的误差。而在采用RTK差分定位时,该车载终端在接收到卫星观测数据后会与地面参考站接收到的卫星观测数据之间进行误差消除,此时,该车载终端定位得到的位置信息与车载终端的实际位置信息可能误差仅在3-5厘米。此时该误差可以包括空间系统误差、传播误差以及环境误差。
本申请提供的方法应用于如图3所示的通信系统,图3为本申请实施例中通信系统的一个架构示意图,如图所示,通信系统包括城市三维模型服务器、CORS系统、终端设备和卫星,且定位客户端部署于终端设备上,其中,定位客户端可以通过浏览器的形式运行于终端设备上,也可以通过独立的应用程序(application,APP)的形式运行于终端设备上等,对于定位客户端的具体展现形式,此处不做限定。本申请涉及的服务器可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人电脑、智能电视、智能手表、车载设备、可穿戴设备、车载终端等,但并不局限于此。终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接,本申请在此不做限制。服务器和终端设备的数量也不做限制。本申请提供的方案可以由终端设备独立完成,也可以由服务器独立完成,还可以由终端设备与服务器配合完成,对此,本申请并不做具体限定。本申请中,终端设备集成有全球卫星导航系统定位芯片,用于处理卫星信号以及进行用户的精准定位,目前已广泛用于位置服务。通常终端设备包含有卫星定位设备而且终端设备能够获取得到卫星观测值,由终端设备输出的卫星观测值包括有伪距、伪距率和累加距离增量(accumulated delta range,ADR);伪距测量的是卫星至定位设备的几何距离;伪距率观测值测量的是定位设备与卫星相对运动产生的多普勒效应;ADR测量的是卫星至定位设备几何距离变化量。
基于图3所示的通信系统,本申请的定位方法的具体流程可以如下:该卫星或者该CORS系统向该终端设备发送卫星观测数据,其中,该卫星观测数据包括基站观测信息、伪距观测信息、载波相位观测信息、载噪比观测信息、多普勒观测信息;该终端设备根据该卫星观测数据确定该终端设备的概略位置;然后该终端设备可以根据NTRIP协议向该城市三维模型服务器向送该终端设备的概略位置,并从该城市三维模型服务器获取基于该终端设备的概略位置的建筑物三维信息;该终端设备根据该建筑物三维信息以及卫星信号载噪比计算卫星可视概率;最后该终端设备融合该卫星可视概率以及RTK差分定位技术确定该终端设备的定位信息。
可以理解的是,本申请中,该定位方法还可以应用于如图4所示的通信系统,图4为本申请实施例中通信系统的一个架构示意图,如图所示,通信系统包括城市三维模型服务器、CORS系统、待定位终端、卫星和定位设备,且定位客户端部署于定位设备上,其中,定位客户端可以通过浏览器的形式运行于定位设备上,也可以通过独立的应用程序(application,APP)的形式运行于定位设备上等,对于定位客户端的具体展现形式,此处不做限定。本申请涉及的服务器可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content DeliveryNetwork,CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。待定位终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人电脑、智能电视、智能手表、车载设备、可穿戴设备、车载终端等,但并不局限于此。待定位终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接,本申请在此不做限制。服务器和待定位终端的数量也不做限制。该定位设备可以是与待定位终端相互独立的另一个终端设备也可以是与该待定位终端相互独立的另一个定位服务器。而该定位设备与该待定位终端之间可以通过有线或无无线通信方式进行直接或间接的连接。本申请提供的方案可以由待定位终端与定位设备配合完成,对此,本申请并不做具体限定。本申请中,该定位设备与该待定位终端集成有全球卫星导航系统定位芯片,用于处理卫星信号以及进行用户的精准定位,目前已广泛用于位置服务。通常终端设备包含有卫星定位设备而且终端设备能够获取得到卫星观测值,由终端设备输出的卫星观测值包括有伪距、伪距率和ADR;伪距测量的是卫星至定位设备的几何距离;伪距率观测值测量的是定位设备与卫星相对运动产生的多普勒效应;ADR测量的是卫星至定位设备几何距离变化量。
基于图4所示的通信系统,本申请的定位方法的具体流程可以如下:该卫星或者该CORS系统向该待定位终端发送卫星观测数据,其中,该卫星观测数据包括基站观测信息、伪距观测信息、载波相位观测信息、载噪比观测信息、多普勒观测信息;该待定位终端根据该卫星观测数据确定该待定位终端的概略位置;然后该待定位终端将该概略位置发送至该定位设备;然后该定位设备可以根据NTRIP协议向该城市三维模型服务器向送该终端设备的概略位置,并从该城市三维模型服务器获取基于该待定位终端的概略位置的建筑物三维信息;该定位设备根据该建筑物三维信息以及卫星信号载噪比计算卫星可视概率;最后该定位设备融合该卫星可视概率以及RTK差分定位技术确定该待定位终端的定位信息;该定位设备将该待定位终端的定位信息发送至该待定位终端。
可以理解的是,在该定位方法应用于独立于待定位终端的定位设备时,该定位设备还可以直接接收到该终端设备发送的概略位置、建筑物三维信息、星历以及卫星观测数据。即只要可以实现该待定位终端的定位即可,具体实现方式,此处不做限定。
结合上述描述,下面对本申请中定位方法进行描述,具体请参阅图5所示,本实施例中,以待定位终端为定位执行主体进行说明,下面均以终端设备指示该待定位终端。本申请中定位方法的一个实施例包括:
501、终端设备向CORS系统发送请求消息,该请求消息用于请求该CORS系统播发星历和和卫星观测数据。
该终端设备在进行定位时,向CORS系统发送请求消息,此时,该请求消息用于向该CORS系统申请当前定位卫星的星历以及卫星观测数据。
