專利名稱：對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于全球定位系統(tǒng)(例如GPS系統(tǒng))的接收機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模式選擇的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法。

背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送GPS信號的一個衛(wèi)星星座(又被稱為Navstar衛(wèi)星)，該GPS信號能被接收機用來確定該接收機的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個平面內(nèi)，以便在地球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收該種信號。更典型的情況是，在地球上絕大多數(shù)地方都能從六顆以上衛(wèi)星接收該種信號。
每一顆GPS衛(wèi)星所傳送的GPS信號都是直接序列擴(kuò)展頻率信號。商業(yè)上使用的信號與標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)有關(guān)，而且被稱之為粗碼(C/A碼)的直接序列二相擴(kuò)展信號，在1575.42MHz的載波下，具有每秒1.023兆碼片的速率。偽隨機噪聲(PN)序列長度是1023個碼片，對應(yīng)于1毫秒的時間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼(Gold碼)，使得信號能夠從幾顆衛(wèi)星同時發(fā)送，并由一接收機同時接收，相互間幾乎無干擾。術(shù)語“衛(wèi)星星號”和這個PN碼相關(guān)，可以用以標(biāo)示不同的GPS衛(wèi)星。
GPS的調(diào)制信號是導(dǎo)航電文(又被稱為D碼)和PN碼的組合碼。導(dǎo)航電文的速率為每秒50比特。D碼的基本單位是一個1500比特的主幀，主幀又分為5個300比特的子幀。其中子幀一包含了標(biāo)識碼、星鐘數(shù)據(jù)齡期、衛(wèi)星時鐘修正參數(shù)信息。子幀二和子幀三包含了實時的GPS衛(wèi)星星歷(ephemeris)，星歷是當(dāng)前導(dǎo)航定位信息的最主要內(nèi)容。子幀四和子幀五包含了1～32顆衛(wèi)星的健康狀況，UTC校準(zhǔn)信息和電離層修正參數(shù)及1～32顆衛(wèi)星的歷書(alamanc)。歷書是衛(wèi)星星歷參數(shù)的簡化子集。其每12.5分鐘廣播一次，壽命為一周，可延長至2個月。
接收機的最終定位誤差包括接收機的測量誤差、接收機系統(tǒng)誤差以及GPS系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。由于各種誤差的綜合作用，接收機獲得的原始定位結(jié)果存在一定相對誤差。這些誤差包括接收機跟蹤環(huán)的測量誤差、截斷效應(yīng)誤差、接收機內(nèi)部延遲誤差、衛(wèi)星時鐘誤差、星歷預(yù)測誤差、相對論效應(yīng)、電離層效應(yīng)、對流層效應(yīng)、接收機噪聲和多徑效應(yīng)。由于這些誤差的存在，往往需要進(jìn)一步對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。一個常用的方法是對原始定位數(shù)據(jù)流進(jìn)行平滑(低通濾波)。常規(guī)的方式使用單一運動模式進(jìn)行平滑，雖然簡單易行，但存在一些顯而易見的缺點。
由于對原始定位點不分情況地使用固定階數(shù)進(jìn)行低通濾波，當(dāng)使用低階低通濾波時，平滑后結(jié)果方差依然較大，精度較低；當(dāng)使用高階低通濾波時，平滑后結(jié)果延遲較大，降低了導(dǎo)航的實時性。對于高速運動的接收機，這個問題尤為明顯，限制了很多應(yīng)用。如何高效的實現(xiàn)高精度、低方差、小延遲的平滑是GPS接收機一個重要的研究方向。


