一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，包括卫星定位装置、视域监测装置和解算装置，视域监测装置与卫星定位装置通过电连接，所述卫星定位装置、视域监测装置与解算装置之间通过有线或无线网络连接。本发明专利技术所述的一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，本发明专利技术对视域监测装置监测到的图像进行实时图像分析，对视域圆锥体网格通透情况进行量化，实时赋予通透率值，并据此计算每一时刻视域圆锥体顶点位置获取的经过综合解算的卫星定位数据，分析出可见卫星和非视距卫星，剔除非视距卫星定位信号，降低因障碍物反射、折射等多径效应影响导致的卫星定位误差，提高卫星定位数据的精度和可靠性，带来更好的使用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法
本专利技术涉及卫星定位
，特别涉及一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法。
技术介绍
卫星定位技术是利用人造地球卫星对地球目标进行定位测量的技术，现有的卫星定位系统包括GPS、北斗、GLONASS、GALILEO等全球导航卫星系统，以及在此基础上建立的用于提高卫星定位精度的星基增强系统和地基增强系统等，不管哪种卫星定位方式，都依赖于接收机即卫星定位终端设备接收卫星定位信号并解算后获得接收机所处位置的卫星定位结果，输出经度、纬度、高程和时间等卫星定位数据。卫星定位的测量误差主要来源于噪声和偏差，包括运行控制系统相关的误差，主要是卫星星历和星钟的误差；与卫星信号从卫星至接收机的传播过程有关的误差，主要是电离层和对流层引起的误差；与接收机和接收机环境有关的误差，主要来源是接收机噪声和多径效应；参与定位结果计算的卫星在天空中的几何分布图。卫星星历误差、电离层和对流层延迟等导致的误差、接收机钟差等都有一定规律，可通过差分等方式将公共误差消除或大幅度降低。但是在卫星定位信号向地面播发的过程中会受到地形、植被、建筑物等障碍物的影响，产生遮挡或卫星定位信号的多径效应，卫星定位信号经障碍物反射不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误，由多径效应产生的误差很难消除或校正，多径效应误差在不同站点，对应不同的反射体有不同的多径传播表现，很难用模型来修正，有时甚至会引起定位失锁，卫星信号受到外界物理遮挡时，不仅增加多径效应的几率和严重性，而且会恶化卫星分布几何因子系数，导致更复杂的误差产生。多径效应属于偶然误差范畴，具有较强的地域性和时变性，当接收机天线位于不同位置时，由于产生多径的场景不同，因此接收到的多径一般是不同的，这就是多径效应的地域性，可见多径效应具有强烈的局部时空相关性，无法采用差分技术消除误差，为此，我们提出一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，包括卫星定位装置、视域监测装置和解算装置，视域监测装置与卫星定位装置通过电连接，所述卫星定位装置、视域监测装置与解算装置之间通过有线或无线网络连接。优选的，所述卫星定位装置包括卫星定位接收机模块、天线模块、通讯模块、第一计算模块和第一供电模块，所述卫星定位接收机模块、天线模块、通讯模块、第一计算模块和第一供电模块之间电连接。优选的，所述视域监测装置包括摄像头模块、通讯模块、第二计算模块和第二供电模块组成，所述视域监测装置包括摄像头模块、通讯模块、第二计算模块和第二供电模块之间电连接。优选的，所述解算装置采用用于卫星定位现场解算数据的计算机或者是提供远程解算服务的服务器，所述卫星定位装置、视域监测装置通过有线或无线网络与现场解算数据的计算机网络连接或者通过有线或无线网络与提供远程解算服务的服务器网络连接。优选的，一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，包括以下步骤：①、构建卫星定位与视域监测系统：在户外安装部署卫星定位装置和视域监测装置；②、启动卫星定位数据接收和视域监测：卫星定位装置接收卫星定位信号，视域监测装置获取其上方空域的视域图像，视域图像数据与卫星定位信号数据均通过通讯模块传输到解算装置；③、建立坐标系：以视域圆锥体的顶点为原点建立区域三维坐标系；④、视域确定：解算装置上部署有视域计算软件V，视域V＝fv(h，r)，即视域V的范围是视域圆锥体的高度h和底面半径r的函数，视域空间体积为V＝1/3πr2h，其中h的大小根据现场的地形和植被情况确定；⑤、视域圆锥体剖分：解算装置部署有网格剖分算法软件G，剖分的网格Gi＝fs(h/Nh，r/Nb)，即Gi是视域圆锥体的高度h分割的数量Nh和底面半径r分割的数量Nb的函数，每个网格是一个几何体，通过解算可以得到视域圆锥体剖分的网格数量、网格在区域三维坐标系里的位置；⑥、视域圆锥体网格编号：利用视域圆锥体网格的几何中心点的区域三维坐标值计算出其编号，即网格Gi的编号NGi是区域三维坐标值x，y，z的函数，NGi＝H(x，y，z)；⑦、视域圆锥体网格通透率计算：视域监测装置将拍摄到的图像通过通讯模块实时传输到解算装置，由解算装置根据图像识别算法I进行实时图像分析，量化视域内由于障碍物导致的多径效应情况，对视域圆锥体的网格进行实时通透率赋值，通过图像识别算法解算的结果赋予每个网格一个通透率参数δ；⑧、实时动态建立定位卫星与视域圆锥体顶点之间的虚拟连线：在每一时刻，均可实时建立定位卫星与视域圆锥体顶点之间的虚拟连线，这些连线穿越多个视域圆锥体网格，定位卫星包括北斗、GPS和GLONASS卫星定位系统的卫星；⑨、有效卫星定位数据解算：根据卫星定位有效数据的计算公式P＝f(S1×COSθ×δG1，S2×COSθ×δG2，……，Sn×COSθ×δGn)计算每一时刻视域圆锥体顶点位置获取的经过综合解算的卫星定位数据。优选的，步骤③中区域三维坐标系建立时，以卫星定位装置的天线相位中心点即视域圆锥体的顶点为坐标原点；以坐标原点与其所在的纬线的切线为Y轴，坐标原点向正东方向为Y轴正方向；以坐标原点与其所在的经线的切线为X轴，坐标原点向正南方向为X轴正方向；以与X、Y轴垂直的方向为Z轴，坐标原点指向天空的方向为Z轴正方向；坐标原点与X、Y、Z轴构成一个区域三维坐标系。优选的，步骤④中高度h的范围为h×tg60°≤r≤h×tg75°，即视域圆锥体的母线与水平面的夹角β位于15°与30°之间。优选的，步骤⑦中参数δ值位于0-1之间，完全通透即对卫星定位信号没有任何遮挡为1(δ＝1)，完全遮挡即卫星定位信号完全不能通过该网格为0(δ＝0)；视域圆锥体网格Gi的通透率为δGi＝[0，1]。优选的，步骤②和步骤⑨中卫星定位数据是通过卫星定位装置获取的，可以接收卫星定位信号、地基增强卫星定位信号、星基增强卫星定位信号等多源卫星定位信号数据；图像数据是通过视域监测装置获取的；解算装置利用获取的卫星定位数据、图像数据进行解算，解算出视域圆锥体网格位置和大小以及其区域三维坐标和编号。优选的，步骤⑨中P为经综合解算后的卫星定位有效数据；S1、S2……Sn是视域圆锥体顶点位置能接收到卫星定位信号的所有卫星；θ是视域圆锥体顶点与卫星Sn之间的连线与水平面之间的夹角；δG1、δG2……δGn是每一个视域圆锥体网格的通透率参数；f是卫星定位信号处理函数。与现有技术相比，本专利技术提供了一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，具有如下有益效果：本专利技术利用实时接收的卫星定位数据、视域监测图像数据和地形模型数据进行实时解算，以卫星定位装置上接收卫星定位信号的天线的相位中心点为顶点构建一个虚拟的倒置的圆锥体，即视域圆锥体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的装置，其特征在于：包括卫星定位装置、视域监测装置和解算装置，视域监测装置与卫星定位装置通过电连接，所述卫星定位装置、视域监测装置与解算装置之间通过有线或无线网络连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的装置，其特征在于：包括卫星定位装置、视域监测装置和解算装置，视域监测装置与卫星定位装置通过电连接，所述卫星定位装置、视域监测装置与解算装置之间通过有线或无线网络连接。


