本發(fā)明涉及一種北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端及其工作方法，屬于智能交通的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，特別是城市化、機(jī)動(dòng)化水平的不斷提高，城市交通問題日益嚴(yán)重，大力發(fā)展城市公共交通已成為關(guān)系人民群眾切身利益的重大民生問題，引起各級(jí)政府的高度重視和關(guān)注。但是，縱觀我國公共交通的現(xiàn)狀，在各類社會(huì)機(jī)動(dòng)車輛、自行車和公交車爭(zhēng)奪道路使用權(quán)的情況下，公共交通車輛行車不暢，造成延誤嚴(yán)重的現(xiàn)象非常普遍，車輛行程時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)時(shí)性差、服務(wù)水平低、公交站點(diǎn)盲信息等缺點(diǎn)使市民不愿意選擇公交出行。

中國專利文獻(xiàn)cn105809952a公開了一種避免公交車輛路段擁簇的控制方法、控制系統(tǒng)，其通過采集車輛在行駛過程中的位置信息，并匯報(bào)至調(diào)度后臺(tái)，然后調(diào)度后臺(tái)根據(jù)所述位置信息計(jì)算公交線路上的所有車輛之間的車距，并設(shè)置所述車輛與前后車輛之間的最大車距閾值和最小車距閾值，以及對(duì)所述計(jì)算得到的車距進(jìn)行閾值判斷，最后調(diào)度后臺(tái)根據(jù)所述閾值判斷的結(jié)果向所述車輛下發(fā)調(diào)度信息。但是，該專利中所述的采集車輛在行駛過程中的位置信息僅僅是指采集所述車輛進(jìn)出站點(diǎn)時(shí)，向所述調(diào)度后臺(tái)匯報(bào)該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置信息，如此對(duì)車輛的位置信息并不能實(shí)時(shí)的獲取，有很大的局限性，在本發(fā)明中應(yīng)用北斗差分與慣導(dǎo)組合定位的方法可以實(shí)時(shí)獲取車輛的位置信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端；

本發(fā)明還提供了上述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)行駛中的公交車實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位以及公交車與上層控制中心的通信，從而更加精準(zhǔn)地預(yù)估公交車到站時(shí)間，使得乘客不再處于盲信息的等待中；優(yōu)化公交車調(diào)度，使得公交車輛合理均勻地分布在線路上；實(shí)現(xiàn)公交車與信號(hào)機(jī)控制中心以及交管局總控制中心的通信，合理安排公交優(yōu)先通信策略。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端，包括北斗定位單元、微小型通信單元、車載計(jì)算單元、信號(hào)收發(fā)單元、顯示模塊，所述微小型通信單元、所述北斗定位單元、所述車載計(jì)算單元、所述顯示模塊依次連接，所述車載計(jì)算單元連接所述信號(hào)收發(fā)單元，所述微小型通信單元連接所述信號(hào)收發(fā)單元。

所述微小型通信單元包括北斗/gnss導(dǎo)頻天線與通信天線，用于接收北斗/gnss衛(wèi)星信號(hào)以及接收與發(fā)送3g/4g或者wifi信號(hào)。

所述北斗定位單元用于接收由北斗/gnss導(dǎo)頻天線接收的北斗衛(wèi)星信號(hào)，差分計(jì)算，對(duì)衛(wèi)星定位中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效的修正，聯(lián)合慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)，消除在城市中因信號(hào)遮擋嚴(yán)重而產(chǎn)生的失去定位目標(biāo)的情況，進(jìn)行組合定位。

所述車載計(jì)算單元用于接收北斗ntp時(shí)間同步信號(hào)，與交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心實(shí)時(shí)共享公交車定位信息，同時(shí)根據(jù)前后車距離測(cè)算指示公交車司機(jī)調(diào)整行駛速度，匹配線路站點(diǎn)位置信息，預(yù)報(bào)即將到站站點(diǎn)。

