RU2498347C2 - Система и способ определения координат опорного местоположения - Google Patents

Система и способ определения координат опорного местоположения Download PDF

Info

Publication number
RU2498347C2
RU2498347C2 RU2011120248/07A RU2011120248A RU2498347C2 RU 2498347 C2 RU2498347 C2 RU 2498347C2 RU 2011120248/07 A RU2011120248/07 A RU 2011120248/07A RU 2011120248 A RU2011120248 A RU 2011120248A RU 2498347 C2 RU2498347 C2 RU 2498347C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
location
components
reference location
base station
current estimated
Prior art date
Application number
RU2011120248/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011120248A (ru
Inventor
Ян МАКМАНУС
Original Assignee
Лэйка Геосистемс Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2008906307A external-priority patent/AU2008906307A0/en
Application filed by Лэйка Геосистемс Аг filed Critical Лэйка Геосистемс Аг
Publication of RU2011120248A publication Critical patent/RU2011120248A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2498347C2 publication Critical patent/RU2498347C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
    • G01S19/071—DGPS corrections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/50—Determining position whereby the position solution is constrained to lie upon a particular curve or surface, e.g. for locomotives on railway tracks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к определению местоположения, и может быть использовано для определения опорного местоположения базовой станции в дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС). Технический результат заключается в обеспечении возможности определения опорного местоположения базовой станции с высокой заданной точностью. Для этого базовая станция включает запоминающее устройство, логический контроллер и ГНСС-приемник. Сохраненные опорные местоположения хранятся в запоминающем устройстве в виде наборов координат, ГНСС-приемник определяет текущее оценочное местоположение базовой станции в виде набора координат, содержащего компоненты. При этом логический контроллер считывает сохраненное опорное местоположение и преобразует компоненты сохраненного опорного местоположения и компоненты текущего оценочного местоположения в формат двоичной строки, после чего устанавливают совпадение текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением путем установления совпадения компонент двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению. Если установлено, что сохраненное опорное местоположение совпадает с текущим оценочным местоположением, принимают сохраненное местоположение в качестве опорного местоположения базовой станции. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системе и способу определения опорного местоположения. В частности, изобретение относится к системе и способу определения опорного местоположения в дифференциальных глобальных навигационных спутниковых системах - ДГНСС (DGNSS), таких как дифференциальные глобальные системы определения местоположения (DGPS).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Во многих случаях для определения местоположения, например, геодезического прибора, транспортного средства или им подобных объектов используют глобальные навигационные спутниковые системы, такие как GPS, ГЛОНАСС или GALILEO. Такие глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) основаны на приеме сигналов со спутников.
ДГНСС являются спутниковыми системами определения местоположения, в которых дифференциальные поправки определяют с использованием базовой станции, расположенной в месте с точно известным местоположением (опорным местоположением), и которые затем передают на ГНСС-приемник подвижного объекта для повышения точности определения его местоположения. Базовая станция имеет ГНСС-приемник, точное местоположение которого известно, благодаря чему вычисляют дифференциальную поправку на основе сравнения полученных зондирующих сигналов в ГНСС с теми, которые предполагалось бы получить для известного местоположения. Дифференциальную поправку передают на приемник подвижного объекта по радиоканалу, чтобы в режиме реального времени дополнить зондирующие сигналы в ГНСС, полученные приемником подвижного объекта, и таким образом обеспечить более точное определение местоположения. В другом примере базовая станция передает значения координат точки с известным местоположением вместе с фактическими значениями зондирующих сигналов, полученных приемником базовой станции, ГНСС-приемник подвижного объекта использует эти данные для вычисления того, что специалистам в данной области техники известно как "единичные наблюдения отличий", которые используют для вычисления местоположения приемника подвижного объекта относительно местоположения базовой станции. Относительное местоположение приемника подвижного объекта преобразуют в абсолютное местоположение путем добавления разницы к ранее определенному местоположению приемника подвижного объекта. Несмотря на то что оба примера определения координат местоположения приемника подвижного объекта явно разные, полученные результаты определения местоположения являются с математической точки зрения эквивалентными.
Причиной возникновения погрешностей в ГНСС, которые корректируют посредством дифференциальных методов, чаще всего являются атмосферные факторы, такие как количество водяного пара в тропосфере или помехи в ионосфере, вызванные солнечными вспышками. Эти факторы не влияют на указанную погрешность на больших расстояниях, но оказывают значительное влияние на коротких расстояниях. Таким образом, ГНСС обеспечивает более высокую точность определения местоположения в зависимости от того, насколько близко базовая станция находится к подвижному приемнику, поскольку в таком случае факторы окружающей среды оказывают одинаковое влияние на эти два приемника. Чтобы можно было передавать дифференциальную поправку с базовой станции на приемник подвижного объекта в том случае, когда для передачи дифференциальной поправки используют радиоканал, базовая станция и приемник должны находиться достаточно близко друг к другу. Одним из недостатков такого метода является то, что в случае перемещения базовой станции на другое место требуется много времени для точного определения нового опорного местоположения. При использовании в сельском хозяйстве в большинстве случаев базовую станцию перемещают в места с заранее определенным местоположением.
