專利名稱：空間定位系統(tǒng)中提高定位精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間定位處理方法，尤其涉及一種全球定位系統(tǒng)(GPS，GlobalPositioning System)中提高空間定位精度的方法。
背景技術(shù)：
空間定位技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。GPS是目前最為成熟的定位系統(tǒng)?？臻g定位技術(shù)的典型應(yīng)用包括導(dǎo)航定位以及空間參數(shù)采集定位。
當(dāng)應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集定位時(shí)，空間定位設(shè)備(如GPS接收機(jī))協(xié)同參數(shù)采樣設(shè)備在物理空間移動(dòng)，由采樣設(shè)備對(duì)感興趣的參數(shù)進(jìn)行采樣。參數(shù)采樣值以及每個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)和采樣時(shí)刻值被記錄下來(lái)，形成采樣記錄。在很多情況下，參數(shù)采樣頻率高于(甚至遠(yuǎn)高于)空間定位設(shè)備的空間坐標(biāo)有效更新頻率。例如，常用的GPS接收機(jī)一般每秒更新1次空間坐標(biāo)信息，而在1秒的時(shí)間內(nèi)，參數(shù)采樣設(shè)備可能已經(jīng)在空間移動(dòng)相當(dāng)一段距離并完成了多次的參數(shù)采樣。這樣就導(dǎo)致在新的坐標(biāo)信息到來(lái)之前所獲得的所有采樣記錄，雖然它們實(shí)際上(以一定的方式)分布于采樣移動(dòng)路徑上，卻都被賦以最后一次獲得的空間坐標(biāo)，也即記錄下來(lái)的這些數(shù)據(jù)點(diǎn)都聚集到了同一個(gè)空間位置上。這種現(xiàn)象稱之為空間聚集效應(yīng)。空間聚集效應(yīng)是采樣記錄的空間定位精度存在欠缺的表征。當(dāng)空間坐標(biāo)作為采樣記錄的重要屬性的時(shí)候，空間聚集效應(yīng)就會(huì)嚴(yán)重地限制采樣記錄的空間分辨率，從而影響到采樣記錄的有效性和有用性。
減弱空間聚集效應(yīng)的常規(guī)方法是采用具有更高的坐標(biāo)更新頻率的空間定位設(shè)備。如果能夠保證空間定位設(shè)備的采樣速率不低于參數(shù)采樣速率，空間聚集效應(yīng)可以得到有效消除。但是這種硬件升級(jí)的方法具有兩大弱點(diǎn)。首先，采用具有更高的坐標(biāo)更新頻率的空間定位設(shè)備需要進(jìn)行硬件投資，這必將大大地增加經(jīng)濟(jì)成本。此外，如果參數(shù)采樣速率很高，則甚至無(wú)法從當(dāng)前市場(chǎng)上獲得具有相應(yīng)的空間坐標(biāo)更新頻率的空間定位設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有空間定位設(shè)備(尤其是GPS定位設(shè)備)所存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)有效消除空間聚集效應(yīng)來(lái)提高空間定位精度的低成本的、簡(jiǎn)單高效的方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種空間定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，空間定位設(shè)備及參數(shù)采樣設(shè)備置于待定位的運(yùn)動(dòng)物體上，參數(shù)采樣設(shè)備的更新頻率大于所述空間定位設(shè)備的空間坐標(biāo)更新頻率，具體包括以下步驟(1)為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立空間運(yùn)動(dòng)模型，以正確描述該運(yùn)動(dòng)物體在定位設(shè)備坐標(biāo)更新周期時(shí)間尺度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；(2)參數(shù)采樣設(shè)備按設(shè)定的頻率進(jìn)行參數(shù)采樣，以采樣數(shù)據(jù)及所述空間定位設(shè)備測(cè)定的空間坐標(biāo)組合為“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”元素，并組成“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”集合，該集合關(guān)于“采樣時(shí)刻”有序；該集合中，以空間坐標(biāo)為準(zhǔn)建立子集，即空間坐標(biāo)相同的連續(xù)的一組元素構(gòu)成一個(gè)子集；提取出每個(gè)子集所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)和該子集的起始采