CN109917430A - 一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，涉及数据分析技术领域，包括设定阈值一、设定阈值二以及去噪抽稀处理等步骤。本发明针对需要使用卫星定位数据进行数据分析和计算的需求，解决因卫星定位精度导致的采样点位置漂移问题，以便于后续处理的优化。本发明可以实现对卫星定位数据点的抽稀去噪，有效针对连续运动的物体所产生的卫星定位连续采样点，实现对其中偏移期望位置较大的卫星定位采样点进行偏移修正处理。同时可以进一步去除大量的冗余数据，提高卫星定位采样点的数据分析可用性，提升涉及卫星定位采样点的相关计算的高效性。
Description
技术领域
本发明涉及数据分析技术领域，具体涉及一种对卫星定位轨迹点抽稀、去噪的轨迹平滑处理方法。
背景技术
随着卫星定位技术使用的深度和广度发展越来越快，基于卫星定位数据，进行分析、计算，获得更多信息和数据，已经成为卫星定位数据的常见需求。但是在有些需求场景，例如通过卫星定位数据进行农业机械作业面积的计算，普通卫星定位数据的精度不足、数据漂移，都会导致计算的算法复杂度增加，计算效率下降，因此需要对原始的卫星定位数据进行一定的处理。卫星定位等地理坐标数据点的采集、可视化及统计功能设计上，还需要进行相应的抽稀少、去噪处理，已达到卫星定位纠偏、去除其中大量冗余图形数据点，才能够实现物联网平台的数据精确与高效。但是现有的去噪处理较为复杂，处理效率较为缓慢，且往往只考虑到了一些偏移较大的点而忽略了一些偏移较小的点，精度较低。
中国专利公开号为CN 106897394A公开了一种基于几何方法的卫星定位数据去噪与分段方法，包括以下步骤：S1：选取卫星定位序列中的第i个点以及第j 个点；S2：以直线连接点i与点j；S3：计算点i与点j之间的点到上述直线的距离d；S4：判断是否满足分段条件；S5：若满足分段条件S42，则计算分段点k，且i＝k+1，j＝i+2，返回执行步骤S2-S4，直到不满足分段条件S41或S42；S6：若不满足分段条件S41或S42，则j＝j+1，返回执行步骤S2-S4，直到满足分段条件S42；S7：判断运算是否结束；S8：依次连接各分段点获取卫星定位轨迹。同时对各分段点进行保存。该方案只依赖于卫星定位数据，在一次处理过程中同时完成卫星定位数据的去噪声(去除异常点)和卫星定位数据分段(特征信息提取) 的工作。但是其仅仅实现了一些偏移值较大点的去噪，失真率较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一、设定阈值一，以一定时间间隔t上传一个卫星定位数据点并以一定的时间间隔T对上述卫星定位数据点进行采样，T大于等于t，所述采样点记为P1、P2、P3……Pn+1，连接P1和Pn+1两点形成一直线，并计算P2、P3……Pn 各采样点到该直线的垂直距离D2、D3……Dn，所述时间间隔T设定为阈值一；
步骤二、设定阈值二m，比较D2、D3……Dn与阈值二m的大小关系；
步骤三、去噪抽稀处理，以P2点为起点开始计算，主要分为以下几种情况：
(1)去噪
若D2、D3……Dn中的某个点Dn＞m时，判断Dn-1、Dn+1两个点是否大于m，若Dn-1、Dn+1均小于m，则剔除Dn所对应的采样点Pn；若Dn-1、Dn+1 均大于等于m，则Dn-1、Dn、Dn+1均取值为m，改变Pn-1、Pn、Pn+1三个点的坐标；
若D2、D3……Dn均大于m，连接P1和P(n+1)/2形成一个新的直线，重新计算每个采样点到该直线的距离，以同样的方法判断每个采样点；
(2)抽稀
若Dn-1、Dn、Dn+1均小于m，则剔除所对应的采样点Pn。
优选的，所述步骤二中的去噪和抽稀处理同时进行，每个采样点经去噪、抽稀处理后，以该采样点的下一点为起点，重新开始判断，直至计算结束，最后将剩下的采样点连接起来，形成位置轨迹。
优选的，所述阈值一为t的整数倍。
优选的，所述步骤一中采样点P1至Pn+1之间形成采样区间M1，Pn+2至 P2n+3之间形成采样区间M2，以此类推，M3、M4……Mn，最后将M1、M2…… Mn首尾相连，形成一个连续的位置轨迹。
优选的，所述阈值二m典型取值为1-10米，必要时可根据实际情况设定为其他的值。
优选的，所述t典型取值为0.1-10秒，必要时可根据实际情况设定为其他的值。
一种移动通信终端，该设备应用了上述的基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法。
本发明的优点在于：用户通过使用该方法，可以实现对卫星定位数据点的抽稀去噪，有效的对偏移较大的卫星定位采样点进行纠偏处理，去除大量的冗余数据，提高卫星定位采样点的准确性以及设计卫星定位采样点的相关计算的高效性。本发明不仅实现了传统的偏移量较大的采样点的去噪处理，还能够对一些偏移量较小的采样点进行抽稀处理，有效地提高了数据采集精度。
