專利名稱：機(jī)動車自動定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種機(jī)動車自動定位方法。
機(jī)動車自動定位是指通過車輛定位系統(tǒng)，實(shí)時地對系統(tǒng)中每一輛機(jī)動車進(jìn)行位置確定，獲取位置信息，并通過GIS(地理信息系統(tǒng))工作站或終端，在電子地圖上標(biāo)示車輛位置，從而實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航、車輛跟蹤等特定使用功能。目前，對機(jī)動車的自動定位一般采用GPS一全球定位系統(tǒng)，為提高定位精度，又附加采用了DGPS即差分GPS，它是由位于已知點(diǎn)位的差分基準(zhǔn)站通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離(由于包括多種誤差，稱之為偽距)，同時利用基準(zhǔn)站的已知位置和衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)計(jì)算出基準(zhǔn)接收機(jī)到衛(wèi)星的真實(shí)距離，然后將偽距和真距間的差值作為距離的改正數(shù)，通過無線設(shè)備實(shí)時的傳送給用戶，用戶則利用這一改正數(shù)修正自己的觀測量，以便更精確地測算出自己的位置，根據(jù)基準(zhǔn)臺發(fā)送改正信息的不同，可以將差分GPS定位分為四類，即位置差分、偽距差分、相位平滑偽距差分和相位差分，然而，無論是GPS還是DGPS，兩者在市區(qū)環(huán)境中應(yīng)用時，由于樓群的阻隔，城市環(huán)境噪聲平均水平的提高，在許多街道GPS設(shè)備根本無法同時接收到GPS所需的四顆衛(wèi)星的信號，機(jī)動車根本無法定位，DGPS由于依賴于GPS信號，其實(shí)際上是在GPS信號上進(jìn)行修正，在GPS信號不能使用的時候，DGPS信號也就失去了意義。
本發(fā)明的目的在于為解決城市環(huán)境中車輛無法接收到GPS信號而不能準(zhǔn)確定位的實(shí)際問題，提供一種機(jī)動車自動定位方法，使GPS系統(tǒng)中的車輛在無法接收到GPS信號時，系統(tǒng)控制中心仍可以對車輛進(jìn)行跟蹤定位，且定位準(zhǔn)確，精度高。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的機(jī)動車自動定位方法，通過GIS地理信息系統(tǒng)，在電子地圖上標(biāo)示車輛位置，對車輛進(jìn)行定位，車載單元包括數(shù)據(jù)處理控制裝置、GPS接收機(jī)、車載發(fā)射機(jī)、DR數(shù)據(jù)采集裝置，指揮控制中心單元包括GIS地理信息系統(tǒng)主機(jī)和數(shù)據(jù)采集接口，其特征在于在城市道路旁以一定的間距設(shè)置若干可發(fā)射其固定位置信息的位置發(fā)射機(jī)，不同的位置發(fā)射機(jī)在一定的區(qū)域內(nèi)發(fā)射不同的位置信息，每臺位置發(fā)射機(jī)所發(fā)出的位置信息分別與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置信息相對應(yīng)，車載單元內(nèi)相應(yīng)設(shè)置與位置發(fā)射機(jī)相對應(yīng)的車載接收機(jī)，以接收車輛所在區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)的位置發(fā)射機(jī)所發(fā)出的位置信號，車載接收機(jī)將接收到的位置信號送入數(shù)據(jù)處理控制裝置，由數(shù)據(jù)處理控制裝置對位置數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、DR數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，處理后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)車載發(fā)射機(jī)無線發(fā)送給基站單元，基站單元再經(jīng)有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)信號送入指揮控制中心單元。
本發(fā)明由于在城市道路旁設(shè)置了一定數(shù)量的位置發(fā)射機(jī)，每個位置發(fā)射機(jī)均在一定半徑的區(qū)域內(nèi)向經(jīng)過此地的車輛發(fā)射與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置相對應(yīng)的位置信息，彌補(bǔ)了車輛因無法接收到GPS信號而不能定位的問題，加之發(fā)送的位置信息直接與電子地圖上的標(biāo)示位置相對應(yīng)，因此不存在任何的定位誤差，而當(dāng)車輛能夠接收到GPS信號時，在這種高精度定位數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合DGPS、DR等技術(shù)，使系統(tǒng)發(fā)揮出了更佳的定位功能。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述