樣時(shí)刻，得到“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”元素并以此元素構(gòu)成“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”集合；(3)根據(jù)“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”集合中的值對(duì)序列，以及所采用的空間運(yùn)動(dòng)模型，重新推算出“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”集合中，每一采樣時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)，更新原所記錄的空間坐標(biāo)。
(4)若為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立關(guān)于運(yùn)動(dòng)空間范圍和運(yùn)動(dòng)速度(也包括加速度等速度的各階導(dǎo)數(shù))的約束條件，可以在第(3)步偵測(cè)出空間定位數(shù)據(jù)異?；蝈e(cuò)誤情況，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，以進(jìn)一步提高空間定位精度。
本發(fā)明通過(guò)設(shè)置空間運(yùn)動(dòng)模型來(lái)描述待測(cè)定位置物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，并根據(jù)采樣記錄的空間坐標(biāo)和采樣時(shí)刻信息，重新計(jì)算發(fā)生空間聚集效應(yīng)的所有記錄的空間坐標(biāo)，從而有效地消除空間聚集效應(yīng)，從統(tǒng)計(jì)上提高了定位精確度。本發(fā)明的空間運(yùn)動(dòng)模型是描述參數(shù)采樣設(shè)備空間運(yùn)動(dòng)模式的數(shù)學(xué)模型，其輸入?yún)?shù)是提取自原始采樣記錄的“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”值對(duì)序列，可對(duì)期間任意指定的時(shí)刻輸出空間坐標(biāo)。該模型不必描述采樣運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的整體運(yùn)動(dòng)模式，而只描述每?jī)蓚€(gè)更新空間坐標(biāo)之間的局部運(yùn)動(dòng)的典型模式，能較好地模擬實(shí)際運(yùn)動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)精確定位的效果。
本發(fā)明不需要增加硬件成本即可實(shí)現(xiàn)精確定位的效果，與同精度設(shè)備相比，節(jié)約了成本。本發(fā)明既適用于參數(shù)采樣后進(jìn)行精度修正后處理，也適用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
首先對(duì)參數(shù)采集的相關(guān)集合進(jìn)行說(shuō)明。采樣設(shè)備采集的“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”集合記為C≡{r1，r2，...，rn，...，rN}，其中，rn(n＝1，2，..，N)為集合C的以時(shí)間為序的元素，rn包括有空間坐標(biāo)屬性p、采樣時(shí)刻屬性t，以及其它屬性g(如參數(shù)本身的采樣值)，rn≡(p，t，g)。
若存在一組在原集合C中順序連續(xù)的且具有相同空間坐標(biāo)屬性的采樣記錄，則可以判斷出有空間聚集效應(yīng)的存在，將這樣的一組元素組成一個(gè)子集。為了統(tǒng)一標(biāo)記和處理集合C，以空間坐標(biāo)屬性為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)集合進(jìn)行劃分，這樣，子集中的記錄數(shù)最小值允許為1(無(wú)空間聚集效應(yīng)發(fā)生時(shí))。C中的每個(gè)子集記為Cm={rm,1,rm,2,...,rm,Nm}]]>={(pm,tm,1,gm,1)(pm,tm,2,gm,2),...,(pm,tm,Nm,gm,Nm)}]]>其中tm，1，tm，2，...，tm，Nm為子集Cm中各采樣元素的時(shí)間屬性。并且有Cm≡{C1，C2，...，Cm，...，CM}。由于采樣記錄總數(shù)是固定的，因此有N=Σm=1MNm.]]>顯然，M≤N一定成立(等號(hào)僅僅在一種特殊情況下才成立，即Cm元素個(gè)數(shù)均為1，即沒(méi)有空間聚集效應(yīng)發(fā)生的情況)。