В патентах US 7400294 и US 6140959 описаны ГНСС, в которых опорное местоположение базовой (опорной) станции привязывают к ранее сохраненному ее местоположению, если расстояние между ранее сохраненным местоположением и текущим местоположением базовой станции меньше, чем заданное расстояние. Однако в этих патентах не описано, как определяют расстояние между этими двумя местоположениями или какой метод используют, чтобы установить соответствие между этими местоположениями.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одним из объектов изобретения является способ определения опорного местоположения базовой станции в дифференциальной ГНСС, включающий: i) определение текущего местоположения базовой станции в виде совокупности компонентов набора координат с помощью ГНСС-приемника, ii) считывание опорного местоположения из одного или более опорных местоположений, хранящихся в запоминающем устройстве базовой станции, iii) преобразование двух или более компонентов из совокупности компонентов наборов координат сохраненного опорного местоположения и текущего оценочного местоположения в формат двоичной строки, iv) установление совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению, v) принятие в качестве опорного местоположения базовой станции одного из сохраненных опорных местоположений, если на этапе установления совпадения установлено совпадение опорного местоположения с текущим оценочным местоположением базовой станции. Предпочтительно, все компоненты набора координат сохраненного опорного местоположения и набора координат текущего оценочного местоположения преобразуют в формат двоичной строки и устанавливают совпадение всех компонентов двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению. Предпочтительно, до установления совпадения между компонентами наборов координат осуществляют преобразование набора координат сохраненного опорного местоположения и/или набора координат текущего оценочного местоположения. Предпочтительно, установление совпадения оценочного текущего местоположения с сохраненным опорным местоположением включает установление совпадения каждого компонента двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с соответствующим компонентом двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению.
Предпочтительно, до установления совпадения между компонентами наборов координат осуществляют преобразование набора координат сохраненного опорного местоположения и/или набора координат текущего оценочного местоположения. Преобразование наборов координат предпочтительно включает перенос компонентов наборов координат на фиксированную величину для того, чтобы наборы координат содержали только положительные компоненты. Преобразование может также включать масштабирование компонентов наборов координат после упомянутого переноса.
Предпочтительно, способ включает вычисление нового опорного местоположения и принятие его в качестве нового опорного местоположения базовой станции, если ни для одного из сохраненных опорных местоположений не установлено совпадение с текущим оценочным местоположением. Новое опорное местоположение сохраняют в запоминающем устройстве базовой станции в виде сохраненного опорного местоположения.
Опционально, при установлении совпадения компонентов наборов координат принимают во внимание отличия в самом младшем разряде каждого компонента, так что устанавливают совпадение между компонентами, если компоненты отличаются только самыми младшими разрядами.
Согласно изобретению установление совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением включает:
объединение компонентов двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, и объединение компонентов двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению,
подсчет контрольной суммы объединенных компонентов упомянутых двоичных строк для определения итоговой контрольной суммы для текущего оценочного местоположения и для сохраненного опорного местоположения, и
сравнение упомянутых итоговых контрольных сумм для установления совпадения.
Предпочтительно, каждый компонент до объединения округляют до ближайшей кратной величины требуемой точности.
Другим объектом изобретения является система определения опорного местоположения, включающая базовую станцию дифференциальной ГНСС, содержащая:
запоминающее устройство для хранения одного или более сохраненных опорных местоположений в виде набора координат, содержащего компоненты;
ГНСС-приемник для определения текущего оценочного местоположения базовой станции в виде набора координат, содержащего компоненты, и
логический контроллер, выполненный с возможностью:
преобразования двух или более из компонент набора координат сохраненного опорного местоположения и набора координат текущего оценочного местоположения в формат двоичной строки,
установления совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению, и
принятия в качестве опорного местоположения базовой станции одного из сохраненных опорных местоположений, если установлено совпадение опорного местоположения с текущим оценочным местоположением базовой станции.
Предпочтительно, логический контроллер выполнен с возможностью осуществления способа определения опорного местоположения базовой станции, как это определено и описано выше.
Другим объектом изобретения является машиночитаемый носитель с записанной на нем исполняемой программой, при этом программа предназначена для управления работой логического контроллера для выполнения следующих действий:
преобразования двух или более компонент набора координат сохраненного опорного местоположения, хранящихся в запоминающем устройстве, в формат двоичной строки,
преобразования двух или более компонент набора координат текущего оценочного местоположения, определенного ГНСС-приемником, в формат двоичной строки,
установления совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным местоположением путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению, и
принятия в качестве опорного местоположения базовой станции одного из сохраненных опорных местоположений, если установлено совпадение опорного местоположения с текущим оценочным местоположением базовой станции.
Предпочтительно, программа выполнена с возможностью управления работой логического контроллера в соответствии со способом определения опорного местоположения, как это определено и описано выше.
Дополнительные признаки изобретения станут очевидными из следующего детального описания примеров его осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительные примеры осуществления заявляемого изобретения будут описаны более детально ниже со ссылкой на соответствующие чертежи.
