一种实现定位的方法及装置制造方法及图纸

一种实现定位的方法及装置，包括：对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；定位信息包括：用户位置和用户速度。本发明专利技术实施例技术方案中，通过拟合获得定位函数信息确定用户位置变化信息，减少了定位信息的计算量，降低了计算定位信息的功耗，确定用户位置变化信息更为平滑，与用户运动轨迹的更为相符，提升了定位效果。

Method and device for realizing positioning

A method for positioning and device, including: for each time interval preset, positioning function information to fit the location information within a time interval of two or more than two times each time interval corresponding; according to the change of user location information every time interval positioning function information of each time interval of the fitting determine the corresponding location information; including: user location and user speed. With the technical scheme of the invention implementation, by fitting the positioning function information to determine the location change of information users, reducing the amount of calculation of positioning information, reduces the power consumption calculation of location information, determine the location change information of the user is more smooth, and the user trajectory is more consistent, to enhance the positioning effect.

【技术实现步骤摘要】
一种实现定位的方法及装置
本专利技术涉及但不限于定位技术，尤指一种实现定位的方法及装置。
技术介绍
全球卫星导航系统(GNSS)在人们的日常生活中发挥着越来越不可替代的重要作用，尤其在导航、定时、测绘等领域得到越来越多的应用，如、车载导航可以规划出行路线，桥梁建设可以利用GNSS来实现高精度测绘等等。目前，全球卫星导航系统主要包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗系统(BDS，BeiDouNavigationSatelliteSystem)、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLONASS)，以及欧洲的伽利略(GALILEO，GalileoSatelliteNavigationSystem)系统。在中国和亚太地区，GPS和北斗系统应用较为广泛；北斗系统近年来多次发射卫星，已在亚洲板块投入使用。GPS导航系统主要包括：捕获、跟踪、同步和定位解算等几部分构成。定位解算作为定位过程的最后一个环节，直接输出用户的坐标，其性能的好坏会影响定位结果的准确性。定位解算可以细分为：卫星坐标计算、卫星速度的计算、伪距的计算以及最终的伪距定位、定速、定时等。在相关技术中，GPS导航系统中接收机的定位是通过三角学原理来实现的；卫星n(n代表第n颗可见卫星)到接收机的实际距离可以通过式(1)计算获得：式(1)中，x＝[x,y,z]T是接收机位置坐标向量，x(n)＝[x(n),y(n),z(n)]T是通过导航信息计算得到的卫星n的位置坐标向量。在实际的定位过程中，接收机测量得到误差校正后的伪距测量值式(2)中，δtu是接收机与卫星之间的钟差，δt(n)、I(n)、T(n)分别是卫星的钟差、电离层延时和对流层延时，作为伪距ρ(n)的误差校正量；基于式(1)和式(2)可以获得定位方程式式(3)：式(3)的方程组中，每个定位方程分别对应不同的可见卫星，方程中包含(x,y,z)和δtu4个未知量；如果接收机有4颗可见卫星以及对应的测量获得的误差校正后的伪距测量值则式(3)至少由4个方程组成，接收机可以求解出式(3)中的未知量，从而实现GPS定位、定时。如果接收机有大于4颗可见卫星时，式(3)中的方程个数大于未知数的个数，式(3)为无解的超定方程组。相关技术中，借助最小二乘法来求解超定方程组，图1为相关技术中最小二乘法的方法流程图，如图1所示，步骤100、获得卫星坐标、误差校正后的伪距测量值；卫星坐标为根据导航电文计算得到的卫星坐标。步骤101、接收机设置初始位置坐标；本步骤中，首次定位需要设置接收机初始位置坐标，作为最小二乘法的初始解，一般情况下我们将接收机初始坐标设置为0即可。每次定位的初值可以采用上次的定位结果。步骤102、通过设置的初始位置坐标、卫星坐标、误差校正后的伪距测量值构建定位方程式；处理过程中将定位方程式转换为矩阵形式；步骤103、利用最小二乘法公式求解定位方程式；步骤104、更新定位方程式的根；步骤105、判定定位方程式的根是否收敛；如果定位方程式的根收敛，执行步骤106；如果定位线性方程式的根不收敛，返回步骤102；步骤106、输出用户位置的位置坐标。