發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，以使經(jīng)過后續(xù)數(shù)據(jù)處理的定位結(jié)果更平滑，更貼近實際接收機運動情況，同時明顯降低定位結(jié)果延遲，保證定位結(jié)果的實時性，提升用戶體驗。
(二)技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，該方法包括 步驟1接收機解算出自身的原始定位結(jié)果，將該原始定位結(jié)果寫入數(shù)據(jù)緩存，并獲取自身的速度、速度方向角和加速度； 步驟2接收機根據(jù)定位點之間的相對位移量、接收機的速度和加速度判斷該原始定位結(jié)果是否為異常值，如果為異常值則修復(fù)該異常值，如果為正常值則維持原始定位結(jié)果不變； 步驟3接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，如果接收機處于低速運動模式，則執(zhí)行步驟4；如果接收機處于直線運動模式，則執(zhí)行步驟5；如果接收機處于曲線運動模式，則執(zhí)行步驟6； 步驟4對原始定位結(jié)果進(jìn)行平滑處理，結(jié)束； 步驟5對原始定位結(jié)果進(jìn)行直線擬合處理，結(jié)束； 步驟6對原始定位結(jié)果進(jìn)行曲線擬合處理。
上述方案中，步驟1中所述接收機解算出自身的原始定位結(jié)果，具體包括接收機上電后進(jìn)入捕獲狀態(tài)，搜索視線內(nèi)的衛(wèi)星、該衛(wèi)星的載波頻率和PN碼的碼相位；之后進(jìn)入頻率牽引狀態(tài)，將本地頻率牽引到和衛(wèi)星載波頻率相差幾個赫茲的量級，同時進(jìn)行比特同步；完成頻率牽引后，接收機進(jìn)入跟蹤狀態(tài)，完成幀同步，然后進(jìn)入解調(diào)電文狀態(tài)，將載波上調(diào)制的電文解調(diào)出來，然后進(jìn)入解算狀態(tài)解算出自身的原始定位結(jié)果。
上述方案中，步驟1中所述接收機獲取自身的速度和速度方向角通過采用速度計獲得，或者通過采用定位結(jié)果差分法、載波相位法或卡爾曼法計算獲得；步驟1中所述接收機獲取自身的加速度通過采用速度計獲得，或者通過采用速度差分法計算獲得，或者通過采用經(jīng)驗值估計獲得。
上述方案中，步驟2中所述接收機判斷該原始定位結(jié)果是否為異常值，具體包括檢測異常值計數(shù)器是否為零，如果為零，則記錄當(dāng)前速度值作為初速度；計算異常值檢測判決量和異常值檢測判決門限，判斷異常值檢測判決量是否大于異常值檢測判決門限，如果是，則判定當(dāng)前定位點為異常值，計數(shù)器增1；如果不是，判定當(dāng)前定位點為正常值，計數(shù)器歸零。
上述方案中，所述異常值檢測判決量由定位點之間的相對位移量計算得出，所述異常值檢測判決門限值由初速度、加速度以及在當(dāng)前定位時刻之前已連續(xù)去除的異常值個數(shù)計算得出。
上述方案中，步驟2中所述接收機修復(fù)該異常值，是接收機對該異常值進(jìn)行處理，去除其異常性。
上述方案中，步驟2中所述接收機去除異常值的異常性，是接收機利用上一時刻正確定位點的正常值取代該異常值，或者是接收機利用當(dāng)前時刻正確定位點的正常值與上一時刻正確定位點的正常值之間的加權(quán)平均值取代該異常值。
上述方案中，步驟3中所述接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，是通過判斷接收機當(dāng)前時刻運動速度、相鄰時刻運動速度以及二者之間的方向角差值實現(xiàn)的。
上述方案中，步驟3中所述接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，具體包括接收機判斷自身的運動速度是否小于速度閾值，如果是，則判定接收機處于低速運動模式；如果不是，則計算相鄰幾個定位點之間的方向角差值，判斷方向角差值是否都小于角度閾值，如果是，則判定接受機處于直線運動模式；如果不是，則判定接收機處于曲線運動模式。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 1、本發(fā)明提供的這種對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，能夠明顯地提高定位精度，減少誤差，使經(jīng)過后續(xù)數(shù)據(jù)處理的定位結(jié)果更平滑，更貼近實際接收機運動情況，同時明顯降低定位結(jié)果延遲，保證定位結(jié)果的實時性，提升用戶體驗。
