基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108827292A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810678611.X(22)申请日2018.06.27(71)申请人四川大学地址610000四川省成都市一环路南一段24号(72)发明人项霞杨正丽白晓明张小波周远光王辉(74)专利代理机构成都正华专利代理事务所(普通合伙)51229代理人李蕊(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)G01S19/49(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法及系统(57)摘要本发明公开了基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法及系统，步骤100、获取车辆进入盲区前的初始位置，步骤200、获得车辆坐标和航向角，在车辆驶入GNSS盲区后的第一个采样时刻，利用多重权值地图匹配算法计算得到车辆在盲区中的坐标和航向角，步骤300、获得当前车辆的速度和横摆角速度，步骤400、根据获得的车辆参数判断车辆是否在GNSS盲区中，步骤500、获取下一时刻车辆位置坐标以及航向角，本发明改进了现有的GNSS点方位角匹配算法，使用前后定位点连线与路段夹角、定位点与路段投影距离和航向角与路段夹角作为主要因素，利用GNSS浮动车数据进行轨迹修正，该算法能够在复杂路段处修正偏移的GNSS定位点并提供较高的匹配精确度。CN108827292ACN108827292A权利要求书1/2页1.基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤100、获取车辆进入盲区前的初始位置，利用匹配技术修正定位点参数信息，并利用地图匹配修正后的定位点信息反向修正定位点传感器的参数，得到整个定位领域的定位参数；步骤200、获得车辆坐标和航向角，在车辆驶入GNSS盲区后的第一个采样时刻，利用多重权值地图匹配算法计算得到车辆在盲区中的坐标和航向角，建立三维坐标系；步骤300、获得当前车辆的速度和横摆角速度，通过车载速度传感器测得当前的车辆速度，通过当前车辆横摆角速度传感器测得车辆横摆角速度；步骤400、根据获得的车辆参数判断车辆是否在GNSS盲区中，利用基于地图匹配算法的VSYR参数修正算法，对车辆传感器的参数误差进行修正，得到精确的定位参数；步骤500、获取下一时刻车辆位置坐标以及航向角，通过复杂场景下的VSYR盲区定位算法，求得下一采样时刻的车辆位置坐标以及车辆的航向角。2.根据权利要求1所述的基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法，其特征在于：所述步骤100中，还包括：首先，在车辆进入盲区前，使用GNSS测量得到最后时刻的车辆位置A点(xA，yA)，设A点位初始位置，使用GNSS测量得到在A点的车辆航向角ψA；然后，通过车辆速度传感器测得车辆在A点的行驶速度vA，通过横摆角速度传感器测得车辆在A点的横摆角速度ΦA；最后，设定车辆定位采样时间T，车辆驶入GNSS盲区M，通过以下公式：xB＝xA+vA*T*sinΦAyB＝yA+vA*T*cosΦAψB＝ΨA+ΦA*T获得车辆驶入盲区M后的第一个采样时刻B点的位置坐标(xB，yB)，并通过车辆速度传感器测得车辆在B点的速度vB，通过横摆角速度传感器测得车辆的横摆角速度ΦB。3.根据权利要求1所述的基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法，其特征在于：所述步骤200中：根据步骤100中前一采样时刻的的车辆位置坐标Pi(xi，yi)，行驶速度vi车辆的横摆角速度Φi以及航向角ψi，可以求得下一时刻的车辆位置坐标Pi+1(xi+1，yi+1)，以及航向角ψi+1：xi+1＝xi+vi*T*sinψiyi+1＝yi+vi*T*cosψiψi+1＝Ψi+Φi*T以此类推，可以依次求得每个采样时刻的车辆位置坐标，从而获得GNSS盲区中车辆的完整行驶轨迹。4.根据权利要求1所述的基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法，其特征在于：所述步骤300中设置有匹配拟合算法，通过对该算法的修正对速度传感器误差以及横摆角速度传感器误差进行修正：首先，从车辆定位模块得到5个定位点，坐标分别为(xi，yi)，i＝1，2，3，4，5，根据这些定位点作拟合曲线，拟合曲线如下：2CN108827292A权利要求书2/2页其中，k表示拟合直线的斜率，可以大概反映出当前车辆行驶的航向角；其次，以道路层的空间拓扑关系确定待匹配路段的区域，使用车辆的历史轨迹实时地对电子地图中的路段信息进行模式识别。5.根据权利要求1所述的基于GNSS和地面基站的组合式导航精确测速定位方法，其特征在于：所述步骤400还包括：首先，车辆驶入GNSS盲区前，使用GNSS获得最后时刻的车辆位置P0