本发明专利技术提供一种定位终端及方法、计算装置以及存储介质，所述定位终端包括：定位模块，其被配置的基于GNSS的观测值和GNSS的改正数据进行解算，以获得定位结果以及定位参数；完好性监测模块，其被配置的基于所述定位参数计算所述定位结果的保护水平；和，输出模块，其被配置的输出来自定位模块的定位结果以及来自所述完好性监测模块的所述定位结果的保护水平。所述定位模块不依赖于所述完好性监测模块就能够直接计算得到所述定位结果，所述定位结果的数量和频率不受所述完好性监测模块的影响。这样，本发明专利技术通过取消告警设置，实时输出所有定位结果，提高了定位结果的连续性，降低了由于完好性监测算法的引入增加的连续性风险。于完好性监测算法的引入增加的连续性风险。于完好性监测算法的引入增加的连续性风险。
【技术实现步骤摘要】
定位终端及方法、计算装置以及存储介质
[0001]本专利技术涉及定位领域，尤其涉及一种定位终端及方法、计算装置以及存储介质。
技术介绍
[0002]高精度位置信息是支持车辆进行自主路径规划、自动驾驶的必要输入，如何实现全天候的实时高可靠高精定位是汽车工业界的一大技术热点。目前，大多数整车企业均采用增强全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)与惯性导航和轮速计融合的方案，通过对GNSS原始测量误差进行改正(利用RTK或PPP
‑
RTK技术)，实现对车辆的厘米级的定位。
[0003]除精度外，完好性是衡量定位性能的另一大指标，它与可靠性和安全性关系最为密切。完好性的概念通常理解为：当导航系统不可用时及时向用户提供告警的能力，它反映的是对导航系统提供导航信息的正确性的信任程度。具体来讲，导航系统的异常通常是由于参与定位的测量或改正产品信息中出现故障造成的，这些故障会导致严重的定位偏差，威胁导航安全。广义上，导航传感器的原始测量或改正数据中出现超过正常幅值范畴的误差均应视为故障。以GNSS为例，2014年俄罗斯的GLONASS系统由于地球定向参数错误导致了长达14小时的星座故障，在此期间用户的定位结果比真实位置偏离数千公里；又比如，城市峡谷环境中部分卫星的观测值多径效应明显，可导致数十米的定位误差。因此，在实时定位服务中，及时检测并排除偶发的故障对于提高系统的服务质量、保障用户的导航安全具有重要意义。
[0004]完好性监测技术的发展主要受航空导航需求的驱使，旨在为飞机的自动驾驶系统提供安全可靠的导航解，并参与到飞机的控制回路中。近年来，以自动驾驶、自主载人飞行器为代表的各类自主无人系统迅速发展，准确、可靠地确定自身位置和运动状态是实现无人系统轨迹跟踪、避碰等任务的基础能力之一。由于自主系统的应用领域与生命安全高度相关，具备优良的完好性监测能力是将高精度定位终端推广至市场应用的前提。特别是对于现在广泛采用的基于增强GNSS的高精度定位方案，自动驾驶用户将依靠其完好性输出进行路径规划和行为决策，这要求定位终端计算的完好性结果必须十分准确、保守。
[0005]受航空导航技术路线的影响，目前的高精度定位终端实时完好性结果普遍通过输出告警状态和保护水平(Protection Level,PL)进行评估。如果内置完好性监测算法检测到异常，则只输出一位告警信息，不提供解算定位结果和其它信息。只有在无告警状态下才提供定位结果和与之对应的保护水平。这种方式虽然已应用在飞机定位中，但在车辆高精度定位应用中存在明显缺点。首先，尽管自动驾驶汽车搭载的位置传感器冗余远远小于民航飞机，但它对定位精度和可用性的需求却高出了几个数量级，若采用传统的检测阈值计算方法将导致用户收到频繁的告警，严重影响导航可用性。第二，与航空系统不同，车载定位应用并无统一的行业标准，同时引入告警和保护水平两个指标使得性能分析复杂化，不便于直观的展现结果，增加了沟通成本。第三，在现有方案的定义下，告警的判断准则没有与定位误差直接关联，导致了漏警率和误警率的测试验证困难。第四，现有方案使得完好性
监测算法与定位算法高度耦合，且仅输出了结论性结果，不利于独立开发和测试。
[0006]因此，有必要提出一种改进的方案来克服相关问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种定位终端及方法、计算装置以及存储介质，其通过取消告警设置，实时输出所有定位结果，提高了定位结果的连续性，给用户提供了更多的灵活性和主动权，降低了由于完好性监测算法的引入增加的连续性风险。
[0008]为实现专利技术目的，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种定位终端，其包括:定位模块，其被配置的基于GNSS的观测值和GNSS的改正数据进行解算，以获得定位结果以及定位参数；完好性监测模块，其被配置的基于所述定位参数计算所述定位结果的保护水平；和输出模块，其被配置的输出来自定位模块的定位结果以及来自所述完好性监测模块的所述定位结果的保护水平，其中，所述定位模块不依赖于所述完好性监测模块就能够直接计算得到所述定位结果，所述定位结果的数量和频率不受所述完好性监测模块的影响。
[0009]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种定位方法，其包括:基于GNSS的观测值和GNSS的改正数据进行解算，以获得定位结果以及定位参数；利用完好性监测算法基于所述定位参数计算所述定位结果的保护水平；和输出所述定位结果以及所述定位结果的保护水平，其中，不依赖于完好性监测就能够直接计算得到所述定位结果，所述定位结果的数量和频率不受所述完好性监测的影响。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种计算装置，其包括处理器和存储器，所述存储器中存储有程序指令，该程序指令由处理器执行以实现上述定位方法。
