一种船用GPS航向平滑更新方法技术

本发明专利技术公开了一种船用GPS航向平滑更新方法，本发明专利技术基于两帧的GPS数据中的经纬度来得出距离Dist、方位Azimuth，然后采用距离Dist比较距离门限DistTH的方式确定是否要更新前一帧状态下的经纬度和航向，在距离Dist＞门限DistTH的情况下，更新当前经纬度替换原经纬度，更新方位Azimuth替换原方位Azimuth，由于利用两帧的GPS数据计算获得方位Azimuth，可以获得最准确的航向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GPS航向平滑领域，特别涉及一种船用GPS航向平滑更新方法。
技术介绍
在装有导航仪的船舶中，导航仪接入GPS设备。当船舶航速较小时，导航仪收到的GPS航向数据不准确，会出现相邻点跳动幅度较大的情况。GPS航向数据的跳动，导致导航仪和其他船只会遇告警，且此告警为航向数据不准确造成的虚警。传统的航向平滑算法有曲线拟合和滑动平均算法，这两种算法在相邻点跳动不大的情况下，均能取得较好的效果，但是在相邻航向点跳动较大时，效果很不理想，即航速较小时，相邻航向点跳动较大，效果很不理想。
技术实现思路
本专利技术提供一种船用GPS航向平滑更新方法，解决在小航速情况下，航向数据不准确的问题。一种船用GPS航向平滑更新方法，包括如下步骤：S1：获取GPS第i帧数据，从GPS第i帧数据中解析出经纬度i、航向信息i；S2：若i为1时，将经纬度i、航向信息i赋予给导航设备，导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，经纬度i、航向信息i作为导航信息后，结束更新；S3：若i为大于1的正整数时，获取GPS第i-1帧数据，从GPS第i-1帧数据中解析出经纬度i-1、航向信息i-1，计算经纬度i-1与经纬度i的距离Dist、方位Azimuth；S4：若距离Dist大于距离门限DistTH时，将经纬度i、方位Azimuth赋予给导航设备，导航设备的位置信息更新为经纬度i、航向newCourse更新为方位Azimuth，完成航向平滑更新；S5：若距离Dist小于或等于距离门限DistTH时，则导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，然后计数器加1，获取下一帧GPS数据，直到获取GPS第i+N帧数据时，距离Dist大于距离门限距离DistTH后再执行S4。上述方案的技术原理为：传统的航向平滑更新方法有曲线拟合和滑动平均算法，在高速航行情况下，这两种算法的航向相邻点跳动不大，均能取得较好的效果，但是在低航速情况下，相邻航向点跳动较大，效果很不理想。本专利技术基于两帧的GPS数据中的经纬度来得出距离Dist、方位Azimuth，然后采用距离Dist比较距离门限DistTH的方式确定是否要更新前一帧状态下的经纬度和航向，在距离Dist＞门限DistTH的情况下，更新当前经纬度替换原经纬度，更新方位Azimuth替换原方位Azimuth，由于利用两帧的GPS数据计算获得方位Azimuth，可以获得更准确的航向，因此，采用上述方法可以使得航向平滑更新，提高航向数据准确度，例如，前一帧状态下，船只的经纬度为经纬度1、航向为航向1，在下一帧GPS数据到达时，获得该GPS数据的经纬度2，航向2，利用经纬度2和经纬度1计算得到距离Dist、方位Azimuth，当距离Dist＞门限DistTH时，我们认为船只行驶移动了足够距离，船只位置发生了变化，可以进行上述更新，而依靠2个经纬度计算获得方位更加可靠；如距离Dist≤门限DistTH时，则视船只位置没变，可以保留原经纬度和航向，导航信息不更新，这样就保证了只有在船只位置发生了变化时才进行导航信息更新。优选的，所述距离门限DistTH为：5米至30米。优选的，S1步骤前还需执行计算航速步骤，当航速小于或等于3米/秒时，再执行S1、S2、S3、S4、S5。本专利技术的优点有：传统的航向平滑算法中的曲线拟合和滑动平均算法，在相邻点跳动较大的情况下，效果很不理想。本文提出了一种GPS航向平滑算法，该算法在相邻点跳动较大情况下，实现较好的平滑效果，且该算法计算量小，易于工程实现。附图说明图1本专利技术实施例2的数据匹配图。图2本专利技术实施例3的数据匹配图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：如图1和图2所示。一种船用GPS航向平滑更新方法，包括如下步骤：S1：获取GPS第i帧数据，从GPS第i帧数据中解析出经纬度i、航向信息i；S2：若i为1时，将经纬度i、航向信息i赋予给导航设备，导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，经纬度i、航向信息i作为导航信息后，结束更新；S3：若i为大于1的正整数时，获取GPS第i-1帧数据，从GPS第i-1帧数据中解析出经纬度i-1、航向信息i-1，计算经纬度i-1与经纬度i的距离Dist、方位Azimuth；S4：若距离Dist大于距离门限DistTH时，将经纬度i、方位Azimuth赋予给导航设备，导航设备的位置信息更新为经纬度i、航向newCourse更新为方位Azimuth，完成航向平滑更新；S5：若距离Dist小于或等于距离门限DistTH时，则导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，然后计数器加1，获取下一帧GPS数据，直到获取GPS第i+N帧数据时，距离Dist大于距离门限距离DistTH后再执行S4。