2、利用本發(fā)明，可以改善各種定位系統(tǒng)的輸出定位效果。測試表明能夠明顯地提高定位精度，減少誤差，使經(jīng)過后續(xù)數(shù)據(jù)處理的定位結(jié)果更平滑，更貼近實際接收機運動情況，同時明顯地降低定位結(jié)果延遲，保證定位結(jié)果的實時性。



圖1是現(xiàn)有典型的全球定位系統(tǒng)接收機實現(xiàn)定位的示意圖； 圖2是現(xiàn)有典型的GPS接收機定位流程圖； 圖3是本發(fā)明基于模式選擇的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法流程圖； 圖4是本發(fā)明對全球定位系統(tǒng)定位結(jié)果異常值的檢測方法的細(xì)節(jié)示意圖； 圖5是本發(fā)明判斷接收機運動模式的細(xì)節(jié)示意圖。

具體實施例方式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1描述了一個典型的全球定位系統(tǒng)接收機實現(xiàn)定位的示意圖。已知四顆衛(wèi)星的位置以及這四顆衛(wèi)星發(fā)射信號到達(dá)接收機的時間，即可以計算出接收機的位置和接收機時間相對衛(wèi)星時間的誤差值。應(yīng)當(dāng)理解，由于各種誤差的綜合作用，接收機獲得的原始定位結(jié)果存在一定系統(tǒng)誤差。這些誤差包括接收機跟蹤環(huán)的測量誤差、截斷效應(yīng)誤差、接收機內(nèi)部延遲誤差、衛(wèi)星時鐘誤差、星歷預(yù)測誤差、相對論效應(yīng)、電離層效應(yīng)、對流層效應(yīng)、接收機噪聲和多徑效應(yīng)。由于這些誤差的存在，往往需要進(jìn)一步對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。一個常用的方法是對原始定位數(shù)據(jù)流進(jìn)行平滑(低通濾波)。
常規(guī)的方式對原始定位點不分情況地直接平滑，雖然簡單易行，但存在一些顯而易見的缺點。由于對原始定位點不分情況地使用固定階數(shù)進(jìn)行低通濾波，當(dāng)使用低階低通濾波時，平滑后結(jié)果方差依然較大，精度較低；當(dāng)使用高階低通濾波時，平滑后結(jié)果延遲較大，降低了導(dǎo)航的實時性。對于高速運動的接收機，這個問題尤為明顯，限制了很多應(yīng)用。本發(fā)明提出了一種基于模式選擇的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，能夠有效地解決上述問題。
圖2描述了一個典型的GPS接收機定位流程。圖2所示過程是從接收機上電初始化201開始，直至解算出用戶位置206結(jié)束。通常接收機上電后進(jìn)入捕獲狀態(tài)202，搜索視線內(nèi)的衛(wèi)星、該衛(wèi)星的載波頻率和PN碼的碼相位。這個狀態(tài)下對載波頻率的搜索是粗糙的，通常在數(shù)百赫茲的量級。之后進(jìn)入頻率牽引狀態(tài)203，把本地頻率牽引到和衛(wèi)星載波頻率相差幾個赫茲的量級，同時進(jìn)行比特同步。完成頻率牽引后，接收機進(jìn)入跟蹤狀態(tài)204，完成幀同步，即可以進(jìn)入解調(diào)電文狀態(tài)205，將載波上調(diào)制的電文解調(diào)出來，隨后進(jìn)入解算狀態(tài)206解算出自身的原始定位結(jié)果。
圖3描述了本發(fā)明基于模式選擇的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法流程圖。術(shù)語“異常值”是指與接收機真實位置相比誤差超過導(dǎo)航定位等應(yīng)用要求的定位結(jié)果。接收機首先通過圖2所示的流程解算出接收機位置信息301。進(jìn)而將該結(jié)果寫入數(shù)據(jù)緩存302，用以之后的數(shù)據(jù)處理操作。該數(shù)據(jù)緩存的長度與擬合時所需數(shù)據(jù)的最大長度相同。
