CN110307854B - 一种基于cors技术的高精度电商物流地图定位方法及*** - Google Patents

一种基于cors技术的高精度电商物流地图定位方法及*** Download PDF

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CN110307854B CN201910304619.4A CN201910304619A CN110307854B CN 110307854 B CN110307854 B CN 110307854B CN 201910304619 A CN201910304619 A CN 201910304619A CN 110307854 B CN110307854 B CN 110307854B
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Abstract

本发明公开了一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法及***，定位方法包括S1：建立局部范围的地图图层；S2：多次重复获取同一定位点信息及物流收货地址，对其进行相互匹配并建立和更新POI数据库至后台服务器小区POI库；其中定位点信息的获取是通过手持设备所定位的当前地点的经纬度信息，物流收货地址的获取是通过手持设备上传的门址照片及门址定位信息；S3：通过将行走标注POI转换为地图位置标注POI的方式将定位点标注在地图图层中；S4：通过后台服务器的设定算法实现与商业地图坐标体系融合并输出适用于电商物流的地图图层。对应的定位***可提高POI定位精度，从而满足电商对精准地址的需求，提高妥投率及投递的时效性。

Description

一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法及***
技术领域
本发明涉及卫星定位领域，尤其涉及一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法及***。
背景技术
目前，目前市场上比较普遍的商业地图(如百度、高德、四图维新)，基本通过GPS定位，基站定位，混合定位三种定位模式为用户提供高精度的定位服务，但定位精度仅是米级定位，对一般汽车驾驶等导航是足够的，可检测出车道级的误差，让在公路上行驶的车辆不会选错车道，满足车辆或区域建筑的日常定位；对于普通驾驶员或日常用户来说，亚米级的商业地图已经足够日常使用。但是由于现有商业地图的定位漂移大，当GPS终端静止时，其定位坐标(经纬度)经常变动，原因是存在着多种因素会影响GPS的准确率，除了GPS本身精度外，还包括地图、定位点测绘、嵌入式设备的运行速度等都会影响定位精度，导致现有商业地图的精度无法达到亚米级别。
对于快递配送行业，物流配送需要将快递货物送到各小路、新道路对应的门址，需要高精度的门址服务，但是物流人员所使用的米级定位的商业地图具有POI门址库覆盖率低，生活小区高速建设的大环境下，更新速度滞后，定位精度低等问题，无法满足电商对精准地址的需求，造成大量货品投递过程中，由于没有准确的地址严重影响妥投率及投递的时效性，现有的米级定位的商业地图早已无法满足目前快递配送行业要求高精度门址服务的需求，因此适用于电商物流的高精度定位技术急需解决。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法及***，提高POI定位精度，从而满足电商对精准地址的需求，提高妥投率及投递的时效性。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，包括：
步骤S1：建立局部范围的地图图层，并在地图图层中标注基准点；
步骤S2：多次重复获取同一定位点信息及物流收货地址，对其进行相互匹配完成行走标注POI的确认，并建立和更新POI数据库至后台服务器小区POI库；其中定位点信息的获取是通过按照设定的时间规律连续抓取与基准站接收机对接的手持设备所定位的当前地点的经纬度信息，并通过差分技术改正定位过程中存在的误差从而获得亚米级的定位精度；物流收货地址的获取是通过手持设备上传的门址照片及门址定位信息；
步骤S3：通过将行走标注POI转换为地图位置标注POI的方式将定位点标注在地图图层中；
步骤S4：通过后台服务器的设定算法实现与商业地图坐标体系融合并输出适用于电商物流的地图图层。
进一步地，所述基准站接收机与手持设备之间的对接是通过驱动设备实现的，基准站接收机与驱动设备通过蓝牙协议实现信号连通，驱动设备通过HTTP协议与手持设备实现信号连通。
