一种基于GPS、北斗及NB-IoT的多适应性定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于GPS、北斗及NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体而言，涉及一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位系统及方法。

技术介绍

[0002]随着交通运输以及物联网技术的快速发展，人们对与定位的需求越来越大。将定位技术广泛用于交通领域导航，可以促进交通管理的智能化、精细化，大幅提高人们的出行效率，促进自动驾驶等新技术的研发和应用。对车辆以及运动物体定位的技术方法有多种，例如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位、Glonass(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)定位、伽利略定位、北斗定位、2G(2
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Generation wireless telephone technology，第二代手机通信技术)定位、NB
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IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)定位和WiFi(无线通信技术)辅助定位等多种方式，而这几种定位方式各有自己的优点和缺点：
[0003]GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成，GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。GPS的特点是：不需要sim(Subscriber Identity Module，用户身份识别模块)卡，也不需要连接网络，只要在户外空旷的地方，基本上随时随地都可以准确定位。但是GPS启动后搜索卫星的时间比较长，一般需要2分钟左右(俗称冷启动)。
[0004]Glonass是俄罗斯开发的一套定位系统，原理跟GPS一样，通过卫星进行定位。
[0005]伽利略系统是由欧盟主导的新一代民用全球卫星导航系统，由两个地面控制中心和30颗卫星组成，其中27颗为工作卫星，3颗为备用卫星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。
[0006]北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航及授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
[0007]窄带物联网(NB
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IoT)是万物互联网络的一个重要分支。NB
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IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)网络、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)网络或LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB
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IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)，NB
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IoT支持待机时间长、对网络连接为较高设备的高效连接，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
[0008]现有技术中的定位方法多是采用以GPS定位和北斗定位为主，GPS和北斗接收器与卫星通信，从而对车辆位置进行定位，但是，GPS定位和北斗定位在遇到有遮挡物或者信号差的路段，比如涵洞、隧道、树林茂密的公路等地，就无法对车辆的位置进行准确定位。现有
技术中的定位方法还有采用2G定位和NB
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IoT定位的。2G定位和NB
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IoT定位属于基站定位，基站定位是通过运营商的网络获取移动终端用户的位置信息，移动终端在插入sim卡开机以后，搜索周围的基站信息，依据基站位置信息的获取来定位，但是，这种定位方法在没有基站的偏远地区，无法联网获取基站的位置信息，并且其定位误差较大，单基站误差在100
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500米。另外，现有定位技术中的GPS模块、北斗模块、NB
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IoT和2G模块通常处于持续的工作状态，系统功耗比较高。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位系统及方法，通过有效结合GPS定位、北斗定位、NB
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IoT定位和2G定位的优势，在GPS和北斗信号强的地区优先使用GPS和北斗定位，在GPS、北斗信号很弱或者没有信号的地区，优先使用NB
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IoT定位和2G定位，从而适应更加复杂多变的环境，实现更准确的定位。同时，客户端在发出定位请求后，控制系统会进入低功耗状态，从而减少不必要的电源损耗；待客户端需要获取定位信息的时候，控制系统从低功耗模式唤醒，重新进入工作状态，整个过程能够实现节能高效的目的。
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供了一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位系统，其包括：
[0011]一多模定位模块，安装于待定位设备上，其包括北斗模块、GPS模块、2G模块和NB
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IoT模块；
[0012]一多模天线，安装于待定位设备上，并分别与所述北斗模块和所述GPS模块连接，用于与卫星建立通信并获取定位坐标信息；
[0013]一窄带天线，安装于待定位设备上，并与所述NB
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IoT模块连接，用于与附近的通信基站建立连接并获取定位坐标信息；
[0014]一2G天线，安装于待定位设备上，并与所述2G模块连接，用于与附近的通信基站建立连接并获取定位坐标信息；
[0015]一控制系统，安装于待定位设备上，并与所述多模定位模块连接，用于接收所述多模定位模块获取的定位坐标信息并结合卡尔曼滤波算法对信息进行分析处理与融合，确定一最准确的定位数据；
[0016]一云端服务器，与所述控制系统连接，用于接收所述控制系统发送的处理后的定位数据信息并以可视化形式显示地图位置信息和运动轨迹信息；
[0017]一客户端，与所述云端服务器连接，用于接收并显示所述云端服务器发送的地图位置信息和运动轨迹信息；
[0018]一实时时钟模块，安装于待定位设备上，并与所述控制系统连接，用于使所述控制系统按照预设时间进入低功耗模式并在所述控制系统进入低功耗模式后提供精确的时间基准；
[0019]一电池模块，安装于待定位设备上，并与所述控制系统连接，用于为整个系统提供电力支持。
[0020]在本专利技术一实施例中，其中，所述客户端包括车载显示设备、个人计算机和手机。
[0021]为达到上述目的，本专利技术还提供了一种基于GPS、北斗、NB
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IoT的多适应性定位方
法，其包括以下步骤：
[0022]步骤1：客户端发起定位请求或唤醒命令，控制系统启动；
[0023]步骤2：控制系统驱动GPS模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位系统，其特征在于，包括：一多模定位模块，安装于待定位设备上，其包括北斗模块、GPS模块、2G模块和NB
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IoT模块；一多模天线，安装于待定位设备上，并分别与所述北斗模块和所述GPS模块连接，用于与卫星建立通信并获取定位坐标信息；一窄带天线，安装于待定位设备上，并与所述NB
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IoT模块连接，用于与附近的通信基站建立连接并获取定位坐标信息；一2G天线，安装于待定位设备上，并与所述2G模块连接，用于与附近的通信基站建立连接并获取定位坐标信息；一控制系统，安装于待定位设备上，并与所述多模定位模块连接，用于接收所述多模定位模块获取的定位坐标信息并结合卡尔曼滤波算法对信息进行分析处理与融合，确定一最准确的定位数据；一云端服务器，与所述控制系统连接，用于接收所述控制系统发送的处理后的定位数据信息并以可视化形式显示地图位置信息和运动轨迹信息；一客户端，与所述云端服务器连接，用于接收并显示所述云端服务器发送的地图位置信息和运动轨迹信息；一实时时钟模块，安装于待定位设备上，并与所述控制系统连接，用于使所述控制系统按照预设时间进入低功耗模式并在所述控制系统进入低功耗模式后提供精确的时间基准；一电池模块，安装于待定位设备上，并与所述控制系统连接，用于为整个系统提供电力支持。2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述客户端包括车载显示设备、个人计算机和手机。3.一种基于GPS、北斗及NB
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IoT的多适应性定位方法，应用于权利要求1或2的所述定位系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：客户端发起定位请求或唤醒命令，控制系统启动；步骤2：控制系统驱动GPS模块和北斗模块通过多模天线检测GPS信号和北斗定位信号，其中：如果GPS信号和北斗定位信号很弱或者检测不到，则进入步骤3；如果GPS信号和北斗定位信号强度满足预设强度，则跳转到步骤4；步骤3：控制系统驱动2G模块通过2G天线检测附近的通信基站的2G信号，同时驱动NB
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IoT模块通过窄带天线检测附近的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关帅国，马艳新，吴冬冬，
申请(专利权)人：北京睿芯高通量科技有限公司，
类型：发明
国别省市：