一种移动终端惯性导航定位修正方法及其装置

摘要

本发明公开了一种移动终端惯性导航定位修正方法及其装置，该方法包括步骤：如果能够获取第一定位方式的实时定位数据，则计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；如果不能获取第一定位方式的实时定位数据，则计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从差分修正数据序列中得到持续时间对应于ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果。本发明可以解决惯性导航的定位结果误差随时间累积的问题。

权利要求

1.一种移动终端惯性导航定位修正方法，其特征在于，包括步骤：如果能够获取第一定位方式的实时定位数据，则计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

如果不能获取第一定位方式的实时定位数据，则计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果；以及其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

2.根据权利要求1所述的定位修正方法，其特征在于，所述″计算包括多个数据项的差分修正数据序列″的步骤之后还包括以下步骤：移动终端将所述差分修正数据序列以无线方式上传到服务器；

所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列；

所述″根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果″的步骤之前还包括以下步骤：移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列；

所述″从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项″的步骤还包括以下子步骤：移动终端从所述服务器获取所述最优的差分修正数据序列；

移动终端从所述最优的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项。

3.根据权利要求2所述的定位修正方法，其特征在于，″所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列″的步骤之前还包括以下步骤：移动终端将惯性导航传感器的型号上传到服务器；

″所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列″的步骤包括以下子步骤：所述服务器根据移动终端的惯性导航传感器的型号对移动终端上传的差分修正数据序列进行分类；

对不同类别的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列；

所述″移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列″的步骤还包括以下子步骤：根据移动终端的惯性导航传感器的型号，移动终端从所述服务器获得相同型号的惯性导航传感器所对应类别的最优的差分修正数据序列。

4.根据权利要求3所述的定位修正方法，其特征在于，所述惯性导航传感器包括加速度传感器和陀螺仪。

5.根据权利要求2所述的定位修正方法，其特征在于，所述″服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列″的步骤之前还包括以下步骤：移动终端将该移动终端的型号上传到服务器；

所述″服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列″的步骤包括以下子步骤：所述服务器根据移动终端的型号对移动终端上传的差分修正数据序列进行分类；

对不同类别的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列；

所述″移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列″的步骤还包括以下子步骤：根据移动终端的型号，移动终端从所述服务器获得相同型号的移动终端所对应类别的最优的差分修正数据序列。

6.根据权利要求1所述的定位修正方法，其特征在于，所述差分修正数据是对惯性导航传感器的参数的差分修正；

所述″根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果″的步骤包括以下子步骤：根据所述差分修正数据对移动终端的惯性导航传感器的参数进行修改；

根据修改后的惯性导航传感器的参数计算当前惯性导航的定位结果。

7.根据权利要求1所述的定位修正方法，其特征在于，所述″根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果″的步骤中，使用卡尔曼滤波对当前惯性导航的定位结果进行修正。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的定位修正方法，其特征在于，所述第一定位方式为差分GPS定位。

9.一种移动终端惯性导航定位修正装置，其特征在于，包括：第一定位数据获取模块，用于通过第一定位方式来获取移动终端的实时定位数据；

第二定位数据获取模块，用于通过所述移动终端的惯性导航来获取的定位数据；

差分修正数据获取模块，用于在能够获取第一定位方式的实时定位数据时计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

修正模块，用于在不能获取第一定位方式的实时定位数据时，计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从所述差分修正数据获取模块输出的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果；其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

10.根据权利要求9所述的定位修正装置，其特征在于，所述第一定位方式为差分GPS定位。

说明书

一种移动终端惯性导航定位修正方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及通讯及定位领域，特别涉及一种移动终端惯性导航定位修正技术。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展，人们对动态载体运动目标的定位精度要求越来越高，依靠单一传感器已不能满足需求。

[0003] 1)卫星导航具有较高的精度和较低成本，但是在信号遮挡时候就会信号中断。

[0004] 2)抗干扰能力比较弱。

[0005] 3)数据输出频率低。

[0006] 惯性导航具有全天候，完全自主，不收外界干扰的有点。但是有个致命缺点：误差随时间累积，不适合长时间需要惯导的场景。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种移动终端惯性导航定位修正方法及其装置，以解决在无卫星导航情况下，惯性导航的误差随时间累积的问题。

[0008] 本发明第一方面提供了一种移动终端惯性导航定位修正方法，包括步骤：

[0009] 如果能够获取第一定位方式的实时定位数据，则计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

[0010] 如果不能获取第一定位方式的实时定位数据，则计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果；以及

[0011] 其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

[0012] 本发明第二方面提供了一种移动终端惯性导航定位修正装置，包括：

[0013] 第一定位数据获取模块，用于通过第一定位方式来获取移动终端的实时定位数据；

[0014] 第二定位数据获取模块，用于通过所述移动终端的惯性导航来获取的定位数据；

[0015] 差分修正数据获取模块，用于在能够获取第一定位方式的实时定位数据时计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

[0016] 修正模块，用于在不能获取第一定位方式的实时定位数据时，计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从所述差分修正数据获取模块输出的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果；其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