进一步地，所述基准站接收机的位置设定为预先已知的，可获得卫星到基准站的真实几何距离。
进一步地，所述步骤S2中抓取手持设备当前地点的经纬度信息的时间规律是每隔10S抓取一次。
进一步地，所述步骤S2中改正误差的差分技术包括位置差分、伪距差分和相位差分。
进一步地，所述位置差分的方法为：
(3)当基准站接收机有效观测四颗或四颗以上的卫星信号时，采用后方交会测量得到基准站的三维坐标，计算出基准站测量所得的三维坐标与基准站的真实坐标之间的误差：
Figure GDA0002164975370000031
式中：(X0，Y0，Z0)为基准站的真实三维坐标，(X*，Y*，Z*)为后方交会测量得到的基准站三维坐标，(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正数；
(4)测量手持设备的天线相位中心坐标，同时接收到的基准站的坐标改正数，校正手持设备对同一卫星的距离测量值，从而完成对所测坐标的改正；
Figure GDA0002164975370000032
式中：(XU *，YU *，ZU *)为手持设备所测坐标，(XU，YU，ZU)为改正后的坐标；则手持设备的瞬时坐标为：
Figure GDA0002164975370000033
式中：t0为改正值产生的瞬时时间。
进一步地，所述伪距差分的方法为：
(2)根据基准站观测的伪距ρi和星历文件，计算每颗被观测卫星的地心坐标(Xi，Yi，Zi)，根据基准站的已知坐标(Xb，Yb，Zb)计算其到每颗卫星某时刻的实际距离Ri；
Figure GDA0002164975370000041
式中：i表示第i颗卫星；
(2)则伪距改正数为Δρi＝Ri-ρi，伪距改正数变化率为
Figure GDA0002164975370000042
则手持设备测得的伪距Δρi经由基准站发送的伪距改正数、伪距改正数变化率改正后的伪距为：
Figure GDA0002164975370000043
手持设备只要观测到四颗或四颗以上卫星，经过伪距差分改正，便可通过公式(6)得到精确坐标；
Figure GDA0002164975370000044
式中：dτ为钟差，C为光速。
进一步地，所述相位差分的方法为：
(2)载波相位差分在基准站观测的第i颗卫星得到伪距
Figure GDA0002164975370000045
为：
Figure GDA0002164975370000046
式中：
Figure GDA0002164975370000047
为基准站到第i颗卫星的实际距离；dτb为基准站钟差；
Figure GDA0002164975370000048
为第i颗卫星的钟差；
Figure GDA0002164975370000049
为电离层影响；
Figure GDA00021649753700000410
为电离层延迟影响；
Figure GDA00021649753700000411
为对流层延迟影响；dMb为基准站多路径效应影响；vb为基准站接收机噪声；
则伪距改正数
Figure GDA00021649753700000412
为
Figure GDA0002164975370000051
在手持设备观测得到的第i颗卫星的伪距
Figure GDA0002164975370000052
为：
Figure GDA0002164975370000053
(2)使用
Figure GDA0002164975370000054
对手持设备所测得的伪距进行改正，则
Figure GDA0002164975370000055
当手持设备在距离基准站一定距离范围内时：
Figure GDA0002164975370000056
则：
Figure GDA0002164975370000057
式中：Δdρ＝C(dτu-dτb)+(dMu-dMb)+(vu-vb)，其中包括了同一观测历元的各项残差；当手持设备和基准站接收机同时观测相同的四颗或四颗以上卫星，便可建立方程，求出手持设备的精确坐标(Xu,Yu,Zu)和Δdρ。
一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位***，包括：
手持设备，至少具有摄像功能、定位功能和通信功能的移动终端；手持设备负责接收卫星定位信号并向基准站上传物流收货地址的门址信息，实现手持设备与基准站之间的信号连接；