進(jìn)一步地，獲取接收機的速度和加速度303。接收機的速度和速度的方向角既可以通過外部設(shè)備如速度計獲得，也可以通過接收機計算獲得。計算接收機速度及其方向角的方法有很多種，一般可以選擇定位結(jié)果差分法、載波相位法和卡爾曼法。定位結(jié)果差分法由于誤差較大且和定位結(jié)果的誤差相關(guān)，因此不推薦使用。而載波相位法和卡爾曼法都能很好的滿足本方法的要求。本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例使用載波相位法計算速度及其方向角，本發(fā)明的另一個較優(yōu)實施例使用卡爾曼方法同時計算接收機位置和速度及其方向角。接收機的加速度計算方法既可以采用比較精確的數(shù)值計算法，比如速度差分法，也可以跟據(jù)實際經(jīng)驗估計加速度的最大值。本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例是根據(jù)城市交通狀況和接收機載體的最大可能加速度對加速度進(jìn)行估計。
進(jìn)一步地，檢測定位點是否為異常值304。本發(fā)明中異常值檢測判決量應(yīng)該由定位點之間的相對位移量計算得出。異常值判決門限由初速度、加速度和當(dāng)前定位時刻之前已連續(xù)去除的異常值個數(shù)(即計數(shù)器數(shù)值計算出兩個定位點之間可能的最大位移量)計算得出。
進(jìn)一步地，如果定位點為異常值，則修復(fù)異常值305，如果定位點為正常值，維持原來的定位結(jié)果不變。本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例是用上一時刻正確定位點取代該異常值輸出。本發(fā)明的另一個較優(yōu)實施例是以當(dāng)前時刻定位點與上一時刻正確定位點之間的加權(quán)平均值取代這個異常值的輸出。
進(jìn)一步地，判斷接收機的運動模式306。本發(fā)明將接收機的運動模式分為低速運動模式、直線運動模式和曲線運動模式。其中低速運動模式是指接收機以較低時速運動的模式；直線運動模式和曲線運動模式都是接收機速度較快的運動模式，其中直線運動模式是指接收機運動軌跡為直線時的運動模式，曲線運動模式是指接收機的運動軌跡為曲線的運動模式。
進(jìn)一步地，根據(jù)不同的運動模式分別對定位結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)數(shù)據(jù)處理307。當(dāng)接收機處于低速運動模式時，采用簡單的平均實現(xiàn)平滑處理。當(dāng)接收機處于低速運動模式時，由于速度較低，時間延遲相對較小，因此采用較為簡單的數(shù)據(jù)處理方法，降低運算量，提高運算速度。
當(dāng)接收機處于直線運動模式時，利用直線擬合的方法對定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理，以避免由于運動速度較快，簡單的數(shù)據(jù)處理方法帶來的較大的時間延遲。常規(guī)的直線擬合方法為利用線性模型y＝ax+b擬合已知點，即確定兩個參數(shù)a和b使得剩余平方和最小，即線性回歸的方法。這種方法只是將定位點和所擬合線性函數(shù)的y坐標(biāo)之差的平方和極小化，實際應(yīng)用效果并不理想。本發(fā)明采用以定位點到所擬合直線的距離的平方和最小化為約束對定位點進(jìn)行直線擬合。在平面上能夠用如下方程唯一的表示一條直線 c+n1x+n2y＝0， 單位向量(n1，n2)正交于這條直線。一個點在這條直線上當(dāng)且僅當(dāng)它的坐標(biāo)(x，y)滿足第一個方程。另一方面，如果P＝(xp，yp)是不在直線上的點，計算 r＝c+n1xp+n2yp 則|r|是它到這條直線的距離，因此如果想要確定一條直線，使給定點到它距離的平方和最小，即求解一個約束的最小二乘問題 滿足

和
其中，(xP1，yP1)，(xP2，yP2)...(xPm，yPm)是存儲在數(shù)據(jù)緩存中用來進(jìn)行直線擬合的一組已知定位點。
