[發明專利]定位系統和方法

有效

• 申請號: 200980148427.3
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN102239419A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: W·J·凱拉;D·杜沙;S·格雷;P·J·羅伯茨
• 申請（專利權）人: 萊卡地球系統公開股份有限公司
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14;H04B7/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;張旭東

技術領域

本發明涉及定位系統和方法。具體地說，本發明涉及利用兩個或更多個并行GNSS定位計算方法的定位方法和系統。

背景技術

許多應用使用了用于對例如大地測量儀、車輛等進行位置確定的方法和系統，這些方法和系統基于全球定位系統，如GPS、GLONASS或歐洲伽利略系統。全球導航衛星系統(GNSS)基于衛星信號的接收。

對例如在農業、礦業、貨車運輸或鐵路應用中的車輛引導或導航的要求與對于測量業的要求有細微差別，前者對連續可用定位具有更強烈的要求。但是，提供連續可用定位的能力可能是困難的。

在農業應用中，GNSS用于沿預定路徑引導拖拉機、收割機等。該引導可以采用直接控制車輛以沿路徑維持車輛的機制的形式(此后稱為自動駕駛系統)，或者可以采用顯示器的形式，對車輛駕駛員進行顯示，以輔助駕駛員沿預定路徑維持車輛。

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

在車輛引導應用中，具體地在農業和礦業自動駕駛系統中，期望具有高精度的定位解。實時運動(RTK)載波相位差分定位是一個這樣的解。RTK衛星導航是基于利用對來自GPS、GLONASS、伽利略等的系統(其中，一個或更多個站提供實時校正以提高精度)的衛星信號進行載波相位測量的定位計算方法。

實際上，RTK系統使用一個或更多個基站接收機和各車輛上的移動接收機，由此，基站廣播載波相位的測量結果，并且移動接收機使用所接收的由基站廣播的相位測量結果。

這使得可以非常精確地計算車輛的相對位置。但是，車輛的絕對位置仍然受到與基站相同的絕對誤差。

來自低精度位置解(如相對偽距增量相位(RPDP))的定位誤差通常比來自高精度解(如RTK)的誤差大得多，但是從可用性的角度，低精度解經常是更可靠的。同時，RPDP解的定位誤差比RTK的定位誤差大，它們高度自動關聯并且在短時間段中比較緩慢地變化。

當高精度定位解變得不可用時，期望無縫切換到使用可靠性更高的低精度定位解的引導。但是，由于各解具有不同的誤差，所以從一個解立即變更為另一個解將導致已知的位置跳動(position?jump)。

清楚的是，自動駕駛系統中的位置跳動將由于定位系統認為車輛已經突然移動位置而導致突然的航向改變，因此自動駕駛系統試圖返回到預定路徑上。

發明內容

在盡管沒有必要是最寬泛形式的一種形式中，本發明在于一種定位方法，該定位方法包括以下步驟：

計算低精度定位解；以及

如果高精度定位解不可用，則對所述低精度定位解施加偏移，以形成最終定位解，所述偏移表示在所述高精度定位解最后一次可用的時間點所述低精度定位解與所述高精度定位解之間的差。

在另一種形式中，本發明在于一種定位方法，該定位方法包括以下步驟：

計算高精度定位解；

計算低精度定位解；

更新偏移，所述偏移表示所述低精度定位解與所述高精度定位解之間的差；

以所述高精度定位解的形式傳送最終定位解。

在又一種形式中，本發明在于一種用于車輛的定位系統，該定位系統包括：

高精度定位模塊，該高精度定位模塊被配置為計算用于所述車輛的高精度定位解；

低精度定位模塊，該低精度定位模塊被配置為計算用于所述車輛的低精度定位解；以及

與所述高精度定位模塊和所述低精度定位模塊通信的校正模塊，所述校正模塊被配置為提供最終定位解，以沿預定路徑引導所述車輛；

其中，所述校正模塊還被配置為，在所述高精度定位解可靠時，維持表示所述高精度定位解與所述低精度定位解之間的差的偏移。

本發明的進一步特征將根據下面詳細的描述而變得清楚。

附圖說明

此后僅以示例的方式，參照附圖更全面地描述本發明的優選實施方式，其中：

圖1示出了根據本發明的一個實施方式的定位系統的示意圖；

圖2示出了形成圖1中所示的定位系統的一部分的車輛的示意圖；

圖3示出了形成圖1中所示的定位系統的一部分的GPS接收機的功能示意圖；

圖4示出了根據本發明的一個實施方式的定位方法；

圖5示出了使用重新獲取的高精度定位解作為最終定位解的定位方法，其形成圖4中所示的方法的一部分；以及

圖6示出了本發明的定位方法和系統的應用的一個示例。

具體實施方式