所述顯示模塊用于顯示對(duì)于司機(jī)行車速度的調(diào)整策略，顯示及語音廣播下一站到站站點(diǎn)。

所述信號(hào)收發(fā)單元用于完成與交通總控制中心處理器的3g/4g通信以及與公交站臺(tái)控制中心的wifi通信。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述北斗定位單元包括多通道北斗/gps接收單元、慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元、高精度解算單元、地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器以及北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器，所述微小型通信單元連接所述多通道北斗/gps接收單元，所述多通道北斗/gps接收單元、所述慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元均連接所述高精度解算單元，所述高精度解算單元、所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器、所述車載計(jì)算單元依次連接，所述地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器連接所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器。

所述多通道北斗/gps接收單元用于接收經(jīng)由北斗/gnss導(dǎo)頻天線獲取的衛(wèi)星信號(hào)。

所述慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元用于在衛(wèi)星信號(hào)遮擋嚴(yán)重時(shí)根據(jù)公交車的角度變化以及加速度變化獲取車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡信息。

所述高精度解算單元用于計(jì)算處理北斗衛(wèi)星信號(hào)定位信息以及慣導(dǎo)定位信息。

所述地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器用于差分計(jì)算，對(duì)衛(wèi)星定位中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效的修正。

所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器用于融合北斗定位、地基增強(qiáng)、慣性導(dǎo)航定位對(duì)公交車進(jìn)行組合定位。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述車載計(jì)算單元包括公交車車載主處理器、北斗ntp時(shí)間同步處理器、前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元以及線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元，所述北斗定位單元連接所述公交車車載主處理器，所述北斗ntp時(shí)間同步處理器連接所述公交車車載主處理器，所述公交車車載主處理器分別連接所述前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元以及所述線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元。

所述公交車車載主處理器用于接收北斗ntp時(shí)間同步信號(hào)，與交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心實(shí)時(shí)共享公交車定位信息，根據(jù)公交車前后車距離計(jì)算指示行駛速度調(diào)整策略，匹配線路站點(diǎn)位置，語音報(bào)站。

所述北斗ntp時(shí)間同步處理器用于對(duì)每一輛公交車、每個(gè)公交站點(diǎn)以及交通總控制中心進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)，使其與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源同步。

所述前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元用于根據(jù)交通總控制中心計(jì)算的前后車距離提出具體的加速、減速調(diào)整策略。

所述線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元用于匹配公交車定位信息與公交車線路地圖信息，判斷公交車位于公交線路的位置，預(yù)測(cè)公交車即將到達(dá)的站點(diǎn)并語音報(bào)站。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述微小型通信單元包括北斗/gnss導(dǎo)頻天線、通信天線，所述北斗/gnss導(dǎo)頻天線連接所述北斗定位單元，所述通信天線連接所述信號(hào)收發(fā)單元。

所述北斗/gnss導(dǎo)頻天線用于接收北斗/gnss衛(wèi)星信號(hào)。

所述通信天線用于接收與發(fā)送3g/4g或者wifi信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述顯示模塊包括信息屏顯示單元、tts語言處理單元和led顯示及報(bào)站單元，所述車載計(jì)算單元分別連接所述信息屏顯示單元、所述tts語言處理單元，所述tts語言處理單元連接所述led顯示及報(bào)站單元。

所述信息屏顯示單元用于顯示前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元針對(duì)當(dāng)前車速以及前后車距離制定的行車速度調(diào)整策略，以起到提示司機(jī)的作用。

所述tts語言處理單元用于將文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流，進(jìn)行語音報(bào)站。

所述led顯示及報(bào)站單元用于將即將到達(dá)站點(diǎn)的站點(diǎn)名稱顯示在led顯示屏上。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述信號(hào)收發(fā)單元包括基帶cpu、3g/4g天線路由和wifi服務(wù)單元，所述車載計(jì)算單元連接所述基帶cpu，所述基帶cpu分別連接所述3g/4g天線路由、所述wifi服務(wù)單元。

所述基帶cpu用于數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存，主要功能為基帶編碼/譯碼、聲音編碼與語音編碼等。

所述3g/4g天線路由用于提供無線長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸功能，主要用于實(shí)現(xiàn)公交車車載主處理器與交通總控制中心的遠(yuǎn)距離通信。

所述wifi服務(wù)單元用于提供無線短距離數(shù)據(jù)傳輸功能，主要用于實(shí)現(xiàn)公交車車載主處理器與公交站臺(tái)控制中心的近距離通信。