基准站接收机，基准站接收机负责接收由若干个按一定分布密度建立连续运行的基准站的卫星定位信号；基准站接收机通过驱动设备与手持设备信号相连通，基准站接收机与驱动设备通过蓝牙协议实现信号连通，驱动设备通过HTTP协议与手持设备实现信号连通，实现手持设备、基准站与数据处理中心之间的信号连接；
数据处理中心，负责对上传的观测数据进行处理，对定位点进行标注确认，再将POI数据库的定位点标注在新图层中，再将新图层与商业地图融合形成适用于电商物流的高精度地图；数据处理中心与基准站接收机通过通信网络相连通，所述通信网络包括但不限于光纤网络、移动无线网络、网络广播、VPN网络的其中一种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明搭配手持设备，利用CORS技术的高精度定位技术搭配快递员轨迹的采集从而实现POI地址库的更新与现有百度地图坐标系转换及图层记录，使得POI定位精度达到亚米级，从而提高电商物流的妥投率及投递的时效性。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的***信号流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，如图1所示，包括：
步骤S1：在现有的商用地图***之上，建立新的局部范围的地图图层，并在地图图层中标注基准点。
步骤S2：多次重复获取同一定位点信息及物流收货地址，对其进行相互匹配完成行走标注POI的确认，并建立和更新POI数据库至后台服务器小区POI库；其中定位点信息的获取是通过按照设定的时间规律连续抓取与基准站接收机对接的手持设备所定位的当前地点的经纬度信息；物流收货地址的获取是通过手持设备上传的门址照片及门址定位信息。
快递人员走到物流收货地点后，利用手持设备拍照门址图片，并通过CORS技术定位当前拍照位置，将门址图片、拍照定位地址等门址信息通过手持设备的通信模块进行上传；与此同时，在拍照门址图片上传的同时，后台每隔10秒抓取一次当前地点的经纬度数据；由于人的步行速度相对较慢，因此每隔10秒抓取一次当前地点的经纬度数据使得定位频率高，且两次抓取的经纬度数据之间连续性高，从而提高定位精度；其后，再将上传的抓取所得的经纬度数据、快递人员拍照的门址信息和收货地址进行匹配，完成该收货地址的一次POI地址标注确认。通过多个快递员对同一物流收货地址的多次标注定位后，多组行走标注POI对同一个物流收货地点进行反复标注确认，可大幅度提高对应门址的定位精度。利用本实施例的方法对同一个地理区域内的不同物流收货地址进行标注确认，即可逐渐建立起该地理区域的高精度的POI地址数据库，并在多次标注确认过程中实时更新POI数据库至后台服务器小区POI库，实现后台数据库完成确认匹配。
步骤S3：通过将行走标注POI转换为地图位置标注POI的方式将定位点标注在地图图层中，可将快递员标注确认的高精度的定位点在新建的地图中显示，从而使得地图的精准度达到亚米级。
步骤S4：通过后台服务器的设定算法实现与商业地图坐标体系融合并输出适用于电商物流的地图图层，使其亚米级精度的地图图层可适用于电商物流配送人员的配送工作。
而全球导航卫星***的定位原理是利用同时观测四颗或四颗以上的卫星信号，得卫星与手持设备之间的距离，卫星瞬时坐标已知，通过空间距离后方交会，确定手持设备的天线相位中心的坐标。
由于CORS技术(全球导航卫星定位技术)在定位地面点的三维坐标时存在各种误差，误差会严重影响亚米级精度地图的准确度，由于通过作业方法减弱影响并不能消除各种误差，因此需要通过差分技术改正定位过程中存在的误差从而获得亚米级的定位精度。
差分GNSS(Differential GNSS)是在卫星定位的基础上利用数学中的差分技术消除或减弱误差影响，从而获得更高的定位精度。
差分技术的原理是使用两个GNSS接收机，一个基准站接收机和一个流动站接收机，在本实施例中的手持设备则为流动站接收机；基准站接收机的位置时预先精确知道的，可以获得卫星到基准站的真实几何距离，基准站对卫星进行测量的距离测量值与这一真实几何距离相比较，其差异就是基准站对卫星的测量误差，基准站将这个测量误差(称为差分校正量)通过通信网络传播出去，手持设备利用接收到的基准站的测量误差，来校正流动站对同一个卫星的距离测量值，从而提高流动站的测量和定位精度。
而本实施例中改正误差的差分技术包括位置差分、伪距差分和相位差分，其中所述位置差分的方法为：
(1)当基准站接收机有效观测四颗或四颗以上的卫星信号时，采用后方交会测量得到基准站的三维坐标，计算出基准站测量所得的三维坐标与基准站的真实坐标之间的误差：
