[发明专利]绘制区域沉降量地图的方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于导航卫星定位的地基增强系统的基站沉降量绘制区域沉降量地图的方法。

背景技术

随着中国北斗卫星和互联网的快速发展，高精度定位的需求愈发强烈。高精度定位对无人驾驶、车道级导航、无人机导航、精细农业等有着举足轻重的重要性。然而，包括GPS在内的民用信号定位精度通常都在十米左右，不能够满足上述场景的需求，所以需要地基增强系统或是星基增强系统对卫星定位的位置信息进行修正，主要消除包括系统误差、传播误差等在内的误差。地基增强技术通过在地面建立固定基站来对需要高精度定位的设备提供差分数据，具有差分解算能力的设备可以通过获得的差分数据对位置进行修正从而达到高精度定位。

由于差分数据的计算都是通过固定不变的地基基站计算，所以基站的位移对高精度定位的效果有着重要的作用。其中，基站的沉降量就是一项重要的指标，沉降量是指基站在高程上的变化。在获得基站沉降量的同时，往往需要绘制沉降量地图来查看周边区域或是感兴趣区域的沉降量，从而确定对定位效果的影响。因此，绘制区域沉降量的方法成为需求，且该方法所需要参数较少，算法简单。

发明内容

本发明解决的问题是如何设计绘制区域沉降量地图的方法且该方法所需参数少且算法简单的问题。

首先阐述本发明的应用场景：提供差分数据的服务方周期性的获取地基基站的位移变化，对基站的地理位置进行校正。距离基站较近的区域，沉降量应当与基站的沉降量相关性较大，而距离基站较远的区域相关性较少甚至无关。所以可以假设以基站为中心，以地理位置距离为衡量相关性的参数，计算区域内某一点的沉降量。如果要绘制区域的沉降量地图，可以采用网格矩阵的方法，使用网格覆盖区域并计算网格格点即采样点的沉降量，即可绘制出该区域的沉降量地图。基于此，本发明提供一种绘制区域沉降量地图的方法。该方法包括如下步骤：包括如下步骤：获得地基基站的沉降量和基站的经纬度坐标；确定采样区域及该区域内的网格采样点，计算网格采样点的经纬度；基于网格采样点的经纬度坐标、基站的经纬度坐标、基站的沉降量及加权算法计算网格采样点的沉降量；基于各网格采样点的沉降量绘制区域沉降量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明不需要多种数据仅需要地基基站的沉降量、经纬度坐标和各网格采样点的经纬度坐标，所以，所需参数少且算法简单。

附图说明

图1是本发明绘制区域沉降量的方法的流程图；

图2是通过网格选取网格采样点的示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，本发明绘制区域沉降量地图的方法是基于导航卫星定位的地基增强系统的基站沉降量绘制区域沉降量的方法，更为具体的是一种利用地基基站沉降量计算绘制区域采样点沉降量的计算方法，包括如下步骤：

S1：获得地基基站的沉降量和基站的经纬度坐标；该步骤可以采用现有技术，在此不再赘述。

S2：确定采样区域及该区域内的网格采样点，计算各网格采样点的经纬度坐标。

该步骤具体如下：首先，确定能够覆盖绘制区域的采样区域，该采样区域在本实施方式中是长方形区域，如图2所示，然后，按照等间距的步长在该采样区域确定所述网格采样点，确定的网格采样点如图2所示。网格采样点的个数影响到沉降量地图的表现。网格采样点越多，地图层次感更强。网格采样点的获取同Matlab的meshgrid函数和Python的Numpy数学库中的meshgrid函数获得网格矩阵的方式一致。

S3：基于网格采样点的经纬度坐标、基站的经纬度坐标、基站的沉降量及加权算法计算网格采样点的沉降量。该步骤具体如下：

首先，计算网格采样点到各个基站的距离：使用Haversine公式或是Vincenty公式即可。为了表述简单，本发明不再赘述公式根据经纬度计算距离的具体过程。本发明假设使用Haversine公式计算距离，网格采样点与基站的距离用公式表述为：

其中，d为所计算的两点距离，分别为网格采样点和基站的经度与纬度坐标。

然后，通过使用高斯径向基核函数衡量各个基站对网格采样点沉降量的影响即权重，计算方式如下：

w＝e^-dε(2)