上述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，包括：

(1)將所述通信監(jiān)視終端安裝在每一輛公交車上，并按照線路進(jìn)行編號(hào)；例如，以公交車1路車為例，編號(hào)為1-1,1-2，...，1-n；

(2)時(shí)間分布式校準(zhǔn)：開啟所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端，對(duì)交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心以及所有公交車進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)；

(3)北斗定位：對(duì)所有公交車實(shí)時(shí)定位；

(4)采用地基增強(qiáng)方法對(duì)所有公交車進(jìn)行亞米級(jí)定位；

(5)數(shù)據(jù)通信：將獲取的所有公交車的定位信息通過所述信號(hào)收發(fā)單元分別發(fā)送至交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心；計(jì)算同一路公交車前后車之間的距離；將公交車的定位信息與公交站臺(tái)前的停車區(qū)域的位置信息進(jìn)行匹配，顯示停車區(qū)域；

(6)調(diào)整同一路公交車前后車之間的距離；

(7)公交車報(bào)站。對(duì)本發(fā)明所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端加載該路公交車所有的公交站點(diǎn)位置信息，將北斗定位的公交車的實(shí)時(shí)位置信息與站點(diǎn)位置信息實(shí)時(shí)快速匹配，通過tts語言處理單元廣播即將到達(dá)的公交站并預(yù)報(bào)一下站，并在led屏上顯示到站信息。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(4)的具體定位方法為：采用北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)對(duì)所有公交車進(jìn)行亞米級(jí)定位，

所述北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)采用管道誤差傳播模型建立卡爾曼濾波模型系統(tǒng)方程，坐標(biāo)系采用地理坐標(biāo)系，而且把地球看做是旋轉(zhuǎn)橢球體，卡爾曼濾波器線性模型如下：

式(i)中：分別為狀態(tài)向量，分別為用戶估計(jì)位置的經(jīng)度誤差、緯度誤差、高度誤差、東向速度誤差、北向速度誤差、天向速度誤差、慣導(dǎo)平臺(tái)的東向、北向、天向姿態(tài)誤差角、北斗接收機(jī)鐘差和頻差；分別為北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)噪聲向量，a為北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)矩陣，階數(shù)等于狀態(tài)向量xu的維數(shù)。

觀測(cè)方程：z＝hxu+v(ii)

式(ii)中：z為觀測(cè)向量，包含偽距ρbi(i＝1,2,3)、高度h偽距率和前后兩次濾波測(cè)得的北斗系統(tǒng)的偽距之差δρbi(i＝1,2,3)；v為觀測(cè)噪聲向量，各分量為對(duì)應(yīng)各觀測(cè)量的觀測(cè)噪聲，h為觀測(cè)矩陣；

設(shè)估計(jì)的狀態(tài)向量為δxu為狀態(tài)向量的估計(jì)誤差，則式(ii)所示觀測(cè)方程變?yōu)槿缦滦问?/p>

即

將ecef坐標(biāo)系，即地心地固系，下北斗偽距表達(dá)式和用戶到衛(wèi)星距離的表達(dá)式依據(jù)泰勒級(jí)數(shù)在當(dāng)前位置(x,y,z)處展開，線性化，再將兩式對(duì)應(yīng)量相減，得ecef坐標(biāo)系下的偽距觀測(cè)方程：

式(iv)中：為用戶到第j顆衛(wèi)星的距離，(xsj,ysj,zsj)為衛(wèi)星在ecef坐標(biāo)系中的位置，(δx,δy,δz)為用戶在ecef坐標(biāo)系中的估計(jì)位置與真實(shí)位置的差值，ωρj為偽距測(cè)量噪聲，為用戶鐘差等效距離誤差，δρj為第j顆衛(wèi)星的偽距濾波信息；

將上述ecef坐標(biāo)系坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)系表示，得地理系下的偽距觀測(cè)方程為

式(v)中：λ、h分別為用戶的經(jīng)度、緯度和高度，rn為地球參考橢球體緯度為的點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑；高度表示為：

