[发明专利]基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位系统及方法

说明书

本专利实现了一种基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位系统及方法，本专利技术包括：伪距差分定位算法在智能终端实现；智能终端与定位基站的TCP/IP通信及边缘计算的实现；智能终端快速相对定位的实现；多线程的智能终端定位系统的设计；本专利通过使用以上技术，可以大幅增加单点定位的准确性和实时性，并实现智能终端的快速动态定位。

技术领域

本发明基于GPS与BDS双系统定位技术，涉及伪距差分的单点算法、快速相对定位算法、协议通信、多线程架构和基于Android平台的智能终端软件系统开发，具体涉及一种一种基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位系统及方法。

背景技术

2016年，Google才将Android平台的原始GNSS观测数据接口开放。由于原始数据开放时间较短，基于智能终端差分定位和动态相对定位，国外已经有了相关的研究，而国内对于这方面的研究很少，目前研究仅停留在数据分析阶段。但无论是当前的快递送餐、共享出行，还是在未来，无人自动驾驶车、无人机群的动态相对定位等，参与定位的智能终端都对快速、高精度、运动状态的位置有较高的要求。本方法考虑采用伪距差分定位模式，这是因为伪距差分的数学模型简单，无需计算整周模糊度，且精度已经满足多数智能终端用户的需求。

为此，本专利应用上述方法实现基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位。

发明内容

本发明公开了基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位系统及方法，使用智能终端与基站定位数据有效差分，以及多个智能终端设备之间的相对定位，解决智能终端定位速度慢、精度低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位系统，其特性在于，包括双卫星系统数据读取与处理模块、定位基站与边缘计算模块、私有协议通信模块、差分定位模块、多线程处理模块；所述的双卫星系统数据读取与处理模块，用于获得伪距，星历，初始定位估计值等GNSS原始数据，并进行滤波平滑预处理；所述的定位基站与边缘计算模块，用于获得伪距，星历，初始定位估计值等数据，并完成边缘计算，减少智能终端的计算压力；所述的私有协议通信模块，用于实现各节点之间的保密实时通讯；所述的差分定位模块，将单点定位结果与基站修正数据，通过差分算法的计算，得到提升精度后的定位结果，基于该结果亦能进行动态位置解算；所述的多线程处理模块，用于依靠多线程并发优势，对卫星位置进行预处理，达成星历与观测历元的异步性，并提出星历交界的数据计算方法，从而提高定位速度和系统稳定性。

一种基于双系统卫星差分的智能终端快速动态定位方法，其特性在于，包括如下步骤：

步骤1、通过智能终端接收定位基站的加密导航电文，依赖BDS和GPS定位系统双模实现智能终端的伪距差分定位；

步骤2、在动态的环境中，基于解算出的绝对位置进行快速相对定位；

步骤3、应用于智能终端的定位系统设计，依靠伪距卡尔曼滤波、SAT viewModel结构、多线程程序架构，实现高速且准确的位置解算。

作为本发明的进一步改进，具体步骤为：

步骤1、通过智能终端接收定位基站的加密导航电文，依赖BDS和GPS定位系统双模实现智能终端的伪距差分定位；

在进行智能终端与基站通讯时，通过创建监听socket绑定端口后进行数据流的交互，其中会包括基站匹配完成的单颗卫星星历数据以及基站边缘计算获得的误差改正等。接受数据后会首先将其录入缓冲区，在读取bit时通过私有协议规定的帧头和帧尾对获取到的数据流进行拆分。

在Android终端开发中，从GnssMeasurement类与GnssClock类中获取GNSS原始数据，并计算伪距：

ρ＝(tRx-tTx)·c