[0017] 本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

[0018] 当移动终端不能获得高精度定位数据时，从差分修正数据序列得到当前惯性导航持续时间所对应的差分修正数据，可以修正当前惯性导航的定位结果；

[0019] 本发明是按惯性导航持续时间对惯性导航和高精度定位的定位结果的差异进行学习得到差分修正数据序列，也是按惯性导航持续时间对惯性导航的定位结果进行修正，所以能够有效地消除惯性导航随时间累积的误差，大大提高了惯性导航的定位精度。

[0020] 进一步地，服务器通过对移动终端上传的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列，通过最优的差分修正数据序列中的差分修正数据来修正当前惯性导航的定位结果，结果更为精准。

[0021] 进一步地，对惯性导航传感器型号属于不同类别的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得惯性导航传感器型号属于同类别的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0022] 进一步地，对不同型号的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得同类别的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0023] 进一步地，对平均加速度属于不同区间的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得平均加速度属于相同区间的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0024] 进一步地，所述第一定位方式采用差分GPS定位，结果相对误差小。

[0025] 进一步地，使用卡尔曼滤波对当前惯性导航的定位结果进行修正，使得修正的结果更为接近精确的结果。

[0026] 应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

[0027] 图1是本发明第一实施方式中的定位修正方法的流程图；

[0028] 图2是本发明第二实施方式中的定位修正方法的流程图；

[0029] 图3是本发明第三实施方式中的定位修正方法的流程图；

[0030] 图4是本发明第四实施方式中的定位修正方法的流程图；

[0031] 图5是本发明第七实施方式中的定位修正装置的结构示意图。

具体实施方式

[0032] 在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

[0033] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

[0034] 下面说明本发明的实施方式中的部分发明点：

[0035] 移动终端能够获得高精度定位数据(如差分GPS定位数据)时，不断地根据实时的高精度定位数据与当前惯性导航定位结果的差异计算差分修正数据，得到随惯性导航持续时间变化的差分修正数据序列；当移动终端不能获得高精度定位数据时，从差分修正数据序列得到当前惯性导航持续时间所对应的差分修正数据，以修正当前惯性导航的定位结果。因为是按惯性导航持续时间对惯性导航和高精度定位的定位结果的差异进行学习得到差分修正数据序列，也是按惯性导航持续时间对惯性导航的定位结果进行修正，所以能够有效地消除惯性导航随时间累积的误差，大大提高了惯性导航的定位精度。

[0036] 本发明第一实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法，图1是该定位修正方法的流程图。

[0037] 如图所示，一种移动终端惯性导航定位修正方法，包括步骤：

[0038] 判断能否获取第一定位方式的实时定位数据100，如果能够获取第一定位方式的实时定位数据，则计算包括多个数据项的差分修正数据序列110，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

[0039] 如果不能获取第一定位方式的实时定位数据，则计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT120，从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项130，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果140。

[0040] 其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

[0041] 本实施方式中，当移动终端不能获得高精度定位数据时，从差分修正数据序列得到当前惯性导航持续时间所对应的差分修正数据，可以修正当前惯性导航的定位结果；

[0042] 本发明是按惯性导航持续时间对惯性导航和高精度定位的定位结果的差异进行学习得到差分修正数据序列，也是按惯性导航持续时间对惯性导航的定位结果进行修正，所以能够有效地消除惯性导航随时间累积的误差，大大提高了惯性导航的定位精度。

[0043] 本发明第二实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法，图2是该定位修正方法的流程图。

[0044] 如图所示，本实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：

[0045] 服务器通过对移动终端上传的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列，通过最优的差分修正数据序列中的差分修正数据来修正当前惯性导航的定位结果，结果更为精准。

[0046] 具体地说：

[0047] 所述“计算包括多个数据项的差分修正数据序列”的步骤110之后还包括以下步骤：

[0048] 移动终端将所述差分修正数据序列以无线方式上传到服务器111；

[0049] 所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列114。

[0050] 所述“根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果”的步骤140之前还包括以下步骤：

[0051] 移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列131。

[0052] 所述“从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项”的步骤130还包括以下子步骤：

[0053] 移动终端从所述服务器获取所述最优的差分修正数据序列131；

[0054] 移动终端从所述最优的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项132。

[0055] 本实施方式中，所述差分修正数据是对惯性导航传感器的参数的差分修正。

[0056] 所述“根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果”的步骤140包括以下子步骤：

[0057] 根据所述差分修正数据对移动终端的惯性导航传感器的参数进行修改141；

[0058] 根据修改后的惯性导航传感器计算当前惯性导航的定位结果142。

[0059] 本发明第三实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法，图3是该定位修正方法的流程图。

[0060] 如图所示，本实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：

[0061] 对惯性导航传感器型号属于不同类别的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得惯性导航传感器型号属于同类别的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0062] 具体地说：