Figure GDA0002164975370000091
式中：(X0，Y0，Z0)为基准站的真实三维坐标，(X*，Y*，Z*)为后方交会测量得到的基准站三维坐标，(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正数；
(2)测量手持设备的天线相位中心坐标，同时接收到的基准站的坐标改正数，校正手持设备对同一卫星的距离测量值，从而完成对所测坐标的改正；
Figure GDA0002164975370000092
式中：(XU *，YU *，ZU *)为手持设备所测坐标，(XU，YU，ZU)为改正后的坐标；则手持设备的瞬时坐标为：
Figure GDA0002164975370000093
式中：t0为改正值产生的瞬时时间。
所述伪距差分的方法为：
(1)根据基准站观测的伪距ρi和星历文件，计算每颗被观测卫星的地心坐标(Xi，Yi，Zi)，根据基准站的已知坐标(Xb，Yb，Zb)计算其到每颗卫星某时刻的实际距离Ri；
Figure GDA0002164975370000094
式中：i表示第i颗卫星；
(2)则伪距改正数为Δρi＝Ri-ρi，伪距改正数变化率为
Figure GDA0002164975370000095
则手持设备测得的伪距Δρi经由基准站发送的伪距改正数、伪距改正数变化率改正后的伪距为：
Figure GDA0002164975370000101
手持设备只要观测到四颗或四颗以上卫星，经过伪距差分改正，便可通过公式(6)得到精确坐标；
Figure GDA0002164975370000102
式中：dτ为钟差，C为光速。
所述相位差分的方法为：
(1)载波相位差分在基准站观测的第i颗卫星得到伪距
Figure GDA0002164975370000103
为：
Figure GDA0002164975370000104
式中：
Figure GDA0002164975370000105
为基准站到第i颗卫星的实际距离；dτb为基准站钟差；
Figure GDA0002164975370000106
为第i颗卫星的钟差；
Figure GDA0002164975370000107
为电离层影响；
Figure GDA0002164975370000108
为电离层延迟影响；
Figure GDA0002164975370000109
为对流层延迟影响；dMb为基准站多路径效应影响；vb为基准站接收机噪声；
则伪距改正数
Figure GDA00021649753700001010
为
Figure GDA00021649753700001011
在手持设备观测得到的第i颗卫星的伪距
Figure GDA00021649753700001012
为：
Figure GDA00021649753700001013
(2)使用
Figure GDA00021649753700001014
对手持设备所测得的伪距进行改正，则
Figure GDA00021649753700001015
当手持设备在距离基准站一定距离范围内时：
Figure GDA00021649753700001016
则：
Figure GDA00021649753700001017
Figure GDA0002164975370000111
式中：Δdρ＝C(dτu-dτb)+(dMu-dMb)+(vu-vb)，其中包括了同一观测历元的各项残差；当手持设备和基准站接收机同时观测相同的四颗或四颗以上卫星，便可建立方程，求出手持设备的精确坐标(Xu,Yu,Zu)和Δdρ；
对于载波相位观测量：
Figure GDA0002164975370000112
式中：
Figure GDA0002164975370000113
为相位整周初始值，
Figure GDA0002164975370000114
为相位整周数，
Figure GDA0002164975370000115
为相位小数部分，λ为载波波长，根据公式(11)和公式(12)可得到：
Figure GDA0002164975370000116
实施例二
一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位***，如图2所示，包括：
手持设备，至少具有摄像功能、定位功能和通信功能的移动终端；手持设备负责接收卫星定位信号并向基准站上传物流收货地址的门址信息，实现手持设备与基准站之间的信号连接；