當(dāng)接收機處于曲線運動狀態(tài)時，采用曲線擬合的方法對定位結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以適應(yīng)接收機速度較快且運動軌跡為曲線的運動特征，避免較大的時間延遲，提高定位精度，使定位結(jié)果更符合接收機的實際運動情況。常用的擬合方法包括用最小二乘法擬合多項式和切比雪夫意義下的最佳多項式擬合。本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例采用最小二乘法擬合3階多項式，根據(jù)數(shù)據(jù)緩存中的已知點(xP1，yP1)，(xP2，yP2)...(xPm，yPm)來擬合目標(biāo)多項式P3(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3。本發(fā)明的另一個較優(yōu)實施例采用切比雪夫意義下的最佳3階多項式擬合，根據(jù)數(shù)據(jù)緩存中的已知點(xP1，yP1)，(xP2，yP2)...(xPm，yPm)求多項式P3(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3，使得在m個給定點上的的偏差最大值為最小，即
圖4描述了針對全球定位系統(tǒng)定位結(jié)果的異常值檢測方法流程，該圖描述了檢測方法的細(xì)節(jié)，該流程是圖3描述的整體流程的一部分。首先檢測異常值計數(shù)器是否為0(步驟401)，異常值計數(shù)器代表在當(dāng)前定位時刻之前已經(jīng)連續(xù)去除的異常值個數(shù)。如果為0，記錄當(dāng)前速度值作為初速度402。
進(jìn)一步地，計算異常值檢測判決量403。本發(fā)明中粗檢測判決量應(yīng)該由定位點之間的相對位移量計算得出。本發(fā)明的一個較優(yōu)實例是以本次定位點和上一個經(jīng)過修復(fù)的定位點之間的相對位移作為判決量，例如

本發(fā)明的另一個較優(yōu)實例是為了減少計算量避免開方計算，取L12為判決量。其中 L1為粗檢測異常值的判決量； x，y，z為本次定位結(jié)果在ECEF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)； x0，y0，z0，為上一個經(jīng)過檢測處理的定位點在ECEF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
進(jìn)一步地，計算異常值判決門限404。異常值判決門限由初速度、加速度和(當(dāng)前定位時刻之前已連續(xù)去除的異常值個數(shù)(即異常值計數(shù)器數(shù)值)計算出兩個定位點之間可能的)最大位移量計算得出。本發(fā)明使用 其中Th1為粗檢測異常值的判決門限； V0為初速度，a為加速度； count為當(dāng)前定位時刻之前已連續(xù)去除的異常值個數(shù)，即異常值計數(shù)器數(shù)值。
進(jìn)一步地，判斷異常值檢測判決量是否大于異常值檢測判斷門限405。判決量大于異常值檢測判斷門限時直接將該定位點視為異常值406。小于異常值檢測判決門限時判定定位點為正常值408。
進(jìn)一步地，如果定位點為異常值，計數(shù)器增1(步驟407)。如果定位點為正常值，計數(shù)器歸為0(步驟409)。
圖5描述了判斷接收機運動模式的方法的流程，該圖描述了模式選擇方法的細(xì)節(jié)，該流程是圖3描述的整體流程的一部分。首先判斷接收機速度是否小于速度閾值501，速度閾值通過統(tǒng)計接收機在城市中的運動情況的統(tǒng)計結(jié)果得出，應(yīng)當(dāng)使接收機速度小于這個速度閾值時，即使采用簡單的平滑處理，定位結(jié)果的時間延遲也能滿足導(dǎo)航定位的要求。本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例采用速度閾值為5km/h。當(dāng)接收機速度小于速度閾值時，判定接收機處于低速運動模式502，當(dāng)大于速度閾值時，計算當(dāng)前定位點和之前相鄰3個定位點之間的方向角的絕對差值503，作為判斷接收機是否處于曲線運動模式的判決量，因為當(dāng)接收機的運動軌跡為直線時，方向角不變或變化很小，即方向角之間的絕對差值為0或很??；當(dāng)接收機的運動軌跡為曲線時，方向角為變化的，方向角之間的絕對差值較大。
