[发明专利]一种基于NB-IoT与北斗的云定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT与北斗的云定位系统及方法，所述系统包括北斗卫星，用于提供高精度定位信号，物联网设备，通过NB‑IoT网络校准时间、下载初始位置和北斗卫星历书数据，NB‑IoT网络，用于传输数据，云计算服务器，用于接收北斗码相位数据，云数据库，用于存储物联网设备信息和定位计算结果，所述北斗卫星和物联网设备通过NB‑IoT网络连接云计算服务器，所述云计算服务器连接云数据库，通过NB‑IoT发送极小的北斗卫星码相位数据到云计算服务器，云计算服务器根据北斗卫星码相位计算设备高精度位置，通过减少北斗模块运行时间和NB‑IoT网络发送数据量达到降低物联网设备能耗的目的。

技术领域

本发明涉及北斗云定位技术领域，具体涉及一种基于NB-IoT与北斗的云定位系统及方法。

背景技术

万物互联是当今物联网发展的趋势，NB-IoT通讯技术是实现万物互联的关键技术，可通过BN网络以将成千上万的设备进行互联和管理，NB-IoT通讯技术是一种广域窄带通讯技术，其主要优势是信号覆盖范围大和接入设备数量多，但是其数据传输速率较低，适用于传输数据量少和功耗控制严格的场景，大多数物联网应用都需要知道设备的位置信息，如人员管理，车辆管理，畜牧管理等，当前主要的室外定位技术为通讯基站定位和导航卫星定位，其中通讯基站定位精度较低，一般为100~1000米，而导航卫星定位精度较高，一般为5~20米，北斗卫星定位系统是我国自主研发的卫星导航定位系统，已经实现全球覆盖，其系统稳定性和定位精度已经达到国际领先水平，将NB-IoT通讯技术和北斗定位计算相结合，可实现对物联网设备的高精度定位和位置管理。

大多数低成本的物联网设备要求长时间稳定运行，并且尽可能小的数据传输量，低功耗和小数据是物联网设备长时间运行的基础。传统的北斗定位设备至少需要30秒时间才能完成精准定位，对于低功耗设备而言，30秒时间会造成极大的能耗，不利于设备的长期工作，使用辅助星历方式进行北斗定位，可以有效的降低定位时间，但是需要通过网络将星历数据发送给物联网设备，数据量将超过3千字节，经常下载辅助星历数据同样会增加能耗和首次定位时间，物联网设备一般采用定时定位方式，大多数应用场景两次定位间隔时间较长，传统的物联网设备北斗定位模块至少需要30秒时间才能完成精准定位，会造成极大的能耗，不利于设备的长期工作。

发明内容

为尽可能降低设备能耗和减少数据量传输，现将NB-IoT传输技术、北斗定位技术和云计算相结合，提出一种基于NB-IoT与北斗的云定位系统，只需几秒时间和传输几十字节的数据量就可以实现对物联网设备的高精度定位，极大的降低物联网设备功耗和数据量传输，特别适用于室外低频高精度定位场景应用。

所述系统包括北斗卫星、物联网设备、NB-IoT网络、云计算服务器以及云数据库。

所述北斗卫星用于提供高精度定位信号，为了快速搜索可见北斗卫星信号，物联网设备需要有可靠的时间、初始位置和北斗卫星历书。

所述物联网设备通过NB-IoT网络校准时间、下载初始位置和北斗卫星历书数据，只要接收到5颗以上的北斗卫星信号就可以采集到足够的北斗卫星码相位数据，然后将数据通过NB-IoT网络传输给云计算服务器。

所述NB-IoT网络用于传输数据，送的北斗码相位数据量极少，尽可能降低数据发送能耗。

所述云计算服务器用于接收北斗码相位数据，发送北斗卫星历书数据、时间校准数据、初始位置数据和北斗定位计算结果数据，同时到第三方下载实时北斗卫星历书（由云服务器下发给物联网设备用于可见卫星预测）和北斗卫星星历数据（在云服务器端用于定位计算），以及完成物联网设备定位计算工作。

所述云数据库用于存储物联网设备信息和定位计算结果，将定位结果提供给其他应用使用。

所述北斗卫星和物联网设备通过NB-IoT网络连接云计算服务器，所述云计算服务器连接云数据库，所述物联网设备包括一个本地时间维持系统和时间校准记录。