CN106873010B - 卫星导航定位信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星导航定位信号处理装置方法及装置。方法包括：接收卫星导航定位信号；确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分；过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号；以及根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。通过本方法，能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

Description

卫星导航定位信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种卫星导航定位信号处理方法及装置。

背景技术

随着导航定位技术及智能终端的发展，目前，以全球定位***(GlobalPositioning System，GPS)为代表的导航定位技术广泛地应用在人们的日常生活中，比如，利用具有导航功能的智能手机进行线路导航。智能手机、导航仪等设备能够接收导航卫星发射的导航信号，并计算出定位结果供用户参考。

卫星导航定位的原理要求信号接收设备接收的卫星信号是直射信号，卫星信号不能被遮挡或反射，否则会使导航定位的结果误差较大。然而，在用户的日常使用环境中，通常会有树木、建筑物等遮挡物遮挡天空，导致导航设备的定位结果存在较大误差，无法满足较高的导航定位精度需求。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种卫星导航定位信号处理方法，该方法能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

本发明的第二个目的在于提出一种卫星导航定位信号处理装置。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种卫星导航定位信号处理方法，包括：接收卫星导航定位信号；确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分；过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号；以及根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。

本发明第一方面实施例提出的卫星导航定位信号处理方法，通过确定所接收卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。由此，能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种卫星导航定位信号处理装置，包括：接收模块，用于接收卫星导航定位信号；确定模块，用于确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分；处理模块，用于过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号；以及定位模块，用于根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。

本发明第二方面实施例提出的卫星导航定位信号处理装置，通过确定所接收卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。由此，能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

附图说明

本发明实施例的方案和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的卫星导航定位信号处理方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提出的卫星导航定位信号处理方法的流程示意图；

图3是本发明又一实施例提出的卫星导航定位信号处理方法的流程示意图；

图4是本发明一实施例提出的卫星导航定位信号处理装置的结构示意图；

图5是本发明另一实施例提出的卫星导航定位信号处理装置的结构示意图；

图6是本发明又一实施例提出的卫星导航定位信号处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的卫星导航定位信号处理方法及装置。

图1是本发明一实施例提出的卫星导航定位信号处理方法的流程示意图。

如图1所示，本实施例的卫星导航定位信号处理方法包括以下步骤：

S11：接收卫星导航定位信号。

在本发明的实施例中，当用户需要进行定位时，可以开启导航设备，比如开启智能手机中的GPS、地图等。

导航设备开启之后，可以不停地接收导航卫星发射的卫星导航定位信号。

S12：确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分。

由于导航卫星相对于地球而言是高速运动的，位于地球上的导航设备所接收的卫星导航定位信号的发射路径也随之不断变化，若在卫星导航定位信号到达导航设备之前遇到遮挡物或发生反射，之后的发射路径也会发生变化。为描述方便，将从导航卫星直接到达导航设备的卫星导航定位信号称为直射信号；将在卫星导航定位信号到达导航设备之前遇到遮挡物和发生反射的卫星导航定位信号称为反射信号。对于直射信号，导航设备在短时间内接收到的卫星导航定位信号的信号强度比较稳定；对于反射信号，导航设备在短时间内接收到的卫星导航定位信号的信号强度变化较大。

因此，在本发明的实施例中，可以根据导航设备接收到的卫星导航定位信号的信号强度的稳定性来判断所接收卫星导航定位信号是否为直射信号。

可选地，参见图2，图2是本发明另一实施例提出的卫星导航定位信号处理方法的流程示意图。

如图2所示，确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分，可以包括：

S21：以预设时长，将卫星导航定位信号分为多个部分。

在本发明的实施例中，为了确定卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，可以以一定的预设时长将卫星导航定位信号分为多个部分。比如，设置预设时长为60秒，导航设备将接收到的卫星导航定位信号以60秒为周期进行划分，将第一个60秒内接收到的卫星导航定位信号作为第一部分，第二个60秒内接收到的卫星导航定位信号作为第二部分，以此类推。