На Фиг.1 схематично представлена дифференциальная GPS для управления перемещением транспортного средства, используемая в сельском хозяйстве; включающая систему и способ по настоящему изобретению.
На Фиг.2 схематично изображено используемое в сельском хозяйстве транспортное средство, использующее дифференциальную GPS, представленную на Фиг.1.
На Фиг.3 схематично изображена переносная базовая станция дифференциальной GPS, представленной на Фиг.1.
На Фиг.4 представлена функциональная схема примера выполнения системы определения опорного местоположения согласно настоящему изобретению.
На Фиг.5 представлен вариант основной блок-схемы алгоритма способа определения опорного местоположения согласно настоящему изобретению.
На Фиг.6 представлена детальная блок-схема алгоритма выполнения последовательности действий и преобразования данных в соответствии с настоящим изобретением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет описано применительно к использованию в дифференциальной GPS для управления перемещением сельскохозяйственным транспортным средством, однако его также можно использовать с любой ДГНСС. Представляющие изобретение система и способ определения опорного местоположения позволяют определять опорное местоположение переносной базовой станции в дифференциальной GPS и принимать упомянутое местоположение в качестве опорного местоположения базовой станции.
На Фиг.1 представлен пример осуществления изобретения, в котором для управления перемещением сельскохозяйственного транспортного средства 10 по земельному участку 12 используют дифференциальную GPS. Переносная базовая станция 100, работающая в этой дифференциальной GPS, расположена в опорной точке "А", находящейся вблизи земельного участка 12. Другой земельный участок 14, на котором ранее работало транспортное средство 10, имеет опорную точку "В", в которой при обработке земельного участка 14 была расположена базовая станция 100.
Дифференциальная GPS включает GPS-спутники 16, с которых GPS-сигналы поступают как на базовую станцию 100, так и на приемник транспортного средства 10.
На Фиг.2 изображено транспортное средство 10, включающее GPS-антенну 20 и радиоантенну 22. GPS-приемник 24 транспортного средства 10 получает GPS-сигналы со спутников 16. Радиоприемник (не показан) получает радиосигналы с базовой станции 100, которая передает дифференциальную поправку. Дифференциальная поправка дополняет GPS-сигналы, благодаря чему приемник 24 подвижного объекта может более точно вычислить местоположение.
На Фиг.3 изображен пример выполнения базовой станции 100. Базовая станция 100 имеет GPS-антенну 102, GPS-приемник 104, запоминающее устройство 106, логический контроллер в виде центрального процессора 108 и радиопередатчик 110, имеющий радиоантенну 112. В качестве запоминающего устройства 106 может быть использован машиночитаемый носитель информации с записанной на нем для управления центральным процессором программой последовательного выполнения действий способа определения опорного местоположения, описанного ниже.
В начале работы базовая станция 100 способна определить свое местоположение очень точно как опорное местоположение, выполняя это путем определения опорного положения в соответствии с изобретением. Это может быть выполнено либо посредством привязки к известному сохраненному опорному местоположению (например, местоположения точки "В"), как будет описано более детально со ссылкой на Фиг.4 - Фиг.6, или посредством вычисления нового опорного местоположения, как это хорошо известно специалистам в области техники.
После выполнения самонастройки, имеющей целью определение своего опорного местоположения, базовая станция 100 может определять дифференциальную поправку и передавать ее по радиоканалу на GPS-приемник 24 транспортного средства 10.
На Фиг.4 изображена функциональная схема базовой станции 100 и потоки данных между соответствующими компонентами базовой станции 100. Базовая станция получает GPS-сигналы с GPS-спутников 16 и передает дифференциальную поправку на GPS-приемник 24 подвижного объекта.
Как показано на Фиг.4, GPS-приемник 104 определяет текущее оценочное местоположения базовой станции 100 и передает данные текущего оценочного местоположения на центральный процессор 108. Сохраненные опорные местоположения хранятся в запоминающем устройстве 106 и считываются центральным процессором 108 в начале работы для установления совпадения с текущим оценочным местоположением, чтобы принять опорное местоположение для базовой станции 100. Способ установления совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением, выполняемый центральным процессором 108, описывается в общих чертах со ссылкой на Фиг.5 и более детально - со ссылкой на Фиг.6. Как только принято опорное местоположение базовой станции 100, центральный процессор 108 вычисляет дифференциальную поправку, которая передается на приемник 24 подвижного средства по радиопередатчику 110 базовой станции 100.
На Фиг.5 показана блок-схема алгоритма 200 способа определения опорного местоположения в соответствии с одним примером изобретения. В соответствии с этим способом GPS-приемник 104 определяет текущее оценочное местоположение базовой станции 100 (шаг 202). Центральный процессор 108 считывает из запоминающего устройства 106 сохраненные опорные местоположения (шаг 204).