2.根据权利要求1所述的一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的装置，其特征在于：所述卫星定位装置包括卫星定位接收机模块、天线模块、通讯模块、第一计算模块和第一供电模块，所述卫星定位接收机模块、天线模块、通讯模块、第一计算模块和第一供电模块之间电连接。


3.根据权利要求1所述的一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的装置，其特征在于：所述视域监测装置包括摄像头模块、通讯模块、第二计算模块和第二供电模块组成，所述视域监测装置包括摄像头模块、通讯模块、第二计算模块和第二供电模块之间电连接。


4.根据权利要求1所述的一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的装置，其特征在于：所述解算装置采用用于卫星定位现场解算数据的计算机或者是提供远程解算服务的服务器，所述卫星定位装置、视域监测装置通过有线或无线网络与现场解算数据的计算机网络连接或者通过有线或无线网络与提供远程解算服务的服务器网络连接。


5.一种利用现场视域分析提高卫星定位精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①、构建卫星定位与视域监测系统：在户外安装部署卫星定位装置和视域监测装置；
②、启动卫星定位数据接收和视域监测：卫星定位装置接收卫星定位信号，视域监测装置获取其上方空域的视域图像，视域图像数据与卫星定位信号数据均通过通讯模块传输到解算装置；
③、建立坐标系：以视域圆锥体的顶点为原点建立区域三维坐标系；
④、视域确定：解算装置上部署有视域计算软件V，视域V＝fv(h，r)，即视域V的范围是视域圆锥体的高度h和底面半径r的函数，视域空间体积为V＝1/3πr2h，其中h的大小根据现场的地形和植被情况确定；
⑤、视域圆锥体剖分：解算装置部署有网格剖分算法软件G，剖分的网格Gi＝fs(h/Nh，r/Nb)，即Gi是视域圆锥体的高度h分割的数量Nh和底面半径r分割的数量Nb的函数，每个网格是一个几何体，通过解算可以得到视域圆锥体剖分的网格数量、网格在区域三维坐标系里的位置；
⑥、视域圆锥体网格编号：利用视域圆锥体网格的几何中心点的区域三维坐标值计算出其编号，即网格Gi的编号NGi是区域三维坐标值x，y，z的函数，NGi＝H(x，y，z)；
⑦、视域圆锥体网格通透率计算：视域监测装置将拍摄到的图像通过通讯模块实时传输到解算装置，由解算装置根据图像识别算法I进行实时图像分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江，宋现锋，徐悦泰，曲小康，
申请(专利权)人：广西融科科技有限公司，北京数码汇博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45