CN114460612A - 空地协同遮蔽区界址点定位方法 - Google Patents

空地协同遮蔽区界址点定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了空地协同遮蔽区界址点定位方法；本发明的有益效果是：本发明通过设置无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，采用无人机和地面机器人空地协同实现界址点快速定位信息采集与处理，解决了现有GNSS测量作业时常使用的测量型接收机内部的各部件采用平铺的方式排列，我国传统的权籍测量中，电子界址点测量依赖于GNSS或全站仪测量，但是仅用于存储信息，无定位、通信等功能的问题，该空地协同遮蔽区界址点定位方法，具备基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，采用无人机和地面机器人空地协同实现界址点快速定位信息采集与处理，并实时更新至平台的优点。

Description

空地协同遮蔽区界址点定位方法
技术领域
本发明涉及空地协同卫星定位技术领域，具体为空地协同遮蔽区界址点定位方法。
背景技术
GNSS是泛指所有的卫星导航***，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航***，以及相关的增强***，如美国的WAAS(广域增强***)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠***)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强***)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航***。随着卫星导航技术的不断发展，卫星导航定位技术已越来越多地进入我们的生活工作中，为了尽可能提高卫星定位的精度，目前已发展出了多种卫星定位增强技术，例如，局域差分GPS，广域差分GPS，网络RTK等，可大幅度卫星定位的精度。然而，具备卫星定位增强功能的GNSS接收机普遍存在结构复杂、价格高昂的问题，对于需要较多GNSS接收机同时工作的应用场合，例如国土资源部门地籍调查工作的数据采集，其高昂的应用成本会为用户带来极大的困扰。以地基增强***为例，其是近年来在常规RTK、Internet、无线通讯、计算机网络管理等技术基础上发展起来的新一代实时动态定位新技术。目前GPS/GLONASS***的地基增强***网络建设已经较为普及，兼容BDS***的地基增强***也在快速发展。地基增强***通过地面GNSS基准站向用户播发的对流层延迟、电离层延迟、轨道误差等***误差改正项，用户接收机利用无线传输等技术获取增强信号后，可以实现在网内平面2-3cm，高程5cm的高精度定位。
市场上很多GNSS定位设备大都采用载波相位差分技术进行定位，先检测卫星信号，然后利用载波相位差分技术对卫星信号进行解算，获得定位数据。但是GNSS定位过程中，卫星信号在遇到建筑物或者丛林遮挡等环境因素干扰时会容易失锁，卫星信号失锁通常会影响到定位数据的精度，而目前的GNSS定位方法通常不能在卫星信号环境较差的情况下连续得到高精度的定位坐标，现有GNSS测量作业时常使用的测量型接收机内部的各部件采用平铺的方式排列，大多面向单一的精密定位测量任务，不能实时输出位置信息或者输出成果形式及输出手段的可定制性较差，我国传统的权籍测量中，电子界址点测量依赖于GNSS或全站仪测量，费时费力，且测量成果容易受认为因素干扰。已有带RFID的界址点的研究，但是仅用于存储信息，无定位、通信等功能。
发明内容
本发明的目的在于提供空地协同遮蔽区界址点定位方法，具备基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，采用无人机和地面机器人空地协同实现界址点快速定位信息采集与处理，并实时更新至平台的优点，解决了现有GNSS测量作业时常使用的测量型接收机内部的各部件采用平铺的方式排列，大多面向单一的精密定位测量任务，不能实时输出位置信息或者输出成果形式及输出手段的可定制性较差，我国传统的权籍测量中，电子界址点测量依赖于GNSS或全站仪测量，费时费力，且测量成果容易受认为因素干扰。已有带RFID的界址点的研究，但是仅用于存储信息，无定位、通信等功能的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：空地协同遮蔽区界址点定位方法，包括以下步骤：
步骤1：通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；
步骤2：利用空地机器人协同控制与感知定位机理；
步骤3：通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；
步骤4：GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；
步骤5：将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；
步骤6：利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；
步骤7：连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；
步骤8：构建界址点精确定位与信息的关联；
步骤9：基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
