專利名稱：基于可編程智能手機的cors定位的實現方法
技術領域：
本發明屬于GPS應用技術領域中的實時動態偽距差分定位技術，主要包括連續運行衛星定位綜合服務系統(Continuous Operational Reference System，C0RS)技術，實時定位實時差分解算技術，智能手機二次開發技術等。尤其是基于可編程智能手機的CORS定位的實現方法。
背景技術：
CORS是空間數據基礎設施重要的組成部分，已在我國許多城市建成并投入運行， 在某些國家已經覆蓋全國。連續運行衛星定位綜合服務系統是通過在某個區域范圍內，建立若干永久性的連續運行定位衛星數據接收站(簡稱參考站)，利用現代通信技術接受各個參考站衛星數據并進行處理，為用戶提供各種高精度空間定位服務和多元化信息服務的系統。連續運行衛星定位綜合服務系統的技術基礎是全球定位系統(GPQ和通信技術，是衛星定位技術發展的產物，是衛星定位技術應用的擴展和深化。手機定位是指通過特定的定位技術來獲取移動手機或終端用戶的位置信息(經緯度坐標)，在電子地圖上標出被定位對象的位置的技術或服務。定位技術有兩種，一種是基于GPS的定位(5-10米)，一種是基于移動運營網的基站的定位(30米)。基于GPS的定位方式是利用手機上的GPS定位模塊將自己的位置信號發送到定位后臺來實現手機定位的。基站定位則是利用基站對手機的距離的測算距離來確定手機位置的。后者不需要手機具有GPS定位能力，但是精度很大程度依賴于基站的分布及覆蓋范圍的大小，有時誤差會超過一公里。前者定位精度較高。無線數據通信是通過無線電波傳送數據信息的一種通信方式。它是在有線數據通信的基礎上發展起來的，能實現移動狀態下的數據通信。現有的無線通信技術主要有GPRS、 CDMA、GSM 等。通過對手機的二次開發，實現手機能夠直接接受手機GPS模塊串口的原始定位數據(偽距)，接受CORS中心的改正數，并運用一定算法進行改正，最終得到高精度的定位數據。
發明內容
本發明針對現有技術的不足提供一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現方法。一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現方法，包括以下步驟1)系統初始化；由用戶選擇定位結果輸出的坐標系統和高程系統，比如經緯度信息、北京M坐標系坐標及高程或者重慶獨立坐標系的坐標及高程等；2)獲取定位數據；手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數據，數據主要有經緯度信息，大地高，高程異常，衛星狀態信息及定位狀態，并傳送給解析模塊；其數據主要遵循的是NMEA-0183協議；
3)獲取CORS中心改正數；手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網絡方式連接服務器，并通過通信模塊獲得CORS系統的改正數據；然后傳輸給解析模塊；4)解析模塊根據NMEA-0183和RTCM數據格式提取出經緯度信息和改正數傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)計算模塊通過加權平均算法模型或線性內插算法模型或低次曲面模型對數據進行處理，得到改正后的坐標和高程，并把改正后的坐標和高程傳輸給坐標轉換模塊和精度評定模塊；6)坐標轉換模塊根據第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟5)得到的改正后的坐標和高程進行坐標轉換，得到最終的坐標和高程；然后把坐標和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊；7)精度評定模塊根據步驟幻所得定位數據、步驟幻所采用的計算模型和步驟6) 所采用的坐標轉換方法，分析步驟6)所得的坐標和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊；8)顯示模塊顯示步驟6)所得的坐標和高程和步驟7)所得的精度信息。相比現有技術，本發明具有如下有益效果1、手機定位精度更高。現有的手機移動終端都是通過輔助GPS、集成GPS、Wi_Fi網絡或手機網絡實現手機定位，其定位精度最多能夠達到5-10米，甚至更低。本發明能夠實現分米級的定位結果，真正實現手機的高精度定位。2、手機應用更廣泛。現有手機的定位由于其定位精度的影響，使其應用范圍狹窄， 現主要體現在手機粗略導航方面，其他的應用較少。本發明使手機可用于精密導航與定位， 一般的工程測量、城市管線調查等。3、實現高精度定位，無需更改手機硬件，可以直接通過手機二次開發實現。
圖1是本發明方法說明圖；圖2是本發明方法數據流向圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例1參考圖1，為本發明系統工作流程圖，是通過手機運用CORS系統的改正數據解算得到高精度定位結果的方法。參考圖2，為本發明系統的數據流向圖。步驟如下1)系統初始化。由用戶選擇定位結果輸出的坐標系統和高程系統，比如經緯度信息、北京M坐標系坐標及高程或者重慶獨立坐標系的坐標及高程等；2)定位數據的獲取。手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數據，數據主要有經緯度信息，大地高，高程異常，衛星狀態信息及定位狀態，并傳送給解析模塊。其數據主要遵循的是NMEA-0183協議。針對現有移動終端本身具有GPS模塊，且智能手機都提供二次開發。