一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法技术

本发明专利技术提供一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法，包括：本车通过卫星定位接收机接收并解析导航卫星观测信息，并通过本车搭载的DSRC传输单元接收并解析车联网的邻车状态信息包，根据所述导航卫星观测信息和所述邻车状态信息包确定本车的全局PL；根据本车的全局PL和车联网的AL评估完好性状态，根据完好性状态的评估结果确定本车定位结构的调整方案。通过将移动邻车节点作为参考目标，扩展了车载卫星定位接收机实施自主完好性监测的观测信息，从而降低了完好性监测对卫星可见性条件的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法
本专利技术涉及智能交通系统的车联网
，具体涉及一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法。
技术介绍
随着移动条件下无线信息传输技术的快速发展与应用，以DSRC(DedicatedShortRangeCommunication，专用短程通信)技术为代表的无线传输技术极大促进了智能交通系统的现代化进程，车联网因其能为车辆、道路基础设施以及交通服务的使用者之间建立更为紧密的协同关联，逐步成为未来智能交通系统的重要发展方向。车辆的基础状态信息是实现车联网众多功能的关键基础，尤其是对于车辆主动安全等与车辆运行安全直接相关的应用，对提供车辆位置、速度等状态信息的车辆定位过程提出了更为苛刻的性能需求。目前在车联网应用中广泛采用卫星导航系统实施车辆定位，随着GPS、GLONASS、GALILEO、北斗二代导航系统等GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)的不断发展，导航卫星资源日益丰富，为实现高性能的车辆定位提供了重要支持。然而，卫星导航系统在城市道路环境中仍然面临着信号可用性受限(如高大建筑、桥梁、隧道导致信号盲区或可见卫星数不足)、复杂动态干扰(如电磁干扰)等突出问题，对车辆定位的精度、连续性、服务可用性等形成制约。为了有效增强GNSS用于车辆定位的性能，采用辅助传感器构成组合定位系统是目前广泛采用的技术手段，如采用惯性导航、视觉定位、基于CAN总线的推算定位等方式与GNSS进行组合。然而，常规组合方式未充分考虑导航卫星存在故障或异常可能对车辆定位性能带来的不利影响，即使采用RAIM(ReceiverAutonomousIntegrityMonitoring，接收机自主完好性监测)技术检测卫星故障及异常，也面临着对可见卫星数量的限制，且需要在车辆定位装置中增加专用传感器及处理设备，既在一定程度上增加了系统成本，同时也未充分将多源信息用于完好性的自主监测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法，旨在使DSRC无线通道所提供的基础信息传输能力在车辆定位过程中发挥作用，使完好性监测适用于不同导航卫星观测条件。本专利技术采用的技术方案具体为：一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法，包括：本车通过卫星定位接收机接收并解析导航卫星观测信息，并通过本车搭载的DSRC(DedicatedShortRangeCommunication，专用短程通信)传输单元接收并解析车联网的邻车状态信息包，根据所述导航卫星观测信息和所述邻车状态信息包确定本车的全局PL(ProtectionLevel，保护水平)；根据本车的全局PL和车联网的AL(AlarmLimit，告警限值)评估完好性状态，根据完好性状态的评估结果确定本车定位结构的调整方案。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，本车通过卫星定位接收机周期性地接收并解析导航卫星观测信息，所述导航卫星观测信息包括可见的卫星数n、n颗可见卫星(s1，s2，…，sn)的位置{(Xs1，Ys1，Zs1)，(Xs2，Ys2，Zs2)，…，(Xsn，Ysn，Zsn)}、伪距{ρ1、ρ2、…、ρn}以及卫星星座的DOP(Dilutionofprecision，精度因子)值；进一步根据设定的条件一，在n颗可见卫星中确定出p颗有效可见卫星，其中p≤n。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，设定的条件一的因素包括可见卫星数n和卫星星座DOP(Dilutionofprecision，精度因子)值Q。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，本车搭载的DSRC传输单元周期性地接收并解析车联网中的N个邻车的状态信息包，任一邻车Vehi的状态信息包包括其三维位置(Xvi，Yvi，Zvi)、多普勒频移Δi以及延迟时间δi，其中：i＝1，2，…，N，通过各邻车的状态信息包；进一步根据设定的条件二，在N辆邻车中确定出q辆用于测距量估计的有效邻车，其中q≤N；并根据一定的测距方式得出本车与各有效邻车之间的测距量Ri，其中i＝1，2，…，q。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，设定的条件二的因素包括车间距离预测量Li、邻车运行方向Oi以及邻车的1-sigma误差限σi。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，根据有效可见卫星数p和有效邻车数q确定量测向量z，量测向量z按照一定的方式得出本车的全局PL。