圖1為本發(fā)明的機(jī)動車自動定位系統(tǒng)框圖。
本發(fā)明的機(jī)動車自動定位方法，是在城市道路旁每隔100-200米設(shè)置一個位置發(fā)射機(jī)，位置發(fā)射機(jī)的發(fā)射半徑設(shè)為15-120米，每個位置發(fā)射機(jī)所發(fā)射的位置信息分別與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置信息相對應(yīng)，位置信息包括絕對位置信息、路面狀況信息、與鄰近位置發(fā)射機(jī)的關(guān)系信息等，這樣可使電子地圖上的車輛坐標(biāo)點(diǎn)沿線條化的道路滑動，以位置信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合其它可能的多種數(shù)據(jù)，如GPS、DGPS、速度計(jì)、加速度計(jì)、DR等，位置發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)可以將車輛的位置定位在該位置發(fā)射機(jī)位置點(diǎn)附近的一定范圍內(nèi)，此范圍內(nèi)的定位則采用其它如速度計(jì)、加速度計(jì)、DR的相對定位方式，由于道路的線條化，在位置發(fā)射機(jī)位置信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，則可預(yù)計(jì)車輛可能的運(yùn)行方向，此時，如果知道車輛的速度，可以計(jì)算出車輛簡單的運(yùn)行軌跡，如果在道路的交叉點(diǎn)，則根據(jù)加速度的變化和線條化的路面，預(yù)測出下一個行車路線，在位置發(fā)射機(jī)之間的地區(qū)，如果可以接收到GPS和DGPS信號，并且在一定的精度內(nèi)，可以將該GPS數(shù)據(jù)作為位置發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)，相當(dāng)于增加了位置發(fā)射機(jī)的密度，定位精度會更高。
由于位置發(fā)射機(jī)發(fā)射電磁波的相互影響以及成本的影響，位置發(fā)射機(jī)不可能安裝得非常稠密，這樣在位置發(fā)射機(jī)之間的地方可能出現(xiàn)定位盲區(qū)，利用加速計(jì)輸出表征加速度的加速度電信號，對該信號進(jìn)行積分，可以推算出速度和位置變化，雖然這種積分隨時間的增加，誤差會越來越大，然而，由于車輛在行進(jìn)中會及時接收下一個位置發(fā)射機(jī)所發(fā)射的位置信號，可以不斷地糾正誤差，使定位誤差始終維持在一定的范圍內(nèi)，保證了數(shù)據(jù)的有效性和正確性。利用車輛拐彎時，必然有較大的向左或向右的加速度特性，采用設(shè)在車載單元內(nèi)的二維加速度計(jì)，將加速度積分，可得到速度方向和大小的變化，直接預(yù)計(jì)行車方向和車輛速度。
將本發(fā)明的位置發(fā)射機(jī)安裝在道路旁后，就可以給任何一個需要位置信號的系統(tǒng)提供定位信息，如公交系統(tǒng)、110報(bào)警系統(tǒng)、公安系統(tǒng)等，所不同的是不同的系統(tǒng)移動單元將獲得的位置信息傳送給不同的信息處理單元，實(shí)現(xiàn)各自處理。以一個消防系統(tǒng)為例，通過衛(wèi)星2組成的GPS全球定位系統(tǒng)及GIS地理信息系統(tǒng)，在電子地圖上標(biāo)示車輛位置，對車輛進(jìn)行定位，車載單元3包括內(nèi)含CPU的數(shù)據(jù)處理控制裝置4、GPS接收機(jī)5、DGPS接收機(jī)6、車載發(fā)射機(jī)7、DR數(shù)據(jù)采集裝置8，車載單元3接收GPS定位信息和位置發(fā)射機(jī)1信息，通過無線車載發(fā)射機(jī)7將數(shù)據(jù)送往安裝在消防站的無線基站單元10，無線基站單元10將數(shù)據(jù)接收下來，再通過Modem調(diào)制解調(diào)器送往指揮控制中心單元11，指揮控制中心單元11包括GIS地理信息系統(tǒng)主機(jī)12和數(shù)據(jù)采集接口13，本發(fā)明是在城市道路旁以一定的間距設(shè)置若干可發(fā)射其固定位置信息的位置發(fā)射機(jī)1，不同的位置發(fā)射機(jī)1在一定的區(qū)域內(nèi)發(fā)射不同的位置信息，每臺位置發(fā)射機(jī)所發(fā)出的位置信息分別與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置信息相對應(yīng)，車載單元內(nèi)相應(yīng)設(shè)置與位置發(fā)射機(jī)1相對應(yīng)的車載位置接收機(jī)9，以接收車輛