优选的，所述在步骤1中，移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息。
优选的，所述在步骤2中，基于无人机快速获取村庄的正射影像和三维模型，集成到村镇权籍调查在线服务平台，通过平台利用人工判读与计算机视觉结合方式，获取遮蔽区界址点的概略位置，以及基于界址点遮蔽覆盖情况，制定无人机、机器狗与界址点潜在的视距发现位置，输出空地机器人预期到达概略位置。
优选的，所述在步骤3中，确定差分定位结果的精确度是否满足阈值，通过分析第一定位模块接收到的卫星信号获得精度因子，以及当判断出获得的精度因子小于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度满足阈值；反之，当判断出获得的精度因子大于或等于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度不满足阈值；精度因子为几何精度因子，由三维位置精度因子和钟差几何精度因子计算得到，几何精度因子的数值越大，定位精度越差，数值越小，定位精度越好。
优选的，所述在步骤4中，研究GNSS/INS组合导航定位技术，构建惯导融合GNSS高精度低动态自适应紧融合模型，突破INS辅助整周模糊度解算和周跳探测与修复难题，集成到无人机平台，实现厘米级的无人机高精度定位信息采集。
优选的，所述在步骤5中，连续运行参考站***的服务器在得到GNSS定位设备的地址信息之后，根据该GNSS定位设备的地址信息的指示，将得到的差分修正数据打包发送给该GNSS定位设备，观测数据发送给连续运行参考站***的服务器。
优选的，所述在步骤6中，利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，集成到空地协同机器人平台和界址点上，处于空地协同定位网络的机器人测量与遮蔽区界址点之间的距离信息，并通过5G等通讯手段传输至服务平台。
优选的，所述在步骤7中，差分定位状态有效且所述差分定位结果的精确度满足所述阈值时，确定为所述差分定位结果指示出满足所述预设条件，差分精确定位结果和所述卫星观测参考数据获得所述多路径误差修正模型。
优选的，所述在步骤8中，构建空地机器人协同定位几何结构分析模型动态库，伪卫星测距精度补偿动态库、以及基于测距信息的界址点定位动态库，并集成到服务平台，利用平台实现测距精度补偿，遮蔽区界址点精确定位，以及ID和影像信息关联等。
优选的，所述在步骤9中，基于空地机器人与遮蔽区界址点RFID信号，完成目标ID提取，基于5G等通讯技术传输至后端平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，采用无人机和地面机器人空地协同实现界址点快速定位信息采集与处理，解决了现有GNSS测量作业时常使用的测量型接收机内部的各部件采用平铺的方式排列，大多面向单一的精密定位测量任务，不能实时输出位置信息或者输出成果形式及输出手段的可定制性较差，我国传统的权籍测量中，电子界址点测量依赖于GNSS或全站仪测量，费时费力，且测量成果容易受认为因素干扰。已有带RFID的界址点的研究，但是仅用于存储信息，无定位、通信等功能的问题，该空地协同遮蔽区界址点定位方法，具备基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，采用无人机和地面机器人空地协同实现界址点快速定位信息采集与处理，并实时更新至平台的优点。
具体实施方式
下面将通过实施例的方式对本发明作更详细的描述，这些实施例仅是举例说明性的而没有任何对本发明范围的限制。
本发明提供一种技术方案：空地协同遮蔽区界址点定位方法，包括以下步骤：
步骤1：通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；
步骤2：利用空地机器人协同控制与感知定位机理；
步骤3：通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；
步骤4：GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；
步骤5：将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；
步骤6：利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；
步骤7：连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；
步骤8：构建界址点精确定位与信息的关联；
步骤9：基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
实施例一：
通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；利用空地机器人协同控制与感知定位机理；通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；构建界址点精确定位与信息的关联；基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
实施例二：