[0011]根据本专利技术的再一个方面，本专利技术提供一种存储介质，其内存储有程序指令，该程序指令被执行以实现上述定位方法。
[0012]与现有技术相比，本专利技术通过取消告警设置，不依赖于所述完好性监测就能够直接计算得到所述定位结果，所述定位结果的数量和频率不受所述完好性监测的影响，提高了定位结果的连续性，给用户提供了更多的灵活性和主动权，降低了由于完好性监测算法的引入增加的连续性风险。
附图说明
[0013]图1为本专利技术中的定位方法在一个实施例中的流程示意图；
[0014]图2为本专利技术中的定位终端在一个实施例中的方框示意图；
[0015]图3为现有的将定位结果的定位误差和保护水平的关系展示在斯坦福图的示例图；和
[0016]图4为本专利技术中的改进的斯坦福图的示例图。
具体实施方式
[0017]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
[0018]本专利技术将定位终端内部的完好性监测算法从原定位算法中分离，取消了完好性检测步骤，利用检验统计量的大小信息，将定位误差的不确定性纳入保护水平的计算中。因
此，所述定位终端将仅提供保护水平这一项完好性信息，不影响原有定位解算结果的输出。
[0019]图1为本专利技术中的定位方法100在一个实施例中的流程示意图；图2为本专利技术中的定位终端200在一个实施例中的方框示意图。
[0020]如图1所示的，所述定位方法100包括如下步骤。
[0021]步骤110，基于GNSS的观测值和GNSS的改正数据进行解算，以获得定位结果以及定位参数。
[0022]在一个实施例中，在进行定位结果计算时，还结合惯性导航传感器的感测值和/或轮速计的传感器的感测值。
[0023]在一个实施例中，所述定位参数包括位置标准差、先验故障概率、误差包络参数以及状态估计过程中产生的残差、新息和检验统计量。
[0024]步骤120，利用完好性监测算法基于所述定位参数计算所述定位结果的保护水平。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种定位终端，其特征在于，其包括:定位模块，其被配置的基于GNSS的观测值和GNSS的改正数据进行解算，以获得定位结果以及定位参数；完好性监测模块，其被配置的基于所述定位参数计算所述定位结果的保护水平；和输出模块，其被配置的输出来自定位模块的定位结果以及来自所述完好性监测模块的所述定位结果的保护水平，其中，所述定位模块不依赖于所述完好性监测模块就能够直接计算得到所述定位结果，所述定位结果的数量和频率不受所述完好性监测模块的影响。2.根据权利要求1所述的定位终端，其特征在于，所述定位模块在进行定位结果计算时，还结合惯性导航传感器的感测值和/或轮速计的传感器的感测值，用户能够根据自身导航需求，通过对比所述保护水平和告警门限来确定当前定位结果是否可用。3.根据权利要求1所述的定位终端，其特征在于，所述定位参数包括位置标准差、先验故障概率、误差包络参数以及状态估计过程中产生的残差、新息和检验统计量。4.根据权利要求3所述的定位终端，其特征在于，所述完好性监测模块根据如下公式计算所述定位结果的保护水平PL：其中，σ为位置标准差，为先验故障概率，α为误差包络放大系数、b
ob
为误差包络偏差，α和b
ob
为所述误差包络参数，r为新息、q
RB
为残差、q
ss
为多解分离检验统计量，所述多解分离检验统计量为检验统计量的一种，I
REQ
为完好性风险要求，所述保护水平PL的求解不需要连续性相关的误警率及检测阈值。5.根据权利要求4所述的定位终端，其特征在于，所述完好性监测模块根据如下公式计算所述定位结果的保护水平PL：其中，Q对应标准正态分布的右尾函数，b和σ分别由σ,α,b
ob
及状态的传播关系计算，H
i
对应故障模式假设，H
i
对应的先验故障概率是6.根据权利要求1所述的定位终端，其特征在于，其还包括：完好性评估模块，其基于定位参考系统获得的定位真值参考计算所述定位结果的定位误差，根据所述定位结果的定位误差、所述定位结果的保护水平，利用改进的完好性评估图显示所述定位结果，以进行完好性性能评估，所述改进的完好性评估图为矩形，所述矩形的左下角被定义为原点，横坐标轴和纵坐标轴在原点相交，横坐标代表定位误差，纵坐标代表保护水平，在纵坐标的保护水平为告警门限处划一条横线，在横坐标的定位误差为告警门限处划一条竖线，自所述原点划一条位于横坐标轴和纵坐标轴之间的与横坐标轴的夹角为45度的斜线，这样所述改进的完好性评估图被划分为6个区域，它们分别为沿逆时针方向依次排布的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域和第六区域，其中第一区域位于所述
斜线、所述横线的下方和竖线的左侧，每个区域表示一个完好性事件，第一区域表示误导信息，第二区域表示危险状态，第一区域和第二区域均表示完好性风险，第三区域表示正确告警且误导，第四区域表示正确告警，第五区域表示误警，第三区域、第四区域、第五区域均表示连续性风险，第六区域表示正常状态。7.一种定位方法，其特征在于，其包括:基于GN...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟亚慰，李一鹤，
申请(专利权)人：新纳传感系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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