Текущее оценочное местоположение и сохраненные опорные местоположения представлены в в виде трехкомпонентного набора координат (X, Y, Z) геоцентрической системы координат (Earth-Centered, Earth-Fixed - ECEF), в которой за точку с координатами (0, 0, 0) принят центр масс Земли. Набор координат включает X, Y и Z компоненты. Набор координат можно также определить как набор из n компонентов. Каждый компонент набора координат представлен десятичным числом в его исходном виде. Очевидно, что в геоцентрической системе координат ECEF наборы координат на земной поверхности могут иметь отрицательные компоненты. Местоположения также могут отображаться в любой другой системе координат, известной специалистам в области техники, включая, но не ограничивая этим, другие наземные системы координат, цилиндрическую и сферическую системы координат, геодезическую систему координат.
В предпочтительном примере осуществления изобретения, как будет описано более детально ниже со ссылкой на Фиг.6, наборы координат подвергают преобразованию посредством переноса и масштабирования (шаг 205). Затем компоненты набора координат сохраненного опорного местоположения и компоненты набора координат текущего оценочного местоположения преобразуют в формат двоичной строки (шаг 206). При преобразовании в формат двоичной строки компоненты дополнительно преобразовываются путем отбрасывания дробных частей компонент.
После этого с помощью центрального процессора 108 устанавливается совпадение между представленными в формате двоичной строки наборами координат текущего оценочного местоположения и представленными в формате двоичной строки наборами координат сохраненного опорного местоположения. Установление такого совпадения обозначено на Фиг.5 как шаг 208, и оно описывается более детально со ссылкой на Фиг.6. Установление совпадения выполняется для каждого из хранящихся в запоминающем устройстве 106 сохраненных опорных местоположений, и эта процедура повторяется до тех пор, пока не будет выявлено точное совпадение.
Если текущее оценочное местоположение совпадает с одним из сохраненных опорных местоположений, центральный процессор 208 принимает это сохраненное опорное местоположение в качестве опорного местоположения для базовой станции 100 (шаг 210). Если совпадение не установлено, центральный процессор 208 вычисляет новое опорное местоположение на основании текущего оценочного местоположения, полученного GPS-приемником 104 с течением времени (шаг 212). Затем центральный процессор 108 принимает новое опорное местоположение в качестве опорного местоположения базовой станции 100 (шаг 214). Новое опорное местоположение также хранится в запоминающем устройстве 106 (шаг 216) в виде сохраненного опорного местоположения.
На Фиг.6 представлена более подробная блок-схема 300, иллюстрирующая самокалибровку базовой станции 100. На Фиг.6 шагам способа определения опорного местоположения, которые являются такими же, как шаги, представленные на Фиг.5, соответствуют такие же номера позиций. Шаг 205, на котором осуществляется совпадение значений координат, представлен более детально на Фиг.6.
В начале работы (шаг 202) GPS-приемник 104 базовой станции 100 получает GPS-сигналы со спутников 16, используя их для определения своего текущего местоположения, которое представлены в виде набора координат (X2, Y2, Z2).
Одно из ряда опорных местоположений (например, местоположения "В" на Фиг.1) представлено набором координат (X1, Y1, Z1) и хранится в запоминающем устройстве 106 базовой станции 100. Набор координат (X1, Y1, Z1) этого опорного местоположения считывается из запоминающего устройства 106 (шаг 204).
Затем, с целью получения положительных компонент набора координат текущего оценочного местоположения (Х2, Y2, Z2) и положительных компонент набора координат (X1, Y1, Z1) сохраненного опорного местоположения, компоненты корректируются путем переноса на положительную величину 8×106 каждого компонента наборов координат. Выполнению компонентов наборов координат соответствует шаг 302.
Наборы координат после переноса представлены в виде (Х2', Y2', Z2') и (X1', Y1', Z1') соответственно, где:
X1'=X1+8×106;
Y1'=Y1+8×106;
Z1'=Z1+8×106;
X2'=Х2+8×106;
Y2'=Y2+8×106;
Z2'=Z2+8×106.
Набор координат текущего оценочного местоположения (Х2', Y2', Z2') после переноса и набор координат сохраненного опорного местоположения (X1', Y1', Z1') после переноса на блок-схеме 300 указаны как 304 и 306 соответственно.
Дополнительно, компоненты каждого набора координат (Х2', Y2', Z2') и (X1', Y1', Z1') после переноса масштабируются с применением коэффициента масштабирования до заданной точности путем деления наборов координат местоположений на заданный коэффициент масштабирования. Коэффициент масштабирования выбирается в зависимости от того, насколько точным должно быть совпадение между наборами координат местоположений. Установить совпадение между наборами координат местоположений проще, применяя более высокий коэффициент масштабирования. Масштабированные наборы координат представлены в виде (Х2", Y2", Z2") и (X1", Y1", Z1") соответственно, при этом:
X1"=(X1+8×106) / коэффициент масштабирования;
Y1"=(Y1+8×106) / коэффициент масштабирования;
Z1"=(Z1+8×106) / коэффициент масштабирования;
Х2"=(Х2+8×106) / коэффициент масштабирования;
Y2"=(Y2+8×106) / коэффициент масштабирования;
Z2"=(Z2+8×106) / коэффициент масштабирования,
Масштабированию наборов координат соответствует шаг 308. Масштабированый набор координат текущего оценочного местоположения (Х2", Y2", Z2") и масштабированный набор координат опорного местоположения (X1", Y1", Z1") указаны на Фиг.6 как 310 и 312 соответственно.