本实施例中,该星历是指在GPS测量中,天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表,它是时间的函数。具体应用中有“广播星历”与后处理“精密星历”之分。
该卫星观测数据可以包括基站观测信息、伪距观测信息、载波相位观测信息、载噪比观测信息、多普勒观测信息。
502、该终端设备接收该CORS系统发送的星历和卫星观测数据。
该CORS系统在接收到该终端设备的请求消息之后,向该终端设备发送当前的星历以卫星观测数据。
503、该终端设备根据该星历和该卫星观测数据确定该终端设备的概略位置。
该终端设备在获取到该星历和该卫星观测数据之后,该终端设备使用该卫星观测数据中的伪距观测值以及星历用最小二乘计算得到的概略位置。
可以理解的是,该概略位置也可以理解为该终端设备根据该星历和该卫星观测数据确定出的一个初始定位信息。比如该终端设备当前实际所处的位置为A,而该概略位置为该终端处于位置B,其中,该位置B与位置A之间距离相差为M米。
504、该终端设备获取自身接收的卫星信号的卫星信号载噪比。
本实施例中,载噪比(信噪比)是用来标示载波与载波噪音关系的标准测量尺度,通常记作CNR或者C/N(dB)。高的载噪比可以提供更好的网络接收率、更好的网络通信质量以及更好的网络可靠率。载噪比中,载波的功率用Pc表示,噪音的功率用Pn表示。那么载噪比的分贝单位公式表示为:C/N=10lg(Pc/Pn)。载噪比与信噪比相似为表示网络信道质量的尺度。但是信噪比通常在实际应用中使用。载噪比则用于卫星通讯系统中。最佳的天线排列可以得到最佳载噪比值。
由上述描述可知,该终端设备在接收到导航卫星发送的卫星信号之后可以通过该卫星信号的载波功率以该卫星信号的噪间功率得到该卫星信号的卫星信号载噪比。
505、该终端设备将该概略位置发送至城市三维模型服务器。
该终端设备通过NTRIP协议或者其他可能通信协议将该概略位置发送至该城市三维模型服务器。
可以理解的是,该城市三维模型是在二维地理信息基础上制作出的一种三维模型,经过程序开发,已发展成为三维地理信息系统,可以利用该系统分析城市的自然要素和建设要素,用户通过交互操作,得到一种真实、直观的虚拟城市环境感受。而本实施例中的城市三维模型服务器也可以理解为城市三维模型数据库。
506、该城市三维模型服务器根据该概略位置确定建筑物三维信息。
该城市三维模型服务器在获取到该终端设备的概略位置之后,从数据库中找该概略位置所处的区域,然后获取该概略位置附近各个建筑物的建筑物三维信息。可以理解的是,该建筑物三维信息包括各个建筑物的坐标、长、宽、高、面积、体积、方位角、坡度、转弯半径等等信息。如图6所示,该终端设备的概略位置为B,该城市三维模型服务器根据该位置B获取到其周边的建筑物为C、D、E,则该建筑物三维信息将包括建筑物C、建筑物D和建筑物E的三维信息。
507、该终端设备接收该城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息。
该城市三维模型服务器在获取到基于该终端设备的概略位置的建筑物三维信息之后,将该建筑物三维信息反馈到该终端设备。
508、该终端设备根据该概略位置、该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,其中,该目标卫星为该终端设备接收到卫星信号的对应卫星,该卫星可视概率用于指示该目标卫星相对该终端设备处于可视状态的概率值。
该终端设备可以接收多个导航卫星的卫星信号,因此在本实施例中,该终端设备可以根据其概略位置、建筑物三维信息以及多个卫星的卫星信号载噪比计算得到各个卫星的卫星可视概率。
一种可能实现方式中,该终端设备根据该概略位置、该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比计算得到该目标卫星的卫星视概率可以采用如下技术方案:
该终端设备根据该建筑物三维信息和该概略位置计算得到卫星可视化分布信息,该卫星可视化分布信息用于指示该终端设备可以接收到卫星信号的对应卫星的可视化状态;然后该终端设备再根据该卫星信号载噪比和该卫星可视化分布信息计算得到该卫星可视概率。
可选的,该终端设备根据该建筑物三维信息和该概略位置计算得到卫星可视化分布信息时,具体可以采用如下一种示例性方案:
在根据该建筑物三维信息确定在该方位角无建筑物遮挡时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态;在根据该建筑物三维信息确定在该方位角有建筑物遮挡时,根据该建筑物三维信息和该方位角计算得到建筑物与该待定位终端所处位置的交点K以及交点K的坐标信息;根据该交点K的坐标信息和计算得到该目标卫星相对于该交点K的高度角和方位角;在该目标卫星相对该待定位终端的高度角小于或等于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为不可视状态;在该目标卫星相对该待定位终端的高度角大于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态。
可选的,该终端设备在根据该卫星可视化分布信息和该卫星信号载噪比计算得到卫星可视概率时可以彩如下技术方案:
该终端设备根据该卫星可视化分布信息获取N个卫星的可视状态值,该N取值于该待定位终端连接的卫星数量;根据该卫星信号载噪比计算该N个卫星的载噪比状态值;根据该N个卫星的可视信息和该N个卫星的载噪比状态值计算得到该N个卫星的卫星可视概率。
一种示例性场景中,该终端设备计算该卫星可视分布信息可以如下:
假设该终端设备i的地心地固坐标系(Earth-Centered,Earth-Fixed,ECEF)的坐标为ri,该终端设备i接收到卫星信号的对应卫星j的ECEF坐标为rj,此时可以根据下述公式(1)、公式(2)和公式(3)计算卫星j相对于终端设备i的高度角和方位角,即