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，所述全局PL由基于统计量的保护水平PLa和基于估计方差的保护水平PLb通过合成，其中：ε为调节系数。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，通过比较本车的全局PL和车联网的AL(AlarmLimit，告警限值)确定车辆定位计算的结构调整方案。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，通过比较本车的全局PL和车联网的AL标记告警状态S，即：根据所标记的告警状态S、有效可见卫星数p以及有效邻车数q，确定车辆定位计算的结构调整方案：其中：在S＝1的情况下，利用q辆有效邻车的测距量Ri(其中i＝1，2，…，q)构成量测向量z，即z＝[R1,…,Rq]T，依靠DSRC传输单元，根据量测向量z＝[R1,…,Rq]T实现车辆定位；在S＝0的情况下，在p颗有效可见卫星的基础上构成量测向量z，然后根据量测向量z实现车辆定位。在上述基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法中，所述的“在S＝0的情况下，在p颗有效可见卫星的基础上构成量测向量z，然后根据量测向量z实现车辆定位”具体为：i)在S＝0、p≥实现完好定位的卫星最低限M的情况下，利用p颗卫星的测量信息构成量测向量z，即z＝[ρ1,ρ2,…,ρp]T，依靠卫星导航系统，根据量测向量z＝[ρ1,ρ2,…,ρp]T实现车辆定位；ii)在S＝0、p<M的情况下，将q个(M-p≤q≤N)相邻链接车辆DSRC测量信息与p颗导航卫星信息联合，构成量测向量z，即z＝[ρ1,…,ρp,R1,…,Rq]T，同时依靠DSRC传输单元和卫星导航系统，根据量测向量z＝[ρ1,…,ρp,R1,…,Rq]T实现车辆定位。本专利技术产生的有益效果是：常规的车辆定位方案中，在可见导航卫星数量不足的情况下，无法通过有效的定位完好性监测对已得到的卫星导航测量信息进行判别，使存在故障风险的信息不致以损害定位性能，无故障的正常测量信息能够与辅助信息进行融合从而实现连续的定位计算，而本专利技术的车辆定位完好性监测方法利用DSRC无线交互的辅助，进一步利用其在车辆间动态测距定位方面的巨大潜力，为车辆定位系统提供额外信息来源，并在不同的导航卫星可见条件下均实现完好性监测，使车辆定位完好性监测对导航卫星观测条件的适用性得到了极大改善，以更为科学、合理的手段利用充足或有限的卫星测量信息，进而实现车辆定位的连续性和可用性，显著提升了车辆定位自主完好性监测的适用性：本专利技术的车辆定位完好性监测方法，能够对车联网的众多安全、非安全相关应用方向提供基础条件，确保所需车辆位置、状态信息满足特定的精确性、连续性、可用性等方面需求，能够在车联网特定场景及功能领域中发挥关键作用，促进车联网模式经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法，其特征在于，包括：本车通过卫星定位接收机接收并解析导航卫星观测信息，并通过本车搭载的DSRC(Dedicated Short Range Communication，专用短程通信)传输单元接收并解析车联网的邻车状态信息包，根据所述导航卫星观测信息和所述邻车状态信息包确定本车的全局PL(Protection Level，保护水平)；根据本车的全局PL和车联网的AL(Alarm Limit，告警限值)评估完好性状态，根据完好性状态的评估结果确定本车定位结构的调整方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线信息交互的车辆定位完好性监测方法，其特征在于，包括：本车通过卫星定位接收机接收并解析导航卫星观测信息，并通过本车搭载的专用短程通信DSRC传输单元接收并解析车联网的邻车状态信息包，根据所述导航卫星观测信息和所述邻车状态信息包确定本车的全局保护水平PL；根据本车的全局PL和车联网的告警限值AL评估完好性状态，根据完好性状态的评估结果确定本车定位结构的调整方案；本车通过卫星定位接收机周期性地接收并解析导航卫星观测信息，所述导航卫星观测信息包括可见的卫星数n、n颗可见卫星(s1，s2，…，sn)的位置伪距{ρ1、ρ2、…、ρn}以及卫星星座的精度因子DOP值；进一步根据设定的条件一，在n颗可见卫星中确定出p颗有效可见卫星；设定的条件一的因素包括可见卫星数n和卫星星座精度因子DOP值Q；本车搭载的DSRC传输单元周期性地接收并解析车联网中的N个邻车的状态信息包，任一邻车Vehi的状态信息包包括其三维位置(Xvi，Yvi，Zvi)、多普勒频移Δi以及延迟时间δi，其中：i＝1，2，…，N，通过各邻车的状态信息包；进一步根据设定的条件二，在N辆邻车中确定出q辆用于测距量估计的有效邻车；并根据一定的测距方式得出本车与各有效邻车之间的测距量Ri，其中i＝1，2，…，q；设定的条件二的因素包括车间距离预测量Li、邻车运行方向Oi以及邻车的1-sigma误差限σi；根据有效可见卫星数p和有效邻车数q确定量测向量z，量测向量z按照一定的方式得出本车的全局PL；所述全局PL由基于统计量的保护水平PLa和基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，蔡伯根，王剑，上官伟，陈华展，伍玺，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11