本公開(kāi)涉及一種定位方法和終端。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中，基于通過(guò)rtk方式得到的定位點(diǎn)的準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)和來(lái)自路線數(shù)據(jù)庫(kù)的路線數(shù)據(jù)，求出從該定位點(diǎn)到軌道區(qū)域內(nèi)的線路中心的大致垂直方向的間隔距離。由此判定該定位點(diǎn)位于鐵道軌道區(qū)域的線路外區(qū)域的位置還是位于線路內(nèi)區(qū)域的位置、以及在線路內(nèi)位置的情況下還判定位于注意區(qū)還是位于危險(xiǎn)區(qū)，從而對(duì)處于鐵道軌道區(qū)域的各個(gè)作業(yè)人員提供關(guān)于位置及其安全性的準(zhǔn)確的信息。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2006-224737號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，本公開(kāi)能夠在確保足夠高的定位精度的同時(shí)提高終端的定位速度。

在本公開(kāi)的定位方法、終端中，處理器通過(guò)利用從多個(gè)衛(wèi)星接收的多個(gè)定位信號(hào)進(jìn)行的干涉定位，來(lái)對(duì)終端的位置進(jìn)行定位。所述處理器針對(duì)所述多個(gè)定位信號(hào)進(jìn)行整數(shù)值偏差(日語(yǔ)：整數(shù)値バイアス)的計(jì)算，基于通過(guò)所述整數(shù)值偏差的計(jì)算所得到的浮點(diǎn)解，來(lái)選擇位置候選的群，以所述位置候選的群包含在線狀區(qū)域內(nèi)為條件，來(lái)通知所述終端位于地圖上的規(guī)定的地點(diǎn)。

關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，本公開(kāi)中的定位方法、終端對(duì)于在確保足夠高的定位精度的同時(shí)提高終端的定位速度而言是有效的。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1中的定位系統(tǒng)的圖。

圖2是實(shí)施方式1中的終端的框圖。

圖3是表示實(shí)施方式1中的定位處理的流程圖。

圖4是說(shuō)明實(shí)施方式1中的位置候選群與線狀區(qū)域之間的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

下面，適當(dāng)參照附圖來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明實(shí)施方式。但是，有時(shí)省略不必要的詳細(xì)說(shuō)明。例如，有時(shí)省略已廣為公知的事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明、對(duì)于實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)的重復(fù)說(shuō)明。這是為了避免下面的說(shuō)明不必要地變得冗長(zhǎng)，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解。

此外，附圖和下面的說(shuō)明是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員充分理解本公開(kāi)而提供的，并非意圖通過(guò)它們來(lái)限定權(quán)利要求書所記載的主題。

(實(shí)施方式1)

下面，使用圖1～圖4來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式1。

[1-1.結(jié)構(gòu)]

圖1是實(shí)施方式1中的定位系統(tǒng)的概念圖。

定位系統(tǒng)100具有基準(zhǔn)站110和終端120。

基準(zhǔn)站110是地球上的坐標(biāo)已知的通信站。終端120是存在于想要求出地球上的坐標(biāo)的地方的電子設(shè)備。

在本實(shí)施方式中，終端120進(jìn)行被稱為干涉定位的定位。干涉定位是以從衛(wèi)星130發(fā)送的定位信號(hào)的波長(zhǎng)為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定位的方式。

基準(zhǔn)站110與終端120進(jìn)行通信。基準(zhǔn)站110在與終端120之間的通信中進(jìn)行的內(nèi)容包括定位數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。定位數(shù)據(jù)是通過(guò)干涉定位對(duì)終端120的位置進(jìn)行定位所需的信息之一。

