在手機上實現差分gps的方法及手機的製作方法
2023-07-18 07:35:41 2
專利名稱：在手機上實現差分gps的方法及手機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種實現GPS的方法，更具體的說，涉及一種在手機上實現差分GPS的方法。
背景技術：
目前，手機變得越來越普遍，如果能觀測到4顆或以上GPS衛星，就可以無時無地全天候地提供用戶所處的位置。與地圖結合，可用於車輛及行人導航。現有手機採用的GPS 技術由於衛星信號在傳播過程中受到大氣的影響，包括電離層和對流層，再加上衛星軌道和衛星鐘的誤差，導致定位精度不高，介於10米到20米之間。一般來說，這樣的精度很難滿足用戶的需要。而廣泛用於專業GPS接收機上的差分GPS技術可將精度提到1-2米。不但差分GPS技術早已經非常成熟，而且差分GPS服務信息也是伸手可及。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於將差分GPS技術運用到手機上，針對現有手機GPS 技術定位精度不高的缺陷，提供一種在手機上實現差分GPS的方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種在手機上實現差分GPS的方法，包括以下步驟Al、獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量；A2、利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量；A3、利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。本發明所述的在手機上實現差分GPS的方法中，所述步驟Al進一步包括以下步驟All、獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；A12、獲取所述當前衛星的導航文件；A13、根據所述導航文件計算所述當前衛星的位置；A14、獲取所述偽距的差分改正量。本發明所述的在手機上實現差分GPS的方法中，所述步驟A2中利用以下公式計算所述用戶位置的坐標改正量Δ X = (ATPA) ^1ATP Δ L ；其中，Δ X為所述用戶位置的坐標改正量，AL為所述偽距的差分改正量，A為由所述初始用戶位置的坐標和當前衛星的位置得到的係數矩陣，P為權陣。本發明所述的在手機上實現差分GPS的方法中，所述步驟A3中利用以下公式計算所述改正後用戶位置的坐標Χ = Χ + ΔΧ;
其中，X為所述改正後用戶位置的坐標，X為所述初始用戶位置的坐標，ΔΧ為所述用戶位置的坐標改正量。提供一種在手機上實現差分GPS的手機，所述手機包括手機接收模塊和手機計算模塊，其中，所述手機接收模塊，用於獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取所述當前衛星的導航文件和偽距的差分改正量，所述手機計算模塊，用於根據所述當前衛星的導航文件計算所述當前衛星的位置，利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量，再利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。本發明所述的在手機上實現差分GPS的手機中，所述手機接收模塊進一步包括GPS單元，用於獲取所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；無線通信單元，用於獲取所述當前衛星的導航文件和偽距的差分改正量。提供一種利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法，包括以下步驟Bi、所述通信網絡獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量；B2、所述通信網絡利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量；B3、所述通信網絡利用所述用戶位置的坐標改正量對初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標；B4、所述通信網絡發送所述改正後用戶位置的坐標給所述手機。本發明所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法中，步驟Bl進一步包括以下步驟B11、所述手機獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；B12、所述手機發送所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標給所述通信網絡；B13、所述通信網絡獲取所述當前衛星的導航文件；B14、所述通信網絡根據所述導航文件計算所述當前衛星的位置；B15、所述通信網絡獲取所述偽距的差分改正量。本發明所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法中，所述步驟B2中利用以下公式計算所述用戶位置的坐標改正量Δ X = (AtPA) ^1AtP Δ L ；其中，ΔΧ為所述用戶位置的坐標改正量，AL為所述偽距的差分改正量，A為由所述初始用戶位置的坐標和當前衛星的位置得到的係數矩陣，P為權陣。本發明所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法中，所述步驟Β3中利用以下公式計算所述改正後用戶位置的坐標Χ = Χ + ΔΧ;
