智能車載定位終端及定位方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于導航設備技術領域，具體設及智能車載定位終端及定位方法。
【背景技術】
[0002] 智能交通系統（IntelligenthansportationSystem,簡稱；[TS)是未來交通系統 的發展方向，它是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算 機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮 作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。ITS可W有效地利用現有交通設施、減 少交通負荷和環境污染、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至關重要，但是，現有的車載定位系統 一般采用衛星的偽距定位算法，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適應現代化智能交通系統。
【發明內容】
[0004] 針對現有導航設備的上述不足，本發明提供智能車載定位終端及定位方法，其具 體結構如下： 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。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。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。電源單元內含1個電源模塊1。通信單元內含1根數據傳輸電纜5， 數傳電臺模塊6。顯示單元內含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 輸出端經數據傳輸電纜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] 采用本發明所述的智能車載定位終端的定位方法，按如下步驟進行： 步驟一：由北斗/GPS天線2捕獲北斗/GPS衛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衛星信號，得到廣播星歷用于計算北斗/GPS 衛星的坐標，得到車載終端的載波相位信號;巧。
[0007] 由數傳電臺模塊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。
[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、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得到處理結果轉換為雙差誤差方程：
[0011]式中，Iff為雙差相位觀測值改正數、（i%;,胃Ip:謹％;)為基線向量 未知數、惠說為整周未知數、胃9為觀測值與由未知參數近似值求得的計算值之差、
為未知數系數。
[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差《;;p。
[0013]將基站與車輛的坐標差(款，每yi與步驟一獲得的基站的坐標相加，即可獲 得最終的車輛位置。
[0014] 有益的技術效果 本發明采用高精度GNSS定位技術來獲取車輛位置信息。克服了現有的車載定位系統 所采用的衛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適應現代化智能交通系統的技術難題。本發明采用載波相位差分技術，利用數傳電臺獲 取基站差分信息，利用該精度測量型天線與高精度GNSS核屯、板獲取衛星載波相位信息，利 用雙差算法計算車輛位置，其精度可達cm級。
[0015] 此外，本發明通過手機GIS平臺實時、準確顯示車輛的動態運行狀態，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為本發明的硬件結構原理圖。
[0017] 圖2為圖1中數傳電臺模塊6的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0018]現結合附圖詳細說明本發明的結構特點。
[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。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。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。電源單元內含1個電源模塊1。通信單元內含1根 數據傳輸電纜5,數傳電臺模塊6。顯示單元內含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 經數據傳輸電纜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、數據傳輸電纜5與ARM核屯、板4之間、數據傳輸電纜5與手機模塊7、數傳電臺 模塊6與ARM核屯、板4之間均通過有線連接。
[002。 進一步說，電源模塊1負責向北斗/GI^S模塊3、ARM核屯、板4、北斗/GI^S天線2、數 傳電臺模塊6提供電能。北斗/GI^S天線2負責向北斗/GI^S模塊3提供GI^S導航信號和北 斗導航信號。北斗/GI^S模塊3負責將GI^S導航信號和北斗導航信號轉換成二進制的GPS 坐標數據和二進制的北斗坐標數據。數傳電臺模塊5負責將基站差分信號發送到ARM核屯、 板4。ARM核屯、板4負責處理二進制的GI^S坐標數據、二進制的北斗坐標數據W及GNSS基 站發送的差分信號，得到厘米級的實時=維數據。數據傳輸電纜5負責向手機模塊4傳輸 車輛的定位信息。ARM核屯、板4經數據傳輸電纜5向手機模塊7提供定位結果。手機模塊 7根據定位結果利用導航軟件進行顯示。
[0022] 進一步說，北斗/GI^S天線2為測量型天線。
[0023] 進一步說，定位單元具有RS232串口與USB接口，用于輸出定位結果。
[0024] 進一步說，北斗/GPS模塊3的型號為上海司南衛星導航技術有限公司的K500板 卡。ARM核屯、板4的型號為ARM9。數傳電臺模塊5的型號為上海司南衛星導航技術有限公 司的U30無線通訊模塊。手機模塊采用的Amlroid系統。
[00巧]進一步說，參見圖2,數傳電臺模塊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負責將接受信號截合、將發射功率饋送出去。截合的接受信號與饋 送的發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共用天線的作用。 功放器62負責放大發射功率。激勵器單元63負責完成射頻信號的調制和處理，即把要調 制數據送調制并進行電壓放大。接收單元64負責完成射頻信號的解調。基帶單元65負責 完成本機工作狀態的控制。