式(vi)中：為高度估計(jì)值，ωh為高度測(cè)量噪聲；

偽距率是測(cè)量得到的用戶與衛(wèi)星之間的距離變化率，設(shè)為估計(jì)用戶與衛(wèi)星之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在ecef坐標(biāo)系內(nèi)的矢量，則偽距率表示為：

式(vii)中：為用戶和第i顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度在ecef坐標(biāo)系內(nèi)的矢量；為估計(jì)的用戶接收機(jī)頻差等效距離率誤差；分別為用戶到第i顆衛(wèi)星的方向余弦；

另外，北斗測(cè)量的偽距變化率表示為

所以，ecef坐標(biāo)系下的偽距率觀測(cè)方程為:

根據(jù)地理坐標(biāo)系到地心地固坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換陣，有

所以地理系下的偽距率觀測(cè)方程為

用兩次濾波測(cè)得的北斗偽距的差值和相應(yīng)慣導(dǎo)偽距的差值之差作為觀測(cè)量，簡(jiǎn)稱為偽距之差；

最終求得ecef坐標(biāo)系下的觀測(cè)方程為，t為兩次濾波的間隔時(shí)間：

式(xii)最左邊是偽距之差的濾波信息，如將此信息標(biāo)記為δl，坐標(biāo)變換后得到地理系下偽距之差觀測(cè)方程為

式(xiii)中：(x-，y-，z-)、(xsi-，ysi-，zsi-)，i＝1,2，3為用戶和衛(wèi)星前一時(shí)刻在ecef坐標(biāo)系下的位置，(δx-，δy-，δz-)為前一時(shí)刻ecef坐標(biāo)系誤差狀態(tài)的估計(jì)值，從物理意義上容易理解為前后兩次偽距中用戶鐘差等效距離誤差相減后的殘差項(xiàng)；

那么由下述公式

得出用戶的位置(x,y,z)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(6)調(diào)整同一路公交車前后車之間的距離的具體步驟如下：設(shè)定某一路公交車的全程路線為lkm，該路線相鄰兩輛公交車的發(fā)車時(shí)間間隔為th，該路線上公交車的平均車速為vkm/h，相鄰兩輛公交車的之間的車距為v*tkm，該路線上有l(wèi)/(v*t)輛公交車；

根據(jù)公交線路測(cè)算出相鄰兩輛公交車之間的行程距離，若前后車距離x大于smaxkm，則提醒后面一輛公交車的司機(jī)加快速度行駛，車速提高到若前后車距離x小等于sminkm，則提醒后面一輛公交車的司機(jī)減速慢行，車速降低到如此，可以使得公交車均勻的分布在公交線路上，不會(huì)造成幾輛車一起到達(dá)某個(gè)站點(diǎn)或者在某個(gè)站點(diǎn)久等不到公交車的情況。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(5)，數(shù)據(jù)通信，具體包括：

a、將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)剿龉卉囓囕d主處理器中，由所述公交車車載主處理器傳輸?shù)剿龌鶐pu中，通過所述3g/4g天線路由將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)浇煌偪刂浦行奶幚砥?，通過wifi服務(wù)單元將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)焦徽九_(tái)控制中心處理器；

b、在交通總控制中心中，根據(jù)本公交車車載終端的編號(hào)匹配相應(yīng)的公交車路線，根據(jù)前后兩輛相同路線公交車的定位信息按照該公交線路確定前后車的實(shí)際行車距離；

c、公交站臺(tái)前的停車區(qū)域位置信息已存儲(chǔ)在公交站臺(tái)控制中心內(nèi)，當(dāng)公交車到達(dá)公交站臺(tái)附近時(shí)，公交車的車載通信監(jiān)視終端會(huì)通過wifi服務(wù)單元實(shí)現(xiàn)與公交站臺(tái)控制中心的通信，共享公交車的實(shí)時(shí)定位信息，與停車區(qū)域的位置信息進(jìn)行對(duì)比匹配，即確定該公交車的?？课恢貌⒃谡九_(tái)顯示屏上顯示。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(7)，所述公交車報(bào)站具體步驟包括：