Затем выполняется действие установления совпадения масштабированного набора координат текущего оценочного местоположения (X2", Y2", Z2") с масштабированным набором координат сохраненного опорного местоположения (X1", Y1", Z1"), чтобы определить, совпадает ли текущее оценочное местоположение с сохраненным опорным местоположением.
Перед действием установления совпадения компоненты наборов координат сначала преобразуются в формат двоичной строки (32-битное целое число без знака) с отбрасыванием дробной части. Преобразованию в формат двоичной строки соответствует шаг 206. Затем выполняется следующий алгоритм установления совпадения:
Если ((X1" XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено.
В ином случае - совпадение местоположений не установлено.
Заявителем установлено, что целесообразно устанавливать совпадение на основе небольших изменений в младших разрядах. Иными словами, в предпочтительном варианте при выполнении действия установления совпадения значений координат принимают во внимание отличия в самом младшем разряде каждого из компонентов, то есть совпадение устанавливают между компонентами, отличающимися только самыми младшими разрядами.
Ниже приведен такой дополнительный алгоритм установления совпадения:
Убедимся, что X1"<X2", Y1"<Y2" и Z1"<Z2".
Если X1">X2", тогда применяется процедура Swap(X1", X2").
Если Y1">Y2", тогда применяется процедура Swap(Y1", Y2").
Если Z1">Z2", тогда применяется процедура Swap(Z1", Z2").
Чтобы выявить какие-либо различия, для каждой пары компонентов выполняют логическую операцию XOR ("исключающее ИЛИ"), а для полученных результатов выполняется операция OR ("ИЛИ"). Это выполняют для каждого возможного изменения в самом младшем разряде:
Если ((X1" XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1" XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1"+1 XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1" XOR X2")OR(Y1"+1 XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1" XOR X2")OR(Y1"+1 XOR Y2")OR(Z1"+1 XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1"+1 XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1"+1 XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1"+1 XOR Z2”)) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1"+1 XOR X2")OR(Y1"+1 XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено;
или если ((X1"+1 XOR X2")OR(Y1"+1 XOR Y2")OR(Z1"+1 XOR Z2")) равно 0,
то совпадение местоположений установлено.
В ином случае - совпадение местоположений не установлено.
На блок-схемах алгоритма 200 и 300 действие установления совпадения обозначено шагом 208.
Если набор координат текущего оценочного местоположения (X2", Y2", Z2") совпадает с набором координат сохраненного опорного местоположения (X1", Y1", Z1"), в соответствии с приведенным выше алгоритмом, в качестве опорного местоположения базовой станции 100 принимают сохраненное опорное местоположение. Это также называется "привязкой" к сохраненному опорному местоположению и на блок-схемах 200 и 300 обозначено позицией 210.
Если набор координат текущего оценочного местоположения (X2", Y2", Z2") не совпадает ни с одним из сохраненных наборов координат сохраненных опорных местоположений (X1", Y1", Z1"), базовая станция 100 вычисляет новое опорное местоположение (шаг 212). Новое опорное местоположение определяют путем получения за заданное время ряда текущих оценочных местоположений и вычисления опорного местоположения за этот период времени. Недостатком этого является то, что при определении нового опорного местоположения базовая станция не может моментально вычислить и передать дифференциальную поправку.
Следует понимать, что в общем случае в запоминающем устройстве 106 базовой станции 100 имеется ряд наборов координат сохраненных опорных местоположений, для которых осуществляется действие установления совпадения для того, чтобы определить, имеется ли совпадающий набор координат сохраненного опорного местоположения.
В качестве дополнительного примера осуществления изобретения рассмотрим выполнение действия установления совпадения гипотетического текущего оценочного местоположения с гипотетическим сохраненным опорным местоположением. В данном примере:
сохраненное опорное местоположение: (1002712, -4598060, 4290846); и
текущее оценочное местоположение: (993236, -4590107, 4301406),
Компоненты перенесены на 8×106 так, что:
сохраненное опорное местоположение после переноса: (9002712, 3401940, 12290846); и
текущее оценочное местоположение после переноса: (8993236, 3409893, 12301406).
Предположим, что необходимая точность составляет 0,5 м, тогда коэффициент масштабирования компонентов составляет 0,5; так что:
масштабированное сохраненное опорное местоположение: (18005424, 6803880, 24581692); и
масштабированное текущее оценочное местоположение: (17986472, 6819786, 24602812).
Затем компоненты наборов координат преобразуют в формат двоичной строки с отбрасыванием дробной части, так что:
сохраненное опорное местоположение формате двоичной строки:
(00000001-00010010-10111101-10110000,
00000000-01100111-11010001-10101000,
00000001-01110111-00010110-00111100); и
текущее оценочное местоположение в формате двоичной строки:
(00000001-00010010-01110011-10101000,
00000000-01101000-00001111-11001010,
00000001-01110111-01101000-10111100).
Затем устанавливают совпадение между наборами координат в соответствии с описанным выше алгоритмом. В приведенном примере текущее оценочное местоположение не совпадает с сохраненным опорным местоположением, и поэтому процедура установления совпадения будет применена для другого сохраненного опорного местоположения.
