[发明专利]基于标准线路匹配的公交准确定位方法

说明书

技术领域

本发明属于公交动态信息采集领域，用于动态信息发布及动态调度。

背景技术

基于GPS定位系统的公交运行动态数据采集是动态信息发布及动态调度的基础。但在城市道路上，常常因树木、楼房、立交桥等的遮挡使得采集到的GPS数据偏离实际位置，或遗失。传统的方法是采用差分、惯性导航或添加路测设备的方法来提高定位精度，这些方法都需要额外添加硬件模块，从而提高了设备造价。

事实上，公交运行时是沿着固定线路的，而城市道路上采集到的GPS位置漂移通常会围绕着实际位置附近发生，而且常常是整体偏移，有一定的规律性。这些规律为通过将GPS数据与GIS地图数据相匹配寻找一种新的定位技术提供了可能。但普通的GIS公交线路地图数据因缺少高密集度的形状点信息及准确的站点信息，难以作为纠偏依据。

发明内容

本发明的设计原理是根据城市公交车载GPS采集数据的偏移或遗失规律，结合公交运行特点，提供一种在不提高设备造价的基础上，通过与具有高密度形状点的GIS公交线路地图数据相匹配，从而有效提高GPS定位的准确性的方法。

本方法首先生成具有高密集形状点及准确站点位置的GIS公交线路地图数据，进而以此为参照，作为纠偏及遗失数据填补依据，将实时采集数据与之进行匹配。从而得到较为精确的位置信息，满足公交定位的要求。该方法也可应用于其他具有同样固定线路的定位信息校正问题。

本发明为了描述方便起见，将采集时间间隔设定为1秒，其实只要标准公交线路地理信息生成的采集时间间隔和动态定位信息采集时间间隔一致即可。本发明主要包括标准线路生成、GPS漂移点纠偏及遗失数据填补等内容，具体步骤如下：

第一步：标准公交线路地理信息生成

具体过程包括：

步骤1：标准线路地理信息采集

将装配有GPS采集设备的车辆沿公交运行的道路从起点到终点匀速行驶，按1秒间隔接受GPS信息。信息包括经纬度定位信息，车速信息，方位角信息。每秒接受的GPS定位信息对应的点为线路形状点，当行驶至公交站点时，可利用软件进行站点标记，并记录下站点的名称。匹配纠偏后的位置精度与采集点的密集程度成正比。

步骤2：标准公交线路地理信息后期处理

在GIS软件上，对采集到的形状点及站点按公交线路从起点到终点的先后顺序进行从小到大的编号，并将GPS采集到的各点经纬度信息转换为直角x及y坐标信息，最终形成满足定位精度要求的包含公交线路形状点及站点属性信息的数据文件。

其中线路形状点属性信息包括所属线路编号信息、形状点编号m(m＝0，1，2，3，...)、经纬度信息，x及y坐标信息；站点信息包括所属线路编号信息、站点标号、经纬度信息、x及y坐标信息，站点名称信息。

在GIS平台上将形状点及站点按编号从小到大的顺序连接，形成可供动态采集数据参照比对的静态标准线路电子地图。

第二步：动态定位信息采集及匹配初始化

装配有GPS车载设备的公交车辆沿公交线路行驶，从起始站发车时启动GPS，按1秒间隔接收并传回计算终端GPS定位信息。当有匹配需求时，标准线路数据文件中的属性数据动态地装载入终端参与计算。将从起始点发车时第一次收到GPS信号的时刻作为第一个采集点的实时时间信息，记为T₀，随后以一秒为采集间隔，则第n个采集点(n＝0，1，2，3，...)对应时刻记为T_n(n＝0，1，2，3，...)。将标准线路的起始形状点的位置坐标默认作为第一个采集点的实时位置坐标，将第一个点作为已校准点。校准点标号记为m₀，随后第n个采集点校准后标号记为m_n。

若GPS未从起始站发车时启动，或匹配在途中开始，则将按第三步第一次得到的横向纠偏后的位置点作为第一个已校准点。

第三步：动态采集信息校准及补缺处理

此步骤中将第二步采集到的动态位置信息与第一步生成的同一线路的标准静态位置信息进行比对，对GPS数据进行校准，并对遗失点进行补缺。具体校准过程如下：

步骤1：缺失数据判断

当在某时刻T_n接收到GPS定位信息时，转步骤2及步骤3进行数据初步筛选及纠偏。当在某时刻T_n没接收到GPS定位信息时，该时刻对应点作为实时位置信息遗失点，进行遗失数据补缺。

对遗失数据的时刻点T_n，按以下说明进行信息补缺。