需要说明的是，预设时长可以根据导航设备、应用环境和使用场景的不同自行设置，本发明对此不作限制。

S22：分别获取卫星导航定位信号中每个部分的多个强度信息。

在本发明的实施例中，在将卫星导航定位信号划分为多个部分之后，进一步获取各个部分中卫星导航定位信号的多个强度信息，以根据获取的强度信息判断各个部分的稳定性。

S23：计算多个强度信息对应的第一标准差。

应当理解的是，标准差反映的是一组数据中个体间的离散程度，标准差越小，表明该组数据中个体间的离散程度越小，该组数据稳定性越强；标准差越大，表明该组数据中个体间的离散程度越大，该组数据稳定性越差。

因此，在本发明的实施例中，可以通过计算多个强度信息对应的第一标准差来判断每个部分的稳定性。

S24：判断第一标准差是否小于第一预设差值。

在本发明的实施例中，在获得了每个部分中卫星导航定位信号的信号强度并计算获得每个部分中多个强度信息对应的第一标准差之后，进一步将第一标准差同预设的第一预设差值进行比较，判断第一标准差是否小于第一预设差值。如果第一标准差小于第一预设差值，则执行步骤S25；如果第一标准差不小于第一预设差值，则执行步骤S26。

需要说明的是，第一预设差值可以根据需要自行设置，本发明对此不作限制。另外，判断卫星导航定位信号中每个部分的稳定性的方法不限于标准差法，也可以利用方差等其他统计学方法进行判断，本发明对此亦不作限制。

S25：确定该部分为卫星导航定位信号的稳定部分。

S26：确定该部分为卫星导航定位信号的非稳定部分。

如前文对标准差的描述可知，标准差可以用来判断一组数据的稳定性，标准差越小表明该组数据越稳定。因此，在本发明的实施例中，将计算所得的卫星导航定位信号中每个部分的第一标准差与第一预设差值进行比较，当第一标准差小于第一预设差值时，可以确定该部分为卫星导航定位信号的稳定部分；当第一标准差不小于第一预设差值时，可以确定该部分为卫星导航定位信号的非稳定部分。

举例而言，假设第一预设差值为3，预设时长为60秒，导航设备每秒钟输出的强度信息测量结果为10次，则每个预设时长内导航设备输出的强度信息测量结果为600次，即卫星导航定位信息中每个部分包含有600次的强度信息测量结果。计算每个部分中600次的强度信息测量结果所对应的第一标准差，并将所得的第一标准差同第一预设差值3比较，若小于3，则该部分为卫星导航定位信号的稳定部分；否则，该部分为卫星导航定位信号的非稳定部分。比如，计算所得的第一标准差为2.35，小于3，则第一标准差为2.35的那部分为卫星导航定位信号的稳定部分。

S13：过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号。

根据前文的描述可知，直射信号的信号强度比较稳定，反射信号的信号强度变化较大。因此，在本发明的实施例中，在确定了卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分之后，即可确定卫星导航定位信号中的直射信号和反射信号。

由于反射信号会使定位结果的误差较大，因此，可以将反射信号滤除，即将卫星导航定位信号的非稳定部分过滤，将稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号用于后续的导航定位处理，以降低定位结果误差。

S14：根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。

在本发明的实施例中，滤除卫星导航定位信号中的非稳定部分，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果，能够降低定位结果误差。

为了进一步降低定位结果误差，提高导航定位的精度，在本发明的一些实施例中，如图3所示，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果，可以包括以下步骤：

S31：获取预设时间段内，卫星导航定位信号的多个候选定位结果。

在本发明的实施例中，在计算定位结果时，可以预先设置一预设时间段，获取预设时间段内卫星导航定位信号的多个候选定位结果。比如，设置预设时间段为10分钟，获取10分钟内的卫星导航定位信号的多个候选定位结果。

需要说明的是，预设时间段是根据实际需求自行设置的，本发明对此不作限制。

S32：根据多个候选定位结果确定定位结果。

在利用卫星导航定位信号计算定位结果时，如果计算过程中使用了反射信号，计算结果将存在较大误差。另外，由于反射信号的反射路径是随机的，导航卫星相对于地球也是不断运动的，导航设备计算出的结果误差随机性也较大。如果计算过程中没有使用反射信号，导航设备也没有移动，则计算结果的误差较小。