其中,为卫星j相对于终端设备i的高度角,/>为卫星j相对于终端设备i的方位角;在求解出该终端设备相对于该卫星的高度角和方位角之后,针对该终端设备的概略位置和基于该终端设备的概略位置的建筑物三维信息,若终端设备在方位角/>处无建筑物遮挡,则卫星j对于终端设备是可视状态;若终端设备在方位角/>处有建筑物遮挡,则根据建筑物三维信息确定该建筑物的三维模型,并根据该建筑物三维模型求出建筑物最高处边缘与终端设备的方位角/>处射线的交点K,如图7所示。假设交点K的坐标为rk,根据下述公式(4)、公式(5)和公式(6)计算卫星j相对于交点K的高度角和方位角,即
式中,为卫星j相对于交点K的高度角,/>为卫星j相对于交点K的方位角,且如图7所示,K点为建筑物最高处边缘与终端设备在方位角/>处射线的交点,i和j为终端设备和卫星,2和3为可视区域,1和4为不可视区域;
当时,则卫星j对于终端设备i是可视的;
当时,则卫星j对于终端设备i是不可视的;
对该终端设备接收到卫星信号的所有卫星做上述处理,即可得初步卫星可视化分布信息;由上述步骤可得到以该终端设备为中心位置的卫星可视分布信息,如图8和图9所示。当卫星位于图8右侧图中白色区域时可视,当卫星位于图8右侧图中阴影区域时不可视,黑线表示卫星可视区域的边界线;图9中浅灰色(比如图9右侧标号为14、88、31、10、93的卫星)卫星表示可视卫星,深灰色卫星(比如图9右侧标号为12、15、25、95的卫星)表示不可视卫星。
假设该终端设备接收到N颗卫星的卫星信号,则可由上述步骤计算出N颗卫星的可视信息为其中,/>
与此同时,假设N颗卫星信号的载噪比为则根据N颗卫星的可视信息Ω和载噪比Φ可计算出卫星可视概率/>
其中,
其中,该至/>用于指示N个目标卫星的可视信息,为可视状态时取值为1,为不可视状态时取值为0,该/>至/>用于指示N个目标卫星的卫星信号载噪比,该a0、该a1、该a2、该c、该d、该smin和该smax为已知常数值。/>
可以理解的是,本实施例中,该建筑物三维信息与该卫星信号载噪比的获取并无时间上的限制,即可以在执行获取该建筑物三维信息的动作时也执行测量该卫星信号载噪比的动作;也可以先执行获取该建筑物三维信息的动作然后再执行测量该卫星信号载噪比的动作;也可以先执行测量该卫星信号载噪比的动作然后再执行获取该建筑物三维信息的动作。只要可以实现该终端设备获取到该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比即可,具体情况此处不做限制。
509、该终端设备根据该卫星可视概率和该RTK差分定位技术确定该终端设备的定位信息,该定位信息包括该终端设备所处位置的经度、纬度以及高度。
本实施例中,该终端设备获取到该卫星可视概率之后,融合该卫星可视概率和RTK差分定位技术确定该终端设备的定位信息,该定位信息包括该终端设备所处位置的经度、纬度以及高度。
一个示例性方案中,该终端设备融合该卫星可视概率和该RTK差分定位技术确定该终端设备的定位信息的具体流程可以如下:
该终端设备根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比计算卫星观权矩阵,并根据该卫星观测数据构建RTK差分方程;然后该终端设备利用高斯-牛顿迭代法对该卫星观测矩阵和该RTK差分方程进行计算得到该终端设备的定位信息。
可以理解的是,该终端设备根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比计算卫星观测权矩阵的一个示例性方案可以如下:
该终端设备根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比构建终端端伪距观测权矩阵和终端载波相位观测权矩阵,其中,该终端伪距观测权矩阵和该终端载波相位观测权矩阵作为该卫星观测权矩阵。其中,该终端伪距观测权矩阵为:
该终端载波相位观测权矩阵为:
其中,该用于指示该终端伪距观测权矩阵,该/>用于指示该终端载波相位观测权矩阵,该/>至/>用于指示N个目标卫星的卫星信号载噪比,该/>和该/>用于指示该卫星可视概率,该N用于指示该待定位终端可接收卫星信号的卫星数量,该N为正整数。
可以理解的是,该终端设备还可以构建基站伪距观测权矩阵和基站载波相位观测权矩阵,具体方式与上述方案类似,具体此处不再赘述。
可以理解的是,该终端设备根据该卫星观测数据构建RTK差分方程的具体过程可以如下:该终端设备根据该终端设备与卫星的伪距以及该终端设备与卫星的载波相位观测值构建RTK差分定位约束方程;然后再根据该RTK差分定位约束方程构建该RTK差分约束修正方程,其中,该RTK差分定位约束方程和该RTK差分约束修正方程作为该RTK差分方程。
其中,该RTK差分定位约束方程为:
其中,表示该终端设备与卫星j的几何距离, 以此类推;/>为双差电离层延迟,/>为双差对流层延迟;卫星1为参考卫星,该为常数,该λ为卫星发送的卫星信号的波长,该/>用于指示该终端设备与卫星之间的伪距,该/>指示该终端设备与卫星之间的载波相位预测值;
该RTK差分约束修正方程为:
其中,该Hi为雅克比矩阵,该δx为修正矩阵;
而
该为该终端设备至卫星的单位观测向量,该λ为卫星发送卫星信号的波长,该δr和该/>为用于指示修正量,为常数。
在此方案中,该终端设备利用高斯-牛顿迭代法对该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程进行计算得到定位信息时,具体流程可以如下:
该终端设备根据该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程确定估计参数修正量方程,并获取初始估计参数;然后再利用高斯-牛顿迭代法和该估计参数修正量方程迭代计算得到估计参数修正量;在该估计参数修正量满足预设条件时,该终端设备根据该估计参数修正量更新该初始估计参数得到目标估计参数,并输出该目标估计参数,该目标估计参数作为该终端设备的定位信息;
其中,该估计参数修正量方程为:
该Δxk用于指示估计参数修正量,该Hik用于指示雅克比矩阵,该T用于指示对该雅克比矩阵求转秩,该用于指示该终端伪距观测权矩阵,该/>用于指示终端载波相位观测权矩阵,该/>用于指示该RTK差分约束修正方程,该zρi和该/>用于指示该RTK差分定位约束方程。
本实施例中根据估计参数修正量更新该初始估计参数的过程,可以是将前一次的估计参数加上估计参数修正量得到下一次的估计参数。具体方式可以如下:xk+1=xk+Δxk;
其中,该Δxk用于指示第K次迭代得到的估计参数修正量,该xk用于指示第K次更新后的估计参数,该xk+1用于指示第K+1次更新得到的估计参数。
而该估计参数需要满足的预设条件可以如下:||Δxρ,k||<10-4,即该第ρ次得到的估计参数与第K次得到的估计参数之间的差值要小于10-4。也可以理解为更新迭代得到的估计参数修正量需要小于10-4时,输出下一次迭代更新得到的估计参数。比如第n次更新得到的估计参数修正量小于10-4,则输出第n+1次更新得到的估计参数。
可以理解的是,本实施例中,该终端设备在确定得到该定位信息之后,还可以将该定位信息发送至该CORS系统以及城市三维模型服务器,以使得该CORS系统和该城市三维模型服务器更新该终端设备的位置信息,从而优化定位信息。
下面对本申请中的定位装置进行详细描述,请参阅图10,图10为本申请实施例中出定位装置的一个实施例示意图,定位装置20包括:
获取模块201,用于获取待定位终端的概略位置;获取该待定位终端接收的卫星信号的卫星信号载噪比;
发送模块202,用于将该概略位置发送至城市三维模型服务器;
接收模块203,用于接收该城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息,该建筑物三维信息为该城市三维模型服务器根据该概略位置计算得到;
处理模块204,根据该概略位置、该建筑物三维信息和该卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,该目标卫星为该待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,该卫星可视概率用于指示该目标卫星相对该待定位终端处于可视状态的概率值;利用该卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到该待定位终端的定位信息,该定位信息包括该待定位终端所处位置的经度、纬度以及高度。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,在获取到待定位终端的概略位置之后,获取该待定位终端所处环境下的建筑物三维信息,并根据该建筑物三维信息和该待定位终端接收到的卫星信号载噪比确定卫星可视概率,即确定该待定位终端与卫星之间是否有遮挡,从而确定卫星信号的精度,最后再根据卫星信号的精度与RTK差分定位计算该待定位终端的最终定位信息,这样将待定位终端接收到卫星信号的精度与RTK差分定位计算进行融合,提高了终端平面定位精度。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
处理模块204,具体用于根据该建筑物三维信息和该概略位置计算得到卫星可视化分布信息,该卫星可视化分布信息用于指示该待定位终端可接收到卫星信号的对应卫星的可视化状态;根据该卫星信号载噪比和该卫星可视化分布信息计算得到该卫星可视概率。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,根据建筑物三维信息计算可视化分布信息,然后根据可视化分布信息和卫星信号载噪比计算得到卫星可视概率,由此,增加了对卫星可视概率的计算精度,从而提升数据处理的可靠性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,该处理模块204,具体用于根据该概略位置和该目标卫星的位置确定该目标卫星相对该待定位终端的高度角和方位角;
在根据该建筑物三维信息确定在该方位角无建筑物遮挡时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态;
在根据该建筑物三维信息确定在该方位角有建筑物遮挡时,根据该建筑物三维信息和该方位角计算得到建筑物与该待定位终端所处位置的交点K以及交点K的坐标信息;
根据该交点K的坐标信息和计算得到该目标卫星相对于该交点K的高度角和方位角;
在该目标卫星相对该待定位终端的高度角小于或等于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为不可视状态;
在该目标卫星相对该待定位终端的高度角大于该目标卫星相对于该交点K的高度角时,确定该目标卫星相对于该待定位终端为可视状态。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,可以根据待定位终端的概率位置确定与该待定位终端相连的卫星的可视状态,从而实现对该卫星信号的精度的分类,从而提升待定位终端的定位准确度。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
处理模块204,具体用于根据该卫星可视化分布信息获取N个卫星的可视状态值,该N取值于该待定位终端连接的卫星数量;
根据该卫星信号载噪比计算该N个卫星的载噪比状态值;
根据该N个卫星的可视信息和该N个卫星的载噪比状态值计算得到该N个卫星的卫星可视概率。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,增加了由卫星可视化分布信息至卫星可视概率的计算过程,从而增加了整个方案的可实现性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
处理模块204,具体用于根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比计算卫星观测权矩阵,并根据该卫星观测数据构建RTK差分方程;