空間定位平均誤差用δ表示，其是指單個(gè)采樣記錄的平均定位誤差，由兩部分組成，即空間定位設(shè)備固有的平均定位誤差δ0，以及由于空間聚集效應(yīng)所致的平均誤差0.5×(v/fupdate)，即有δ＝δ0+0.5×(v/fupdate)。其中，空間定位設(shè)備固有的平均定位誤差δ0是一個(gè)獨(dú)立的常量或變量，與空間坐標(biāo)更新頻率以及參數(shù)采樣頻率無(wú)關(guān)。v是采樣設(shè)備的平均移動(dòng)速度，或者說(shuō)單位時(shí)間內(nèi)平均移動(dòng)距離；fupdate是空間定位設(shè)備的坐標(biāo)更新頻率，或者說(shuō)是單位時(shí)間內(nèi)空間定位設(shè)備對(duì)空間坐標(biāo)的更新次數(shù)。
空間聚集效應(yīng)即指子集Cm中的所有采樣記錄具有相同的坐標(biāo)屬性pm，這是由于空間定位設(shè)備的坐標(biāo)更新頻率fupdate相對(duì)于參數(shù)采樣頻率fsample的有限性造成的(當(dāng)fupdate＜fsample時(shí))。子集Cm的統(tǒng)一坐標(biāo)屬性顯然不能正確描述由該子集起始時(shí)刻到結(jié)束時(shí)刻之間采樣設(shè)備的連續(xù)移動(dòng)軌跡。要降低這種因fupdate的有限性造成的采樣記錄空間定位誤差，可通過(guò)引入空間運(yùn)動(dòng)模型來(lái)降低。由δ＝δ0+0.5×(v/fupdate)可知，如果坐標(biāo)更新頻率fupdate趨于無(wú)窮大，空間定位平均誤差的v/fupdate項(xiàng)就會(huì)趨于0?，F(xiàn)有方法只能通過(guò)采用更先進(jìn)的空間定位設(shè)備，在一定程度提高fupdate。但是這需要增加硬件成本投入，并且也只能夠?qū)update提高到一個(gè)有限的值，這顯然在技術(shù)上很難達(dá)到。
本發(fā)明正是通過(guò)引入空間運(yùn)動(dòng)模型來(lái)克服上述不足的。引入空間運(yùn)動(dòng)模型后，本發(fā)明的空間定位平均誤差δ可表示為δ′＝δ0+δmodel+0.5×(v/fupdate′)其中，δmodel是取決于空間運(yùn)動(dòng)模型準(zhǔn)確性的平均誤差項(xiàng)。引入空間運(yùn)動(dòng)模型后，是能夠計(jì)算獲得任一個(gè)時(shí)刻的空間位置的，因此位置更新頻率fupdate′相當(dāng)于無(wú)窮大，即δ‾′=δ‾0+δ‾model+0.5×(v‾/fupdate′)fupdate′→∞=δ‾0+δ‾0′.]]>本發(fā)明的空間運(yùn)動(dòng)模型應(yīng)該在統(tǒng)計(jì)上符合于實(shí)際情況，據(jù)此模型推算出兩次坐標(biāo)更新之間(如從子集Cm的位置pm到Cm+1的位置pm+1)所有采樣記錄的空間分布，較之于原始記錄的聚集狀態(tài)更近于實(shí)際，從而可以在統(tǒng)計(jì)上改進(jìn)空間定位的精度。
引入空間運(yùn)動(dòng)模型后，空間定位平均誤差δ′已經(jīng)消除了對(duì)于空間定位設(shè)備的坐標(biāo)更新頻率的依賴性，但新引入了取決于采樣運(yùn)動(dòng)模型準(zhǔn)確性的誤差項(xiàng)δmodel。但只要采樣運(yùn)動(dòng)模型與實(shí)際狀況足夠接近，誤差項(xiàng)δ0′就能夠足夠小。即只要δmodel＜0.5×(v/fupdate)，即可達(dá)到空間定位精度改進(jìn)的效果?？梢宰C明該不等式成立的條件是δmodel＜α×
。其中α是參數(shù)采樣頻率fsample與空間定位設(shè)備的有效位置更新速率fupdate之比，即α＝fsample/fupdate(本發(fā)明僅考慮α＞1的情況)。每個(gè)子集Cm由一組共Nm(Nm≥1)個(gè)元素組成，記N為Cm子集中元素個(gè)數(shù)的平均值。在移動(dòng)采樣過(guò)程中，相鄰子集的位置更新之平均距離記為d。d/N表示相鄰采樣點(diǎn)的平均間距。為達(dá)到改善空間定位精度的目的，空間運(yùn)動(dòng)模型應(yīng)該滿足條件式δmodel＜α×
。其物理意義是，在統(tǒng)計(jì)平均的意義上，空間運(yùn)動(dòng)模型的平均誤差必須小于相鄰采樣平均間距的α倍。
以車載GPS地面定位設(shè)備的應(yīng)用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的流程。這種情況下，空間定位設(shè)備是GPS接收機(jī)。汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，GPS接收機(jī)周期性地(通常以1秒左右為更新周期)更新當(dāng)前位置坐標(biāo)，而其它參數(shù)采樣設(shè)備則以更高的采樣頻率(例如每秒幾十個(gè)采樣以上)進(jìn)行參數(shù)采集。所采集的參數(shù)，連同最近一次得到的GPS位置坐標(biāo)，被記錄到相應(yīng)文件中。GPS位置坐標(biāo)的每?jī)纱胃轮g，參數(shù)采樣已經(jīng)發(fā)生多次，因此，所記錄到文件中的記錄數(shù)據(jù)，發(fā)生了明顯的空間聚集效應(yīng)，可以應(yīng)用本發(fā)明來(lái)提高定位精度。