Альтернативно, но в данном случае не предпочтительно, чтобы выявить какие-либо различия, для каждой пары компонент выполняют логическую операцию XOR ("исключающее ИЛИ"), а для полученных результатов выполняется операция OR ("ИЛИ"). Затем для полученного результата и маски М применяют логическую операцию AND ("И"):
Если ((X1" XOR X2")OR(Y1" XOR Y2")OR(Z1" XOR Z2")) AND М равно 0,
то совпадение местоположений установлено.
В противном случае совпадение местоположений не установлено.
Однако такое правило установления совпадения не сработает, если существует различие в одном из разрядов маски, которое вызывает соответствующее изменение в старших разрядах. Например, число 16 в формате двоичной строки соответствует 00010000, а число 15 в формате двоичной строки соответствует 00001111. В случае, если маской М является число 15 (т.е. совпадение устанавливается в том случае, если расстояние между местоположениями составляет менее 15 м), установить соответствие невозможно. Для решения этой проблемы необходимо учитывать изменения в любых разрядах, которые могут быть у маскированных значений координат. Для большой маски потребуется выполнение большого количества вычислений.
Нет необходимости в установлении совпадения всех компонентов X, Y и Z, и заявитель утверждает, что в некоторых случаях достаточно установить совпадение только двух компонентов. Альтернативно, разные компоненты могут масштабироваться по-разному, так что удобство, с которым устанавливается совпадение между различными компонентами, является разным. В определенных системах координат будет более удобным установление совпадения по высоте, чем по долготе или широте. В другом примере осуществления изобретения для выполнения действия установления совпадения между сохраненным опорным местоположением и текущим оценочным местоположением используется алгоритм подсчета контрольной суммы. Компоненты наборов координат сначала преобразуются в 32-битное целое число без знака (дробная часть отбрасывается). Затем каждый компонент переносят на 8×106, чтобы все компоненты были положительными. Каждый компонент округляется до ближайшей кратной величины требуемой точности. Затем компоненты каждого набора координат преобразуются в двоичную строку и объединяются для формирования единой двоичной строки. Во время такого преобразования строки (соответствующие компоненту) будут усечены для получения требуемой точности. Например, удаление трех наименее значимых разрядов приведет, в худшем случае, к увеличению погрешности примерно до 12,1 м. Затем выполняется подсчет контрольной суммы для полученной строки, результатом которого является итоговая контрольная сумма для текущего оценочного местоположения.
Базовая станция 100 после определения контрольной суммы для текущего оценочного местоположения определяет соответствующие контрольные суммы для сохраненных опорных местоположений. Если устанавливается совпадение с контрольной суммой одного из сохраненных опорных местоположений, упомянутое опорное местоположение используют в качестве опорного местоположения базовой станции 100.
Была поставлена цель описать изобретение, не ограничиваясь каким-либо одним примером его осуществления или определенной совокупностью признаков. Специалисты в данной области техники могут осуществлять варианты отдельных примеров изобретения, которые, тем не менее, находятся в рамках сущности изобретения. Например, сохраненные опорные местоположения могут быть подвергнуты процедуре переноса и храниться как перенесенные наборы координат, или как перенесенные и масштабированные наборы координат, или как перенесенные и масштабированные наборы координат, преобразованные в 32-битное целое число без знака. Перенос и масштабирование также могут выполняться после преобразования компонент в формат двоичной строки.

Claims (15)

1. Способ определения опорного местоположения базовой станции в дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС), включающий этапы, на которых:
определяют текущее оценочное местоположение базовой станции в виде совокупности компонентов набора координат, с помощью ГНСС-приемника,
считывают сохраненное опорное местоположение из одного или более опорных местоположений, хранящихся в запоминающем устройстве базовой станции, в виде совокупности компонентов набора координат,
преобразуют два или более компонента из совокупности компонентов наборов координат сохраненного опорного местоположения и текущего оценочного местоположения в формат двоичной строки,
устанавливают совпадение текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению, и
принимают в качестве опорного местоположения базовой станции, одно из сохраненных опорных местоположений, если на этапе установления совпадения установлено совпадение опорного местоположения текущему оценочному местоположению базовой станции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что все компоненты из совокупности компонентов набора координат сохраненного опорного местоположения и набора координат текущего оценочного местоположения преобразуют в формат двоичной строки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают совпадение всех компонентов двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению с компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что установление совпадения оценочного текущего местоположения с сохраненным опорным местоположением включает установление совпадения каждого компонента двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению с соответствующим компонентом двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что до установления совпадения между компонентами наборов координат осуществляют преобразование набора координат сохраненного опорного местоположения и/или набора координат текущего оценочного местоположения.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает этап, на котором вычисляют новое опорное местоположение и принимают новое опорное местоположение в качестве опорного местоположения базовой станции, если ни одно из сохраненных опорных местоположений не совпадает с текущим оценочным местоположением.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что включает этап, на котором сохраняют новое опорное местоположение в запоминающем устройстве базовой станции в виде сохраненного опорного местоположения.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что преобразование наборов координат включает перенос компонентов наборов координат на фиксированную величину для того, чтобы наборы координат содержали только положительные компоненты.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что преобразование наборов координат включает масштабирование компонентов наборов координат.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что после упомянутого переноса компонентов наборов координат осуществляют масштабирование компонентов наборов координат.
