[發明專利]一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法

在審

• 申請號: 201710376317.9
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107037464A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 陳湘南
• 申請（專利權）人: 陳湘南
• 主分類號: G01S19/43
• 分類號: G01S19/43
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到衛星定位領域，特指一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法。

背景技術

隨著衛星定位技術(如GPS、GLONASS以及北斗系統等)的快速發展，其應用已經涉及現代生活、生產的眾多領域。目前，衛星定位的單點定位精度可以做到米級，通過各種局域的或者廣域的差分，可以實現亞米級定位。

衛星定位接收機的定位結果，常常是相對于某種地球坐標系的。但在很多應用領域，人們往往更關心的是運動載體自身的相對運動軌跡；雖然可以直接通過接收機定位結果，進行處理獲得這種相對運動軌跡，但其精度有限。

對于交通事故中的車輛，如果能夠得到每個車輛相對自身的精確運動軌跡，則對于分析事故責任，事故原因具有重要的意義。但顯然，單點定位或者采用局域或者廣域差分方法得到的軌跡，其精度是不夠的。而基于載波相位處理的定姿應用，其使用多個天線，但要求天線間的安裝是相對固定的，不適用于事故車輛的單天線應用；而傳統基于歷元差分的載波相位處理，其定位結果是相對于全局參考坐標系如地球坐標系的，因此存在全局坐標系到載體矢量的求解問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、易實現和推廣、精度高的基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法，其包括以下步驟：

S1：預先在車輛上安裝輸出載波相位信息的GNSS接收機，并實時采集GNSS接收機輸出的載波相位；

S2：對相鄰歷元的載波相位進行歷元間和衛星間差分，得到雙差載波相位，并確定雙差載波相位的整周模糊度；

S3：根據得到的雙差載波相位集合，計算歷元間的車輛相對位置關系；

S4：以其中某一歷元時相對應的車輛的位置作為坐標原點，根據歷元間的位置關系，計算相對于坐標原點的完整運動軌跡。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S2中，假設表示接收機收到的第n個歷元上第l顆GNSS衛星的載波相位值，則雙差載波相位的計算為：

這里，為第m個歷元和第k個歷元之間第i顆GNSS衛星到第j顆GNSS衛星的雙差模糊度，為未知的整數，為第m個歷元和第k個歷元之間第i顆GNSS衛星到第j顆GNSS衛星的雙差載波相位測量。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S2中，采用整周模糊度求解算法計算得到。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S3中，設在相鄰歷元k和k+1上，用戶在地球坐標系上的位置差為uk，就是根據下述方程組，求解u_k：

其中：λ為載波相位對應射頻的波長，為歷元k和k+1上以j衛星為參考星的i衛星對應的雙差載波相位，表示用戶到第n個歷元第l顆GNSS衛星的單位視線矢量，為第n個歷元第l顆GNSS衛星位置，j為選定的差分參考衛星編號，I為所有可見衛星的編號集合。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S4中，假設坐標系原點取k歷元的用戶位置p_k，坐標軸的朝向與地球坐標系一致，則：

p_k＝[0 0 0]^T(3)

對于k歷元之前的歷元i，在該歷元時用戶在該坐標系中的位置p_i為：

對于k歷元之前的歷元i，在該歷元時用戶在該坐標系中的位置p_i為：

這里，u_m為根據(2)式計算得到的歷元m和m+1之間的位置差。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法，與現有基于單點定位以及傳統基于差分載波相位的方法相比，不需要計算載體相對于地球的絕對位置，精度高。

2、本發明的一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法，不僅可用于車輛事故過程的相對軌跡確定，對于其他室外各種載體相對自身的短距離運動軌跡確定問題，均可以通過該方法來解決。因此該方法具有一定的通用性。

3、本發明的一種基于GNSS相對定位的事故車輛精密定位方法，與傳統的單點定位及遠距離差分如RTK相比，由于采用了歷元差分，并建立了以載體自身為坐標系原點的參考坐標系，因此可以大大提高車輛不同時刻的相對定位精度，從而大大提高事故過程中車輛運行軌跡的精度。