[发明专利]基于移动智能终端的GNSS高精度定位方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星定位技术领域，具体涉及一种移动智能终端的高精度定位方法。

背景技术

随着智能手机等移动智能终端设备的飞速发展和普及，以及基于移动智能终端的线 上打车、代驾和共享单车等新兴事物的兴起，大众对于室外位置服务的定位精度提出越 来越高的要求。当前移动智能终端的室外定位技术主要有两种，一种是基于运营商网络， 利用移动智能终端相对基站的距离测量来确定终端的位置；另一种是基于全球导航卫星 系统(GNSS)，利用移动智能终端中的定位模块与卫星的交互来实现定位。然而传统的 智能终端设备通过这两种定位方法只能提供约15m的定位精度，无法满足高精度定位需 求和准确的位置服务要求，因此研究基于移动智能终端的高精度定位方法具有重大的意 义和市场价值。

GNSS为全球或空间用户提供定位、导航和授时信息，目前在轨运行和建设的GNSS 主要有GPS、GLONASS、Galileo和BDS。传统基于Android操作系统的智能终端利用 GNSS卫星定位技术的定位方案主要是通过调用应用层封装好的LocationManager类直 接得到位置信息，这无法满足用户的高精度需求；然而，在其他的一些定位测量领域， 已经实现了厘米级，甚至毫米级的定位精度，理论和实践方面都已经趋于成熟，这为移 动智能终端的高精度定位提供了可能。Google在2016年5月的I/O大会上声称将会在 Android7.0及以上的系统中开放原始观测数据，其中就包括伪距和载波数据，为Android 智能终端的米级甚至是厘米级定位提供了可行性。

发明内容

发明目的：基于以上信息，本发明提出一种基于移动智能终端的GNSS高精度定位 方法，解决了智能手机定位精度较低的问题，能够为用户提供亚米级的定位精度。

技术方案：本发明所述的一种基于移动智能终端的GNSS高精度定位方法，包括以 下步骤：1)在Android7.0及以上的系统下，利用系统提供的基于位置服务的API，获 取到原始的观测值数据；2)通过对原始观测值数据进行分析，设计基于移动智能终端 的差分定位模型，解算出伪距值；3)对得到的卫星进行高度角排序，采用高度角定权 的方案，选择高度角较大的卫星参与解算；4)利用基于卡尔曼滤波的伪距差分方案得 到高精度的定位结果。

本发明利用Android系统的android.location包所提供的API来实现基于位置的服务。 location包主要包括Geocoder和LocationManager两个组件，本发明使用的是 LocationManager接口。具体地，步骤1)包括以下步骤：

11)使用LocationManager中的registerGnssMeasurementsCallback方法注册观测值 数据的回调对象GnssMeasurementsEvent.Callback；

12)在回调对象中覆写监听接收观测数据的onGnssMeasurementsReceived方法，得 到接收观测值数据的事件类GnssMeasurementsEvent；

13)由事件类中的getMeasurements方法得到GNSS观测值类GnssMeasurements， 由该类可以获得相关的观测值数据，包括有伪距率、载波、数据发射的时间等。

本发明采用伪距差分定位方案，步骤2)具体包括：

21)根据以下公式(2-1)计算卫星j与接收机k的非差伪距观测值：

其中r是卫星与接收机之间的距离，c是光速，δt_k是接收机时钟相对于标准时间的 偏差，δt^j是卫星时钟相对于标准时间的偏差，是对流层改正项，是电离层改 正项，是其余误差；

22)根据以下公式(2-2)计算卫星i，j和接收机a，b的站际星际双差伪距观测值：

其中是站星距的双差值，是对流层延迟的双差值，是电 离层延迟的双差值，是其他误差的双差值，此处各个双差值具体由步骤21) 中的相应非差值做差而得到。

本发明定位模型中采用高度角定权方式，当移动站观测到卫星的高度角大于30度， 就将其权值设为1，当卫星高度角小于30度时，卫星权值设为sin²E，E为高度角，同 时将卫星高度角的阈值设为10度，舍弃低于阈值的卫星数据。