11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что масштабирование компонентов наборов координат включает деления каждого компонента на заданный коэффициент масштабирования.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что при установлении совпадения компонентов наборов координат принимают во внимание отличия в самом младшем разряде каждого компонента, так что устанавливают совпадение между компонентами, если компоненты отличаются только самыми младшими разрядами.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что установление совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением включает:
объединение компонентов двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, и объединение компонентов двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению,
подсчет контрольной суммы объединенных компонентов упомянутых двоичных строк для определения итоговой контрольной суммы для текущего оценочного местоположения и для сохраненного опорного местоположения, и
сравнение упомянутых итоговых контрольных сумм для установления совпадения.
14. Система определения опорного местоположения, включающая базовую станцию дифференциальной ГНСС, содержащая:
запоминающее устройство для хранения одного или более сохраненных опорных местоположений в виде набора координат, содержащего компоненты;
ГНСС-приемник для определения текущего оценочного местоположения базовой станции в виде набора координат, содержащего компоненты, и
логический контроллер, выполненный с возможностью:
преобразования двух или более из компонент набора координат сохраненного опорного местоположения и набора координат текущего оценочного местоположения в формат двоичной строки,
установления совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным опорным местоположением, путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему оценочному местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению и
принятия в качестве опорного местоположения базовой станции одного из сохраненных опорных местоположений, если установлено совпадение опорного местоположения текущему оценочному местоположению базовой станции.
15. Машиночитаемый носитель с записанной на нем исполняемой программой, при этом программа предназначена для управления работой логического контроллера для выполнения следующих действий:
преобразования двух или более компонент набора координат сохраненного опорного местоположения, хранящихся в запоминающем устройстве, в формат двоичной строки,
преобразования двух или более компонент набора координат текущего оценочного местоположения, определенного ГНСС-приемником, в формат двоичной строки,
установления совпадения текущего оценочного местоположения с сохраненным местоположением путем установления совпадения двух или более компонент двоичной строки, соответствующей текущему местоположению, с двумя или более компонентами двоичной строки, соответствующей сохраненному опорному местоположению, и
принятия в качестве опорного местоположения базовой станции одного из сохраненных опорных местоположений, если установлено совпадение опорного местоположения текущему оценочному местоположению базовой станции.
RU2011120248/07A 2008-12-05 2009-12-02 Система и способ определения координат опорного местоположения RU2498347C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2008906307A AU2008906307A0 (en) 2008-12-05 A system and method of reference position determination
AU2008906307 2008-12-05
PCT/AU2009/001575 WO2010063072A1 (en) 2008-12-05 2009-12-02 A system and method of reference position determination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011120248A RU2011120248A (ru) 2013-01-10
RU2498347C2 true RU2498347C2 (ru) 2013-11-10

Family

ID=42232817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011120248/07A RU2498347C2 (ru) 2008-12-05 2009-12-02 Система и способ определения координат опорного местоположения

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20110305260A1 (ru)
EP (1) EP2364453A4 (ru)
CN (1) CN102239420A (ru)
AU (1) AU2009322084B2 (ru)
CA (1) CA2745688A1 (ru)
MX (1) MX2011005844A (ru)
NZ (1) NZ593022A (ru)
RU (1) RU2498347C2 (ru)
UA (1) UA103782C2 (ru)
WO (1) WO2010063072A1 (ru)
ZA (1) ZA201103746B (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9002565B2 (en) 2003-03-20 2015-04-07 Agjunction Llc GNSS and optical guidance and machine control
US8634993B2 (en) 2003-03-20 2014-01-21 Agjunction Llc GNSS based control for dispensing material from vehicle
US9164178B2 (en) * 2009-02-26 2015-10-20 Thales-Raytheon Systems Company, LLC Transmitting location information of a beacon
EP2511658A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH Vermessungssystem und Verfahren zur Neupunktbestimmung
KR101638028B1 (ko) * 2011-09-27 2016-07-11 라이카 게오시스템스 아게 좌표계에서 알려진 타겟 포인트를 마킹하기 위한 측정 시스템 및 방법
JP6749256B2 (ja) * 2017-01-20 2020-09-02 株式会社クボタ 作業車の位置計測装置
CN107885546A (zh) * 2017-11-07 2018-04-06 郑州师范学院 一种面向全空间信息系统的坐标系转换方法
US11796687B2 (en) * 2021-02-03 2023-10-24 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for location determination using plate tectonics models