北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的內(nèi)存儲(chǔ)個(gè)公交線路的地圖，并在地圖上標(biāo)注有公交站臺(tái)位置，將步驟(4)獲取的公交車的實(shí)時(shí)位置信息在公交線路地圖上進(jìn)行定位，當(dāng)公交車位置靠近公交站臺(tái)位置時(shí)，通過tts語言處理單元廣播即將到達(dá)的公交站并預(yù)報(bào)下一站，并通過led顯示及報(bào)站單元顯示到站信息。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本公交車車載通信監(jiān)視終端以公交車的路線命名，方便對(duì)計(jì)算公交車的前后車距離，從而制定行車調(diào)整策略，使得每路公交車的所有車輛均勻的分布在該路公交線路上，不會(huì)造成幾輛車一起到達(dá)某個(gè)站點(diǎn)或者在某個(gè)站點(diǎn)久等不到公交車的情況。

2、融合北斗定位、差分定位以及慣性導(dǎo)航定位實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車的組合定位，并在公交車車載北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合計(jì)算處理器中直接計(jì)算，完成對(duì)公交車位置信息的獲取，節(jié)省了由車載終端與交通總控制中心通信的時(shí)間，獲取更加實(shí)時(shí)的位置。

3、北斗差分定位結(jié)合慣性導(dǎo)航對(duì)行駛中的公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)亞米級(jí)定位，不僅可以對(duì)衛(wèi)星定位中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效修正，在衛(wèi)星信號(hào)被嚴(yán)重遮擋的城市中心區(qū)域，還可以根據(jù)公交車輛的角度變化以及加速度變換確定運(yùn)動(dòng)軌跡，不會(huì)造成目標(biāo)丟失的情況，更加精確的實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車輛的定位。

附圖說明

圖1為北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為公交車、公交站臺(tái)以及交通總控制中心的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端工作方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。

實(shí)施例1、

北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端，包括北斗定位單元、微小型通信單元、車載計(jì)算單元、信號(hào)收發(fā)單元、顯示模塊，所述微小型通信單元、所述北斗定位單元、所述車載計(jì)算單元、所述顯示模塊依次連接，所述車載計(jì)算單元連接所述信號(hào)收發(fā)單元，所述微小型通信單元連接所述信號(hào)收發(fā)單元。

所述微小型通信單元包括北斗/gnss導(dǎo)頻天線與通信天線，用于接收北斗/gnss衛(wèi)星信號(hào)以及接收與發(fā)送3g/4g或者wifi信號(hào)。

所述北斗定位單元用于接收由北斗/gnss導(dǎo)頻天線接收的北斗衛(wèi)星信號(hào)，差分計(jì)算，對(duì)衛(wèi)星定位中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效的修正，聯(lián)合慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)，消除在城市中因信號(hào)遮擋嚴(yán)重而產(chǎn)生的失去定位目標(biāo)的情況，進(jìn)行組合定位。

所述車載計(jì)算單元用于接收北斗ntp時(shí)間同步信號(hào)，與交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心實(shí)時(shí)共享公交車定位信息，同時(shí)根據(jù)前后車距離測(cè)算指示公交車司機(jī)調(diào)整行駛速度，匹配線路站點(diǎn)位置信息，預(yù)報(bào)即將到站站點(diǎn)。

所述顯示模塊用于顯示對(duì)于司機(jī)行車速度的調(diào)整策略，顯示及語音廣播下一站到站站點(diǎn)。

所述信號(hào)收發(fā)單元用于完成與交通總控制中心處理器的3g/4g通信以及與公交站臺(tái)控制中心的wifi通信。

所述北斗定位單元包括多通道北斗/gps接收單元、慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元、高精度解算單元、地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器以及北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器，所述微小型通信單元連接所述多通道北斗/gps接收單元，所述多通道北斗/gps接收單元、所述慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元均連接所述高精度解算單元，所述高精度解算單元、所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器、所述車載計(jì)算單元依次連接，所述地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器連接所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器。

所述多通道北斗/gps接收單元用于接收經(jīng)由北斗/gnss導(dǎo)頻天線獲取的衛(wèi)星信號(hào)。

所述慣導(dǎo)傳感數(shù)據(jù)采集單元用于在衛(wèi)星信號(hào)遮擋嚴(yán)重時(shí)根據(jù)公交車的角度變化以及加速度變化獲取車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡信息。