基准站接收机，基准站接收机负责接收由若干个按一定分布密度建立连续运行的基准站的卫星定位信号；基准站接收机通过驱动设备与手持设备信号相连通，基准站接收机与驱动设备通过蓝牙协议实现信号连通，驱动设备通过HTTP协议与手持设备实现信号连通，实现手持设备、基准站与数据处理中心之间的信号连接；
数据处理中心，负责对上传的观测数据进行处理，对定位点进行标注确认，再将POI数据库的定位点标注在新图层中，再将新图层与商业地图融合形成适用于电商物流的高精度地图；数据处理中心与基准站接收机通过通信网络相连通，基准站网、数据处理中心、用户之间的有机的联系到一体；所述通信网络包括但不限于光纤网络、移动无线网络、网络广播、VPN网络的其中一种，反应时间迅速，可靠稳定。
用户利用手持设备通过基准站接收机接收卫星定位信号，并进行简单数据处理后与CORS***的数据处理中心进行数据交换，最终获得高精度的差分改正信息，实现实时的高精度的定位服务。
本实施例的具体实施原理是：快递人员走到物流收货地点后，利用手持设备拍照门址图片，并通过基准站接收器定位当前拍照位置，将门址图片、拍照定位地址等门址信息通过手持设备的通信模块上传；与此同时，在拍照门址图片上传的同时，后台每隔10秒抓取一次当前地点的经纬度数据；其后，再将上传的抓取所得的经纬度数据、快递人员拍照的门址信息和收货地址传送到数据处理中心进行匹配，完成该收货地址的一次POI地址标注确认。通过多个快递员对同一物流收货地址的多次标注定位后，多组行走标注POI对同一个物流收货地点进行反复标注确认，可大幅度提高对应门址的定位精度。再对同一个地理区域内的不同物流收货地址进行标注确认，即可逐渐建立起该地理区域的高精度的POI地址数据库；其后通过数据处理中心在新图层中标注POI定位点，最后与商业地图坐标体系融合，从而输出亚米级的高精度的地图图层，适用于电商物流的配送工作。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，包括：
步骤S1：建立局部范围的地图图层，并在地图图层中标注基准点；
步骤S2：多次重复获取同一定位点信息及物流收货地址，对其进行相互匹配完成行走标注POI的确认，并建立和更新POI数据库至后台服务器小区POI库；其中定位点信息的获取是通过按照设定的时间规律连续抓取与基准站接收机对接的手持设备所定位的当前地点的经纬度信息，并通过差分技术改正定位过程中存在的误差从而获得亚米级的定位精度；物流收货地址的获取是通过手持设备上传的门址照片及门址定位信息；其中，多次重复获取同一定位点信息及物流收货地址，对其进行相互匹配完成行走标注POI的确认为多个快递员对同一物流收货地址的多次标注定位后，多组行走标注POI对同一个物流收货地点进行反复标注确认；
步骤S3：通过将行走标注POI转换为地图位置标注POI的方式将定位点标注在地图图层中；
步骤S4：通过后台服务器的设定算法实现与商业地图坐标体系融合并输出适用于电商物流的地图图层。
2.根据权利要求1所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述基准站接收机与手持设备之间的对接是通过驱动设备实现的。
3.根据权利要求2所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述基准站接收机的位置设定为预先已知的，可获得卫星到基准站的真实几何距离。
4.根据权利要求1所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述步骤S2中抓取手持设备当前地点的经纬度信息的时间规律是每隔10S抓取一次。
5.根据权利要求4所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述步骤S2中改正误差的差分技术包括位置差分、伪距差分和相位差分。
6.根据权利要求5所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述位置差分的方法为：
(1)当基准站接收机有效观测四颗或四颗以上的卫星信号时，采用后方交会测量得到基准站的三维坐标，计算出基准站测量所得的三维坐标与基准站的真实坐标之间的误差：
Figure FDA0003224480110000021
式中：(X0，Y0，Z0)为基准站的真实三维坐标，(X*，Y*，Z*)为后方交会测量得到的基准站三维坐标，(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正数；
(2)测量手持设备的天线相位中心坐标，同时接收到的基准站的坐标改正数，校正手持设备对同一卫星的距离测量值，从而完成对所测坐标的改正；
