[發明專利]一種基于“北斗+5G”的新型高精度定位導航系統和方法

有效

• 申請號: 202111496474.6
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114302322B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 徐學永;于大超;陳煒燦;袁春琦;王錦晨;夏羽;趙西亭;劉夢楠;王湛宇;李文沛;吳定程;劉亞橋;袁永強;張瑩瑩;黃夢雪
• 申請（專利權）人: 北方信息控制研究院集團有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;G01S19/42;H04W4/14;H04W12/03;H04W12/06;H04W76/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

1.一種基于“北斗+5G”的新型高精度定位導航系統的定位導航方法，

所述定位導航系統包括北斗導航應用服務平臺、數據中心、北斗指揮機、導航終端，

所述北斗導航應用服務平臺用于為用戶提供人員、終端、位置的信息管理、查詢及展示功能，還能夠根據用戶的自定義參數提供路徑規劃導航服務；

所述數據中心用于實現北斗導航服務平臺數據的傳輸、存儲、管理、備份功能；

所述北斗指揮機用于組網、調度導航終端，為北斗導航服務平臺與導航終端之間建立連接；

所述導航終端用于為用戶實現不同場景下的高精度定位及路徑規劃導航功能；

所述北斗導航應用服務平臺包括認證管理模塊、安全通信模塊、信息管理模塊、路徑規劃模塊、信息查詢模塊、目標動態展示模塊；

所述認證管理模塊用于實現用戶登錄北斗導航應用服務平臺時對用戶的身份、權限進行安全認證，控制用戶的訪問、操作權限；

所述安全通信模塊用于實現服務平臺與移動平臺間的安全通信，即確定平臺間的加密方式與通信協議，發送方進行加密與數據封裝，接收方進行解密與數據解析，在使用北斗短報文通信時，還會根據通信的報文長度進行分包與組包，最終實現平臺間信息的安全可靠傳輸；

所述信息管理模塊用于實現北斗導航應用服務平臺對用戶信息、權限信息、導航終端信息、位置信息的綜合管理，根據用戶的權限不同提供不同的操作權限；

所述路徑規劃模塊用于實現北斗導航應用服務平臺根據用戶提交的起點、終點、途經點、障礙點、限高、限寬、限重信息進行路徑規劃導航；

所述信息查詢模塊用于實現北斗導航應用服務平臺對用戶信息、導航終端信息、位置信息、通信信息等的查詢功能；

所述目標動態展示模塊用于北斗導航應用服務平臺實現對目標終端位置的實時定位與展示功能；

所述數據中心包括備份服務器、存儲設備、網絡設備；

所述導航終端包括北斗導航應用移動平臺、CPU主控模塊、北斗定位/通信模塊、5G定位/通信模塊、電源管理模塊、SIM卡接口、屏幕單元、音頻單元，

所述CPU主控模塊用以實現導航終端5G定位/通信、北斗定位/通信、電源管理、SIM卡接口、屏幕單元、傳感器單元、音頻單元、北斗導航移動平臺業務流程的控制和管理；

所述北斗定位/通信模塊包括北斗天線和射頻模組，用于實現北斗定位及與衛星通信；

所述5G定位/通信模塊包括5G天線和射頻模組，通過5G天線接收位置標簽，依據MIMO多波束特性，采用DL-TDOA、UL-TDOA、DL-AoD、UL-AOA、E-CID的多種技術實現定位，5G天線和射頻模組結合實現5G通信功能；

所述SIM卡接口用于插入導航終端卡，實現短報文通信、5G通信和用戶身份識別；

所述北斗導航應用移動平臺用于實現導航終端與服務平臺的通信、離線導航、向服務平臺進行路徑規劃請求及定位展示功能；

所述北斗導航應用移動平臺包括認證管理模塊、安全通信模塊、位置管理模塊、路徑規劃模塊、地圖服務模塊、偏航提醒模塊，

所述路徑規劃模塊用于實現北斗導航應用移動平臺在5G網絡或離線模式下根據用戶提供的起點、終點、途經點、障礙點信息實現路徑規劃功能；

所述地圖服務模塊用于為路徑規劃提供數據支撐，并且在終端定位及路徑規劃導航過程中進行可視化展示；

所述偏航提醒模塊用于當用戶偏離導航路線時給予偏航提醒功能，并在偏離超出閾值后進行重新路徑規劃服務

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：通過導航終端實現高精度定位；

步驟1具體包括：

1.1.導航終端獲取北斗定位數據；

1.2.檢查是否有5G網絡覆蓋；

1.3.若沒有5G網絡覆蓋，則導航終端通過北斗定位/通信模塊以北斗三號短報文的方式接收北斗地基增強網發送的時空位置修正信號，導航終端接收修正信號后，計算獲得北斗高精度定位數據；若有5G網絡覆蓋，則通過驗證導航終端獲取的北斗定位數據PDOP值和衛星數，確定定位數據是否可靠；

1.4.若定位數據可靠，則通過導航終端5G定位/通信模塊以5G通信鏈路接收北斗地基增強網發送的時空位置修正信號，導航終端接收修正信號后，計算獲得北斗高精度定位數據；若數據不可靠，則嘗試獲取5G定位數據；

1.5.導航終端得到最終的定位數據；

步驟2：通過導航終端進行路徑規劃；

步驟3：通過導航終端接收路徑規劃信息。