申请/专利权人：松下知识产权经营株式会社

申请日：2016-05-10

公开（公告）日：2021-04-13

公开（公告）号：CN107003414B

主分类号：G01S19/43(20060101)

分类号：G01S19/43(20060101);G01S19/50(20060101)

优先权：["20150513 JP 2015-097799"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.13#授权;2018.04.03#实质审查的生效;2017.08.01#公开

摘要：在本公开的定位方法、终端中，处理器通过利用从多个卫星131、132接收的多个定位信号401、402进行的干涉定位，来对终端的位置进行定位。所述处理器针对所述多个定位信号401、402进行整数值偏差的计算，基于通过所述整数值偏差的计算所得到的浮点解，来选择位置候选的群，以所述位置候选的群包含在线状区域内为条件，来通知所述终端位于地图上的规定的地点。

主权项：1.一种定位方法，处理器通过利用从多个卫星接收的多个定位信号进行的干涉定位，来对终端的位置进行定位，该定位方法的特征在于，所述处理器根据所述多个定位信号来估计浮点解，所述处理器选择根据所述浮点解估计出的位置候选的群，所述位置候选的群是基于整数值偏差的正确的整数值的候选得到的位置的群，所述处理器在获得基于所述整数值偏差的正确的整数值的固定解之前，在探测到所述位置候选的群包含在线状区域内的情况下，通知所述终端位于所述线状区域内。

