生成高度的卫星导航系统技术方案

提供了一种车辆卫星导航系统，用来生成车辆所处地理位置的标准高度。该系统包括卫星接收器（１００），其可以产生位置数据作为从导航卫星所接收的信号的函数。该位置数据可包括经度、纬度和大地高。系统将地理区域的波动值存储在波动栅格模型（１４６）或数字地图中。该系统可确定位置的近似波动值，并为该位置计算标准高度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及导航系统，且更具体地，涉及使用卫星导航系统产生标准高度的方法。
技术介绍
通常描绘在地形图中和物理标志中的高度为标准高度H。标准高度H表示高于平均海平面的高度，其由大地基准测量确定。标准高度系统有时可被称为正高系统(orthometric height system)或正高系统(normal height system)。在美国，美国国家大地测量局通过采取物理测量及使用大地基准测量确定标准高度系统的高度。其他国家的政府机构也行使相似的职能，例如德国的巴登—符腾堡联邦州(Landesvermessungsamt BadenWürttemberg)的国土测量局，及瑞士的地形学联邦办公室(Bundesamtfür Landestopogaphie)。从卫星导航系统(例如美国的全球定位系统(GPS)或俄罗斯联邦的全球轨道导航卫星系统(Glonass))获得的高度使用的高度系统不同于那些通过大地基准测量得到的高度系统。卫星导航系统的数据处理通常用于获得一个大地高h。大地高h是指在一个简单的地球椭圆体模型的上面或下面的高度，如世界大地测量坐标系统1984(WGS84)地球椭圆体模型。因为使用了不同的高度系统，一个位置由卫星导航系统显示的大地高h可能会和同样位置用印制地图显示的标准高度H相差50米。这个差别可能会在使印制地图提供的高度和卫星导航系统提供的高度相一致时出现问题。尽管很多车辆导航系统包括数字地图，但是在离开道路或者在数字地图外的区域行驶时，这一高度差会是个问题。为了将大地高h转换为标准高H，需要波动值N。大地高和标准高系统之间的关系可以由等式表示成h＝H+N。大地高和标准高之间的精确转换需要与已测量高度数据准确度相当的高分辨率波动N模型。这种模型的两个例子是美国的GEOID96模型和德国的DigitaleFinite Element Hhenbezugsflche(DFHBF)模型。需要在车辆中提供用来指示位置的标准高度H的卫星导航系统。还需要在车辆中提供用于提供路段标准高度H的卫星导航系统。此外，需要在车辆中提供卫星导航系统，当车辆在路上时该卫星导航系统可提供路段的标准高度H，而当车辆不在路上时可为离开道路的位置提供标准高度H。
技术实现思路
提供了一种车辆卫星导航系统，用来生成车辆所处地理位置的标准高度。该系统可包括卫星接收器，例如GPS接收器或者Glonass接收器，其能够从导航卫星接收无线电信号。卫星接收器可以生成特定区域的位置数据。该位置数据可包括经度、纬度和大地高。系统也可包括数据存储装置。数据存储装置可存储地理区域的波动值。波动值可存储在波动栅格模型或者数字地图中。波动值可与波动栅格模型中的点或者数字地图中的代表路段的矢量相联系。系统进一步包括处理器。处理器连接到卫星接收器和数据存储装置。处理器可从卫星接收器接收位置数据，并且从数据存储装置检索与该位置相关联的波动值。处理器也可计算该位置的标准高度值。该位置的标准高度值可以作为大地高度值和波动值的函数来计算。参看附图和具体说明，本专利技术的其它系统、方法、特正和优点对本领域的技术人员会很明显。所有这样的其它系统、方法、特征和优点都应包括在说明中，包括在本专利技术的范围内，并且受到所附权利要求的保护。附图说明参考附图可以更好地理解本专利技术。附图中的部件不一定是按比例绘制，重点是为了说明本专利技术的原理。而且，在图中，所有不同视图中相同的附图标记表示相应的部分。图1是车辆卫星导航系统的功能框图； 图2是说明在执行高度转换应用指令时卫星导航系统处理器的运行的流程图；图3是说明在执行导航应用指令时卫星导航系统处理器的运行的流程图；图4示出了带有车辆卫星导航系统的车辆。具体实施例方式图1是示例性车辆卫星导航系统100的系统水平框图。