定位系統(tǒng)100使用校正信息來(lái)進(jìn)行終端120的定位，由此求出終端120的地球上的坐標(biāo)。

圖2是實(shí)施方式1中的終端的框圖。

基準(zhǔn)站110具有處理器201、存儲(chǔ)部202、輸入部203、輸出部204、通信部205、接收裝置206以及總線210。

處理器201經(jīng)由總線210來(lái)控制基準(zhǔn)站110的其它要素。作為一例，能夠通過(guò)使用通用cpu(centralprocessingunit，中央處理單元)來(lái)構(gòu)成處理器201。另外，處理器201能夠執(zhí)行規(guī)定的程序。通過(guò)由處理器201執(zhí)行規(guī)定的程序，終端120進(jìn)行動(dòng)作。

存儲(chǔ)部202從其它要素獲取各種信息，并暫時(shí)或永久地保持該信息。存儲(chǔ)部202是所謂的主存儲(chǔ)裝置和輔助存儲(chǔ)裝置的統(tǒng)稱，也可以物理性地配置多個(gè)存儲(chǔ)部202。對(duì)于存儲(chǔ)部202的結(jié)構(gòu)，例如能夠使用dram(directrandomaccessmemory，直接隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、hdd(harddiskdrive，硬盤驅(qū)動(dòng)器)、ssd(solidstatedrive，固態(tài)硬盤)。

輸入部203接收來(lái)自外部的信息。輸入部203接收的來(lái)自外部的信息中包含與來(lái)自基準(zhǔn)站110的操作者的輸入有關(guān)的信息等。作為一例，能夠通過(guò)使用鍵盤等輸入接口來(lái)構(gòu)成輸入部203。

輸出部204向外部呈現(xiàn)信息。輸出部所呈現(xiàn)的信息中包含與定位有關(guān)的信息等。作為一例，能夠通過(guò)使用顯示器等現(xiàn)有的輸出接口來(lái)構(gòu)成輸出部204。

通信部205經(jīng)由通信路徑而與外部的設(shè)備進(jìn)行通信。與通信部205進(jìn)行通信的設(shè)備包括基準(zhǔn)站110。作為一例，能夠通過(guò)使用如下通信接口來(lái)構(gòu)成通信部205：能夠與使用超短波(30mhz～0.3ghz)的無(wú)線通信網(wǎng)、無(wú)線lan通信網(wǎng)、3g通信網(wǎng)等現(xiàn)有的通信網(wǎng)進(jìn)行通信的通信接口。

接收裝置206具有接收天線和解調(diào)器。接收裝置接收來(lái)自定位衛(wèi)星的定位信號(hào)。在本實(shí)施方式中，作為定位衛(wèi)星的一例，使用gps衛(wèi)星。gps衛(wèi)星發(fā)送l1信號(hào)(1575.42mhz)、l2信號(hào)(1227.60mhz)等來(lái)作為定位信號(hào)。接收器對(duì)由接收裝置接收到的定位信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。

以上所列舉的終端120的結(jié)構(gòu)是一例。也能夠?qū)⒔K端120的各結(jié)構(gòu)要素的一部分合并來(lái)構(gòu)成。也能夠?qū)⒔K端120的各結(jié)構(gòu)要素的一部分分割為多個(gè)要素來(lái)構(gòu)成。也能夠省略終端120的各結(jié)構(gòu)要素的一部分。也能夠?qū)K端120附加其它要素來(lái)構(gòu)成。

[1-2.動(dòng)作]

說(shuō)明如以上那樣構(gòu)成的終端所進(jìn)行的定位處理。

圖3是表示實(shí)施方式1中的定位處理的流程圖。

在步驟s300中，終端120的處理器201開(kāi)始定位處理。

在步驟s301中，處理器201計(jì)算終端120的估算坐標(biāo)。估算坐標(biāo)是處理器201基于由接收裝置206接收到的定位信號(hào)計(jì)算出的?；诙ㄎ恍盘?hào)計(jì)算估算坐標(biāo)的處理一般公知為碼定位(codepositioning)。在碼定位中進(jìn)行以下處理：由處理器201對(duì)(1)定位信號(hào)所表示的碼(0和1的組合模式)以及(2)衛(wèi)星發(fā)送了碼的時(shí)刻進(jìn)行分析，由此計(jì)算估算坐標(biāo)。通過(guò)碼定位計(jì)算出的估算坐標(biāo)中包含因電離層的影響等而產(chǎn)生的誤差。