利用高斯-牛顿迭代法对该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程进行计算得到该待定位终端的定位信息。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,构建卫星观测权矩阵和RTK差分方程,并利用高斯-牛顿迭代法对该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程进行计算,从而提升该待定位终端的定位信息的准确性和可靠性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,该处理模块204,具体用于根据该卫星可视概率和该卫星信号载噪比构建终端伪距观测权矩阵和终端载波相位观测权矩阵,该终端伪距观测权矩阵和该终端载波相位观测权矩阵作为该卫星观测权矩阵。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,提供了该卫星观测权矩阵的具体实现方式,从而提升方案的可行性和可操作性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,该处理模块204,具体用于根据该待定位终端与卫星的伪距以及该待定位终端与卫星的载波相位观测值构建RTK差分定位约束方程;
根据该RTK差分定位约束方程构建RTK差分约束修正方程,其中,该RTK差分约束修正方程与该RTK差分定位约束方程作为该RTK差分方程。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,提供了该RTK差分方法的具体实现方式,从而提升方案的可行性和可操作性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,处理模块204,具体用于根据该卫星观测权矩阵和该RTK差分方程确定估计参数修正量方程;
获取初始估计参数x0;
利用高斯-牛顿迭代法和该估计参数修正量方程迭代计算得到估计参数修正量Δxk,并根据该估计参数修正量Δxk迭代更新该初始估计参数x0得到估计参数xk,其中该k用于指示迭代次数;
在该估计参数xk满足预设条件时,输出该估计参数xk,该估计参数xk作为该待定位终端的定位信息。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,此外,提供了该高斯-牛顿迭代方法的更新迭代过程,从而提升方案的可行性和可操作性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
该处理模块204,具体用于根据终端伪距观测权矩阵、终端载波相位观测权矩阵、该RTK差分定位约束方程和该RTK差分约束修正方程确定该估计参数修正量方程。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,提供了该估计参数修正量方程的具体构建方式,从而提供了方案的可实行性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
该处理模块,具体用于将该初始估计参数x0与估计参数修正量Δx1相加得到第一次迭代更新后的估计参数x1;将该估计参数x1与估计参数修正量Δx2相加得到第二次迭代更新后的估计参数x2;依此类推,得到第k次迭代更新后的该估计参数xk。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,提供该估计参数迭代更新的具体实现方式,由此,提升方案的可行性和可操作性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
获取模块201,具体用于获取卫星连续运行参考站系统CORS发送的星历和卫星观测数据,该卫星观测数据为相对于该待定位终端的卫星观测数据;
根据该星历和和该卫星观测数据得到该概略位置。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,可以更直接的获取该待定位终端的概略位置,提升定位的方便性。
可选地,在上述图10所对应的实施例的基础上,本申请实施例提供的定位装置20的另一实施例中,
获取模块201,具体用于获取该待定位终端发送的星历和卫星观测数据,该卫星观测数据为相对于该待定位终端的卫星观测数据;
根据该星历和和该卫星观测数据得到该概略位置。
本申请实施例中,提供了一种定位装置。采用上述装置,使用另外的定位装置来实现定位过程,从而避免了终端设备进行定位对于硬件限制,可以提升定位的计算速度。
本申请提供的定位装置可用于服务器,请参阅图11,图11是本申请实施例提供的一种服务器结构示意图,该服务器300可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上中央处理器(central processing units,CPU)322(例如,一个或一个以上处理器)和存储器332,一个或一个以上存储应用程序342或数据344的存储介质330(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器332和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出),每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,中央处理器322可以设置为与存储介质330通信,在服务器300上执行存储介质330中的一系列指令操作。
服务器300还可以包括一个或一个以上电源326,一个或一个以上有线或无线网络接口350,一个或一个以上输入输出接口358,和/或,一个或一个以上操作系统341,例如Windows ServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM等等。
上述实施例中终端设备所执行的步骤也可以应用于基于该图11所示的服务器结构。