附图说明
图1为本发明中原始卫星定位数据采集点的示意图。
图2为经过去噪处理后的卫星定位数据采集点的示意图。
图3为经过抽稀处理后的卫星定位数据采集点的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，包括如下步骤：
步骤一、设定阈值一T，阈值一T：以每秒上传一个卫星定位采样点为例，设置相隔卫星定位采样点时间间隔10s、按时间顺序以P1、P2、P3、P4、P5、 P6、P7、P8、P9、P10标记每个点；
步骤二、设定阈值二m，以上传卫星定位设备时速15km/h为参考值，设置阈值二：m＝4米；
步骤三、卫星定位采样点漂移去噪
连接阈值一所采样的P1、P10两个卫星定位采样点，分别计算中间每个点 P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9到直线的距离，以D2、D3、D4、D5、D6、 D7、D8标记；当此七个点中某个点Dn>m时，判断Dn-1、Dn+1两个点是否>m、若Dn-1、Dn+1<m、剔除Dn所对应点Pn；若Dn-1、Dn+1>＝m、则Dn-1、Dn、 Dn+1值均为m，改变卫星定位采样点Pn-1、P、Pn+1坐标；
若D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均大于m值，连接P1、P5两个点，重新计算每个点到连线的距离，以同样方法判断每个点；
若Dn-1、Dn、Dn+1均小于m，剔除Dn所对应点Pn；
值得注意的是，上述步骤二中的去噪和抽稀处理同时进行，每个采样点经去噪、抽稀处理后，以该采样点的下一点为起点，重新开始判断，直至计算结束，最后将剩下的采样点连接起来，形成位置轨迹。
在本实施例中，所述阈值一T为t的整数倍。
在本实施例中，所述步骤一中采样点P1至Pn+1之间形成采样区间M1， Pn+2至P2n+3之间形成采样区间M2，以此类推，M3、M4……Mn，最后将M1、 M2……Mn首尾相连，形成一个连续的位置轨迹。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (5)
1.一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、设定阈值一T，以一定时间间隔t连续的获取一系列卫星定位数据点并以一定的时间范围T对上述卫星定位数据点进行选取，T大于等于t，所述采样点记为P1、P2、P3……Pn+1，连接P1和Pn+1两点形成一直线，然后计算P2、P3……Pn各采样点到该直线的垂直距离D2、D3……Dn，所述时间段T设定为阈值一；
步骤二、设定阈值二m，比较D2、D3……Dn与阈值二m的大小关系；
步骤三、去噪抽稀处理，以P2点为起点开始计算，主要分为以下几种情况：
(1)去噪
若D2、D3……Dn中的某个点Dn＞m时，判断Dn-1、Dn+1两个点是否大于m，若Dn-1、Dn+1均小于m，则剔除Dn所对应的采样点Pn；若Dn-1、Dn+1均大于等于m，则Dn-1、Dn、Dn+1均取值为m，改变Pn-1、Pn、Pn+1三个点的对应坐标数值；
若D2、D3……Dn均大于m，连接P1和P(n+1)/2形成一个新的直线，重新计算每个采样点到该直线的距离，以同样的方法判断每个采样点；
(2)抽稀
若Dn-1、Dn、Dn+1均小于D，则剔除所对应的采样点Pn。
2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，其特征在于：所述步骤二中的去噪和抽稀处理同时进行，每个采样点经去噪、抽稀处理后，以该采样点的下一点为起点，重新开始判断，直至计算结束，最后将剩下的采样点连接起来，形成新的连续位置点和对应的轨迹。
3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，其特征在于：所述阈值一T为t的整数倍。
4.根据权利要求1所述的一种基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法，其特征在于：所述步骤一中采样点P1至Pn+1之间形成采样区间M1，M1为一条完整直线线段，然后Pn+2至P2n+3之间形成采样区间M2，以此类推，M3、M4……Mn，最后将M1、M2……Mn首尾相连，形成一个连续的位置轨迹。
5.一种移动通信终端，其特征在于：该设备应用了权利要求1-4中任一项所述的基于轨迹平滑算法的卫星定位轨迹漂移纠偏方法。
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