[发明专利]定位系统及定位方法

说明书

本申请是于2007年12月10日向国家知识产权局提出的申请号为200710193360.8的分案申请，原申请发明名称为“定位系统及其方法”。

技术领域

本发明有关于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，以下简称为GNSS)，特别是关于与航位推测系统(dead reckoning system)以及地理信息系统(Geographic information System，以下简称为GIS)相结合的GNSS。

背景技术

GNSS是卫星导航系统的一个标准的专业术语，GNSS可以提供独立的覆盖全球的地球空间定位。在美国，GNSS以全球定位系统(Global positioning system，以下简称为GPS)而著名。GNSS接收器根据卫星传送的无线信号来判断其位置，包括经度、纬度、以及高度。GNSS接收器也可以计算精确的时间。因此，带有GNSS接收器的装置可以容易地获得精确的定位数据。例如，根据GNSS装置的导航指令，驾驶者可以很容易地把车开到目的地。

GNSS装置也有其缺点。决定卫星通信质量的因素有很多。天空中的可见卫星数目决定了GNSS信号的接收质量。天气条件及信号接收环境也对卫星通信的质量有很大的影响。因为GNSS接收器是根据卫星发送的无线信号来判断GNSS接收器的位置，当卫星通信失败的时候，GNSS接收器不能产生定位数据。例如，当汽车进入隧道时，隧道的环境阻止了GNSS无线信号的接收，因此，汽车中的GNSS装置不能根据GNSS信号产生定位数据。

为了在GNSS装置失效的情况下判断出GNSS接收器的位置，航位推测(dead reckoning)装置被安装在GNSS装置中，以对位置进行暂时的估计。航位推测装置测量其测量值以估计位置。航位推测装置可以是测量加速度的加速计(Accelerometer)、测量移动距离的里程表(odometer)、或是测量角速率的陀螺仪(gyro)、或是测量绝对角度的指南针(罗盘，compass)。但是，航位推测装置的位置估计具有很大的误差，并且只能在短期内使用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种定位系统及定位方法。

本发明提供了一种定位系统，该定位系统包括：GNSS模块，航位推测模块，计算模块，以及GIS模块。GNSS模块根据卫星通信产生第一定位数据；航位推测模块根据测量数据，第一定位数据，以及先前时间的反馈定位数据估计第二定位数据；计算模块，用以根据预设的权重，从第一定位数据以及第二定位数据中获得第三定位数据；GIS模块，用以将第三定位数据匹配至地图以产生目前时间的反馈定位数据，目前时间的反馈定位数据被作为定位系统的最终输出，并被递归反馈到航位推测模块以用于下一估计。

本发明另提供了一种定位系统，该定位系统包括：GNSS基频处理器，航位推测传感器，卡尔曼滤波器以及GIS模块。GNSS基频处理器根据卫星通信产生GNSS测量数据；航位推测传感器，产生测量数据；卡尔曼滤波器，根据传感器测量数据、GNSS测量数据、以及先前时间的第二定位数据估计第一定位数据；GIS模块，用以将第一定位数据匹配至地图以产生先前时间的第二定位数据，第二定位数据被作为定位系统的最终输出，且被递归反馈到卡尔曼滤波器以用于下一估计。

本发明提供了一种定位方法，该方法包括：提供GNSS基频处理器，以根据卫星通信产生GNSS测量数据；提供航位推测传感器以产生测量数据；当第一定位数据可用时，从传感器测量数据，GNSS测量数据，以及先前时间的反馈定位数据中获得第一定位数据；提供GIS匹配第一定位数据到地图以产生目前时间的第二定位数据，第二定位数据作为定位系统的最终输出；以及递归反馈第二定位数据以作为反馈定位数据，以推导下一时间的第一定位数据。

本发明提供的定位系统及其方法，通过GNSS模块以及航位推测模块产生定位数据，且通过GIS模块改进定位数据的精确度，可以提供具有较小误差的位置信息，减小了航位推测模块的估计误差，且在没有GNSS模块的协助下，航位推测的时间可以持续更长。

附图说明

图1为本发明一实施例的松耦合模式(loosely-coupled)下的定位系统的方框图。

图2为本发明另一实施例的松耦合模式下的定位系统的方框图。

图3为本发明一实施例的紧耦合模式下的定位系统的方框图。

图4为本发明一实施例的定位方法的流程图。

具体实施方式