导航定位方法、装置及系统.pdf

本发明提供了一种导航定位方法、装置及系统，该方法包括：接收导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。本发明能够实现RTK信息的实时、高精度播发，传输时延低，实用性强。

权利要求书1.  一种导航定位方法，用于车辆导航，其特征在于，包括：接收导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。2.  根据权利要求1所述的导航定位方法，其特征在于，通过该DSRC数据链路的业务信道从该基准站接收所述实时动态差分数据。3.  根据权利要求1所述的导航定位方法，其特征在于，所述实时动态差分数据由所述基准站结合所述导航定位信息以及该基准站自身的位置计算得到，并通过所述DSRC数据链路以广播的方式播发出去。4.  根据权利要求3所述的导航定位方法，其特征在于，所述基准站在通过该DSRC数据链路播发所述实时动态差分数据之前，还包括：对所述实时动态差分数据进行格式转换。5.  根据权利要求4所述的导航定位方法，其特征在于，所述实时动态差分数据被转换为RTCM电文格式。6.  一种导航定位装置，其特征在于，包括：车载接收机，用于接收所述导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；定位计算模块，用于根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。7.  根据权利要求6所述的导航定位装置，其特征在于，所述车载接收机通过该DSRC数据链路的业务信道从该基准站接收所述实时动态差分数据。8.  一种导航定位系统，其特征在于，包括：权利要求6或7所述的导航定位装置；通过DSRC数据链路与所述导航定位装置耦合的基准站，该基准站包括：基准站接收机，接收所述导航定位信息，结合该基准站自身的位置计算得到所述实时动态差分数据；基准站发射机，通过所述DSRC数据链路将所述实时动态差分数据以广播的方式播发出去。9.  根据权利要求8所述的导航定位系统，其特征在于，所述基准站还包括：格式转换模块，对所述实时动态差分数据进行格式转换并传输至所述基准站发射机进行播发。10.  根据权利要求9所述的导航定位系统，其特征在于，所述格式转换模块将所述实时动态差分数据转换为RTCM电文格式。