通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息，利用空地机器人协同控制与感知定位机理；基于无人机快速获取村庄的正射影像和三维模型，集成到村镇权籍调查在线服务平台，通过平台利用人工判读与计算机视觉结合方式，获取遮蔽区界址点的概略位置，以及基于界址点遮蔽覆盖情况，制定无人机、机器狗与界址点潜在的视距发现位置，输出空地机器人预期到达概略位置，通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；确定差分定位结果的精确度是否满足阈值，通过分析第一定位模块接收到的卫星信号获得精度因子，以及当判断出获得的精度因子小于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度满足阈值；反之，当判断出获得的精度因子大于或等于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度不满足阈值；精度因子为几何精度因子，由三维位置精度因子和钟差几何精度因子计算得到，几何精度因子的数值越大，定位精度越差，数值越小，定位精度越好，GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；构建界址点精确定位与信息的关联；基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
实施例三：
通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息，利用空地机器人协同控制与感知定位机理；基于无人机快速获取村庄的正射影像和三维模型，集成到村镇权籍调查在线服务平台，通过平台利用人工判读与计算机视觉结合方式，获取遮蔽区界址点的概略位置，以及基于界址点遮蔽覆盖情况，制定无人机、机器狗与界址点潜在的视距发现位置，输出空地机器人预期到达概略位置，通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；确定差分定位结果的精确度是否满足阈值，通过分析第一定位模块接收到的卫星信号获得精度因子，以及当判断出获得的精度因子小于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度满足阈值；反之，当判断出获得的精度因子大于或等于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度不满足阈值；精度因子为几何精度因子，由三维位置精度因子和钟差几何精度因子计算得到，几何精度因子的数值越大，定位精度越差，数值越小，定位精度越好，GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；研究GNSS/INS组合导航定位技术，构建惯导融合GNSS高精度低动态自适应紧融合模型，突破INS辅助整周模糊度解算和周跳探测与修复难题，集成到无人机平台，实现厘米级的无人机高精度定位信息采集，将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；连续运行参考站***的服务器在得到GNSS定位设备的地址信息之后，根据该GNSS定位设备的地址信息的指示，将得到的差分修正数据打包发送给该GNSS定位设备，观测数据发送给连续运行参考站***的服务器，利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，集成到空地协同机器人平台和界址点上，处于空地协同定位网络的机器人测量与遮蔽区界址点之间的距离信息，并通过5G等通讯手段传输至服务平台，连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；构建界址点精确定位与信息的关联；基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
实施例四：
通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息，利用空地机器人协同控制与感知定位机理；基于无人机快速获取村庄的正射影像和三维模型，集成到村镇权籍调查在线服务平台，通过平台利用人工判读与计算机视觉结合方式，获取遮蔽区界址点的概略位置，以及基于界址点遮蔽覆盖情况，制定无人机、机器狗与界址点潜在的视距发现位置，输出空地机器人预期到达概略位置，通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；确定差分定位结果的精确度是否满足阈值，通过分析第一定位模块接收到的卫星信号获得精度因子，以及当判断出获得的精度因子小于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度满足阈值；反之，当判断出获得的精度因子大于或等于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度不满足阈值；精度因子为几何精度因子，由三维位置精度因子和钟差几何精度因子计算得到，几何精度因子的数值越大，定位精度越差，数值越小，定位精度越好，GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；研究GNSS/INS组合导航定位技术，构建惯导融合GNSS高精度低动态自适应紧融合模型，突破INS辅助整周模糊度解算和周跳探测与修复难题，集成到无人机平台，实现厘米级的无人机高精度定位信息采集，将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；连续运行参考站***的服务器在得到GNSS定位设备的地址信息之后，根据该GNSS定位设备的地址信息的指示，将得到的差分修正数据打包发送给该GNSS定位设备，观测数据发送给连续运行参考站***的服务器，利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，集成到空地协同机器人平台