本申请提供的定位装置可用于终端设备,请参阅图12,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分,具体技术细节未揭示的,请参照本申请实施例方法部分。在本申请实施例中,以终端设备为智能手机为例进行说明:
图12示出的是与本申请实施例提供的终端设备相关的智能手机的部分结构的框图。参考图12,智能手机包括:射频(radio frequency,RF)电路410、存储器420、输入单元430、显示单元440、传感器450、音频电路460、无线保真(wireless fidelity,WiFi)模块470、处理器480、以及电源490等部件。本领域技术人员可以理解,图12中示出的智能手机结构并不构成对智能手机的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图12对智能手机的各个构成部件进行具体的介绍:
RF电路410可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,给处理器480处理;另外,将设计上行的数据发送给基站。通常,RF电路410包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(low noiseamplifier,LNA)、双工器等。此外,RF电路410还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯系统(globalsystem of mobile communication,GSM)、通用分组无线服务(general packet radioservice,GPRS)、码分多址(code division multiple access,CDMA)、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)、长期演进(long term evolution,LTE)、电子邮件、短消息服务(short messaging service,SMS)等。
存储器420可用于存储软件程序以及模块,处理器480通过运行存储在存储器420的软件程序以及模块,从而执行智能手机的各种功能应用以及数据处理。存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据智能手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器420可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元430可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与智能手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,输入单元430可包括触控面板431以及其他输入设备432。触控面板431,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板431上或在触控面板431附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的,触控面板431可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器480,并能接收处理器480发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板431。除了触控面板431,输入单元430还可以包括其他输入设备432。具体地,其他输入设备432可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元440可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及智能手机的各种菜单。显示单元440可包括显示面板441,可选的,可以采用液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)、有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)等形式来配置显示面板441。进一步的,触控面板431可覆盖显示面板441,当触控面板431检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器480以确定触摸事件的类型,随后处理器480根据触摸事件的类型在显示面板441上提供相应的视觉输出。虽然在图12中,触控面板431与显示面板441是作为两个独立的部件来实现智能手机的输入和输入功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板431与显示面板441集成而实现智能手机的输入和输出功能。
智能手机还可包括至少一种传感器450,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板441的亮度,接近传感器可在智能手机移动到耳边时,关闭显示面板441和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别智能手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于智能手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