在步驟s302中，處理器201判斷終端120是否位于線判定地點(diǎn)。在本實(shí)施方式中，假定如下?tīng)顩r：終端120的使用者想要知道終端120是否位于規(guī)定的線狀區(qū)域(例如，線路、干線道路、管線等)上。線判定地點(diǎn)是指要判定終端120是否位于該規(guī)定的線狀區(qū)域上的地點(diǎn)。為了使處理器201實(shí)現(xiàn)判斷終端120是否位于線狀區(qū)域的功能，可考慮各種方法。作為一例，有如下方法：終端120的使用者借助輸入部203對(duì)處理器201明確地傳達(dá)當(dāng)前終端所存在的地點(diǎn)是線判定地點(diǎn)。作為另一例，有如下方法：在存儲(chǔ)部202中預(yù)先登記地理數(shù)據(jù)庫(kù)，處理器201根據(jù)在步驟s301中得到的碼定位的坐標(biāo)與地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的規(guī)定的區(qū)域相一致，來(lái)決定當(dāng)前終端所存在的地點(diǎn)是線判定地點(diǎn)。

在步驟s303中，處理器201決定線方向。線方向是指規(guī)定的線狀區(qū)域(例如，線路、干線道路、管線等)的長(zhǎng)軸方向。為了使處理器201實(shí)現(xiàn)決定線方向的功能，可考慮各種方法。作為一例，需要將地磁傳感器等傳感器類安裝于終端120來(lái)決定線方向。通過(guò)傳感器類來(lái)確定終端120所朝向的方向或者行進(jìn)的移動(dòng)方向，經(jīng)由輸入部203向處理器201傳達(dá)該方向，由此能夠?qū)⑾鄬?duì)于該方向的規(guī)定的角度(與行進(jìn)方向垂直等)決定為線方向。作為另一例，能夠根據(jù)在步驟s301中得到的基于碼定位的估算坐標(biāo)的變化來(lái)確定終端120所朝向的方向或者行進(jìn)的移動(dòng)方向，將相對(duì)于該方向的規(guī)定的角度(與行進(jìn)方向垂直等)決定為線方向。

以上所述的步驟s302、步驟s303是用于處理器201在地圖上決定線狀區(qū)域的一個(gè)方法。也就是說(shuō)，如果處理器201通過(guò)其它方法能夠在地圖上決定線狀區(qū)域，則也能夠用該方法來(lái)替換步驟s302、步驟s303。例如，在存儲(chǔ)部202中預(yù)先登記地理數(shù)據(jù)庫(kù)并在該地理數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)事先定義線狀區(qū)域，由此處理器201能夠在地圖上決定線狀區(qū)域。

在步驟s304中，處理器201開(kāi)始rtk定位的運(yùn)算處理(rtk運(yùn)算處理)。

在此，對(duì)rtk運(yùn)算處理進(jìn)行說(shuō)明。

rtk運(yùn)算處理是用于執(zhí)行作為干涉定位方法之一的rtk法的運(yùn)算處理。

在rtk法中，使用由定位衛(wèi)星發(fā)送的定位信號(hào)的載波相位累計(jì)值來(lái)進(jìn)行終端120的定位。載波相位累計(jì)值是從衛(wèi)星到某個(gè)地點(diǎn)的(1)定位信號(hào)的波的數(shù)量與(2)相位之和。由于定位信號(hào)的頻率(及波長(zhǎng))已知，因此，如果求出載波相位累計(jì)值則能夠求出從衛(wèi)星到某個(gè)地點(diǎn)的距離。由于定位信號(hào)的波的數(shù)量是未知數(shù)，因此被稱為整數(shù)值偏差。