[0063] “所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列”的步骤114之前还包括以下步骤：

[0064] 移动终端将惯性导航传感器的型号上传到服务器112。

[0065] “所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列”的步骤114包括以下子步骤：

[0066] 所述服务器根据移动终端的惯性导航传感器的型号对移动终端上传的差分修正数据序列进行分类1141；

[0067] 对不同类别的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列1142。

[0068] 所述“移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列”的步骤131还包括以下子步骤：

[0069] 根据移动终端的惯性导航传感器的型号，移动终端从所述服务器获得相同型号的惯性导航传感器所对应类别的最优的差分修正数据序列1311。

[0070] 本发明第四实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法，图4是该定位修正方法的流程图。

[0071] 如图所示，本实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：

[0072] 对不同型号的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得同类别的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0073] 具体地说：

[0074] 所述“服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列”的步骤114之前还包括以下步骤：

[0075] 移动终端将该移动终端的型号上传到服务器113。

[0076] 所述“服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列”的步骤114包括以下子步骤：

[0077] 所述服务器根据移动终端的型号对移动终端上传的差分修正数据序列进行分类1143；

[0078] 对不同类别的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列1144。

[0079] 所述“移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列”的步骤131还包括以下子步骤：

[0080] 根据移动终端的型号，移动终端从所述服务器获得相同型号的移动终端所对应类别的最优的差分修正数据序列1312。

[0081] 本发明第五实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法。

[0082] 本实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：

[0083] 对平均加速度属于不同区间的移动终端的差分修正数据序列分别计算最优的差分修正数据序列，利用最优的差分修正数据序列中的差分修正数据对惯性导航的定位结果进行修正，使得平均加速度属于相同区间的移动终端的惯性导航的结果更为精准。

[0084] 具体地说：

[0085] 所述“计算包括多个数据项的差分修正数据序列”的步骤包括以下子步骤：

[0086] 通过第一定位方式计算在惯性导航持续时间内的第一平均加速度，通过惯性导航计算在惯性导航持续时间内的第二平均加速度；

[0087] 根据第一平均加速度和第二平均加速度计算得到差分修正数据。

[0088] 所述“计算包括多个数据项的差分修正数据序列”的步骤之后还包括以下步骤：

[0089] 移动终端将所述差分修正数据序列以无线方式上传到服务器；

[0090] 所述服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列。

[0091] 所述“服务器根据从多个移动终端得到的差分修正数据序列计算最优的差分修正数据序列”的步骤包括以下子步骤：

[0092] 设定若干个连续的加速度区域；

[0093] 根据加速度区域，对同一个惯性导航持续时间对应的差分修正数据进行归类；

[0094] 对不同的加速度区域分别计算最优的差分修正数据序列。

[0095] 所述“根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果”的步骤之前还包括以下步骤：

[0096] 移动终端从所述服务器获得所述最优的差分修正数据序列。

[0097] 所述“从所述差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项”的步骤还包括以下子步骤：

[0098] 从所述服务器获取所述最优的差分修正数据序列，从所述最优的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项。

[0099] 本发明第六实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正方法。

[0100] 本实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：

[0101] 所述第一定位方式采用差分GPS定位，结果相对误差小；使用卡尔曼滤波对当前惯性导航的定位结果进行修正，使得修正的结果更为接近精确的结果。

[0102] 具体地说：

[0103] 所述惯性导航传感器包括加速度传感器和陀螺仪。

[0104] 所述“根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果”的步骤中，使用卡尔曼滤波对当前惯性导航的定位结果进行修正。

[0105] 所述第一定位方式为差分GPS定位。

[0106] 移动终端将多组同一时刻的惯性导航定位结果和差分GPS的实时定位数据上传到网络侧的服务器，由服务器计算包括多个数据项的差分修正数据序列。

[0107] 本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

[0108] 本发明第七实施方式涉及一种移动终端惯性导航定位修正装置。图5是该定位修正装置的结构示意图。

[0109] 如图所示，一种移动终端惯性导航定位修正装置，包括：

[0110] 第一定位数据获取模块200，用于通过第一定位方式来获取移动终端的实时定位数据；

[0111] 第二定位数据获取模块300，用于通过所述移动终端的惯性导航来获取的定位数据；

[0112] 差分修正数据获取模块400，用于在能够获取第一定位方式的实时定位数据时计算包括多个数据项的差分修正数据序列，其中，每一个数据项包括从惯性导航起始时间起算的惯性导航持续时间和该持续时间对应的差分修正数据，该差分修正数据根据同一时刻的惯性导航定位结果和第一定位方式的实时定位数据计算得到；

[0113] 修正模块500，用于在不能获取第一定位方式的实时定位数据时，计算当前时刻与本次惯性导航的起始时刻的差值ΔT，从所述差分修正数据获取模块400输出的差分修正数据序列中得到所述持续时间对应于所述ΔT的数据项，根据该数据项中的差分修正数据修正当前惯性导航的定位结果；其中所述第一定位方式的定位精度高于所述惯性导航的定位精度。

[0114] 本实施方式中，所述第一定位方式为差分GPS定位，所述修正模块500使用卡尔曼滤波对通过惯性导航定位的结果进行修正。

[0115] 需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

[0116] 需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0117] 虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。