其中，X為所述改正後用戶位置的坐標，X為初始用戶位置的坐標，ΔΧ為所述用戶位置的坐標改正量。提供一種利用通信網絡在手機上實現差分GPS的系統，包括手機和通信網絡，所述手機包括手機接收模塊和手機發送模塊，所述通信網絡包括網絡接收模塊、網絡發送模塊和網絡計算模塊，其中，所述手機接收模塊，用於獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取改正後用戶位置的坐標，所述手機發送模塊，用於發送所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標給所述網絡接收模塊，所述網絡接收模塊，用於接收所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取所述當前衛星的導航文件和所述手機的偽距的差分改正量，所述網絡發送模塊，用於發送所述改正後用戶位置的坐標給所述手機接收模塊，所述網絡計算模塊，用於根據所述導航文件計算當前衛星的位置，利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量，再利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到所述改正後用戶位置的坐標。本發明所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的系統中，所述手機接收模塊進一步包括GPS單元，用於獲取所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；無線通信單元，用於獲取所述改正後用戶位置的坐標。實施本發明在手機上實現差分GPS的方法，具有以下有益效果可以提高目前手機GPS的定位精度，滿足用戶需求；可以在沒有或者不需要從手機到衛星的偽距觀測量的情況下實現，提高定位效率；可以利用目前已有的手機GPS，不需要額外添置其他硬體設備。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1是本發明在手機上實現差分GPS的方法流程示意圖；圖2是本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟Al示意圖；圖3是本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟A2示意圖；圖4是本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟A3示意圖；圖5是本發明第一實施例在手機上實現差分GPS的手機模塊示意圖；圖6是本發明第二實施例利用通信網絡在手機上實現差分GPS的系統模塊示意圖。
具體實施例方式下面結合
本發明的具體實施方式
。
請參閱圖1，為本發明在手機上實現差分GPS的方法流程示意圖。請結合參閱圖 2，為本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟Al示意圖。請結合參閱圖3，為本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟A2示意圖。請結合參閱圖4，為本發明在手機上實現差分GPS的方法中步驟A3示意圖。如圖1所示，步驟Al為獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量。如圖2所示，步驟Al進一步包括以下步驟All、通過手機接收模塊獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；A12、通過所述手機接收模塊無線通信獲取所述當前衛星的導航文件；A13、通過手機計算模塊根據所述導航文件計算所述當前衛星的位置；A14、通過所述手機接收模塊無線通信獲取所述偽距的差分改正量。以上A11、A12、A13、A14四個步驟中，All、A12、A13三個步驟必須按照順序進行， A14步驟不受順序限制。如圖1所示，步驟A2為利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量來計算用戶位置的坐標改正量。如圖3所示，步驟A2中用以下公式計算所述用戶位置的坐標改正量Δ X = (AtPA) ^1AtP Δ L ；其中，Δ X為所述用戶位置的坐標改正量，AL為所述偽距的差分改正量，A為由所述初始用戶位置的坐標和當前衛星的位置得到的係數矩陣，P為權陣。如圖1所示，步驟A3為利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量來計算改正後用戶位置的坐標。如圖4所示，步驟A3中利用以下公式計算所述改正後用戶位置的坐標Χ = Χ + ΔΧ;其中，X為所述改正後用戶位置的坐標，X為初始用戶位置的坐標，Δ X為用戶位置的坐標改正量。以上Al、Α2、A3三個步驟，必須按照順序進行。請參閱圖5，為本發明第一實施例在手機上實現差分GPS的手機模塊示意圖。如圖 5所示，所述手機包括手機接收模塊1和手機計算模塊2。其中，手機接收模塊1進一步包括GPS單元101，用於獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；無線通信單元102，用於獲取所述當前衛星的導航文件和偽距的差分改正量。手機計算模塊2，用於根據所述當前衛星的導航文件計算所述當前衛星的位置，利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量來計算用戶位置的坐標改正量，再利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。在第一實施例中，無線通信單元102利用的無線通信網絡可以為GPRS或Wi-Fi，所述手機可以是目前現有的GPS手機。由於所有步驟都在手機上由專門的軟體實現，這樣對手機的性能要求較高，優點是可以減少數據接收和數據發送。下表為採用本發明第一實施例，在手機上分別實現差分GPS和GPS (該GPS指現有技術的GPQ，進行兩種定位方法的比較結果。由下表可看出，在手機上實現差分GPS比實現現有技術的GPS，定位誤差明顯減小。因此說明，在手機上實現差分GPS比實現現有技術的 GPS，定位精度得以提高。
權利要求
1.一種在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，包括以下步驟 Al、獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量；A2、利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量；A3、利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。
2.根據權利要求1所述的在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，所述步驟Al進一步包括以下步驟All、獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；A12、獲取所述當前衛星的導航文件；A13、根據所述導航文件計算所述當前衛星的位置；A14、獲取所述偽距的差分改正量。