因此，为了防止过滤后的卫星导航定位信号中仍包含有反射信号而影响定位结果的精度，在本发明的一些实施例中，根据多个候选定位结果确定定位结果，可以包括：计算多个候选定位结果对应的第二标准差，获取第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果，计算第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果的均值，并将均值作为定位结果。

其中，第二预设差值可以根据需要自行设置，本发明对此不作限制。

在本发明的一些实施例中，在获取了预设时间段内卫星导航定位信号的多个候选定位结果之后，进一步计算多个候选定位结果对应的第二标准差，并将第二标准差同预设的第二预设差值进行比较，获取第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果，并计算其均值，将所得均值作为最终的定位结果。

作为一种示例，假设导航设备静止，预设时间段为10分钟，第二预设差值为0.5。导航设备接收卫星导航定位信号并滤除其中的反射信号之后，根据过滤后的卫星导航定位信号计算获得多个候选定位结果，并以10分钟为周期获取的两组候选定位结果为2.7、2.8、2.8、2.9和7、8、8、9，计算这两组数据对应的第二标准差为

和

将这两个数据与第二预设差值0.5比较，可知

小于0.5而

大于0.5，则获取与

对应的那组数据2.7、2.8、2.8、2.9并计算其均值为2.8，将所得均值2.8作为最终的定位结果。

需要说明的是，最终定位结果的确定方法不限于标准差法，也可以将多个候选定位结果中出现次数最多、出现概率最高的候选定位结果作为最终的定位结果，或者采用方差等其他统计学方法确定最终的定位结果，本发明对此不作限制。

另外，需要说明的是，本发明的卫星导航定位信号处理方法适用于导航设备静止或运动速度较低的场景，对于导航设备不断高速运动的情况，不能直接应用本方法。

本发明实施例的卫星导航定位信号处理方法，通过确定所接收卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。由此，能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种卫星导航定位信号处理装置，图4是本发明一实施例提出的卫星导航定位信号处理装置的结构示意图。

如图4所示，该卫星导航定位信号处理装置包括：接收模块410、确定模块420、处理模块430，以及定位模块440。其中，

接收模块410，用于接收卫星导航定位信号。

确定模块420，用于确定卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分。

可选地，在本发明的一些实施例中，如图5所示，在如图4所示的基础上，确定模块420可以包括：

切分单元421，用于以预设时长，将卫星导航定位信号分为多个部分。

在本发明的实施例中，为了确定卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，可以通过切分单元421以一定的预设时长将卫星导航定位信号分为多个部分。比如，设置预设时长为60秒，导航设备中的切分单元421将接收到的卫星导航定位信号以60秒为周期进行划分，将第一个60秒内接收到的卫星导航定位信号作为第一部分，第二个60秒内接收到的卫星导航定位信号作为第二部分，以此类推。

需要说明的是，预设时长可以根据导航设备、应用环境和使用场景的不同自行设置，本发明对此不作限制。

第一获取单元422，用于分别获取卫星导航定位信号中每个部分的多个强度信息。

判断单元423，用于计算多个强度信息对应的第一标准差，并判断第一标准差是否小于第一预设差值。

需要说明的是，第一预设差值可以根据需要自行设置，本发明对此不作限制。另外，判断卫星导航定位信号中每个部分的稳定性的方法不限于标准差法，也可以利用方差等其他统计学方法进行判断，本发明对此亦不作限制

第一确定单元424，用于在第一标准差小于第一预设差值时，确定该部分为卫星导航定位信号的稳定部分；在第一标准差不小于第一预设差值时，确定该部分为卫星导航定位信号的非稳定部分。

