CN106289307A - 一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法 - Google Patents

一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法 Download PDF

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Abstract

一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标；定位时检查车辆方向，确定位置函数；确定里程测量曲线；将同方向上的弧长绝对值求和即得到里程。本发明的有益效果是：本发明采用将两点等效成圆的弧长的方法计算两点之间的距离，并且加入了优化算法的规则，提高了测距的精度。

Description

一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法
技术领域
本发明涉及属于 GPS 定位技术领域，涉及一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法。
背景技术
GPS 导航***的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具***置。目前通过GPS卫星定位测距不够准确，由于地球的表面是椭圆型，简单的使用两点之间的直线距离代替圆弧的长度会产生累积误差效应，因此，远距离测距会带来很大的误差。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术定位不够准确而提供的一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题的：一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程。
优选地，所述定位坐标信息包括方向，海拔，经度，纬度，定位时间。
优选地，所述原始实时测量轨道数据包括卫星位置数据和卫星时间参考数据。
优选地，车辆内卫星移动终端包括卫星信号接收装置与数据处理传输装置，所述卫星信号接收装置用于接收原始实时测量轨道数据，所述数据处理传输装置用于位置函数与里程测量曲线，并进行里程相加。
优选地，利用所述基站位置的估计码位相偏移减去所述所述卫星时间参考数据的值用于修正车辆运行的侧距。
优选地，所述数据处理即对原始测量数据进行预处理，导出基站的位置序列号、GPS 数据、水平方向角和倾斜角并进行记录。
优选地，所述卫星移动终端还包括参考节点，用于记录不用位置的精准时间与对应的卫星位置数据。
本发明的有益效果是：本发明采用将两点等效成圆的弧长的方法计算两点之间的距离，并且加入了优化算法的步骤，提高了测距的精度。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明。
实施例1：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程。
实施例2：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程，所述定位坐标信息包括方向，海拔，经度，纬度，定位时间。
实施例３：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程，所述原始实时测量轨道数据包括卫星位置数据和卫星时间参考数据。
实施例４：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程。车辆内卫星移动终端包括卫星信号接收装置与数据处理传输装置，所述卫星信号接收装置用于接收原始实时测量轨道数据，所述数据处理传输装置用于位置函数与里程测量曲线，并进行里程相加。
实施例５：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程，利用所述基站位置的估计码位相偏移减去所述所述卫星时间参考数据的值用于修正车辆运行的侧距。
实施例６：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程，所述数据处理即对原始测量数据进行预处理，导出基站的位置序列号、 GPS 数据、水平方向角和倾斜角并进行记录。
实施例７：
如图1所示，一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其步骤包括：为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角等导航原始数据，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤一；确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即可以得到里程，所述卫星移动终端还包括参考节点，用于记录不用位置的精准时间与对应的卫星位置数据。
本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，其步骤包括：
为车辆行驶轨迹设置一个初始原点：所述汽车安装有卫星移动终端，经过基站连接至无线通讯网络，记录原始实时测量轨道数据；
每隔5秒对车辆定位一次，获取定位坐标：将原始实时测量轨道数据按照时间顺序进行导航计算，获得准确的方向角、倾斜角和横滚角，并实时记录导航原始数据，并将该数据通过数据后处理单元进行离线处理；
定位时检查车辆方向：实现车辆里程计的电平信号的处理，根据电平信号的先后判定车轮的滚动方向，并根据方向对其中一个脉冲信号进行累积或递减计算是否为负值，如果为负值说明行驶方向发生改变，重新设置原点，定位程序返回步骤1)；
确定里程测量曲线：使用水平方向角和导航原始数据描述轨道线路在水平面中的形状，在方向里程坐标中建立描述轨道线路在水平面中几何形状的方向里程测量曲线；
确定位置函数：对导航原始数据中多次提取的坐标点进行Matlab圆弧拟合，将汽车行驶在同一个方向上的轨迹拟合成一段圆弧，并通过极坐标下的AB圆弧计算公式：A(α1,β1),B(α2,β2),L=R*Θ=R*arccos[cos(α1-α2)cosβ1cosβ2+sinβ1sinβ2]计算出里程弧长；
确定里程数：将同方向上的弧长绝对值求和即得到里程。
2.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，所述定位坐标信息包括方向，海拔，经度，纬度，定位时间。
3.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，所述原始实时测量轨道数据包括卫星位置数据和卫星时间参考数据。
4.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，车辆内卫星移动终端包括卫星信号接收装置与数据处理传输装置，所述卫星信号接收装置用于接收原始实时测量轨道数据，所述数据处理传输装置用于位置函数与里程测量曲线，并进行里程加和。
5.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，利用所述基站位置的估计码位相偏移减去所述卫星时间参考数据的值用于修正车辆运行的侧距。
6.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，所述数据处理即对原始测量数据进行预处理，导出基站的位置序列号、 GPS 数据、水平方向角和倾斜角并进行记录。
7.根据权利要求1所述的基于卫星定位应用的车辆行驶里程算法，其特征在于，所述卫星移动终端还包括参考节点，用于记录不用位置的精准时间与对应的卫星位置数据。
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