上述方案的技术原理为：传统的航向平滑更新方法有曲线拟合和滑动平均算法，在高速航行情况下，这两种算法的航向相邻点跳动不大，均能取得较好的效果，但是在低航速情况下，相邻航向点跳动较大，效果很不理想。本专利技术基于两帧的GPS数据中的经纬度来得出距离Dist、方位Azimuth，然后采用距离Dist比较距离门限DistTH的方式确定是否要更新前一帧状态下的经纬度和航向，在距离Dist＞门限DistTH的情况下，更新当前经纬度替换原经纬度，更新方位Azimuth替换原方位Azimuth，由于利用两帧的GPS数据计算获得方位Azimuth，可以获得最准确的航向，因此，采用上述方法可以使得航向平滑更新，提高航向数据准确度，例如，前一帧状态下，船只的经纬度为经纬度1、航向为航向1，在下一帧GPS数据到达时，获得该GPS数据的经纬度2，航向2，利用经纬度2和经纬度1计算得到距离Dist、方位Azimuth，当距离Dist＞门限DistTH时，我们认为船只行驶移动了足够距离，船只位置发生了变化，可以进行上述更新，而依靠2个经纬度计算获得方位更加可靠；如距离Dist≤门限DistTH时，则视船只位置没变，可以保留原经纬度和航向，导航信息不更新，这样就保证了只有在船只位置发生了变化时才进行导航信息更新。优选的，所述距离门限DistTH为：5米至30米。优选的，S1步骤前还需执行计算航速步骤，当航速小于或等于3米/秒时，再执行S1、S2、S3、S4、S5。实施例2具体的如图1所示：第1帧状态下，接收到GPS第1帧数据，包括经纬度1、航向信息1，此时，将经纬度1、航向信息1赋值给在第1帧状态下的导航设备，第1帧状态下的导航设备的导航信息包括经纬度1、航向信息1。在第2帧状态下，接收到GPS第2帧数据，包括经纬度2、航向信息2，此时，通过经纬度1（前一经纬度）与经纬度2（当前经纬度）计算得到距离Dist、方位Azimuth，此时的距离Dist大于距离门限DistTH，则将经纬度2、方位Azimuth赋值给在第2帧状态下的导航设备，第2帧状态下的导航设备的导航信息包括经纬度2、方位Azimuth，同理，之后的GPS帧数据都按此状态执行，每一帧状态下的距离Dist都满足大于距离门限DistTH的要求，因此，不断更新当前帧状态下所获得的经纬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用GPS航向平滑更新方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取GPS第i帧数据，从GPS第i帧数据中解析出经纬度i、航向信息i；S2：若i为1时，将经纬度i、航向信息i赋予给导航设备，导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，经纬度i、航向信息i作为导航信息后，结束更新；S3：若i为大于1的正整数时，获取GPS第i‑1帧数据，从GPS第i‑1帧数据中解析出经纬度i‑1、航向信息i‑1，计算经纬度i‑1与经纬度i的距离Dist、方位Azimuth；S4：若距离Dist大于距离门限DistTH时，将经纬度i、方位Azimuth赋予给导航设备，导航设备的位置信息更新为经纬度i、航向newCourse更新为方位Azimuth，完成航向平滑更新；S5：若距离Dist小于或等于距离门限DistTH时，则导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，然后计数器加1，获取下一帧GPS数据，直到获取GPS第i+N帧数据时，距离Dist大于距离门限距离DistTH后再执行S4。

【技术特征摘要】
1.一种船用GPS航向平滑更新方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取GPS第i帧数据，从GPS第i帧数据中解析出经纬度i、航向信息i；S2：若i为1时，将经纬度i、航向信息i赋予给导航设备，导航设备的位置信息为经纬度i、航向newCourse为航向信息i，经纬度i、航向信息i作为导航信息后，结束更新；S3：若i为大于1的正整数时，获取GPS第i-1帧数据，从GPS第i-1帧数据中解析出经纬度i-1、航向信息i-1，计算经纬度i-1与经纬度i的距离Dist、方位Azimuth；S4：若距离Dist大于距离门限DistTH时，将经纬度i、方位Azimuth赋予给导航设备，导航设备的位置信息更新...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱延军，魏璨，林英，
申请(专利权)人：成都天奥信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51