Figure FDA0003224480110000022
式中：(XU *，YU *，ZU *)为手持设备所测坐标，(XU，YU，ZU)为改正后的坐标；则手持设备的瞬时坐标为：
Figure FDA0003224480110000031
式中：t0为改正值产生的瞬时时间。
7.根据权利要求5所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述伪距差分的方法为：
(1)根据基准站观测的伪距ρi和星历文件，计算每颗被观测卫星的地心坐标(Xi，Yi，Zi)，根据基准站的已知坐标(Xb，Yb，Zb)计算其到每颗卫星某时刻的实际距离Ri；
Figure FDA0003224480110000032
式中：i表示第i颗卫星；
(2)则伪距改正数为Δρi＝Ri-ρi，伪距改正数变化率为
Figure FDA0003224480110000033
则手持设备测得的伪距ρi经由基准站发送的伪距改正数、伪距改正数变化率改正后的伪距为：
Figure FDA0003224480110000034
手持设备只要观测到四颗或四颗以上卫星，经过伪距差分改正，便可通过公式(6)得到精确坐标；
Figure FDA0003224480110000035
式中：dτ为钟差，C为光速。
8.根据权利要求5所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法，其特征在于，所述相位差分的方法为：
(1)载波相位差分在基准站观测的第i颗卫星得到伪距
Figure FDA0003224480110000036
为：
Figure FDA0003224480110000041
式中：
Figure FDA0003224480110000042
为基准站到第i颗卫星的实际距离；dτb为基准站钟差；
Figure FDA0003224480110000043
为第i颗卫星的钟差；
Figure FDA0003224480110000044
为电离层影响；
Figure FDA0003224480110000045
为电离层延迟影响；
Figure FDA0003224480110000046
为对流层延迟影响；dMb为基准站多路径效应影响；vb为基准站接收机噪声；
则伪距改正数
Figure FDA00032244801100000414
为
Figure FDA0003224480110000047
在手持设备观测得到的第i颗卫星的伪距
Figure FDA0003224480110000048
为：
Figure FDA0003224480110000049
(2)使用
Figure FDA00032244801100000410
对手持设备所测得的伪距进行改正，则
Figure FDA00032244801100000411
当手持设备在距离基准站一定距离范围内时：
Figure FDA00032244801100000412
则：
Figure FDA00032244801100000413
式中：Δdρ＝C(dτu-dτb)+(dMu-dMb)+(vu-vb)，其中包括了同一观测历元的各项残差；当手持设备和基准站接收机同时观测相同的四颗或四颗以上卫星，便可建立方程，求出手持设备的精确坐标(Xu,Yu,Zu)和Δdρ。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的基于CORS技术的高精度电商物流地图定位方法的定位***，其特征在于，包括：
手持设备，至少具有摄像功能、定位功能和通信功能的移动终端；手持设备负责接收卫星定位信号并向基准站上传物流收货地址的门址信息，实现手持设备与基准站之间的信号连接；
基准站接收机，基准站接收机负责接收由若干个按一定分布密度建立连续运行的基准站的卫星定位信号；基准站接收机通过驱动设备与手持设备信号相连通，基准站接收机与驱动设备通过蓝牙协议实现信号连通，驱动设备通过HTTP协议与手持设备实现信号连通，实现手持设备、基准站与数据处理中心之间的信号连接；
数据处理中心，负责对上传的观测数据进行处理，对定位点进行标注确认，再将POI数据库的定位点标注在新图层中，再将新图层与商业地图融合形成适用于电商物流的高精度地图；数据处理中心与基准站接收机通过通信网络相连通，所述通信网络包括光纤网络、移动无线网络、网络广播、VPN网络的其中一种。
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