音频电路460、扬声器461,传声器462可提供用户与智能手机之间的音频接口。音频电路460可将接收到的音频数据转换后的电信号,传输到扬声器461,由扬声器461转换为声音信号输出;另一方面,传声器462将收集的声音信号转换为电信号,由音频电路460接收后转换为音频数据,再将音频数据输出处理器480处理后,经RF电路410以发送给比如另一智能手机,或者将音频数据输出至存储器420以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术,智能手机通过WiFi模块470可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图12示出了WiFi模块470,但是可以理解的是,其并不属于智能手机的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器480是智能手机的控制中心,利用各种接口和线路连接整个智能手机的各个部分,通过运行或执行存储在存储器420内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器420内的数据,执行智能手机的各种功能和处理数据,从而对智能手机进行整体监测。可选的,处理器480可包括一个或多个处理单元;可选的,处理器480可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器480中。
智能手机还包括给各个部件供电的电源490(比如电池),可选的,电源可以通过电源管理系统与处理器480逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
尽管未示出,智能手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等,在此不再赘述。
上述实施例中由终端设备所执行的步骤可以基于该图12所示的终端设备结构。
本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如前述各个实施例描述的方法。
本申请实施例中还提供一种包括程序的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行前述各个实施例描述的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,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,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的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,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者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者全部单元来实现本实施例方案的目的。
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,也可以是各个单元单独物理存在,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。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,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,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。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)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种定位方法,其特征在于,包括:
获取待定位终端的概略位置;
获取所述待定位终端接收的卫星信号的卫星信号载噪比;
将所述概略位置发送至城市三维模型服务器;
接收所述城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息,所述建筑物三维信息为所述城市三维模型服务器根据所述概略位置计算得到;
根据所述概略位置、所述建筑物三维信息和所述卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,所述目标卫星为所述待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,所述卫星可视概率用于指示所述目标卫星相对所述待定位终端处于可视状态的概率值;
利用所述卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到所述待定位终端的定位信息,所述定位信息包括所述待定位终端所处的位置的经度、纬度以及高度。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述概略位置、所述建筑物三维信息和所述卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率包括:
根据所述建筑物三维信息和所述概略位置计算得到卫星可视化分布信息,所述卫星可视化分布信息用于指示所述待定位终端可接收到卫星信号的对应卫星的可视化状态;
根据所述卫星信号载噪比和所述卫星可视化分布信息计算得到所述卫星可视概率。
3.根据权利要求2所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述建筑物三维信息和所述概略位置计算得到卫星可视化分布信息包括:
根据所述概略位置和所述目标卫星的位置确定所述目标卫星相对所述待定位终端的高度角和方位角;
在根据所述建筑物三维信息确定在所述方位角无建筑物遮挡时,确定所述目标卫星相对于所述待定位终端为可视状态;
在根据所述建筑物三维信息确定在所述方位角有建筑物遮挡时,根据所述建筑物三维信息和所述方位角计算得到建筑物与所述待定位终端所处位置的交点K以及交点K的坐标信息;
根据所述交点K的坐标信息和计算得到所述目标卫星相对于所述交点K的高度角和方位角;
