北斗精准时空公交车联网通信监视终端及其工作方法技术

一种北斗精准时空公交车联网通信监视终端，包括北斗定位单元、微小型通信单元、车载计算单元、信号收发单元、显示模块，所述微小型通信单元、所述北斗定位单元、所述车载计算单元、所述显示模块依次连接，所述车载计算单元连接所述信号收发单元，所述微小型通信单元连接所述信号收发单元；本发明专利技术实现了对行驶中的公交车实时精准定位以及公交车与上层控制中心的通信，从而更加精准地预估公交车到站时间，使得乘客不再处于盲信息的等待中；优化公交车调度，使得公交车辆合理均匀地分布在线路上；实现公交车与信号机控制中心以及交管局总控制中心的通信，合理安排公交优先通信策略。

【技术实现步骤摘要】
北斗精准时空公交车联网通信监视终端及其工作方法
本专利技术涉及一种北斗精准时空公交车联网通信监视终端及其工作方法，属于智能交通的

技术介绍
由于我国的经济社会持续快速发展，特别是城市化、机动化水平的不断提高，城市交通问题日益严重，大力发展城市公共交通已成为关系人民群众切身利益的重大民生问题，引起各级政府的高度重视和关注。但是，纵观我国公共交通的现状，在各类社会机动车辆、自行车和公交车争夺道路使用权的情况下，公共交通车辆行车不畅，造成延误严重的现象非常普遍，车辆行程时间长、准时性差、服务水平低、公交站点盲信息等缺点使市民不愿意选择公交出行。中国专利文献CN105809952A公开了一种避免公交车辆路段拥簇的控制方法、控制系统，其通过采集车辆在行驶过程中的位置信息，并汇报至调度后台，然后调度后台根据所述位置信息计算公交线路上的所有车辆之间的车距，并设置所述车辆与前后车辆之间的最大车距阈值和最小车距阈值，以及对所述计算得到的车距进行阈值判断，最后调度后台根据所述阈值判断的结果向所述车辆下发调度信息。但是，该专利中所述的采集车辆在行驶过程中的位置信息仅仅是指采集所述车辆进出站点时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，该终端包括北斗定位单元、微小型通信单元、车载计算单元、信号收发单元、显示模块，所述微小型通信单元、所述北斗定位单元、所述车载计算单元、所述显示模块依次连接，所述车载计算单元连接所述信号收发单元，所述微小型通信单元连接所述信号收发单元。