所在區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)的位置發(fā)射機(jī)1所發(fā)出的位置信號，位置接收機(jī)9解調(diào)出地圖坐標(biāo)位置信號送入數(shù)據(jù)處理控制裝置4，DR數(shù)據(jù)采集裝置8獲取車輛航向、航速、加速度等數(shù)據(jù)，然后由數(shù)據(jù)處理控制裝置4對位置數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、DR數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，處理后的數(shù)據(jù)信號解調(diào)到音頻后經(jīng)車載發(fā)射機(jī)7無線發(fā)送給基站單元10，由于高樓的阻隔，無線信號在市區(qū)內(nèi)一般不能很好的傳送，于是采用基站單元轉(zhuǎn)接方式，即在一定區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)一定數(shù)量的基站單元，分別接收一定區(qū)域內(nèi)的車載單元信息信號，解調(diào)后通過有線Modem再經(jīng)有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)信號送入指揮控制中心單元11。本發(fā)明由于連續(xù)間隔地設(shè)有位置發(fā)射機(jī)，幾乎沒有初次定位時間，在最差情況下，不超過5秒。
權(quán)利要求
1．一種機(jī)動車自動定位方法，通過GIS地理信息系統(tǒng)，在電子地圖上標(biāo)示車輛位置，對車輛進(jìn)行定位，車載單元包括數(shù)據(jù)處理控制裝置、GPS接收機(jī)、車載發(fā)射機(jī)、DR數(shù)據(jù)采集裝置，指揮控制中心單元包括GIS地理信息系統(tǒng)主機(jī)和數(shù)據(jù)采集接口，其特征在于在城市道路旁以一定的間距設(shè)置若干可發(fā)射其固定位置信息的位置發(fā)射機(jī)，不同的位置發(fā)射機(jī)在一定的區(qū)域內(nèi)發(fā)射不同的位置信息，每臺位置發(fā)射機(jī)所發(fā)出的位置信息分別與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置信息相對應(yīng)，車載單元內(nèi)相應(yīng)設(shè)置與位置發(fā)射機(jī)相對應(yīng)的車載接收機(jī)，以接收車輛所在區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)的位置發(fā)射機(jī)所發(fā)出的位置信號，車載接收機(jī)將接收到的位置信號送入數(shù)據(jù)處理控制裝置，由數(shù)據(jù)處理控制裝置對位置數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、DR數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，處理后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)車載發(fā)射機(jī)無線發(fā)送給基站單元，基站單元再經(jīng)有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)信號送入指揮控制中心單元。
2．如權(quán)利要求1所述的機(jī)動車自動定位方法，其特征在于利用加速計(jì)輸出表征加速度的加速度電信號，對該信號進(jìn)行積分以推算出速度和位置變化。
3．如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)動車自動定位方法，其特征在于所述位置信息包括絕對位置信息、路面狀況信息以及與鄰近位置發(fā)射機(jī)的關(guān)系信息。
全文摘要
本發(fā)明是一種機(jī)動車自動定位方法,在城市道路旁設(shè)置若干可發(fā)射其固定位置信息的位置發(fā)射機(jī),位置信息分別與其在電子地圖上所標(biāo)示的位置信息相對應(yīng),車載單元內(nèi)相應(yīng)設(shè)置位置接收機(jī),由數(shù)據(jù)處理控制裝置處理后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)車載發(fā)射機(jī)無線發(fā)送給基站單元,基站單元再經(jīng)有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)信號送入指揮控制中心單元,彌補(bǔ)了車輛因無法接收到GPS信號而不能定位的問題,也不存在任何的定位誤差。
文檔編號G01S19/42GK1281150SQ00122848
公開日2001年1月24日 申請日期2000年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者伍儀勝 申請人:伍儀勝