式(3)线性化后可以写成矩阵相乘的式(4)：G[ΔxΔyΔzΔδtu]T＝b式(4)式(4)中，矩阵G可以写成式(5)：矩阵G中，通过式(6)表示，式(7)的矩阵b是校正误差后伪距测量值减去第(k-1)次计算得到的实际距离r(n)(xk-1)和卫星与接收机钟差δtu,k-1得到的：式(4)利用最小二乘法可以求出解为：[ΔxΔyΔzΔδtu]T＝(GTG)-1GTb式(8)将上述解Δx叠加到第(k-1)次迭代结果上，即可得到第k次迭代的结果。此时再计算||Δx||，若小于之前设置的门限值，那么可以判定牛顿迭代算法已经收敛到了所需精度，第k次迭代的结果可以作为用户位置的位置坐标输出。用户的运动速度同样可以利用最小二乘法求解，将卫星坐标替代为卫星速度，伪距测量值替代为伪距变化率测量值即可，在此不作赘述。定速方程式中的矩阵G与定位方程中的矩阵G一致，所以一般选择先定位后定速。上述相关技术中，一般要求接收机每隔预设周期完成一次定位解算过程，一般的，预设时长为1秒；解算过程包括卫星位置的计算、校正误差后伪距测量值的计算和利用最小二乘法进行定位解算。在可见卫星数量较多时(N≥10)，矩阵G以及G-1求解过程计算量很大(10阶以上矩阵求逆)。复杂的计算过程造成接收机功耗过大、计算时间超过1秒等问题，无法满足定位过程中对功耗、时间的要求。另外，即使仅考虑高斯白噪声的影响，采用上述方法获得的定位结果也十分粗糙，坐标误差在零值附近上下跳跃，与用户运动轨迹不符，影响定位效果。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种实现定位的方法及装置，能够降低定位过程中的功耗，满足定位的时间要求。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种实现定位的方法，包括：对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；所述定位信息包括：用户位置和用户速度。可选的，时间间隔为：时长相等的间隔、或时长不等的间隔。可选的，以时间间隔内的两个时刻的定位信息拟合定位函数信息包括：对预设的每一时间间隔，以每一时间间隔的初始时刻的定位信息和终止时刻的定位信息通过采用插值法拟合获得该时间间隔对应的所述定位函数信息。可选的，插值法包括：拉格朗日差值法、埃尔米特Hermite插值法。可选的，确定用户位置变化信息包括：对预设的每一时间间隔，在拟合的所述定位函数信息中，通过计算该时间间隔内的一个或一个以上定位时刻的用户位置信息确定时间间隔内的所述用户位置变化信息。可选的，该方法之前还包括：采用定位方程式和定速方程式分别计算每一时间间隔对应的时间间隔内的两个或两个以上时刻的所述定位信息。另一方面，本专利技术实施例方法还提供一种实现定位的装置，包括：拟合单元和确定单元；其中，拟合单元用于，对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；确定单元用于，根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；所述定位信息包括：用户位置和用户速度。可选的，拟合单元具体用于：对预设的每一时间间隔，以每一时间间隔的初始时刻的定位信息和终止时刻的定位信息通过采用插值法拟合获得该时间间隔对应的所述定位函数信息；或，对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个以上时刻的定位信息拟合该时间间隔对应的所述定位函数信息。可选的，确定单元具体用于，对预设的每一时间间隔，在拟合的定位函数信息中，通过计算该时间间隔内的一个或一个以上定位时刻的用户位置信息，确定时间间隔内的所述用户位置变化信息。可选的，该装置还包括计算单元，用于采用定位方程式和定速方程式分别计算每一时间间隔对应的两个或两个以上时刻的所述定位信息。与相关技术相比，本申请技术方案包括：对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；定位信息包括：用户位置和用户速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现定位的方法，其特征在于，包括：对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；所述定位信息包括：用户位置和用户速度。

【技术特征摘要】
1.一种实现定位的方法，其特征在于，包括：对预设的每一时间间隔，以时间间隔内的两个或两个以上时刻的定位信息拟合每一时间间隔相应的定位函数信息；根据拟合的每一时间间隔的定位函数信息确定对应的每一时间间隔内用户位置变化信息；所述定位信息包括：用户位置和用户速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间间隔为：时长相等的间隔、或时长不等的间隔。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以时间间隔内的两个时刻的定位信息拟合定位函数信息包括：对预设的每一时间间隔，以每一时间间隔的初始时刻的定位信息和终止时刻的定位信息通过采用插值法拟合获得该时间间隔对应的所述定位函数信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述插值法包括：拉格朗日差值法、埃尔米特Hermite插值法。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定用户位置变化信息包括：对预设的每一时间间隔，在拟合的所述定位函数信息中，通过计算该时间间隔内的一个或一个以上定位时刻的用户位置信息确定时间间隔内的所述用户位置变化信息。6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括：采用定位方程式和定速方程式分别计算每一时间间隔对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋挥师，刘航，徐雄伟，赵海龙，刘晓燕，孙涛，
申请(专利权)人：大唐半导体设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11