在GPS接收機(jī)的空間坐標(biāo)更新周期(1秒左右)內(nèi)，大部分情況下可以認(rèn)為汽車進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)；很少的情況在作變速或曲線運(yùn)動(dòng)；其運(yùn)動(dòng)速度的變化應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的，并基本符合單調(diào)多階速度。
描述此種情況下運(yùn)動(dòng)物體在相鄰坐標(biāo)更新周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀況的空間運(yùn)動(dòng)模型，為“n階速度模型”。該空間運(yùn)動(dòng)模型滿足以下條件每?jī)蓚€(gè)相鄰空間坐標(biāo)更新期間，物體運(yùn)動(dòng)的幾何軌跡(在所采用的坐標(biāo)系中)可表達(dá)為線性方程(如直角坐標(biāo)系中的直線)；每?jī)蓚€(gè)相鄰空間坐標(biāo)更新期間內(nèi)的任一時(shí)刻，物體移動(dòng)距離對(duì)時(shí)間0階至n階導(dǎo)數(shù)均存在并且平滑(具有連續(xù)性)，其高于n階的導(dǎo)數(shù)為0。特別地，對(duì)于n取0的情形，該速度模型的物理意義是每?jī)蓚€(gè)相鄰坐標(biāo)之間物體運(yùn)動(dòng)速度v是常量；對(duì)于n取1的情形，每?jī)蓚€(gè)空間坐標(biāo)更新期間加速度a是常量，速度則線性連續(xù)變化；依次類推。n階速度模型基本計(jì)算公式為d=Σj=0nv(j)j+1(Δt)j,]]>(j＝0，...，n)其中，d為運(yùn)動(dòng)距離，v為速度，t為時(shí)間，v(j)是速度v的第j(j＝0，...，n)階導(dǎo)數(shù)，Δt為運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
如圖1所示，本發(fā)明首先按前述方式建立集合C、子集Cm。再提取出每個(gè)子集Cm所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)和起始采樣時(shí)刻，得到“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”值對(duì)序列{(pm，tm，1)}。計(jì)算所有距離d(pm，pm+1)并構(gòu)造關(guān)于各階速度vm(j)的方程組，有
{d(pm,pm+1)=Σj=0nvm(j)j+1(Δtm)j},]]>(m＝1，2，...，M-1)其中Δtm＝t(m+1，1)-t(m，1)。
當(dāng)n取0時(shí)，方程組簡(jiǎn)化為{d(pm，pm+1)＝vm·Δtm}，(m＝1，2，...，M-1)遞推計(jì)算各階速度vm(j)并偵測(cè)數(shù)據(jù)異常?？筛鶕?jù)采樣移動(dòng)載體(汽車)的性能指標(biāo)，得出其最高速度和最大加速度。并以此作為判斷依據(jù)。
當(dāng)n≥1時(shí)，由于各階導(dǎo)數(shù)在邊界上應(yīng)連續(xù)，有邊界條件方程組{vm(j)|t=tm+1,1=vm+1,1(j)},]]>(j＝1，2，..，n；m＝1，2，...，M-1)根據(jù)上述兩方程組，可對(duì)所有的m＝1，2，...，M-1以及(j＝0，..，n)遞推解出vm(j)。注意到當(dāng)階數(shù)n≥1時(shí)，方程的數(shù)量不夠，還需要給出起算子集合(Cm)的速度各階導(dǎo)數(shù)(v(j)，j＝1，...，n)的初始值。起算子集合是指可連續(xù)應(yīng)用前述方程組的一組子集合中的第1個(gè)子集合。如m＝1對(duì)應(yīng)的子集合是起算子集合。當(dāng)在計(jì)算過(guò)程中偵測(cè)到數(shù)據(jù)異常時(shí)，將終止遞推，從下一個(gè)子集合(即新的起算子集合)重新開(kāi)始遞推計(jì)算。起算子集合的各階導(dǎo)數(shù)的初始值，可以采用“低階估算遞推法”估算和遞推得到。該方法首先采用0階速度模型計(jì)算得各子集合的平均速度，估算出子集合的加速度初始值，繼而推導(dǎo)出更高階速度導(dǎo)數(shù)的初始值。
重新計(jì)算子集Cm中各采樣記錄的空間坐標(biāo)，并偵測(cè)數(shù)據(jù)異常。如，汽車必須在道路上進(jìn)行行駛，如果計(jì)算過(guò)程中發(fā)現(xiàn)汽車的位置離開(kāi)了道路，就說(shuō)明出現(xiàn)了記錄數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者異常，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)修正即可。對(duì)所有的m＝1，2，..，M-1以及j＝0，...，n遞推解出vm(j)之后，由式{d(pm，pm+1)＝vm·Δtm}計(jì)算出每個(gè)子集Cm(m＝1，2，...，M)中各個(gè)采樣記錄rm，i(i＝2，3，...，Nm)相對(duì)于該集合中第1個(gè)記錄rm，1的直線前進(jìn)距離dm，i。由記錄點(diǎn)rm，1的空間坐標(biāo)pm和記錄點(diǎn)rm，i和rm，1的直線距離dm，i，可以重新推算出rm，i的“正確”空間坐標(biāo)p(m，i)(i＝2，3，...Nm)。并用計(jì)算出的空間坐標(biāo)分別代替原來(lái)在空間上聚集于同一點(diǎn)的位置坐標(biāo)pm。