【技术特征摘要】
1.北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，该终端包括北斗定位单元、微小型通信单元、车载计算单元、信号收发单元、显示模块，所述微小型通信单元、所述北斗定位单元、所述车载计算单元、所述显示模块依次连接，所述车载计算单元连接所述信号收发单元，所述微小型通信单元连接所述信号收发单元。2.根据权利要求1所述的北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，所述北斗定位单元包括多通道北斗/GPS接收单元、惯导传感数据采集单元、高精度解算单元、地基增强数据处理器以及北斗导航FPGA联合处理器，所述微小型通信单元连接所述多通道北斗/GPS接收单元，所述多通道北斗/GPS接收单元、所述惯导传感数据采集单元均连接所述高精度解算单元，所述高精度解算单元、所述北斗导航FPGA联合处理器、所述车载计算单元依次连接，所述地基增强数据处理器连接所述北斗导航FPGA联合处理器。3.根据权利要求1所述的北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，所述车载计算单元包括公交车车载主处理器、北斗NTP时间同步处理器、前后车距离测算指示调整策略单元以及线路、站点虚拟位置计算单元，所述北斗定位单元连接所述公交车车载主处理器，所述北斗NTP时间同步处理器连接所述公交车车载主处理器，所述公交车车载主处理器分别连接所述前后车距离测算指示调整策略单元以及所述线路、站点虚拟位置计算单元。4.根据权利要求1所述的北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，所述微小型通信单元包括北斗/GNSS导频天线、通信天线，所述北斗/GNSS导频天线连接所述北斗定位单元，所述通信天线连接所述信号收发单元。5.根据权利要求1所述的北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，所述显示模块包括信息屏显示单元、TTS语言处理单元和LED显示及报站单元，所述车载计算单元分别连接所述信息屏显示单元、所述TTS语言处理单元，所述TTS语言处理单元连接所述LED显示及报站单元。6.据权利要求1所述的北斗精准时空公交车联网通信监视终端，其特征在于，所述信号收发单元包括基带CPU、3G/4G天线路由和WiFi服务单元，所述车载计算单元连接所述基带CPU，所述基带CPU分别连接所述3G/4G天线路由、所述WiFi服务单元。7.如权利要求1-6任意一项所述北斗精准时空公交车联网通信监视终端的工作方法，其特征在于，该工作方法包括：(1)将所述通信监视终端安装在每一辆公交车上，并按照线路进行编号；(2)时间分布式校准：开启所述北斗精准时空公交车联网通信监视终端，对交通总控制中心、公交站台控制中心以及所有公交车进行统一授时；(3)北斗定位：对所有公交车实时定位；(4)采用地基增强方法对所有公交车进行亚米级定位；(5)数据通信：将获取的所有公交车的定位信息通过所述信号收发单元分别发送至交通总控制中心、公交站台控制中心；计算同一路公交车前后车之间的距离；将公交车的定位信息与公交站台前的停车区域的位置信息进行匹配，显示停车区域；(6)调整同一路公交车前后车之间的距离；(7)公交车报站。8.如权利要求7所述北斗精准时空公交车联网通信监视终端的工作方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体定位方法为：采用北斗差分定位与惯性导航组合定位系统对所有公交车进行亚米级定位，所述北斗差分定位与惯性导航组合定位系统采用管道误差传播模型建立卡尔曼滤波模型系统方程，坐标系采用地理坐标系，而且把地球看做是旋转椭球体，卡尔曼滤波器线性模型如下：式(I)中：分别为状态向量，分别为用户估计位置的经度误差、纬度误差、高度误差、东向速度误差、北向速度误差、天向速度误差、惯导平台的东向、北向、天向姿态误差角、北斗接收机钟差和频差；W＝[000ωveωvnωvuωφeωφnωφu0ωΔf]分别为北斗差分定位与惯性导航组合定位系统噪声向量，A为北斗差分定位与惯性导航组合定位系统矩阵，阶数等于状态向量XU的维数；观测方程：Z＝HXU+V(II)式(II)中：Z为观测向量，包含伪距ρBi(i＝1,2,3)、高度h伪距率和前后两次滤波测得的北斗系统的伪距之差ΔρBi(i＝1,2,3)；V为观测噪声向量，各分量为对应各观测量的观测噪声，H为观测矩阵；设估计的状态向量为ΔXu为状态向量的估计误差，则式(II)所示观测方程变为如下形式即将ECEF坐标系，即地心地固系，下北斗伪距表达式和用户到卫星距离的表达式依据泰勒级数在当前位置(X,Y,Z)处展开，线性化，再将两式对应量相减，得ECEF坐标系下的伪距观测方程：式(IV)中：为用户到第j颗卫星的距离，(Xsj,Ysj,Zsj)为卫星在ECEF坐标系中的位置，(ΔX,ΔY,ΔZ)为用户在ECEF坐标系中的估计位置与真实位置的差值，ωρj为伪距测量噪声，为用户钟差等效距离误差，Δρj为第j颗卫星的伪距滤波信息；将上述ECEF坐标系坐标表示转换为地理坐标系表示，得地理系下的伪距观测方程为式(V)中：λ、h分别为用户的经度、纬度和高度，RN为地球参考椭球体纬度为的点的卯酉圈曲率半径；高度表示为：式(VI)中：为高度估计值，ωh为高度测量噪声；伪距率是测量得到的用户与卫星之间的距离变化率，设为估计用户与卫星之间的相对运动速度在ECEF坐标系内的矢量，则伪距率表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：邢建平，田欣玉，李东辕，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37