智能車載定位終端及定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)航設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及智能車載定位終端及定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能交通系統(tǒng)（IntelligenthansportationSystem,簡稱；[TS)是未來交通系統(tǒng) 的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算 機技術(shù)等有效地集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮 作用的，實時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。ITS可W有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減 少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運輸效率，因而，日益受到各國的重視。
[0003] 實時、高精度的車輛位置對于智能交通系統(tǒng)至關(guān)重要，但是，現(xiàn)有的車載定位系統(tǒng) 一般采用衛(wèi)星的偽距定位算法，其定位精度平均在10m左右，滿足不了車道級的定位要求， 因而難W適應(yīng)現(xiàn)代化智能交通系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有導(dǎo)航設(shè)備的上述不足，本發(fā)明提供智能車載定位終端及定位方法，其具 體結(jié)構(gòu)如下： 智能車載定位終端，包括定位單元、電源單元、通信單元和顯示單元。其中，定位單元、 電源單元放置于車頂部。顯示單元放置于車內(nèi)。通信單元采用電纜線，定位單元與顯示單 元之間采用USB接口。顯示單元放置于車內(nèi)。定位單元包括北斗/GI^S天線2、北斗/GI^S模 塊3和ARM核屯、板4。電源單元內(nèi)含1個電源模塊1。通信單元內(nèi)含1根數(shù)據(jù)傳輸電纜5， 數(shù)傳電臺模塊6。顯示單元內(nèi)含1個手機模塊7。所述手機模塊7為采用amlroid的智能 手機。其中，北斗/GPS天線2的輸出端與北斗/GPS模塊3的輸入端相連。北斗/GPS模塊 3的輸出端、數(shù)傳電臺模塊6的輸出端分別與ARM核屯、板4的輸入端相連。ARM核屯、板4的 輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電纜5與手機模塊7的輸入端相連。電源模塊1的輸電端口分別與ARM 核屯、板4的取電端口、北斗/GPS模塊3的取電端口、數(shù)傳電臺模塊6的取電端口、北斗/GPS 天線2的取電端口相連接。
[0005] 采用本發(fā)明所述的智能車載定位終端的定位方法，按如下步驟進(jìn)行： 步驟一：由北斗/GPS天線2捕獲北斗/GPS衛(wèi)星信號并將其輸入到北斗/GPS核屯、板3。
[0006] 由北斗/GPS核屯、板3解析北斗/GPS衛(wèi)星信號，得到廣播星歷用于計算北斗/GPS 衛(wèi)星的坐標(biāo)，得到車載終端的載波相位信號;巧。
[0007] 由數(shù)傳電臺模塊6獲取GNSS基站信號，得到基站的載波相位信號巧W及基站的坐 標(biāo)。
[0008] 步驟二：將步驟一得到的車載終端的載波相位信號巧、基站的載波相位信號幫作 雙差得到下式：
[0009] 式中，祭;為載波相位觀測值、S為載波頻率、鞍為光速、爵勸站星距離、il為整周未 知數(shù)、1^3為電離層延遲、為對流層延遲。
[0010] 步驟=:用向量解算方法，將由步驟2得到處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為雙差誤差方程：
[0011]式中，Iff為雙差相位觀測值改正數(shù)、（i%;,胃Ip:謹(jǐn)％;)為基線向量 未知數(shù)、惠說為整周未知數(shù)、胃9為觀測值與由未知參數(shù)近似值求得的計算值之差、
為未知數(shù)系數(shù)。
[001引步驟四：解算步驟3的雙差誤差方程，得到基站與車輛的坐標(biāo)差《;;p。
[0013]將基站與車輛的坐標(biāo)差(款，每yi與步驟一獲得的基站的坐標(biāo)相加，即可獲 得最終的車輛位置。
[0014] 有益的技術(shù)效果 本發(fā)明采用高精度GNSS定位技術(shù)來獲取車輛位置信息?？朔爽F(xiàn)有的車載定位系統(tǒng) 所采用的衛(wèi)星偽距定位算法一一定位精度平均在10m左右，滿足不了車道級的定位要求，難 W適應(yīng)現(xiàn)代化智能交通系統(tǒng)的技術(shù)難題。本發(fā)明采用載波相位差分技術(shù)，利用數(shù)傳電臺獲 取基站差分信息，利用該精度測量型天線與高精度GNSS核屯、板獲取衛(wèi)星載波相位信息，利 用雙差算法計算車輛位置，其精度可達(dá)cm級。