全文数据：定位方法和终端技术领域[0001]本公开涉及一种定位方法和终端。背景技术[0002]在专利文献1中，基于通过RTK方式得到的定位点的准确的定位数据和来自路线数据库的路线数据，求出从该定位点到轨道区域内的线路中心的大致垂直方向的间隔距离。由此判定该定位点位于铁道轨道区域的线路外区域的位置还是位于线路内区域的位置、以及在线路内位置的情况下还判定位于注意区还是位于危险区，从而对处于铁道轨道区域的各个作业人员提供关于位置及其安全性的准确的信息。[0003]专利文献1:日本特开2006-224737号公报发明内容[0004]关于终端是否存在于线内的判断，本公开能够在确保足够高的定位精度的同时提高终端的定位速度。[0005]在本公开的定位方法、终端中，处理器通过利用从多个卫星接收的多个定位信号进行的干涉定位，来对终端的位置进行定位。所述处理器针对所述多个定位信号进行整数值偏差（日语:整数値的计算，基于通过所述整数值偏差的计算所得到的浮点解，来选择位置候选的群，以所述位置候选的群包含在线状区域内为条件，来通知所述终端位于地图上的规定的地点。[0006]关于终端是否存在于线内的判断，本公开中的定位方法、终端对于在确保足够高的定位精度的同时提局终端的定位速度而言是有效的。附图说明[0007]图1是表示实施方式1中的定位系统的图。[0008]图2是实施方式1中的终端的框图。[0009]图3是表示实施方式1中的定位处理的流程图。[0010]图4是说明实施方式1中的位置候选群与线状区域之间的关系的图。具体实施方式[0011]下面，适当参照附图来详细地说明实施方式。但是，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略已广为公知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免下面的说明不必要地变得冗长，以使本领域技术人员容易理解。[0012]此外，附图和下面的说明是为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并非意图通过它们来限定权利要求书所记载的主题。[0013]实施方式1[0014]下面，使用图1〜图4来说明实施方式1。[0015][1-1.结构][0016]图1是实施方式1中的定位系统的概念图。[0017]定位系统100具有基准站110和终端120。[0018]基准站110是地球上的坐标已知的通信站。终端120是存在于想要求出地球上的坐标的地方的电子设备。[0019]在本实施方式中，终端丨2〇进行被称为干涉定位的定位。干涉定位是以从卫星130发送的定位信号的波长为基准来进行定位的方式。[0020]基准站110与终端120进行通彳目。基准站110在与终端120之间的通信中进行的内容包括定位数据的发送接收。定位数据是通过干涉定位对终端120的位置进行定位所需的信息之一。[0021]定位系统100使用校正信息来进行终端120的定位，由此求出终端120的地球上的坐标。[0022]图2是实施方式1中的终端的框图。[0023]基准站110具有处理器201、存储部202、输入部203、输出部204、通信部205、接收装置206以及总线210。[0024]处理器2〇1经由总线210来控制基准站110的其它要素。作为一例，能够通过使用通用CPUCentralProcessingUnit，中央处理单元来构成处理器201。另外，处理器201能够执行规定的程序。通过由处理器201执行规定的程序，终端120进行动作。[0025]存储部202从其它要素获取各种信息，并暂时或永久地保持该信息。存储部202是所谓的主存储装置和辅助存储装置的统称，也可以物理性地配置多个存储部202。对于存储部202的结构，例如能够使用DRAMDirectRandomAccessMemory，直接随机存取存储器）、HDDHardDiskDrive，硬盘驱动器）、SSDSolidStateDrive，固态硬盘）。[0026]输入部203接收来自外部的信息。输入部203接收的来自外部的信息中包含与来自基准站110的操作者的输入有关的信息等。作为一例，能够通过使用键盘等输入接口来构成输入部203。[0027]输出部204向外部呈现信息。输出部所呈现的信息中包含与定位有关的信息等。作为一例，能够通过使用显示器等现有的输出接口来构成输出部204。[0028]通信部205经由通信路径而与外部的设备进行通信。与通信部205进行通信的设备包括基准站110。作为一例，能够通过使用如下通信接口来构成通信部205:能够与使用超短波30MHz〜0.3GHz的无线通信网、无线LAN通信网、3G通信网等现有的通信网进行通信的通信接口。[0029]接收装置206具有接收天线和解调器。接收装置接收来自定位卫星的定位信号。在本实施方式中，作为定位卫星的一例，使用GPS卫星。GPS卫星发送L1信号（l575_42MHz、L2信号（1227.60MHz等来作为定位信号。接收器对由接收装置接收到的定位信号进行解调。[0030]以上所列举的终端120的结构是一例。也能够将终端12〇的各结构要素的一部分合并来构成。也能够将终端120的各结构要素的一部分分割为多个要素来构成。也能够省略终端120的各结构要素的一部分。也能够对终端120附加其它要素来构成。[0031][1-2.动作][0032]说明如以上那样构成的终端所进行的定位处理。[0033]图3是表示实施方式1中的定位处理的流程图。[0034]在步骤S300中，终端120的处理器201开始定位处理。