所述高精度解算單元用于計(jì)算處理北斗衛(wèi)星信號(hào)定位信息以及慣導(dǎo)定位信息。

所述地基增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理器用于差分計(jì)算，對(duì)衛(wèi)星定位中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效的修正。

所述北斗導(dǎo)航fpga聯(lián)合處理器用于融合北斗定位、地基增強(qiáng)、慣性導(dǎo)航定位對(duì)公交車進(jìn)行組合定位。

所述車載計(jì)算單元包括公交車車載主處理器、北斗ntp時(shí)間同步處理器、前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元以及線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元，所述北斗定位單元連接所述公交車車載主處理器，所述北斗ntp時(shí)間同步處理器連接所述公交車車載主處理器，所述公交車車載主處理器分別連接所述前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元以及所述線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元。

所述公交車車載主處理器用于接收北斗ntp時(shí)間同步信號(hào)，與交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心實(shí)時(shí)共享公交車定位信息，根據(jù)公交車前后車距離計(jì)算指示行駛速度調(diào)整策略，匹配線路站點(diǎn)位置，語音報(bào)站。

所述北斗ntp時(shí)間同步處理器用于對(duì)每一輛公交車、每個(gè)公交站點(diǎn)以及交通總控制中心進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)，使其與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源同步。

所述前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元用于根據(jù)交通總控制中心計(jì)算的前后車距離提出具體的加速、減速調(diào)整策略。

所述線路、站點(diǎn)虛擬位置計(jì)算單元用于匹配公交車定位信息與公交車線路地圖信息，判斷公交車位于公交線路的位置，預(yù)測(cè)公交車即將到達(dá)的站點(diǎn)并語音報(bào)站。

所述微小型通信單元包括北斗/gnss導(dǎo)頻天線、通信天線，所述北斗/gnss導(dǎo)頻天線連接所述北斗定位單元，所述通信天線連接所述信號(hào)收發(fā)單元。

所述北斗/gnss導(dǎo)頻天線用于接收北斗/gnss衛(wèi)星信號(hào)。

所述通信天線用于接收與發(fā)送3g/4g或者wifi信號(hào)。

所述顯示模塊包括信息屏顯示單元、tts語言處理單元和led顯示及報(bào)站單元，所述車載計(jì)算單元分別連接所述信息屏顯示單元、所述tts語言處理單元，所述tts語言處理單元連接所述led顯示及報(bào)站單元。

所述信息屏顯示單元用于顯示前后車距離測(cè)算指示調(diào)整策略單元針對(duì)當(dāng)前車速以及前后車距離制定的行車速度調(diào)整策略，以起到提示司機(jī)的作用。

所述tts語言處理單元用于將文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流，進(jìn)行語音報(bào)站。

所述led顯示及報(bào)站單元用于將即將到達(dá)站點(diǎn)的站點(diǎn)名稱顯示在led顯示屏上。

所述信號(hào)收發(fā)單元包括基帶cpu、3g/4g天線路由和wifi服務(wù)單元，所述車載計(jì)算單元連接所述基帶cpu，所述基帶cpu分別連接所述3g/4g天線路由、所述wifi服務(wù)單元。

所述基帶cpu用于數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存，主要功能為基帶編碼/譯碼、聲音編碼與語音編碼等。

所述3g/4g天線路由用于提供無線長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸功能，主要用于實(shí)現(xiàn)公交車車載主處理器與交通總控制中心的遠(yuǎn)距離通信。

所述wifi服務(wù)單元用于提供無線短距離數(shù)據(jù)傳輸功能，主要用于實(shí)現(xiàn)公交車車載主處理器與公交站臺(tái)控制中心的近距離通信。

實(shí)施例2、

如實(shí)施例1所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，包括：

(1)將所述通信監(jiān)視終端安裝在每一輛公交車上，并按照線路進(jìn)行編號(hào)；以公交車1路車為例，編號(hào)為1-1,1-2，...，1-n；

(2)時(shí)間分布式校準(zhǔn)：開啟所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端，對(duì)交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心以及所有公交車進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)；