DE102022124484A1 (de) * 2022-09-23 2024-03-28 Wirtgen Gmbh Positionsbestimmungssystem und Verfahren zur Bestimmung der Position eines Referenzpunktes auf einer selbstfahrenden Baumaschine sowie Verfahren zur Initialisierung einer im Umkreis einer selbstfahrenden Baumaschine aufgestellten Referenzstation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239745B1 (en) * 1999-07-30 2001-05-29 Rockwell Collins, Inc. Satellite landing system having instrument landing system look alike guidance
US6380888B1 (en) * 2000-11-13 2002-04-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Self-contained, self-surveying differential GPS base station and method of operating same
US6567041B1 (en) * 2001-04-18 2003-05-20 Sprint Spectrum, L.P. Network system and method for a remote reference receiver system
US6570531B1 (en) * 2000-04-27 2003-05-27 Rockwell Collins, Inc. Satellite navigation receiver designed for compatibility with aircraft automatic landing systems
WO2005081013A1 (en) * 2003-10-06 2005-09-01 The Insitu Group Method and apparatus for satellite-based relative positioning of moving platforms
RU2327303C2 (ru) * 2002-04-24 2008-06-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Определение местоположения оконечного устройства беспроводной связи в смешанной системе определения местоположения

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140959A (en) * 1996-03-13 2000-10-31 Caterpillar Inc. Self-calibrating GPS reference station and method
US7400294B2 (en) * 2005-10-14 2008-07-15 Hemisphere Gps Inc. Portable reference station for local differential GPS corrections
ATE511663T1 (de) * 2007-10-16 2011-06-15 Qualcomm Inc Multiphasencodegenerator und gnss-empfänger
US8045553B2 (en) * 2008-08-04 2011-10-25 Ciena Corporation Processing, forming, modifying, and comparing packet data structures

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239745B1 (en) * 1999-07-30 2001-05-29 Rockwell Collins, Inc. Satellite landing system having instrument landing system look alike guidance
US6570531B1 (en) * 2000-04-27 2003-05-27 Rockwell Collins, Inc. Satellite navigation receiver designed for compatibility with aircraft automatic landing systems
US6380888B1 (en) * 2000-11-13 2002-04-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Self-contained, self-surveying differential GPS base station and method of operating same
US6567041B1 (en) * 2001-04-18 2003-05-20 Sprint Spectrum, L.P. Network system and method for a remote reference receiver system
RU2327303C2 (ru) * 2002-04-24 2008-06-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Определение местоположения оконечного устройства беспроводной связи в смешанной системе определения местоположения
WO2005081013A1 (en) * 2003-10-06 2005-09-01 The Insitu Group Method and apparatus for satellite-based relative positioning of moving platforms

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201103746B (en) 2014-10-29
MX2011005844A (es) 2011-10-19
AU2009322084A1 (en) 2010-06-10
AU2009322084B2 (en) 2013-05-16
CN102239420A (zh) 2011-11-09
EP2364453A1 (en) 2011-09-14
RU2011120248A (ru) 2013-01-10
US20110305260A1 (en) 2011-12-15
EP2364453A4 (en) 2013-07-31
NZ593022A (en) 2012-11-30
WO2010063072A1 (en) 2010-06-10
CA2745688A1 (en) 2010-06-10
UA103782C2 (ru) 2013-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2498347C2 (ru) Система и способ определения координат опорного местоположения
US11624843B2 (en) Systems and methods for reduced-outlier satellite positioning
KR100924937B1 (ko) 대략적인 초기 위치추정값에 기초하여 향상된위치추정값을 제공하는 방법 및 장치
CN102326092B (zh) 用于组合使用标准rtk系统与全球载波相位差分定位系统的导航接收器和方法
Zhang Three methods to retrieve slant total electron content measurements from ground-based GPS receivers and performance assessment
US7576690B2 (en) Position determination with reference data outage
KR100800628B1 (ko) 지형 모델을 사용하여 ｇｐｓ를 개선하기 위한 방법 및 장치
CN108072887B (zh) 单基站远距离海上实时动态定位方法
CN109477900A (zh) 全球导航卫星系统接收器中用于模糊度解算的频率间偏差的估算
US20220018969A1 (en) System and method for providing gnss corrections
US20160370466A1 (en) Gnss receiver with an on-board capability to implement an optimal error correction mode
Jokinen et al. GLONASS aided GPS ambiguity fixed precise point positioning
CN102540228A (zh) 一种单频gps高精度单点定位系统及方法
RU2004134213A (ru) Определение местоположения оконечного устройства беспроводной связи в смешанной системе определения местоположения
KR20030075167A (ko) 개략적인 위치 추정을 사용하여 로케이션을 결정하기 위한방법 및 장치
US20090066576A1 (en) Method and apparatus for generating and using a regional-terrain model
US20050027450A1 (en) Altitude aiding in a satellite positioning system
CN102346254B (zh) 更新转换信息参数的方法与装置
CN114779301B (zh) 一种基于广播星历的卫星导航实时精密单点定位方法
US7616152B2 (en) Relative position measurement method and relative position measurement system using satellites
CN112596088B (zh) 应用于土地测量的高精度定位方法、装置及存储介质
CN113917509B (zh) 一种双差模糊度固定方法、设备以及可读存储介质
CN115585807B (zh) 基于机器学习的gnss/ins组合导航方法
KR102499449B1 (ko) Gnss와 고도 정보를 이용한 복합 측위 방법 및 장치
CN117930290A (zh) 一种周跳探测方法、控制装置、终端及存储介质