在執(zhí)行rtk法時(shí)重要的是去除噪音和估計(jì)整數(shù)值偏差。

在rtk法中，通過(guò)運(yùn)算被稱為二次差的差來(lái)進(jìn)行噪音的去除。二次差是指在兩個(gè)接收器(本實(shí)施方式中為基準(zhǔn)站110和終端120)之間分別計(jì)算一個(gè)接收器相對(duì)于兩個(gè)衛(wèi)星的載波相位累計(jì)值的差(一次差)而得到的值之差。在本實(shí)施方式中，為了使用rtk法進(jìn)行定位而使用四個(gè)衛(wèi)星。因此，與四個(gè)衛(wèi)星的組合相應(yīng)地運(yùn)算二次差。處理器201使用預(yù)先經(jīng)由通信部205得到的基準(zhǔn)站110的定位數(shù)據(jù)和終端120的定位數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行該運(yùn)算。

在此，對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，定位數(shù)據(jù)中包含偽距離信息和載波相位信息。

偽距離信息是關(guān)于衛(wèi)星與自身(指基準(zhǔn)站110和終端120)之間的偽距離的信息。能夠通過(guò)由處理器(基準(zhǔn)站110的處理器或者終端120的處理器201)對(duì)定位信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)生成偽距離信息。處理器能夠基于(1)定位信號(hào)所傳輸?shù)拇a的組合模式與自身所生成的碼的組合模式的差異、(2)定位信號(hào)中包含的消息(navdata)所包含的衛(wèi)星的信號(hào)生成時(shí)刻和自身的信號(hào)接收時(shí)刻這兩者來(lái)求出定位信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。處理器能夠通過(guò)對(duì)該到達(dá)時(shí)間乘以光速來(lái)求出與衛(wèi)星之間的距離。該距離中包含由于衛(wèi)星的時(shí)鐘與自身的時(shí)鐘之間的差異等而引起的誤差。通常，為了減輕該誤差而針對(duì)四個(gè)衛(wèi)星生成偽距離信息。

載波相位信息是自身所接收到的定位信號(hào)的相位。定位信號(hào)(l1信號(hào)、l2信號(hào)等)是規(guī)定的正弦波。能夠通過(guò)由處理器對(duì)通過(guò)接收裝置接收到的定位信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)生成載波相位信息。

在rtk法中，能夠通過(guò)各種方法進(jìn)行整數(shù)值偏差的估計(jì)。作為一例，在本實(shí)施方式中，通過(guò)執(zhí)行(1)基于最小二乘法的浮點(diǎn)(float)解的估計(jì)、以及(2)基于浮點(diǎn)解的固定(fix)解的鑒定這樣的過(guò)程來(lái)進(jìn)行整數(shù)值偏差的估計(jì)。

基于最小二乘法的浮點(diǎn)解的估計(jì)是通過(guò)以下方式執(zhí)行的：使用每單位時(shí)間生成的二次差的組合來(lái)建立聯(lián)立方程式，通過(guò)最小二乘法對(duì)所建立的聯(lián)立方程式求解。聯(lián)立方程式是按被稱為歷元(epoch)的時(shí)間單位建立的。在該運(yùn)算中，使用預(yù)先得到的基準(zhǔn)站110的定位數(shù)據(jù)、終端120的定位數(shù)據(jù)以及基準(zhǔn)站110的已知的坐標(biāo)。將這樣求出的終端的坐標(biāo)的候選的群稱為浮點(diǎn)解。

根據(jù)像以上那樣求出的各浮點(diǎn)解估計(jì)出的整數(shù)值偏差為實(shí)數(shù)，與此相對(duì)，整數(shù)值偏差的真值為整數(shù)。因此，需要進(jìn)行通過(guò)對(duì)估計(jì)出的整數(shù)值偏差進(jìn)行取整來(lái)使整數(shù)值偏差成為整數(shù)值的作業(yè)。但是，作為對(duì)估計(jì)出的整數(shù)值偏差進(jìn)行取整的組合，可考慮多種候選。因此，需要鑒定哪個(gè)候選為正確的整數(shù)值。將基于通過(guò)鑒定而被認(rèn)為在某種程度上可能為整數(shù)值偏差的解而得到的坐標(biāo)稱作固定解。此外，也為了高效地進(jìn)行整數(shù)值的候選的縮減，而使用基準(zhǔn)站110的定位數(shù)據(jù)。