進(jìn)一步地，判斷方向角的絕對差值是否小于角度閾值504。角度閾值通過分別統(tǒng)計接收機以直線軌跡行駛和曲線軌跡行駛時的角度差得出，本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例采用1度作為角度閾值。當(dāng)方向角的絕對差值小于角度閾值時，判定接收機處于直線運動模式505，當(dāng)大于角度閾值時判定接收機處于曲線運動模式506。
盡管本發(fā)明的方法和裝置是參照GPS衛(wèi)星來描述的，但應(yīng)當(dāng)理解，這些原理同樣適用于采用假衛(wèi)星(pseudolites)或衛(wèi)星與假衛(wèi)星的組合的定位系統(tǒng)。假衛(wèi)星是一種基于地面的發(fā)射機，它傳播調(diào)制在L頻段載波信號上PN碼(與GPS信號相似)，并且通常是與GPS時間同步的。每一發(fā)射機可以被賦予一個獨特的PN碼，從而允許由遠(yuǎn)端接收機進(jìn)行識別。假衛(wèi)星用在這樣的情況下，即，來自軌道衛(wèi)星的GPS信號缺失，如隧道、礦山、建筑物或者其他的封閉區(qū)及明顯遮擋。這里所使用的術(shù)語“衛(wèi)星”包括假衛(wèi)星或假衛(wèi)星的等效，而這里所使用的術(shù)語GPS信號包括來自假衛(wèi)星或者假衛(wèi)星等效的類似GPS的信號。
在前面的討論中，本發(fā)明是參照美國全球定位系統(tǒng)(GPS)來描述的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些方法同樣適用于類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如俄羅斯的格洛納斯(Glonass)系統(tǒng)，歐洲的伽利略(Galileo)系統(tǒng)和中國的北斗1及北斗2系統(tǒng)。所使用的術(shù)語“GPS”還包括這樣一些衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如俄羅斯的格洛納斯(Glonass)系統(tǒng)，歐洲的伽利略(Galileo)系統(tǒng)和中國的北斗1及北斗2系統(tǒng)。術(shù)語“GPS信號”包括來自另一些衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號。
上文中，已經(jīng)描述了全球定位系統(tǒng)定位結(jié)果的后處理方法的系統(tǒng)和細(xì)節(jié)。盡管本發(fā)明是參照特定實施例來描述的，但很明顯，本領(lǐng)域熟練人員，在不偏移權(quán)利要求書所限定的發(fā)明范圍和精神的情況下，還可以對這些實施例作各種修改和變更。因此，說明書和附圖是描述性的，而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，該方法包括
步驟1接收機解算出自身的原始定位結(jié)果，將該原始定位結(jié)果寫入數(shù)據(jù)緩存，并獲取自身的速度、速度方向角和加速度；
步驟2接收機根據(jù)定位點之間的相對位移量、接收機的速度和加速度判斷該原始定位結(jié)果是否為異常值，如果為異常值則修復(fù)該異常值，如果為正常值則維持原始定位結(jié)果不變；
步驟3接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，如果接收機處于低速運動模式，則執(zhí)行步驟4；如果接收機處于直線運動模式，則執(zhí)行步驟5；如果接收機處于曲線運動模式，則執(zhí)行步驟6；
步驟4對原始定位結(jié)果進(jìn)行平滑處理，結(jié)束；
步驟5對原始定位結(jié)果進(jìn)行直線擬合處理，結(jié)束；
步驟6對原始定位結(jié)果進(jìn)行曲線擬合處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟1中所述接收機解算出自身的原始定位結(jié)果，具體包括
接收機上電后進(jìn)入捕獲狀態(tài)，搜索視線內(nèi)的衛(wèi)星、該衛(wèi)星的載波頻率和PN碼的碼相位；之后進(jìn)入頻率牽引狀態(tài)，將本地頻率牽引到和衛(wèi)星載波頻率相差幾個赫茲的量級，同時進(jìn)行比特同步；完成頻率牽引后，接收機進(jìn)入跟蹤狀態(tài)，完成幀同步，然后進(jìn)入解調(diào)電文狀態(tài)，將載波上調(diào)制的電文解調(diào)出來，然后進(jìn)入解算狀態(tài)解算出自身的原始定位結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，
