[發明專利]一種全球定位系統及其實現方法

在審

• 申請號: 201610781616.6
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107765274A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 楊一南
• 申請（專利權）人: 楊一南
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可脫離導航衛星實現陸行交通工具的全球定位技術。

背景技術

隨著科技逐漸深入到人們的日常生活，交通工具的全球定位需求越來越強烈。目前的交通工具常用的定位技術主要是導航衛星定位，如GPS（由美國開發運維），GLONASS（由俄羅斯開發運維）與北斗導航（由中國開發運維）等等。這種導航衛星的定位技術容易遭遇信號不良（如地下室、隧道、樓宇室內以及陰雨天氣等）而導致無法定位的現象。

發明內容

相比于衛星導航技術，本系統無需接收衛星信號，可應用于地下室、隧道、涵洞、樓宇室內等環境中，幾乎適用于所有陸行交通工具的全球坐標定位。

本發明的構成包括：時鐘振蕩器[1]、激光距離探測器[2]、光導器件[3]、圖像傳感器[4]、數字信號處理單元DSP[5]、GPS坐標轉換單元[6]、標準輸出模塊[7]。各組件相互配合，完成距離探測、圖像采集、位移處理、坐標轉換、坐標輸出的工作，最后向地圖應用軟件提供標準化的GPS坐標值，并在地圖上精準顯示陸行交通工具所處全球位置。

時鐘振蕩器[1]連接激光距離探測器[2]、圖像傳感器[4]、數字信號處理單元DSP[5]、GPS坐標轉換單元[6]、標準輸出模塊[7]，為他們提供相同的工作時鐘，以保證距離探測的同時，采集圖像并運算處理，處理完成的坐標數據及時輸出，確保同步。

光導器件[3]與圖像傳感器[4]配合，完成圖像采集工作。光導器件[3]中的LED補光燈[A1]，發出光線，穿透六邊形擋板[A2]，在陸地上投射出六邊形區域[s1]，然后漫反射到透鏡組[A2]，經透鏡折射到圖像傳感器[4]中拍攝成圖像[p]。同一時刻，激光距離探測器[2]向六邊形區域[s1]中心發出探測光并接收返回光，以此獲取六邊形區域[s1]的高度[h]。

圖像傳感器[4]，采用CMOS或者CCD。工作時，以高頻率快速地拍攝六邊形區域[s1]，傳送給數字信號處理單元DSP[3]。

數字信號處理單元DSP[5]按照時鐘振蕩器[1]的工作時鐘接收圖像傳感器[4]的圖像[p]和激光距離探測器[2]的高度[h]，進行比對運算。

在工作時鐘[t1]和工作時鐘[t2]，數字信號處理單元DSP[5]分別獲得激光距離探測器[2]傳遞過來的高度值[h1]和[h2]、與圖像傳感器[4]傳遞過來的圖像[p1]和[p2]。數字信號處理單元DSP[5]以處于高度值[h1]的圖像[p1]為基準，將處于高度值[h2]的圖像[p2]變形處理成虛擬圖像[P2]，然后對圖像[p1]和[P2]進行位移運算，得出本次時鐘周期內的位移變量（x1，y1），傳遞到GPS坐標轉換單元[6]中。

GPS坐標轉換單元[6]具備設置初始化位置、計算新GPS坐標以及GPS校準功能。

接上例，GPS坐標轉換單元[6]接收到位移變量（x，y）之后，將之轉換成對應的經緯度變化量（X,Y），對前一刻的經緯度做加減運算，得到最新的經緯度值[g]。此時的經緯度值[g]即可在全球地圖[M]上呈現具體位置，實現定位效果。

標準輸出模塊[7]可用于將經緯度值[g]輸出到標準API接口中，與各種應用軟件對接。