说明书导航定位方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及车载导航系统，尤其涉及一种导航定位方法、装置及系统。
背景技术
要得到高精度的GPS测量结果必须采用载波相位观测值，实时动态差分（RTK，Real-time Kinematic）定位技术是GPS技术的一种，它是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时通常不到一秒钟。
定位导航信号地基增强网络是一种基于RTK定位技术的增强导航信号的网络。现有的地基增强网络主要采用FM广播、GPRS/3G等方式进行定位误差信息的传输，在低速环境中进行定位导航效果很好。但是在车载环境中，由于车辆移动速度高，FM播发方法传输时延较大，多普勒频移也较大，造成定位实时度不高，导航不够精准。而GPRS播发方法是按需传输实时动态差分（RTK）信息，当用户发出请求后，基准站才发送信息，为非实时定位，无法应用到车载导航中。
通常，实时动态差分信息的传输由连续运行卫星定位服务综合系统（CORS，Continuous Operational Reference System）站观测信息传输、差分信息有线网分发和差分信息无线网络播发三部分构成。当前CORS站观测信息传输和差分信息有线网分发主要由行业专网和公共网络传输，目前还没有专门针对交通运输行业应用的传输网络。差分信息无线网络播发可以采用单向广播式和双向通信式播发，现有技术中主要采用数传电台和基于GPRS/3G等通信网络传输。
目前，可用于差分信息无线网络播发的技术方式主要有：数传电台、FM调频副载波，VHF、WIFI，2G/3G移动通信网等，这些方式各有优势和劣势。
其中，数传电台在局域差分系统中应用最为广泛。它具有使用成本低、安装维护方便、相对独立、数据延时小等优势，但覆盖范围有限，一般在几十公里以内，信道不受保护，易受干扰，而且传输时延大，不适合大规模、大范围、高实时性的交通运输行业的高精度应用服务。
基于FM调频副载波的传输系统主要有三种：日本DARC系统、美国精工HSDS系统、中国FMHDS系统。这几种方式的通信速率都在16Kbps以上，能够满足差分信息传输的需求。无上行数据传输系统具有覆盖面广，系统数据传输不受终端数量限制特点。目前国内应用FM DARC系统提供实时交通信息服务，已覆盖近30个城市，但其在高速移动环境下时延稍大。
GSM和3G移动通信网络是当前应用最为广泛的差分信息传输方式。随着移动通信网络覆盖范围的扩展、数据带宽的提高和通信费用的降低，承载差分信息传输业务和位置报告业务的能力也逐步提高。但是由于差分信息是“点对面”性质的业务，而移动通信网络技术体制是针对“点对点”业务设计的，这给在交通运输行业大范围推广以差分为主的高精度应用带来了一定的问题。首先是差分数据时延不能保证，其次是大量用户实时占据信道，影响移动通信其他业务。
由上，目前RTK信息的播发技术受限于各种无线通信链路本身的缺陷，在实际应用中还有很多不足之处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导航定位方法、装置及系统，能够实现RTK信息的实时、高精度播发，传输时延低，实用性强。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种导航定位方法，用于车辆导航，包括：
接收导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；
根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。
根据本发明的一个实施例，通过该DSRC数据链路的业务信道从该基准站接收所述实时动态差分数据。
根据本发明的一个实施例，所述实时动态差分数据由所述基准站结合所述导 航定位信息以及该基准站自身的位置计算得到，并通过所述DSRC数据链路以广播的方式播发出去。
根据本发明的一个实施例，所述基准站在通过该DSRC数据链路播发所述实时动态差分数据之前，该方法还包括：对所述实时动态差分数据进行格式转换。
根据本发明的一个实施例，所述实时动态差分数据被转换为RTCM电文格式。
本发明还提供了一种导航定位装置，包括：
车载接收机，用于接收所述导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；
定位计算模块，用于根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。
根据本发明的一个实施例，所述车载接收机通过该DSRC数据链路的业务信道从该基准站接收所述实时动态差分数据。
本发明还提供了一种导航定位系统，包括：
上述任一项所述的导航定位装置；
通过DSRC数据链路与所述导航定位装置耦合的基准站，该基准站包括：
基准站接收机，接收所述导航定位信息，结合该基准站自身的位置计算得到所述实时动态差分数据；
基准站发射机，通过所述DSRC数据链路将所述实时动态差分数据以广播的方式播发出去。
根据本发明的一个实施例，所述基准站还包括：格式转换模块，对所述实时动态差分数据进行格式转换并传输至所述基准站发射机进行播发。
根据本发明的一个实施例，所述格式转换模块将所述实时动态差分数据转换为RTCM电文格式。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的导航定位方法中，基准站通过DSRC数据链路来广播RTK数据，DSRC数据链路可以提供可靠实时的数据传输，传输时延低，而且只要车辆进入基准站的DSRC覆盖范围内就可以自动接收RTK数据以辅助增强定位，使得车辆持续接收RTK数据，保证定位的连贯性。特别在车辆密集区域，采用DSRC数据链路来广播RTK数据，与FM、3G、GPRS等方式相比具有明显优势。
附图说明
图1是本发明实施例的导航定位方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的导航定位系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
参考图1，本实施例的导航定位方法包括如下步骤：
步骤S11，接收导航定位信息，并通过DSRC数据链路从基准站接收实时动态差分数据；
步骤S12，根据该导航定位信息和实时动态差分数据结算得到该车载导航装置自身的位置。
该导航定位方法可以用于车载导航设备，例如在车辆行驶过程中对车辆进行定位以及导航。专用无线短程通信（DSRC）是交通专用短程通信技术，可以在约1500米范围内提供可靠实时的数据传输。本发明的导航定位方法中，基准站通过DSRC来广播实时动态差分（RTK）数据，只要车辆进入基准站的广播范围内，就可以接收到该RTK数据。
进一步而言，步骤S11中，接收到的导航定位信息可以是全球定位系统（GPS）发出的GPS信号或者北斗导航系统发出的BD信号。
DSRC在物理层主要基于802.11p，共分为7个信道，其中的CH178信道是控制信道，其所有有关安全的信息都是广播消息。其中CH174、CH176、CH180以及CH182信道为业务信道，业务信道可以作为其它数据链路进行数据收发。在本实施例中，可以利用DSRC的业务信道发送和接收RTK数据。
更加具体而言，基准站可以接收导航定位信息，例如GPS信号或BD信号，然后结合自身精准的位置信息计算得到RTK数据，然后将该RTK数据通过DSRC数据链路广播出去。
作为一个非限制性的例子，基准站可以先对RTK数据进行格式转换，优选为转换为国际海运事业无线电技术委员会（RTCM）电文格式，然后将RTCM电文 格式的RTK数据二次封装为802.11p数据帧后，通过DSRC数据链路的业务信道广播出去。广播播发的周期例如可以小于1秒。
车辆在接收导航定位信息时，例如接收GPS信号或BD信号，可以同时接收基准站通过DSRC数据链路发送过来的RTK数据，然后经过结算后得到车辆当前自身的准确位置，以实现精确导航。
参考图2，本实施例的导航定位系统主要包括相互耦合的基准站21和导航定位装置22。其中，基准站21可以包括基准站接收机211、格式转换模块212、基准站发射机213以及天线210。导航定位装置22主要包括天线220、车载接收机221、定位计算模块222、导航软件225。
进一步而言，基准站接收机211可以接收导航定位信息，例如可以是GPS/BD信号21，并结合基准站21自身的位置计算RTK数据，该基准站21自身的位置例如可以存储在基准站信息215中。格式转换模块212可以对RTK数据做格式转换，例如转换为RTCM电文格式，然后交由基准站发射机213广播出去。基准站发射机213可以通过DSRC数据链路将转换格式后的RTK数据广播发送出去，例如可以通过天线210发射出去，发送的信道可以是DSRC的业务信道。
导航定位装置22可以经由天线220接收RTK数据。例如，车辆进入基准站21的广播范围内时，设置在车辆上的导航定位装置22可以通过天线220接收到广播的RTK数据。车载接收机221接收导航定位信息，例如GPS/BD信号224，并利用天线220通过DSRC数据链路从基准站21接收RTK数据，接收的信道可以是DSRC的业务信道。在一个非限制性的例子中，车载接收机221可以根据预先设定的接收机参数223来工作。
定位计算模块222用于根据该导航定位信息和RTK数据结算得到该车载导航装置22自身的位置。定位计算模块222的计算方法例如可以包括：解求两点之间的实时基线；解求车辆的实时坐标；坐标转换高程拟合，以得到车辆三维坐标。
在计算确定车辆的位置之后，可以将位置坐标发送至导航软件225进行导航。
关于该导航定位系统的更多详细信息，请参见前述实施例中关于导航定位方法的相关描述，这里不再赘述。
由上，本实施例的导航定位方法及系统利用DSRC数据链路来发送和接收RTK数据，传输延时小，实用性强。而且DSRC可以使得车辆一直接收RTK数据， 保证定位连贯性，在车辆进入DSRC覆盖范围内时就自动接收RTK数据以辅助增强定位。特别是在车辆密集区域，采用DSRC广播TRK数据相比FM、3G、GPRS等方法具有明显优势。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。