步驟1中所述接收機獲取自身的速度和速度方向角通過采用速度計獲得，或者通過采用定位結(jié)果差分法、載波相位法或卡爾曼法計算獲得；
步驟1中所述接收機獲取自身的加速度通過采用速度計獲得，或者通過采用速度差分法計算獲得，或者通過采用經(jīng)驗值估計獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟2中所述接收機判斷該原始定位結(jié)果是否為異常值，具體包括
檢測異常值計數(shù)器是否為零，如果為零，則記錄當(dāng)前速度值作為初速度；計算異常值檢測判決量和異常值檢測判決門限，判斷異常值檢測判決量是否大于異常值檢測判決門限，如果是，則判定當(dāng)前定位點為異常值，計數(shù)器增1；如果不是，判定當(dāng)前定位點為正常值，計數(shù)器歸零。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，所述異常值檢測判決量由定位點之間的相對位移量計算得出，所述異常值檢測判決門限值由初速度、加速度以及在當(dāng)前定位時刻之前已連續(xù)去除的異常值個數(shù)計算得出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟2中所述接收機修復(fù)該異常值，是接收機對該異常值進(jìn)行處理，去除其異常性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟2中所述接收機去除異常值的異常性，是接收機利用上一時刻正確定位點的正常值取代該異常值，或者是接收機利用當(dāng)前時刻正確定位點的正常值與上一時刻正確定位點的正常值之間的加權(quán)平均值取代該異常值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟3中所述接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，是通過判斷接收機當(dāng)前時刻運動速度、相鄰時刻運動速度以及二者之間的方向角差值實現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，其特征在于，步驟3中所述接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，具體包括
接收機判斷自身的運動速度是否小于速度閾值，如果是，則判定接收機處于低速運動模式；如果不是，則計算相鄰幾個定位點之間的方向角差值，判斷方向角差值是否都小于角度閾值，如果是，則判定接受機處于直線運動模式；如果不是，則判定接收機處于曲線運動模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對全球定位系統(tǒng)原始定位結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理的方法，包括接收機解算出自身的原始定位結(jié)果，將該原始定位結(jié)果寫入數(shù)據(jù)緩存，并獲取自身的速度、速度方向角和加速度；接收機根據(jù)定位點之間的相對位移量、接收機的速度和加速度判斷該原始定位結(jié)果是否為異常值，如果為異常值則修復(fù)該異常值，如果為正常值則維持原始定位結(jié)果不變；接收機根據(jù)速度和速度方向角判斷自身的運動模式，如果接收機處于低速運動模式，則對原始定位結(jié)果進(jìn)行平滑處理；如果接收機處于直線運動模式，則對原始定位結(jié)果進(jìn)行直線擬合處理；如果接收機處于曲線運動模式，則對原始定位結(jié)果進(jìn)行曲線擬合處理。本發(fā)明能夠明顯地提高定位精度，減少誤差，提升用戶體驗。
文檔編號G01S1/02GK101813759SQ20091007736
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者陳陌寒, 鄭睿, 陳杰 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所