[0035]在步骤S301中，处理器201计算终端120的估算坐标。估算坐标是处理器201基于由接收装置206接收到的定位信号计算出的。基于定位信号计算估算坐标的处理一般公知为码定位codepositioning。在码定位中进行以下处理：由处理器201对（1定位信号所表示的码0和1的组合模式）以及2卫星发送了码的时刻进行分析，由此计算估算坐标。通过码定位计算出的估算坐标中包含因电离层的影响等而产生的误差。[0036]在步骤S3〇2中，处理器201判断终端1洲是否位于线判定地点。在本实施方式中，假定如下状况:终端12〇的使用者想要知道终端12〇是否位于规定的线状区域例如，线路、干线道路、管线等上。线判定地点是指要判定终端120是否位于该规定的线状区域上的地点。为了使处理器201实现判断终端120是否位于线状区域的功能，可考虑各种方法。作为一例，有如下方法:终端120的使用者借助输入部203对处理器2〇1明确地传达当前终端所存在的地点是线判定地点。作为另一例，有如下方法:在存储部2〇2中预先登记地理数据库，处理器201根据在步骤S301中得到的码定位的坐标与地理数据库中的规定的区域相一致，来决定当前终端所存在的地点是线判定地点。[0037]在步骤S3〇3中，处理器201决定线方向。线方向是指规定的线状区域例如，线路、干线道路、管线等）的长轴方向。为了使处理器201实现决定线方向的功能，可考虑各种方法。作为一例，需要将地磁传感器等传感器类安装于终端120来决定线方向。通过传感器类来确定终端120所朝向的方向或者行进的移动方向，经由输入部203向处理器201传达该方向，由此能够将相对于该方向的规定的角度与行进方向垂直等决定为线方向。作为另一例，能够根据在步骤S301中得到的基于码定位的估算坐标的变化来确定终端120所朝向的方向或者行进的移动方向，将相对于该方向的规定的角度与行进方向垂直等决定为线方向。[0038]以上所述的步骤S302、步骤S303是用于处理器201在地图上决定线状区域的一个方法。也就是说，如果处理器201通过其它方法能够在地图上决定线状区域，则也能够用该方法来替换步骤S302、步骤S303。例如，在存储部202中预先登记地理数据库并在该地理数据库内事先定义线状区域，由此处理器201能够在地图上决定线状区域。[0039]在步骤S304中，处理器201开始RTK定位的运算处理RTK运算处理）。[0040]在此，对RTK运算处理进行说明。[0041]RTK运算处理是用于执行作为干涉定位方法之一的RTK法的运算处理。[0042]在RTK法中，使用由定位卫星发送的定位信号的载波相位累计值来进行终端120的定位。载波相位累计值是从卫星到某个地点的⑴定位信号的波的数量与⑵相位之和。由于定位信号的频率及波长）已知，因此，如果求出载波相位累计值则能够求出从卫星到某个地点的距离。由于定位信号的波的数量是未知数，因此被称为整数值偏差。[0043]在执行RTK法时重要的是去除噪音和估计整数值偏差。[0044]在RTK法中，通过运算被称为二次差的差来进行噪音的去除。二次差是指在两个接收器本实施方式中为基准站110和终端120之间分别计算一个接收器相对于两个卫星的载波相位累计值的差一次差而得到的值之差。在本实施方式中，为了使用RTK法进行定位而使用四个卫星。因此，与四个卫星的组合相应地运算二次差。处理器201使用预先经由通信部205得到的基准站110的定位数据和终端12〇的定位数据来进行该运算。[0045]在此，对定位数据进行说明。在本实施方式中，定位数据中包含伪距离信息和载波相位信息。[0046]伪距离信息是关于卫星与自身指基准站11〇和终端12〇之间的伪距离的信息。能够通过^处理器基准站110的处理器或者终端丨2〇的处理器201对定位信号进行分析来生成伪距离信息。处理器能够基于（1定位信号所传输的码的组合模式与自身所生成的码的组合模式的差异、（2定位信号中包含的消息NAVDATA所包含的卫星的信号生成时刻和自身的信号接收时刻这两者来求出定位信号的到达时间。处理器能够通过对该到达时间乘以光速来求出与卫星之间的距离。该距离中包含由于卫星的时钟与自身的时钟之间的差异等而引起的误差。通常，为了减轻该误差而针对四个卫星生成伪距离信息。[0047]载波相位信息是自身所接收到的定位信号的相位。定位信号L1信号、L2信号等）是规定的正弦波。能够通过由处理器对通过接收装置接收到的定位信号进行分析来生成载波相位信息。[0048]在RTK法中，能够通过各种方法进行整数值偏差的估计。作为一例，在本实施方式中，通过执行⑴基于最小二乘法的浮点（FLOAT解的估计、以及（2基于浮点解的固定FIX解的鉴定这样的过程来进行整数值偏差的估计。[0049]基于最小二乘法的浮点解的估计是通过以下方式执行的:使用每单位时间生成的二次差的组合来建立联立方程式，通过最小二乘法对所建立的联立方程式求解。联立方程式是按被称为历元epoch的时间单位建立的。在该运算中，使用预先得到的基准站110的定位数据、终端12〇的定位数据以及基准站110的已知的坐标。将这样求出的终端的坐标的候选的群称为浮点解。[0050]根据像以上那样求出的各浮点解估计出的整数值偏差为实数，与此相对，整数值偏差的真值为整数。因此，需要进行通过对估计出的整数值偏差进行取整来使整数值偏差成为整数值的作业。但是，作为对估计出的整数值偏差进行取整的组合，可考虑多种候选。因此，需要鉴定哪个候选为正确的整数值。将基于通过鉴定而被认为在某种程度上可能为整数值偏差的解而得到的坐标称作固定解。此外，也为了高效地进行整数值的候选的缩减，而使用基准站110的定位数据。