處理器201進(jìn)行以上所示的運(yùn)算處理來(lái)作為rtk運(yùn)算處理。

在步驟s305中，處理器201判斷在rtk運(yùn)算處理中是否計(jì)算出固定解。

在計(jì)算出固定解的情況下(步驟s305：“是”)，根據(jù)該固定解而得到的終端120的坐標(biāo)具有以厘米為單位的精度。因此，在步驟s306中，處理器201經(jīng)由輸出部204輸出終端120的位置。關(guān)于輸出位置的方法，能夠應(yīng)用各種方法。作為一例，可考慮在作為輸出部204的顯示器中顯示地圖并在該地圖上顯示終端120的坐標(biāo)。

在實(shí)際的rtk運(yùn)算處理中，很少在短期間內(nèi)計(jì)算出固定解。但是，在整數(shù)值偏差的計(jì)算過(guò)程中得到的作為固定解的候選的浮點(diǎn)解是有時(shí)在與固定解相比短的期間內(nèi)計(jì)算出來(lái)。

在本實(shí)施方式中，即使在不能計(jì)算出固定解的情況下(步驟s305中“否”)，也判定基于浮點(diǎn)解得到的位置候選群是否處于規(guī)定的線狀的范圍內(nèi)(步驟s307)。

使用圖4來(lái)說(shuō)明步驟s307。

圖4是說(shuō)明實(shí)施方式1中的位置候選群與線狀區(qū)域之間的關(guān)系的圖。

圖4是從上空俯視觀察衛(wèi)星131、衛(wèi)星132以及地表的圖。

定位信號(hào)401、定位信號(hào)402模擬地表示從第一衛(wèi)星131、第二衛(wèi)星132發(fā)送的定位信號(hào)。定位信號(hào)具有規(guī)定的頻率(波長(zhǎng))。因而，當(dāng)繪制定位信號(hào)的規(guī)定的相位時(shí)，看起來(lái)該相位從衛(wèi)星呈波紋狀擴(kuò)散。該波紋也能夠被視為rtk運(yùn)算中的去除了相位成分的情況下的整數(shù)值偏差。在圖4中，定位信號(hào)401、402模擬地表示將該整數(shù)值偏差理解為波紋的情況下的情形。

解的候選群是定位信號(hào)401與定位信號(hào)402相重疊的部分。如上所述，rtk運(yùn)算是針對(duì)多個(gè)衛(wèi)星來(lái)對(duì)自身處于第幾個(gè)(+相位)位置聯(lián)立地求解的運(yùn)算。在rtk運(yùn)算中未能得到固定解的狀態(tài)是指該波的數(shù)量不確定。也就是說(shuō)，rtk運(yùn)算中的解的候選如圖4所示的解的候選群那樣呈現(xiàn)為格子狀。

即使如上述那樣未能得到固定解，處理器201也計(jì)算浮點(diǎn)解。

浮點(diǎn)解是某個(gè)特定的坐標(biāo)與該坐標(biāo)是終端的真實(shí)坐標(biāo)的似然度的組合。特定的坐標(biāo)的候選存在多個(gè)，當(dāng)基于該候選之中似然度高的浮點(diǎn)解來(lái)估計(jì)整數(shù)值偏差時(shí)，能夠得到多個(gè)整數(shù)值偏差的候選。

圖4所示的位置候選群是基于浮點(diǎn)解得到的位置候選，具體地說(shuō)，是基于根據(jù)浮點(diǎn)解估計(jì)出的整數(shù)值偏差的群來(lái)定位出的位置的群(位置候選群)。