处理模块430，用于过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号。

定位模块440，用于根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。

可选地，在本发明的一些实施例中，如图6所示，在如图4所示的基础上，定位模块440可以包括：

第二获取单元441，用于获取预设时间段内，卫星导航定位信号的多个候选定位结果。

需要说明的是，预设时间段是根据实际需求自行设置的，本发明对此不作限制。

第二确定单元442，用于根据多个候选定位结果确定定位结果。

可选地，在本发明的一些实施例中，为了防止过滤后的卫星导航定位信号中仍包含有反射信号而影响定位结果的精度，第二确定单元442可以用于：计算多个候选定位结果对应的第二标准差，获取第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果，计算第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果的均值，并将均值作为定位结果。

需要说明的是，第二预设差值可以根据需要自行设置，本发明对此不作限制。另外，最终定位结果的确定方法不限于标准差法，也可以将多个候选定位结果中出现次数最多、出现概率最高的候选定位结果作为最终的定位结果，或者采用方差等其他统计学方法确定最终的定位结果，本发明对此亦不作限制。

需要说明的是，前述实施例中对卫星导航定位信号处理方法实施例的解释说明也适用于本实施例的卫星导航定位信号处理装置，其实现原理类似，此处不再赘述。

本发明实施例的卫星导航定位信号处理装置，通过确定所接收卫星导航定位信号的稳定部分和非稳定部分，过滤卫星导航定位信号的非稳定部分，并将卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的卫星导航定位信号，根据过滤后的卫星导航定位信号获取定位结果。由此，能够有效减少遮挡物、反射信号对定位结果的影响，降低定位结果误差，提高导航定位的精度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种卫星导航定位信号处理方法，其特征在于，包括：

接收卫星导航定位信号；

确定所述卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分；

过滤所述卫星导航定位信号的非稳定部分，并将所述卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的所述卫星导航定位信号；以及

根据过滤后的所述卫星导航定位信号获取定位结果；

其中，所述确定所述卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分，包括：

以预设时长，将所述卫星导航定位信号分为多个部分；

分别获取所述卫星导航定位信号中每个部分的多个强度信息；

计算所述多个强度信息对应的第一标准差，并判断所述第一标准差是否小于第一预设差值；

如果所述第一标准差小于第一预设差值，则确定该部分为所述卫星导航定位信号的稳定部分；

如果所述第一标准差不小于第一预设差值，则确定该部分为所述卫星导航定位信号的非稳定部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据过滤后的所述卫星导航定位信号获取定位结果，包括：

获取预设时间段内，所述卫星导航定位信号的多个候选定位结果；

根据所述多个候选定位结果确定所述定位结果。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述多个候选定位结果确定所述定位结果，包括：

计算所述多个候选定位结果对应的第二标准差；

获取所述第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果；

计算所述第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果的均值，并将所述均值作为所述定位结果。

4.一种卫星导航定位信号处理装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收卫星导航定位信号；

确定模块，用于确定所述卫星导航定位信号的稳定部分与非稳定部分；

处理模块，用于过滤所述卫星导航定位信号的非稳定部分，并将所述卫星导航定位信号的稳定部分作为过滤后的所述卫星导航定位信号；以及

定位模块，用于根据过滤后的所述卫星导航定位信号获取定位结果；

其中，所述确定模块，包括：

切分单元，用于以预设时长，将所述卫星导航定位信号分为多个部分；

第一获取单元，用于分别获取所述卫星导航定位信号中每个部分的多个强度信息；

判断单元，用于计算所述多个强度信息对应的第一标准差，并判断所述第一标准差是否小于第一预设差值；

第一确定单元，用于在所述第一标准差小于第一预设差值时，确定该部分为所述卫星导航定位信号的稳定部分，在所述第一标准差不小于第一预设差值时，确定该部分为所述卫星导航定位信号的非稳定部分。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述定位模块，包括：

第二获取单元，用于获取预设时间段内，所述卫星导航定位信号的多个候选定位结果；

第二确定单元，用于根据所述多个候选定位结果确定所述定位结果。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，用于：

计算所述多个候选定位结果对应的第二标准差；

获取所述第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果；

计算所述第二标准差小于第二预设差值的多个候选定位结果的均值，并将所述均值作为所述定位结果。

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