[0051]处理器201进行以上所示的运算处理来作为RTK运算处理。[0052]在步骤S305中，处理器201判断在RTK运算处理中是否计算出固定解。[0053]在计算出固定解的情况下步骤S3〇5:“是”），根据该固定解而得到的终端12〇的坐标具有以厘米为单位的精度。因此，在步骤S3〇6中，处理器2〇1经由输出部204输出终端12〇的位置。关于输出位置的方法，能够应用各种方法。作为一例，可考虑在作为输出部204的显示器中显示地图并在该地图上显示终端120的坐标。[0054]在实际的RTK运算处理中，很少在短期间内计算出固定解。但是，在整数值偏差的计算过程中得到的作为固定解的候选的浮点解是有时在与固定解相比短的期间内计算出来。[0055]在本实施方式中，即使在不能计算出固定解的情况下（步骤S3〇5中“否”），也判定基于浮点解得到的位置候选群是否处于规定的线状的范围内（步骤S307。[0056]使用图4来说明步骤S307。[0057]图4是说明实施方式1中的位置候选群与线状区域之间的关系的图。[0058]图4是从上空俯视观察卫星131、卫星132以及地表的图。[0059]定位信号401、定位信号402模拟地表示从第一卫星131、第二卫星132发送的定位信号。定位信号具有规定的频率波长）。因而，当绘制定位信号的规定的相位时，看起来该相位从卫星呈波纹状扩散。该波纹也能够被视为RTK运算中的去除了相位成分的情况下的整数值偏差。在图4中，定位信号40U402模拟地表示将该整数值偏差理解为波纹的情况下的情形。[0060]解的候选群是定位信号401与定位信号402相重叠的部分。如上所述，RTK运算是针对多个卫星来对自身处于第几个+相位位置联立地求解的运算。在RTK运算中未能得到固定解的状态是指该波的数量不确定。也就是说，RTK运算中的解的候选如图4所示的解的候选群那样呈现为格子状。[0061]即使如上述那样未能得到固定解，处理器201也计算浮点解。[0062]浮点解是某个特定的坐标与该坐标是终端的真实坐标的似然度的组合。特定的坐标的候选存在多个，当基于该候选之中似然度高的浮点解来估计整数值偏差时，能够得到多个整数值偏差的候选。[0063]图4所示的位置候选群是基于浮点解得到的位置候选，具体地说，是基于根据浮点解估计出的整数值偏差的群来定位出的位置的群位置候选群）。[0064]在步骤S307中，处理器201判定位置候选群是否包含在通过步骤S303等所决定的线状区域内。[0065]在如图4所示那样位置候选群处于线状区域内的情况下（S307中“是”），设线内的短轴方向的精度足够高，从而处理器201经由输出部204向使用者通知位置候选群至少处于线状区域内（S308。作为通知的一例，可列举出“您位于AA道路的上行车道”、“您位于BB路线的上行路线”或者单纯地接通某个信号等。[0066]在位置候选群不处于线状区域内的情况下（S307中“否”），处理返回到步骤S305。[0067][卜3•效果等][0068]如以上那样，在本实施方式中，在本公开的定位方法、终端中，处理器通过利用从多个卫星接收的多个定位信号进行的千涉定位，来对终端的位置进行定位。所述处理器针对所述多个定位信号进行整数值偏差的计算，基于通过所述整数值偏差的计算所得到的浮点解，来选择位置候选的群，以所述位置候选的群包含在线状区域内为条件，来通知所述终端位于地图上的规定的地点。[0069]由此，即使在尚未能得到干涉定位的解的状况下，也能够以规定的精度来判断是否包含在线状区域内。因此，关于终端是否存在于线内的判断，能够在确保足够高的定位精度的同时提高终端的定位速度。[0070]另外，所述处理器计算所述终端的位置的估算坐标，基于计算出的所述估算坐标来定义所述线状区域。[0071]由此，将估算坐标有效利用于线状区域的定义。因此，使用者不再需要定义线状区域的全部。因此，关于终端是否存在于线内的判断，能够在确保足够高的定位精度的同时更高速地进行终端的定位。[0072]另外，所述处理器计算所述终端的移动方向，基于计算出的所述移动方向来定义所述线状区域。[0073]由此，将终端的移动方向有效利用于线的方向等的定义。因此，使用者不再需要定义线状区域的全部。因此，关于终端是否存在于线内的判断，能够在确保足够高的定位精度的同时更高速地进行终端的定位。[0074]另外，所述处理器根据从地理数据库得到的信息来定义所述线状区域。[0075]由此，在想要根据预先在地理数据库中定义的具体的线状进行判定的情况下，关于终端是否存在于线内的判断，能够在确保足够高的定位精度的同时更高速地进行终端的定位。[0076]其它实施方式）[0077]如以上那样，作为本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式1。然而，本公开中的技术不限定于此，也能够应用于适当地进行了变更、替换、附加、省略等的实施方式。另夕卜，也能够对在上述实施方式1中说明的各结构要素进行组合来得到新的实施方式。[0078]此外，上述的实施方式用于对本公开中的技术进行例示，因此能够在权利要求书或其均等的范围内进行各种变更、替换、附加、省略等。[0079]产业上的可利用性[0080]本公开能够应用于在进行道路施工、路线施工等时实施的定位等。[0081]附图标记说明[0082]100:定位系统；110:基准站；120:终端；130:卫星；131:卫星；132:卫星；201:处理器;202:存储部;203:输入部;204:输出部;205:通信部;206:接收装置;21〇:总线;401:定位信号;402:定位信号。