(3)北斗定位：對(duì)所有公交車實(shí)時(shí)定位；

(4)采用地基增強(qiáng)方法對(duì)所有公交車進(jìn)行亞米級(jí)定位；

(5)數(shù)據(jù)通信：將獲取的所有公交車的定位信息通過所述信號(hào)收發(fā)單元分別發(fā)送至交通總控制中心、公交站臺(tái)控制中心；計(jì)算同一路公交車前后車之間的距離；將公交車的定位信息與公交站臺(tái)前的停車區(qū)域的位置信息進(jìn)行匹配，顯示停車區(qū)域；

(6)調(diào)整同一路公交車前后車之間的距離；

(7)公交車報(bào)站。

實(shí)施例3、

如實(shí)施例2所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，其區(qū)別在于，所述步驟(4)的具體定位方法為：采用北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)對(duì)所有公交車進(jìn)行亞米級(jí)定位，

所述北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)采用管道誤差傳播模型建立卡爾曼濾波模型系統(tǒng)方程，坐標(biāo)系采用地理坐標(biāo)系，而且把地球看做是旋轉(zhuǎn)橢球體，卡爾曼濾波器線性模型如下：

式(i)中：分別為狀態(tài)向量，分別為用戶估計(jì)位置的經(jīng)度誤差、緯度誤差、高度誤差、東向速度誤差、北向速度誤差、天向速度誤差、慣導(dǎo)平臺(tái)的東向、北向、天向姿態(tài)誤差角、北斗接收機(jī)鐘差和頻差；分別為北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)噪聲向量，a為北斗差分定位與慣性導(dǎo)航組合定位系統(tǒng)矩陣，階數(shù)等于狀態(tài)向量xu的維數(shù)。

觀測(cè)方程：z＝hxu+v(ii)

式(ii)中：z為觀測(cè)向量，包含偽距ρbi(i＝1,2,3)、高度h偽距率和前后兩次濾波測(cè)得的北斗系統(tǒng)的偽距之差δρbi(i＝1,2,3)；v為觀測(cè)噪聲向量，各分量為對(duì)應(yīng)各觀測(cè)量的觀測(cè)噪聲，h為觀測(cè)矩陣；

設(shè)估計(jì)的狀態(tài)向量為δxu為狀態(tài)向量的估計(jì)誤差，則式(ii)所示觀測(cè)方程變?yōu)槿缦滦问?/p>

即

將ecef坐標(biāo)系，即地心地固系，下北斗偽距表達(dá)式和用戶到衛(wèi)星距離的表達(dá)式依據(jù)泰勒級(jí)數(shù)在當(dāng)前位置(x,y,z)處展開，線性化，再將兩式對(duì)應(yīng)量相減，得ecef坐標(biāo)系下的偽距觀測(cè)方程：

式(iv)中：為用戶到第j顆衛(wèi)星的距離，(xsj,ysj,zsj)為衛(wèi)星在ecef坐標(biāo)系中的位置，(δx,δy,δz)為用戶在ecef坐標(biāo)系中的估計(jì)位置與真實(shí)位置的差值，ωρj為偽距測(cè)量噪聲，為用戶鐘差等效距離誤差，δρj為第j顆衛(wèi)星的偽距濾波信息；

將上述ecef坐標(biāo)系坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)系表示，得地理系下的偽距觀測(cè)方程為

式(v)中：λ、h分別為用戶的經(jīng)度、緯度和高度，rn為地球參考橢球體緯度為的點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑；高度表示為：

式(vi)中：為高度估計(jì)值，ωh為高度測(cè)量噪聲；

偽距率是測(cè)量得到的用戶與衛(wèi)星之間的距離變化率，設(shè)為估計(jì)用戶與衛(wèi)星之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在ecef坐標(biāo)系內(nèi)的矢量，則偽距率表示為：

式(vii)中：為用戶和第i顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度在ecef坐標(biāo)系內(nèi)的矢量；為估計(jì)的用戶接收機(jī)頻差等效距離率誤差；分別為用戶到第i顆衛(wèi)星的方向余弦；

另外，北斗測(cè)量的偽距變化率表示為

所以，ecef坐標(biāo)系下的偽距率觀測(cè)方程為:

根據(jù)地理坐標(biāo)系到地心地固坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換陣，有

所以地理系下的偽距率觀測(cè)方程為

用兩次濾波測(cè)得的北斗偽距的差值和相應(yīng)慣導(dǎo)偽距的差值之差作為觀測(cè)量，簡(jiǎn)稱為偽距之差；

最終求得ecef坐標(biāo)系下的觀測(cè)方程為，t為兩次濾波的間隔時(shí)間：

式(xii)最左邊是偽距之差的濾波信息，如將此信息標(biāo)記為δl，坐標(biāo)變換后得到地理系下偽距之差觀測(cè)方程為

式(xiii)中：(x-，y-，z-)、(xsi-，ysi-，zsi-)，i＝1,2，3為用戶和衛(wèi)星前一時(shí)刻在ecef坐標(biāo)系下的位置，(δx-，δy-，δz-)為前一時(shí)刻ecef坐標(biāo)系誤差狀態(tài)的估計(jì)值，從物理意義上容易理解為前后兩次偽距中用戶鐘差等效距離誤差相減后的殘差項(xiàng)；

那么由下述公式

得出用戶的位置(x,y,z)。

實(shí)施例4、

如實(shí)施例2所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，其區(qū)別在于，所述步驟(6)調(diào)整同一路公交車前后車之間的距離的具體步驟如下：

設(shè)定某一路公交車的全程路線為lkm，該路線相鄰兩輛公交車的發(fā)車時(shí)間間隔為th，該路線上公交車的平均車速為vkm/h，相鄰兩輛公交車的之間的車距為v*tkm，該路線上有l(wèi)/(v*t)輛公交車；

根據(jù)公交線路測(cè)算出相鄰兩輛公交車之間的行程距離，若前后車距離x大于smaxkm，則提醒后面一輛公交車的司機(jī)加快速度行駛，車速提高到若前后車距離x小等于sminkm，則提醒后面一輛公交車的司機(jī)減速慢行，車速降低到

實(shí)施例5、

如實(shí)施例2所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，其區(qū)別在于，所述步驟(5)，數(shù)據(jù)通信，具體包括：

a、將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)剿龉卉囓囕d主處理器中，由所述公交車車載主處理器傳輸?shù)剿龌鶐pu中，通過所述3g/4g天線路由將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)浇煌偪刂浦行奶幚砥?，通過wifi服務(wù)單元將公交車的實(shí)時(shí)位置信息傳輸?shù)焦徽九_(tái)控制中心處理器；

b、在交通總控制中心中，根據(jù)本公交車車載終端的編號(hào)匹配相應(yīng)的公交車路線，根據(jù)前后兩輛相同路線公交車的定位信息按照該公交線路確定前后車的實(shí)際行車距離；

c、公交站臺(tái)前的停車區(qū)域位置信息已存儲(chǔ)在公交站臺(tái)控制中心內(nèi)，當(dāng)公交車到達(dá)公交站臺(tái)附近時(shí)，公交車的車載通信監(jiān)視終端會(huì)通過wifi服務(wù)單元實(shí)現(xiàn)與公交站臺(tái)控制中心的通信，共享公交車的實(shí)時(shí)定位信息，與停車區(qū)域的位置信息進(jìn)行對(duì)比匹配，即確定該公交車的?？课恢貌⒃谡九_(tái)顯示屏上顯示。

實(shí)施例6、

如實(shí)施例2所述北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的工作方法，其區(qū)別在于，所述步驟(7)，所述公交車報(bào)站具體步驟包括：

北斗精準(zhǔn)時(shí)空公交車聯(lián)網(wǎng)通信監(jiān)視終端的內(nèi)存儲(chǔ)個(gè)公交線路的地圖，并在地圖上標(biāo)注有公交站臺(tái)位置，將步驟(4)獲取的公交車的實(shí)時(shí)位置信息在公交線路地圖上進(jìn)行定位，當(dāng)公交車位置靠近公交站臺(tái)位置時(shí)，通過tts語言處理單元廣播即將到達(dá)的公交站并預(yù)報(bào)下一站，并通過led顯示及報(bào)站單元顯示到站信息。