在所述目标卫星相对所述待定位终端的高度角小于或等于所述目标卫星相对于所述交点K的高度角时,确定所述目标卫星相对于所述待定位终端为不可视状态;
在所述目标卫星相对所述待定位终端的高度角大于所述目标卫星相对于所述交点K的高度角时,确定所述目标卫星相对于所述待定位终端为可视状态。
4.根据权利要求2或3所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述卫星信号载噪比和所述卫星可视化分布信息计算得到所述卫星可视概率包括:
根据所述卫星可视化分布信息获取N个卫星的可视状态值,所述N取值于所述待定位终端连接的卫星数量;
根据所述卫星信号载噪比计算所述N个卫星的载噪比状态值;
根据所述N个卫星的可视信息和所述N个卫星的载噪比状态值计算得到所述N个卫星的卫星可视概率。
5.根据权利要求2所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述卫星可视概率和实时动态RTK差分定位技术得到所述待定位终端的定位信息包括:
根据所述卫星可视概率和所述卫星信号载噪比计算卫星观测权矩阵,并根据所述卫星观测数据构建RTK差分方程;
利用高斯-牛顿迭代法对所述卫星观测权矩阵和所述RTK差分方程进行计算得到所述待定位终端的定位信息。
6.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述卫星可视概率和所述卫星信号载噪比计算卫星观测权矩阵包括:
根据所述卫星可视概率和所述卫星信号载噪比构建终端伪距观测权矩阵和终端载波相位观测权矩阵,所述终端伪距观测权矩阵和所述终端载波相位观测权矩阵作为所述卫星观测权矩阵。
7.根据权利要求5或6所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述卫星观测数据构建RTK差分方程包括:
根据所述待定位终端与卫星的伪距以及所述待定位终端与卫星的载波相位观测值构建RTK差分定位约束方程;
根据所述RTK差分定位约束方程构建RTK差分约束修正方程,其中,所述RTK差分约束修正方程与所述RTK差分定位约束方程作为所述RTK差分方程。
8.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,所述利用高斯-牛顿迭代法对所述卫星观测权矩阵和所述RTK差分方程进行计算得到所述待定位终端的定位信息包括:
根据所述卫星观测权矩阵和所述RTK差分方程确定估计参数修正量方程;
获取初始估计参数x0;
利用高斯-牛顿迭代法和所述估计参数修正量方程迭代计算得到估计参数修正量Δxk,并根据所述估计参数修正量Δxk迭代更新所述初始估计参数x0得到估计参数xk,其中所述k用于指示迭代次数;
在所述估计参数xk满足预设条件时,输出所述估计参数xk,所述估计参数xk作为所述待定位终端的定位信息。
9.根据权利要求8所述定位方法,其特征在于,所述根据所述卫星观测权矩阵和所述RTK差分方程确定估计参数修正量方程包括:
根据终端伪距观测权矩阵、终端载波相位观测权矩阵、所述RTK差分定位约束方程和所述RTK差分约束修正方程确定所述估计参数修正量方程。
10.根据权利要求8所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述估计参数修正量Δxk迭代更新所述初始估计参数x0得到估计参数xk包括:
将所述初始估计参数x0与估计参数修正量Δx1相加得到第一次迭代更新后的估计参数x1;
将所述估计参数x1与估计参数修正量Δx2相加得到第二次迭代更新后的估计参数x2;
依此类推,得到所述估计参数xk。
11.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述获取待定位终端所处的概略位置包括:
获取卫星连续运行参考站系统CORS发送的星历和卫星观测数据,所述卫星观测数据为相对于所述待定位终端的卫星观测数据;
根据所述星历和和所述卫星观测数据得到所述概略位置。
12.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述获取待定位终端所处的概略位置包括:
获取所述待定位终端发送的星历和卫星观测数据,所述卫星观测数据为相对于所述待定位终端的卫星观测数据;
根据所述星历和和所述卫星观测数据得到所述概略位置。
13.一种定位装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取待定位终端的概略位置;获取所述待定位终端接收的卫星信号的卫星信号载噪比;
发送模块,用于将所述概略位置发送至城市三维模型服务器;
接收模块,用于接收所述城市三维模型服务器发送的建筑物三维信息,所述建筑物三维信息为所述城市三维模型服务器根据所述概略位置计算得到;
处理模块,根据所述概略位置、所述建筑物三维信息和所述卫星信号载噪比计算得到目标卫星的卫星可视概率,所述目标卫星为所述待定位终端接收到卫星信号的对应卫星,所述卫星可视概率用于指示所述目标卫星相对所述待定位终端处于可视状态的概率值;利用所述卫星可视概率和实时动态RTK差分定位计算得到所述待定位终端的定位信息,所述定位信息包括所述待定位终端所处位置的经度、纬度以及高度。
14.一种计算机设备,其特征在于,包括:存储器、处理器以及总线系统;
其中,所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行所述存储器中的程序,所述处理器用于根据程序代码中的指令执行权利要求1至12中任一项所述的方法;
所述总线系统用于连接所述存储器以及所述处理器,以使所述存储器以及所述处理器进行通信。
15.一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1至12中任一项所述的方法。
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