所以本說明采用symbian系統的一種開發軟件Carbide C++實現手機GPS模塊原始數據的提取。現有的Carbide C++可以實現數據的采集。它是簡化windows下串行通信編程的ActiveX控件，為應用程序提供通過串行接口接發數據的方法。通訊時，手機外部軟件向 GPSOEM板發送命令幀，請求對方發回數據幀。該數據幀中包含有效數據長度、起始值等通過命令傳過來。收到命令幀的GPSOEM板發送指定要求的數據幀到對方。3)CORS中心改正數的獲取。手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網絡方式連接服務器，并通過通信模塊獲得CORS系統的改正數據(主要是RTCM V2. 0/2. 1偽距差分修正信息)。然后傳輸給解析模塊。4)解析模塊根據NMEA-0183和RTCM數據格式提取出經緯度信息和改正數傳輸給計算模塊和精度評定模塊。5)計算模塊通過加權平均算法模型或線性內插算法模型或低次曲面模型對數據進行處理，得到改正后的坐標和高程，并把改正后的坐標和高程傳輸給坐標轉換模塊和精度評定模塊。加權平均法是將各基準站改正數的加權平均值作為用戶的改正數。權的選取方法，常用的也是最簡單的定權方法，是根據改正數的權與用戶離基準站的距離成反比的原則，從而使得該方法顧及位置對差分改正的影響。線性內插法可以自主選擇主基準站，因此使用起來比較靈活。模型中已顧及位置變化對差分改正的影響，用戶的定位精度較單站差分有明顯的提高，但是當用戶位于由基準站所構成的多邊形區域以外時效果就不太理想。對于低次曲面模型法來說，局域網中基準站的個數取決于低次曲面模型的變量個數和次數，通常使用平面模型的話，最少個數為4個。該方法不僅考慮了空間相關誤差，而且還考慮了非空間相關誤差如多路徑效應等。6)坐標轉換模塊根據第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟(5)得到的改正后的坐標和高程進行坐標轉換，得到最終的坐標和高程。然后把坐標和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊。手機移動終端自帶的GPS模塊采集的定位數據是在WGS84坐標系下，而用戶經常使用的坐標系是北京討坐標系、西安80坐標系或地區的獨立坐標系，不同的坐標系間存在著旋轉和平移及比例的關系。坐標轉換的關鍵是求出不同坐標系間的坐標轉換參數，現主要的方法有七參數法和三參數法。7)精度評定模塊根據步驟( 所得定位數據、步驟( 所采用的計算模型和步驟 (6)所采用的坐標轉換方法，分析步驟(6)所得的坐標和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊。影響本系統最終的定位精度取決于幾個方面。一是手機移動終端GPS本身的定位精度。二是計算模塊所采用的計算模型。三是坐標轉換誤差，由WGS84轉換到所需坐標系所造成的投影誤差，變形誤差等，精度評定模塊根據上述幾方面因素采用中誤差、相對中誤差對定位結果進行精度評定。8)顯示模塊顯示步驟(6)所得的坐標和高程和步驟(7)所得的精度信息。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種基于可編程智能手機的CORS定位的實現方法，其特征在于，包括以下步驟1)系統初始化；由用戶選擇定位結果輸出的坐標系統和高程系統，比如經緯度信息、 北京M坐標系坐標及高程或者重慶獨立坐標系的坐標及高程等；2)獲取定位數據；手機移動終端自帶的GPS模塊采集定位數據，數據主要有經緯度信息，大地高，高程異常，衛星狀態信息及定位狀態，并傳送給解析模塊；其數據主要遵循的是 NMEA-0183 協議；3)獲取CORS中心改正數；手機移動終端通過GPRS/CDMA等無線網絡方式連接服務器， 并通過通信模塊獲得CORS系統的改正數據；然后傳輸給解析模塊；4)解析模塊根據NMEA-0183和RTCM數據格式提取出經緯度信息和改正數傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)計算模塊通過加權平均算法模型或線性內插算法模型或低次曲面模型對數據進行處理，得到改正后的坐標和高程，并把改正后的坐標和高程傳輸給坐標轉換模塊和精度評定模塊；6)坐標轉換模塊根據第一步中用戶輸入的需求信息，對步驟5)得到的改正后的坐標和高程進行坐標轉換，得到最終的坐標和高程；然后把坐標和高程傳輸給精度評定模塊和顯示模塊；7)精度評定模塊根據步驟幻所得定位數據、步驟幻所采用的計算模型和步驟6)所采用的坐標轉換方法，分析步驟6)所得的坐標和高程的精度，得到精度信息，并將精度信息傳輸給顯示模塊；8)顯示模塊顯示步驟6)所得的坐標和高程和步驟7)所得的精度信息。
全文摘要
本發明公開了基于可編程智能手機的CORS定位的實現方法，包括以下步驟1)系統初始化；2)獲取定位數據；3)獲取CORS中心改正數；4)提取出經緯度信息和改正數傳輸給計算模塊和精度評定模塊；5)得到改正后的坐標和高程，并把改正后的坐標和高程傳輸給坐標轉換模塊和精度評定模塊；6)得到最終的坐標和高程；7)精度評定模塊分析所得的坐標和高程的精度，得到精度信息；8)顯示。系統通過CORS系統的改正數，真正實現手機高精度定位，定位精度能夠達到亞米級。
文檔編號H04W4/02GK102540225SQ201110407349
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者令狐進, 馮曉, 張遠 申請人:重慶交通大學