[发明专利]定位系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位系统和方法。具体地说，本发明涉及利用两个或更多个并行GNSS定位计算方法的定位方法和系统。

背景技术

许多应用使用了用于对例如大地测量仪、车辆等进行位置确定的方法和系统，这些方法和系统基于全球定位系统，如GPS、GLONASS或欧洲伽利略系统。全球导航卫星系统(GNSS)基于卫星信号的接收。

对例如在农业、矿业、货车运输或铁路应用中的车辆引导或导航的要求与对于测量业的要求有细微差别，前者对连续可用定位具有更强烈的要求。但是，提供连续可用定位的能力可能是困难的。

在农业应用中，GNSS用于沿预定路径引导拖拉机、收割机等。该引导可以采用直接控制车辆以沿路径维持车辆的机制的形式(此后称为自动驾驶系统)，或者可以采用显示器的形式，对车辆驾驶员进行显示，以辅助驾驶员沿预定路径维持车辆。

存在多个GNSS定位解，各解利用了不同的计算方法。各定位方法具有不同水平的精度和可靠性。

在车辆引导应用中，具体地在农业和矿业自动驾驶系统中，期望具有高精度的定位解。实时运动(RTK)载波相位差分定位是一个这样的解。RTK卫星导航是基于利用对来自GPS、GLONASS、伽利略等的系统(其中，一个或更多个站提供实时校正以提高精度)的卫星信号进行载波相位测量的定位计算方法。

实际上，RTK系统使用一个或更多个基站接收机和各车辆上的移动接收机，由此，基站广播载波相位的测量结果，并且移动接收机使用所接收的由基站广播的相位测量结果。

这使得可以非常精确地计算车辆的相对位置。但是，车辆的绝对位置仍然受到与基站相同的绝对误差。

来自低精度位置解(如相对伪距增量相位(RPDP))的定位误差通常比来自高精度解(如RTK)的误差大得多，但是从可用性的角度，低精度解经常是更可靠的。同时，RPDP解的定位误差比RTK的定位误差大，它们高度自动关联并且在短时间段中比较缓慢地变化。

当高精度定位解变得不可用时，期望无缝切换到使用可靠性更高的低精度定位解的引导。但是，由于各解具有不同的误差，所以从一个解立即变更为另一个解将导致已知的位置跳动(position jump)。

清楚的是，自动驾驶系统中的位置跳动将由于定位系统认为车辆已经突然移动位置而导致突然的航向改变，因此自动驾驶系统试图返回到预定路径上。

发明内容

在尽管没有必要是最宽泛形式的一种形式中，本发明在于一种定位方法，该定位方法包括以下步骤：

计算低精度定位解；以及

如果高精度定位解不可用，则对所述低精度定位解施加偏移，以形成最终定位解，所述偏移表示在所述高精度定位解最后一次可用的时间点所述低精度定位解与所述高精度定位解之间的差。

在另一种形式中，本发明在于一种定位方法，该定位方法包括以下步骤：

计算高精度定位解；

计算低精度定位解；

更新偏移，所述偏移表示所述低精度定位解与所述高精度定位解之间的差；

以所述高精度定位解的形式传送最终定位解。

在又一种形式中，本发明在于一种用于车辆的定位系统，该定位系统包括：

高精度定位模块，该高精度定位模块被配置为计算用于所述车辆的高精度定位解；

低精度定位模块，该低精度定位模块被配置为计算用于所述车辆的低精度定位解；以及

与所述高精度定位模块和所述低精度定位模块通信的校正模块，所述校正模块被配置为提供最终定位解，以沿预定路径引导所述车辆；

其中，所述校正模块还被配置为，在所述高精度定位解可靠时，维持表示所述高精度定位解与所述低精度定位解之间的差的偏移。

本发明的进一步特征将根据下面详细的描述而变得清楚。

附图说明

此后仅以示例的方式，参照附图更全面地描述本发明的优选实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的定位系统的示意图；

图2示出了形成图1中所示的定位系统的一部分的车辆的示意图；

图3示出了形成图1中所示的定位系统的一部分的GPS接收机的功能示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施方式的定位方法；

图5示出了使用重新获取的高精度定位解作为最终定位解的定位方法，其形成图4中所示的方法的一部分；以及

图6示出了本发明的定位方法和系统的应用的一个示例。

具体实施方式