权利要求：1.一种定位方法，处理器通过利用从多个卫星接收的多个定位信号进行的干涉定位，来对终端的位置进行定位，该定位方法的特征在于，所述处理器针对所述多个定位信号进行整数值偏差的计算，所述处理器基于通过所述整数值偏差的计算所得到的浮点解，来选择位置候选的群，所述处理器以所述位置候选的群包含在线状区域内为条件，来通知所述终端位于地图上的规定的地点。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述处理器计算所述终端的位置的估算坐标，所述处理器基于计算出的所述估算坐标来定义所述线状区域。3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述处理器计算所述终端的移动方向，所述处理器基于计算出的所述移动方向来定义所述线状区域。4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述处理器根据从地理数据库得到的信息来定义所述线状区域。5.—种终端，具有处理器，该终端通过利用从多个卫星接收的多个定位信号进行的干涉定位，来对自身的位置进行定位，该终端的特征在于，所述处理器针对所述多个定位信号进行整数值偏差的计算，所述处理器从通过所述整数值偏差的计算所得到的关于所述终端的位置的第一位置候选的群中，基于该第一位置候选是所述终端的真实位置的似然度来选择第二位置候选的群，所述处理器以所述第二位置候选的群包含在线状区域内为条件，来通知所述终端位于地图上的规定的地点。6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述处理器计算所述终端的位置的估算坐标，所述处理器基于计算出的所述估算坐标来定义所述线状区域。7.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述处理器计算所述终端的移动方向，所述处理器基于计算出的所述移动方向来定义所述线状区域。8.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述处理器根据从地理数据库得到的信息来定义所述线状区域。

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