和界址点上，处于空地协同定位网络的机器人测量与遮蔽区界址点之间的距离信息，并通过5G等通讯手段传输至服务平台，连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；差分定位状态有效且所述差分定位结果的精确度满足所述阈值时，确定为所述差分定位结果指示出满足所述预设条件，差分精确定位结果和所述卫星观测参考数据获得所述多路径误差修正模型，构建界址点精确定位与信息的关联；构建空地机器人协同定位几何结构分析模型动态库，伪卫星测距精度补偿动态库、以及基于测距信息的界址点定位动态库，并集成到服务平台，利用平台实现测距精度补偿，遮蔽区界址点精确定位，以及ID和影像信息关联等，基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理，基于空地机器人与遮蔽区界址点RFID信号，完成目标ID提取，基于5G等通讯技术传输至后端平台。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站；
步骤2：利用空地机器人协同控制与感知定位机理；
步骤3：通过GNSS定位设备的模块进行差分定位，并根据预先接收到的差分修正数据对观测数据进行修正获得所述差分定位结果；
步骤4：GNSS遮挡区域电子界址点机器人利用空中自主导航，完成高精度定位信息采集；
步骤5：将差分修正数据打包发送给连续运行参考站***的服务器进行存储，根据GNSS定位设备的地址信息的指示，将差分修正数据发送给GNSS定位设备；
步骤6：利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，电子界址点空地机器人协同定位；
步骤7：连续运行参考站***的服务器获取到GNSS定位设备的地址信息；
步骤8：构建界址点精确定位与信息的关联；
步骤9：基于带无线通信、GNSS定位、RFID测距、存储等功能的电子界址点设备，快速定位信息采集与处理。
2.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤1中，移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息。
3.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤2中，基于无人机快速获取村庄的正射影像和三维模型，集成到村镇权籍调查在线服务平台，通过平台利用人工判读与计算机视觉结合方式，获取遮蔽区界址点的概略位置，以及基于界址点遮蔽覆盖情况，制定无人机、机器狗与界址点潜在的视距发现位置，输出空地机器人预期到达概略位置。
4.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤3中，确定差分定位结果的精确度是否满足阈值，通过分析第一定位模块接收到的卫星信号获得精度因子，以及当判断出获得的精度因子小于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度满足阈值；反之，当判断出获得的精度因子大于或等于预设值时，则确定得到的差分定位结果精确度不满足阈值；精度因子为几何精度因子，由三维位置精度因子和钟差几何精度因子计算得到，几何精度因子的数值越大，定位精度越差，数值越小，定位精度越好。
5.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤4中，研究GNSS/INS组合导航定位技术，构建惯导融合GNSS高精度低动态自适应紧融合模型，突破INS辅助整周模糊度解算和周跳探测与修复难题，集成到无人机平台，实现厘米级的无人机高精度定位信息采集。
6.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤5中，连续运行参考站***的服务器在得到GNSS定位设备的地址信息之后，根据该GNSS定位设备的地址信息的指示，将得到的差分修正数据打包发送给该GNSS定位设备，观测数据发送给连续运行参考站***的服务器。
7.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤6中，利用土地权籍技术提供的伪卫星设备，集成到空地协同机器人平台和界址点上，处于空地协同定位网络的机器人测量与遮蔽区界址点之间的距离信息，并通过5G等通讯手段传输至服务平台。
8.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤7中，差分定位状态有效且所述差分定位结果的精确度满足所述阈值时，确定为所述差分定位结果指示出满足所述预设条件，差分精确定位结果和所述卫星观测参考数据获得所述多路径误差修正模型。
9.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤8中，构建空地机器人协同定位几何结构分析模型动态库，伪卫星测距精度补偿动态库、以及基于测距信息的界址点定位动态库，并集成到服务平台，利用平台实现测距精度补偿，遮蔽区界址点精确定位，以及ID和影像信息关联等。
10.根据权利要求1所述的空地协同遮蔽区界址点定位方法，其特征在于：所述在步骤9中，基于空地机器人与遮蔽区界址点RFID信号，完成目标ID提取，基于5G等通讯技术传输至后端平台。
CN202111606601.3A 2021-12-26 2021-12-26 空地协同遮蔽区界址点定位方法 Pending CN114460612A (zh)

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