若為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立關(guān)于運(yùn)動(dòng)空間范圍和運(yùn)動(dòng)速度(也包括加速度等速度的各階導(dǎo)數(shù))的約束條件，本發(fā)明可以偵測(cè)出空間定位數(shù)據(jù)異常或錯(cuò)誤情況，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，以進(jìn)一步提高空間定位精度。本例的約束條條可包括1.采樣移動(dòng)速度(對(duì)時(shí)間的)第j階導(dǎo)數(shù)的最大值vmax(j)。通常只取采樣移動(dòng)最大速度vmax和最大加速度amax已經(jīng)足夠。該約束條件可以根據(jù)采樣移動(dòng)載體的性能指標(biāo)(如汽車載體的最高速度和最大加速度)給定，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給定。
2.采樣移動(dòng)的空間范圍S。該范圍可以以枚舉的方式指定，也可以以封閉表達(dá)式指定，或是兩者的組合。如，汽車必須在道路上進(jìn)行行駛，如果計(jì)算過(guò)程中發(fā)現(xiàn)汽車的位置離開(kāi)了道路，就說(shuō)明出現(xiàn)了記錄數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者異常?？梢越Y(jié)合地理信息數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該約束。
例如，當(dāng)GPS衛(wèi)星信號(hào)很差或者衛(wèi)星失鎖時(shí)，其所給出的位置信息就會(huì)有很大誤差，其所在空間位置不滿足空間范圍約束條件，或由其導(dǎo)出的采樣移動(dòng)速度不滿足速度約束條件的概率就會(huì)增大。因此這樣的位置信息不能作為空間運(yùn)動(dòng)模型的有效輸入。對(duì)于這種情況，可將此記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記為無(wú)效，也可以結(jié)合之前計(jì)算出的汽車速度，來(lái)估算該期間汽車可能的速度及空間位置，以盡量避免誤用無(wú)效數(shù)據(jù)帶來(lái)的精度誤差。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，空間運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)置可根據(jù)所攜定位設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況而分別設(shè)定，只要保證其δmodel小于0.5αd/N即可。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種空間定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，空間定位設(shè)備及參數(shù)采樣設(shè)備置于待定位的運(yùn)動(dòng)物體上，參數(shù)采樣設(shè)備的更新頻率大于所述空間定位設(shè)備的空間坐標(biāo)更新頻率，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立空間運(yùn)動(dòng)模型，以正確描述該運(yùn)動(dòng)物體在定位設(shè)備坐標(biāo)更新周期時(shí)間尺度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；(2)參數(shù)采樣設(shè)備按設(shè)定的頻率進(jìn)行參數(shù)采樣，以采樣數(shù)據(jù)及所述空間定位設(shè)備測(cè)定的空間坐標(biāo)組合為“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”元素，并組成“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”集合，該集合關(guān)于“采樣時(shí)刻”有序；該集合中，以空間坐標(biāo)為準(zhǔn)建立子集，即空間坐標(biāo)相同的連續(xù)的一組元素構(gòu)成一個(gè)子集；提取出每個(gè)子集所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)和該子集的起始采樣時