在步驟s307中，處理器201判定位置候選群是否包含在通過(guò)步驟s303等所決定的線狀區(qū)域內(nèi)。

在如圖4所示那樣位置候選群處于線狀區(qū)域內(nèi)的情況下(s307中“是”)，設(shè)線內(nèi)的短軸方向的精度足夠高，從而處理器201經(jīng)由輸出部204向使用者通知位置候選群至少處于線狀區(qū)域內(nèi)(s308)。作為通知的一例，可列舉出“您位于aa道路的上行車道”、“您位于bb路線的上行路線”或者單純地接通某個(gè)信號(hào)等。

在位置候選群不處于線狀區(qū)域內(nèi)的情況下(s307中“否”)，處理返回到步驟s305。

[1-3.效果等]

如以上那樣，在本實(shí)施方式中，在本公開(kāi)的定位方法、終端中，處理器通過(guò)利用從多個(gè)衛(wèi)星接收的多個(gè)定位信號(hào)進(jìn)行的干涉定位，來(lái)對(duì)終端的位置進(jìn)行定位。所述處理器針對(duì)所述多個(gè)定位信號(hào)進(jìn)行整數(shù)值偏差的計(jì)算，基于通過(guò)所述整數(shù)值偏差的計(jì)算所得到的浮點(diǎn)解，來(lái)選擇位置候選的群，以所述位置候選的群包含在線狀區(qū)域內(nèi)為條件，來(lái)通知所述終端位于地圖上的規(guī)定的地點(diǎn)。

由此，即使在尚未能得到干涉定位的解的狀況下，也能夠以規(guī)定的精度來(lái)判斷是否包含在線狀區(qū)域內(nèi)。因此，關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，能夠在確保足夠高的定位精度的同時(shí)提高終端的定位速度。

另外，所述處理器計(jì)算所述終端的位置的估算坐標(biāo)，基于計(jì)算出的所述估算坐標(biāo)來(lái)定義所述線狀區(qū)域。

由此，將估算坐標(biāo)有效利用于線狀區(qū)域的定義。因此，使用者不再需要定義線狀區(qū)域的全部。因此，關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，能夠在確保足夠高的定位精度的同時(shí)更高速地進(jìn)行終端的定位。

另外，所述處理器計(jì)算所述終端的移動(dòng)方向，基于計(jì)算出的所述移動(dòng)方向來(lái)定義所述線狀區(qū)域。

由此，將終端的移動(dòng)方向有效利用于線的方向等的定義。因此，使用者不再需要定義線狀區(qū)域的全部。因此，關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，能夠在確保足夠高的定位精度的同時(shí)更高速地進(jìn)行終端的定位。

另外，所述處理器根據(jù)從地理數(shù)據(jù)庫(kù)得到的信息來(lái)定義所述線狀區(qū)域。

由此，在想要根據(jù)預(yù)先在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的具體的線狀進(jìn)行判定的情況下，關(guān)于終端是否存在于線內(nèi)的判斷，能夠在確保足夠高的定位精度的同時(shí)更高速地進(jìn)行終端的定位。

(其它實(shí)施方式)

如以上那樣，作為本申請(qǐng)中公開(kāi)的技術(shù)的例示，說(shuō)明了實(shí)施方式1。然而，本公開(kāi)中的技術(shù)不限定于此，也能夠應(yīng)用于適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了變更、替換、附加、省略等的實(shí)施方式。另外，也能夠?qū)υ谏鲜鰧?shí)施方式1中說(shuō)明的各結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行組合來(lái)得到新的實(shí)施方式。

此外，上述的實(shí)施方式用于對(duì)本公開(kāi)中的技術(shù)進(jìn)行例示，因此能夠在權(quán)利要求書或其均等的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、替換、附加、省略等。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本公開(kāi)能夠應(yīng)用于在進(jìn)行道路施工、路線施工等時(shí)實(shí)施的定位等。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

100：定位系統(tǒng)；110：基準(zhǔn)站；120：終端；130：衛(wèi)星；131：衛(wèi)星；132：衛(wèi)星；201：處理器；202：存儲(chǔ)部；203：輸入部；204：輸出部；205：通信部；206：接收裝置；210：總線；401：定位信號(hào)；402：定位信號(hào)。