[发明专利]在智能手机上实现亚米级定位的方法及亚米定位智能手机

说明书

本发明提出的一种在智能手机上实现亚米级定位的方法及亚米定位智能手机，利用RTK载波相位差分技术来消除或者削弱单点定位模型中的系统误差，并使用观测精度更高的载波相位观测值代替伪距进行位置解算，在智能手机上实现了亚米级定位。本发明的方法包括：通过手机自带的移动通信功能模块接收北斗地基增强系统及各类位置服务网络播发的地面站差分数据；实时获取由卫星导航观测量推送模块上报的卫星原始观测量数据；根据获取的地面站差分数据和卫星原始观测量数据进行差分解算，得到亚米级定位精度的定位结果；将亚米级定位结果通过手机位置管理模块的应用程序接口提供给第三方应用程序，实现高精度位置输出与手机系统标准接口的无缝对接。

技术领域

本发明属于智能手机技术领域，特别是涉及一种在智能手机上实现亚米级定位的方法及亚米定位智能手机。

背景技术

随着智能手机的普及和卫星导航定位技术的不断发展，卫星导航(GlobalNavigation Satellite Systems,GNSS)定位功能已成为智能手机上的标配。现有手机芯片大都已集成了GNSS基带信号处理器，能够对卫星信号进行实时捕获和跟踪，并进行单点定位(SPP,Single Point Positioning)解算。然而，由于单点定位模型包含了较多的系统误差，手机的天线性能影响伪距精度，因此，现有手机定位精度通常为十米级。

现有手机上卫星导航定位采用的单点定位解算模型，其原理上不能消除影响定位精度的三类误差：

(1)与接收机有关的误差

主要是指接收机钟差。一般将接收机钟差作为未知参数与位置参数一起求解。接收机钟差求解的准确度会影响位置计算的精度。

(2)与卫星有关的误差

主要是指广播星历误差和卫星钟差。广播星历误差和卫星钟差由地面站注入卫星，通过导航电文播发。广播星历误差、卫星钟差引起的等效伪距偏差均方差约为2米。

(3)与传播路径有关的误差

主要是指电离层延迟、对流层延迟和多路径。电离层延迟和对流层延迟一般采用模型进行改正，但受模型精度和大气不规则变化的影响，改正后误差仍可达米级，一般来说卫星的仰角越低模型改正的误差越大。电离层延迟模型矫正后的误差约为1-5米，对流层延迟模型矫正后的误差约为0.1-1米。多路径是指接收机接收到反射信号引起的观测误差，对伪距的影响总是正的，最长可达几百米。

其中，第(2)、(3)类误差均是系统误差，在单点定位解算中这些误差最终会被反映到位置和接收机钟差的解算精度。

通过星基增强(SBAS,Satellite-Based Augmentation System)改正信息，从专有卫星上获取上述系统误差的更精确的改正值，从而可以显著地提高单点定位的精度。然而SBAS是一种广域改正信息，其改正精度受地面站的数量和分布的影响，难以确保亚米级的改正精度。又由于手机内置GNSS天线一般尺寸都很小，并且通常与WIFI、蓝牙等无线通信技术所使用的天线集成一体化，天线性能较差：增益不高、方向性较差，使得对卫星信号的码跟踪精度(伪距)下降。因此，即使采用了SBAS改正信息，在手机上仍难以实现亚米定位。

发明内容

本发明提出一种在智能手机上实现亚米级定位的方法，利用RTK载波相位差分技术来消除或者削弱单点定位模型中的系统误差，并使用观测精度更高的载波相位观测值代替伪距进行位置解算，在智能手机上实现了亚米级定位。

本发明还提供一种采用上述亚米级定位的方法的亚米定位智能手机。

本发明的技术方案是：