3.根據權利要求2所述的在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，所述步驟A2中利用以下公式計算所述用戶位置的坐標改正量Δ X = (AtPA) -1ΑτΡ Δ L ；其中，ΔΧ為所述用戶位置的坐標改正量，AL為所述偽距的差分改正量，A為由所述初始用戶位置的坐標和當前衛星的位置得到的係數矩陣，P為權陣。
4.根據權利要求3所述的在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，所述步驟A3中利用以下公式計算所述改正後用戶位置的坐標Χ = Χ + ΔΧ；其中，X為所述改正後用戶位置的坐標，X為所述初始用戶位置的坐標，Δ X為所述用戶位置的坐標改正量。
5.一種在手機上實現差分GPS的手機，其特徵在於，所述手機包括手機接收模塊和手機計算模塊，其中，所述手機接收模塊，用於獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取所述當前衛星的導航文件和偽距的差分改正量，所述手機計算模塊，用於根據所述當前衛星的導航文件計算所述當前衛星的位置，利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量，再利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。
6.根據權利要求5所述的在手機上實現差分GPS的手機，其特徵在於，所述手機接收模塊進一步包括GPS單元，用於獲取所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；無線通信單元，用於獲取所述當前衛星的導航文件和偽距的差分改正量。
7.一種利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，包括以下步驟 Bi、所述通信網絡獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量； Β2、所述通信網絡利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量；B3、所述通信網絡利用所述用戶位置的坐標改正量對初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標；B4、所述通信網絡發送所述改正後用戶位置的坐標給所述手機。
8.根據權利要求7所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，步驟Bl進一步包括以下步驟B11、所述手機獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；B12、所述手機發送所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標給所述通信網絡；B13、所述通信網絡獲取所述當前衛星的導航文件；B14、所述通信網絡根據所述導航文件計算所述當前衛星的位置；B15、所述通信網絡獲取所述偽距的差分改正量。
9.根據權利要求8所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於，所述步驟B2中利用以下公式計算所述用戶位置的坐標改正量Δ X = (ATPA) -1ΑΤΡ Δ L ；其中，ΔΧ為所述用戶位置的坐標改正量，AL為所述偽距的差分改正量，A為由所述初始用戶位置的坐標和當前衛星的位置得到的係數矩陣，P為權陣。
10.根據權利要求9所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的方法，其特徵在於， 所述步驟Β3中利用以下公式計算所述改正後用戶位置的坐標Χ = Χ + ΔΧ；其中，X為所述改正後用戶位置的坐標，X為初始用戶位置的坐標，Δ X為所述用戶位置的坐標改正量。
11.一種利用通信網絡在手機上實現差分GPS的系統，包括手機和通信網絡，其特徵在於，所述手機包括手機接收模塊和手機發送模塊，所述通信網絡包括網絡接收模塊、網絡發送模塊和網絡計算模塊，其中，所述手機接收模塊，用於獲取計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取改正後用戶位置的坐標，所述手機發送模塊，用於發送所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標給所述網絡接收模塊，所述網絡接收模塊，用於接收所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標，以及獲取所述當前衛星的導航文件和所述手機的偽距的差分改正量， 所述網絡發送模塊，用於發送所述改正後用戶位置的坐標給所述手機接收模塊， 所述網絡計算模塊，用於根據所述導航文件計算當前衛星的位置，利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量，再利用所述用戶位置的坐標改正量對所述初始用戶位置的坐標進行改正得到所述改正後用戶位置的坐標。
12.根據權利要求11所述的利用通信網絡在手機上實現差分GPS的系統，其特徵在於， 所述手機接收模塊進一步包括GPS單元，用於獲取所述計算用戶位置時所用的當前衛星和NMEA格式的初始用戶位置的坐標；無線通信單元，用於獲取所述改正後用戶位置的坐標。
全文摘要
本發明涉及一種實現GPS的方法，更具體的說，涉及一種在手機上實現差分GPS的方法，包括以下步驟A1獲取初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量；A2利用所述初始用戶位置的坐標、當前衛星的位置和偽距的差分改正量計算用戶位置的坐標改正量；A3利用所述用戶位置的坐標改正量對初始用戶位置的坐標進行改正得到改正後用戶位置的坐標。本發明可以提高目前手機GPS技術的定位精度，滿足用戶需求；可以在沒有或者不需要從手機到衛星的偽距觀測量的情況下實現，提高定位效率；可以利用目前已有的手機GPS，不需要額外添置其他硬體設備。
文檔編號G01S19/42GK102387242SQ201010273220
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月6日 優先權日2010年9月6日
發明者姬生月, 潘鄭淑貞, 陳武 申請人:香港理工大學