该车辆卫星导航系统100可包括卫星接收器110、处理器130、显示器112、和数据存储装置140。卫星接收器110可以从导航卫星接收无线电信号，并确定作为无线电信号的函数的位置P的纬度x、经度y、和大地高度h。车辆导航系统100可用于汽车、卡车、公共汽车、火车、摩托车、自行车等等。该位置P被表示为P(x，y，h)，其中x是纬度，y是经度，z是位置P的高度。位置P(x，y，h)的高度h可以是大地高h，其是高于或低于地球简单椭圆模型的高度。例如，卫星接收器110可以是GPS接收器或Glonass接收器。卫星接收器110可包括天线124。天线124可以在卫星接收器110的运行频率范围内接收无线电波。例如，天线可以是GPS天线或者Glonass天线。数据存储装置140可存储波动值和数字地图142。可选地，车辆卫星导航系统100也可以不具备地图功能，在这种情况下可省略数字地图142。波动值可以在波动栅格模型146中和/或作为数字地图142的一部分存储在数据存储装置140中。数据存储装置140可包括例如硬盘驱动器、光盘驱动器、数字通用磁盘驱动器、小型磁盘驱动器、软盘驱动器、智能卡驱动器、存储棒驱动器、盒式存储器驱动器、闪存驱动器等存储媒介。波动栅格模型146可包括位置P(X，Y)在一个地理区域的一组高度波动值N(X，Y)，其中X是在该区域的一组纬度值x，而Y是在该区域的一组经度值y。每个波动值N(x，y)与X和Y组成分的特定组合相关联，使得N(x，y)表示位置P(x，y)的波动值。组N(X，Y)的波动值可包括例如由GEOID96模型或DFHBF模型得来的数据。如在车辆导航系统中常见的，数字地图142可包括代表道路系统的矢量。数字地图142可能包括若干矢量VX，其中每个矢量VX代表一个路段SX。路段SX的位置和高度一般是静态的。所以，对于路段SX并非是动态地计算波动值NX，而是可预先计算(例如，在“预处理”数字地图142时)存储在数字地图142中的路段SX的波动值NX。对于每个路段SX，值NX可作为表示路段SX的矢量VX的附加属性而存储在数字地图142中。处理器130可对位置P(x，y)识别和检索波动值，并且生成位置P(x，y)的标准高度。处理器130可包括导航应用132和高度转换应用134。导航应用132可包括使处理器130基于当前位置P(x，y)从矢量VX识别和检索波动值NX的指令。导航应用132还可包括使处理器130生成作为NX的函数的位置的标准高度的指令。处理器130可包括微处理器或者微控制器，例如英特尔奔腾微处理器、Sun SPARC微处理器、摩托罗拉微处理器等等。尽管在图中处理器130与数据存储装置140分离，但处理器130和数据存储装置140也可以整体形成为单个的单元。导航应用132和高度转换应用134可存储在处理器130的存储器135中。可选地，制成的产品136可有形地包含导航应用132和高度转换应用134。制成的产品136可以是程序存储装置，例如磁性存储装置、光学存储装置、或者电磁存储装置。例如，制成的产品136可以是光盘、数字通用磁盘、小型磁盘、软盘、智能卡、存储棒、存储盒、闪存装置等。可选地，电磁信号137可包括导航应用132和高度转换应用134。电磁信号137可以是通过空间传播的调制载波、通过空间或者光纤导体传播的光波、通过电导体传播的电信号等等。例如，电磁信号137可以是由接入点传播到车辆卫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来确定位置的标准高度的车辆卫星导航系统，该系统包括：卫星接收器，其可从导航卫星接收无线电信号，并且生成所述车辆的位置作为无线电信号的函数；数据存储装置，其可用来存储所述位置的波动值；和处理器，其连接到所述卫星接 收器和所述数据存储装置；　其中所述位置具有大地高度值，并且所述处理器可生成所述位置的标准高度值，作为所述大地高度值和所述波动值的函数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：C布吕埃勒德鲁兹，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]