(shí)刻，得到“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”元素并以此元素構(gòu)成“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”集合；(3)根據(jù)“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻”集合中的值對(duì)序列，以及所采用的空間運(yùn)動(dòng)模型，重新推算出“空間坐標(biāo)-采樣時(shí)刻-采樣參數(shù)”集合中，每一采樣時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)，更新原所記錄的空間坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，其特征在于，所述空間運(yùn)動(dòng)模型是以以下條件為基礎(chǔ)的在統(tǒng)計(jì)的意義上，所述空間運(yùn)動(dòng)模型平均誤差必須小于相鄰采樣點(diǎn)平均間距0.5×(d/N)的α倍，這里α是參數(shù)采樣設(shè)備的采樣頻率與空間定位設(shè)備的空間坐標(biāo)更新頻率之比值，N為所述“空間坐標(biāo)-采樣參數(shù)”子集中采樣參數(shù)個(gè)數(shù)的平均值，d為相鄰子集的空間坐標(biāo)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟還可以為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立關(guān)于運(yùn)動(dòng)空間范圍或運(yùn)動(dòng)速度的約束條件，偵測(cè)出空間定位數(shù)據(jù)異常或錯(cuò)誤情況并處理，以進(jìn)一步提高空間定位精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全球定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，其特征在于，所述的約束條件具體指根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)物體設(shè)定空間運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)速度閾值和加速度閾值，若計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)速度或加速度超出了相應(yīng)閾值，則重新計(jì)算該空間運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全球定位系統(tǒng)中提高空間定位精度的方法，其特征在于，所述的約束條件具體指如果計(jì)算出的空間坐標(biāo)超出了所述運(yùn)動(dòng)物體路線范圍，則對(duì)該空間坐標(biāo)進(jìn)行修正。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種空間定位系統(tǒng)中提高定位精度的方法，包括以下步驟為載有空間定位設(shè)備和采樣設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體建立符合約束準(zhǔn)則的空間運(yùn)動(dòng)模型，以模擬該運(yùn)動(dòng)物體在定位設(shè)備坐標(biāo)更新周期時(shí)間尺度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；以采樣數(shù)據(jù)及定位設(shè)備測(cè)定的空間坐標(biāo)組合為“空間坐標(biāo)－采樣時(shí)刻－采樣參數(shù)”元素，并組成關(guān)于采樣時(shí)刻的有序集合，該集合中，以空間坐標(biāo)為準(zhǔn)建立子集，即空間坐標(biāo)相同的連續(xù)的一組元素構(gòu)成一個(gè)子集；提取出每個(gè)子集所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)和該子集的起始采樣時(shí)刻，得到“空間坐標(biāo)－采樣時(shí)刻”元素并構(gòu)成“空間坐標(biāo)－采樣時(shí)刻”集合根據(jù)“空間坐標(biāo)－采樣時(shí)刻”集合中的值對(duì)序列和空間運(yùn)動(dòng)模型重新推算“空間坐標(biāo)－采樣時(shí)刻－采樣參數(shù)”集合中每一采樣時(shí)刻的空間坐標(biāo)。本發(fā)明提高了定位精度和節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)G01S5/14GK1928585SQ20051009827
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者俞勝兵 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司