[0015] 此外，本發(fā)明通過手機GIS平臺實時、準(zhǔn)確顯示車輛的動態(tài)運行狀態(tài)，包括：車速、 里程、到站離站時間等。今兒可W拓展其功能，W顯示站名、運行路段、堵車、火警、車輛故 障、超速告警及超速提示、賴站告警及賴站提示、疲勞駕駛提示、自動報站等。主要用于公 交、長途客車、定線物流車輛的智能管理。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017] 圖2為圖1中數(shù)傳電臺模塊6的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點。
[0019] 參見圖1，智能車載定位終端，包括定位單元、電源單元、通信單元和顯示單元。其 中，定位單元、電源單元放置于車頂部。顯示單元放置于車內(nèi)。通信單元采用電纜線，定位 單元與顯示單元之間采用USB接口。顯示單元放置于車內(nèi)。定位單元包括北斗/GI^S天線 2、北斗/GPS模塊3和ARM核屯、板4。電源單元內(nèi)含1個電源模塊1。通信單元內(nèi)含1根 數(shù)據(jù)傳輸電纜5,數(shù)傳電臺模塊6。顯示單元內(nèi)含1個手機模塊7。所述手機模塊7為采用 an化0id的智能手機。其中， 北斗/GPS天線2的輸出端與北斗/GPS模塊3的輸入端相連。北斗/GPS模塊3的輸 出端、數(shù)傳電臺模塊6的輸出端分別與ARM核屯、板4的輸入端相連。ARM核屯、板4的輸出端 經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電纜5與手機模塊7的輸入端相連。電源模塊1的輸電端口分別與ARM核屯、板 4的取電端口、北斗/GI^S模塊3的取電端口、數(shù)傳電臺模塊6的取電端口、北斗/GPS天線2 的取電端口相連接。
[0020] 進(jìn)一步說，北斗/GPS天線2與北斗/GI^S模塊3之間、北斗/GI^S模塊3與ARM核 屯、板4之間、數(shù)據(jù)傳輸電纜5與ARM核屯、板4之間、數(shù)據(jù)傳輸電纜5與手機模塊7、數(shù)傳電臺 模塊6與ARM核屯、板4之間均通過有線連接。
[002。 進(jìn)一步說，電源模塊1負(fù)責(zé)向北斗/GI^S模塊3、ARM核屯、板4、北斗/GI^S天線2、數(shù) 傳電臺模塊6提供電能。北斗/GI^S天線2負(fù)責(zé)向北斗/GI^S模塊3提供GI^S導(dǎo)航信號和北 斗導(dǎo)航信號。北斗/GI^S模塊3負(fù)責(zé)將GI^S導(dǎo)航信號和北斗導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的GPS 坐標(biāo)數(shù)據(jù)和二進(jìn)制的北斗坐標(biāo)數(shù)據(jù)。數(shù)傳電臺模塊5負(fù)責(zé)將基站差分信號發(fā)送到ARM核屯、 板4。ARM核屯、板4負(fù)責(zé)處理二進(jìn)制的GI^S坐標(biāo)數(shù)據(jù)、二進(jìn)制的北斗坐標(biāo)數(shù)據(jù)W及GNSS基 站發(fā)送的差分信號，得到厘米級的實時=維數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸電纜5負(fù)責(zé)向手機模塊4傳輸 車輛的定位信息。ARM核屯、板4經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電纜5向手機模塊7提供定位結(jié)果。手機模塊 7根據(jù)定位結(jié)果利用導(dǎo)航軟件進(jìn)行顯示。
[0022] 進(jìn)一步說，北斗/GI^S天線2為測量型天線。
[0023] 進(jìn)一步說，定位單元具有RS232串口與USB接口，用于輸出定位結(jié)果。
[0024] 進(jìn)一步說，北斗/GPS模塊3的型號為上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公司的K500板 卡。ARM核屯、板4的型號為ARM9。數(shù)傳電臺模塊5的型號為上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公 司的U30無線通訊模塊。手機模塊采用的Amlroid系統(tǒng)。
[00巧]進(jìn)一步說，參見圖2,數(shù)傳電臺模塊6可由雙工器61、功放器62、激勵器單元63、接 收單元64和基帶單元65。其中，雙工器61含有TX口和RX口。雙工器61的TX口經(jīng)功放 器62與激勵器單元63相連。雙工器61的RX口與接收單元64相連。激勵器單元63、接收 單元64分別與基帶單元65相連。
[0026] 所述雙工器61負(fù)責(zé)將接受信號截合、將發(fā)射功率饋送出去。截合的接受信號與饋 送的發(fā)射功率信號相互獨立互不影響。雙工器61在雙工電臺中起到收發(fā)共用天線的作用。 功放器62負(fù)責(zé)放大發(fā)射功率。激勵器單元63負(fù)責(zé)完成射頻信號的調(diào)制和處理，即把要調(diào) 制數(shù)據(jù)送調(diào)制并進(jìn)行電壓放大。接收單元64負(fù)責(zé)完成射頻信號的解調(diào)?；鶐卧?5負(fù)責(zé) 完成本機工作狀態(tài)的控制。