阅读说明：本技术 计算定位误差的方法和高精度定位方法 (Method for calculating positioning error and high-precision positioning method ) 是由 吴冲 汤雷 杨广龙 刘阁旭 于 2019-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种计算定位误差的方法和高精度定位方法,计算定位误差的方法包括以下步骤,1)将至少两个定位设备固定并获取其定位信息；2)设定所述的定位设备空间位置中间的一参考基准点并获得该参考基准点的准确位置信息,3)定位设备实时获取新的定位信息并由此计算出参考基准点的实时位置信息；4)由实时位置信息和准确位置信息计算得空间向量偏移,该空间向量偏移即为定位误差。本发明通过多个定位设备替代千寻位置服务代替统计工作,重新确定位置,并根据参考基准点(初始位置)计算出两个参考基准点的空间偏移。(The invention discloses a method for calculating positioning errors and a high-precision positioning method, wherein the method for calculating the positioning errors comprises the following steps of 1) fixing at least two positioning devices and acquiring positioning information of the positioning devices; 2) setting a reference datum point in the middle of the space position of the positioning equipment and obtaining accurate position information of the reference datum point, and 3) acquiring new positioning information by the positioning equipment in real time and calculating real-time position information of the reference datum point; 4) and calculating the space vector offset according to the real-time position information and the accurate position information, wherein the space vector offset is the positioning error. The invention replaces the statistical work with the multi-positioning device to replace the thousand searching position service, re-determines the position, and calculates the space offset of two reference points according to the reference points (initial positions).)

计算定位误差的方法和高精度定位方法

技术领域

本发明属于定位控制技术领域，具体涉及一种计算定位误差的方法和高精度定位方法。

背景技术

GPS系统主要由空间部分、地面控制部分、用户部分组成。卫星播放的信号包括L1、C\A码、P码、L2、P码。对于单频接收机用户，能获得的信号只有L1和C\A码。GPS定位模式主要有非差和差分模式。非差模式又分为伪距单点定位和相位精密单点定位；差分模式分为单差、双差和三差等模式。

伪距单点定位是指利用伪距码和广播星历，采用距离交会法解算接收机天线所在点的三维坐标。伪距单点定位的数据采集和数据处理简单，定位速度快，用户在任一时刻只需使用一台GPS接收机就能获得测点在WGS-84坐标系中的三维坐标。但这种单点定位的精度只能达到十米级，只能满足一些低精度导航定位领域的需求。

GPS导航定位技术通过几十年的变化发展，提出了许多获得厘米级精度的定位方法。目前广泛使用的是差分GPS定位方法，通过组成双差观测值消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差，削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响，达到提高精度的目的。差分GPS无需考虑复杂的误差模型，解算模型简单、待估参数少、定位精度高，同时利用了双差模糊度的整数特征，因而得到广泛使用。

其不足之处在于：

1)至少需要使用两台GPS接收机进行同步观测，一个参考站和一个移动站；移动站和参考站之间必须存在较强的空间关联，差分定位需要采用差分板卡，导致成本较高；

2)参考站坐标误差会直接传给移动站坐标，用户在几个精度不同的参考站间转换，定位结果就会不一致。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种计算定位误差的方法，该计算定位误差的方法实现简单，误差计算精准度高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种计算定位误差的方法，包括以下步骤，

1)将至少两个定位设备固定并获取其定位信息；

2)设定所述的定位设备空间位置中间的一参考基准点并获得该参考基准点的准确位置信息，

3)定位设备实时获取新的定位信息并由此计算出参考基准点的实时位置信息；

4)由实时位置信息和准确位置信息计算得空间向量偏移，该空间向量偏移即为定位误差。

在上述技术方案中，所述的定位设备为GPS设备，北斗设备或伽利略卫星导航定位设备。

在上述技术方案中，所述的定位设备为2-4个，所述的参考基准点为空间中心点。

在上述技术方案中，所述的参考基准点的准确位置信息由静态观测获得，所述的实时位置信息由一段时间内的定位信息统计计算得到。

一种高精度定位方法，包括以下步骤，

1)将至少两个定位设备固定并获取其定位信息；

2)获取所述的定位设备空间位置中间的一参考基准点并获得该参考基准点的准确位置信息，

3)定位设备实时获取新的定位信息并由此计算出参考基准点的实时位置信息；

4)由实时位置信息和准确位置信息计算得空间向量偏移，该空间向量偏移即为定位误差；

5)将待定位设备的直接获取的定位信息与所述的空间向量偏移相叠加作为执行定位信息。

在上述技术方案中，所述的待定位设备为无人机或船舶。

在上述技术方案中，所述的定位设备为GPS设备，北斗设备或伽利略卫星导航定位设备。

在上述技术方案中，所述的定位设备为2-4个，所述的参考基准点为空间中心点。

在上述技术方案中，所述的参考基准点的准确位置信息由静态观测获得。

本发明的优点和有益效果为：

本发明通过多个定位设备替代千寻位置服务代替统计工作，重新确定位置，并根据参考基准点(初始位置)计算出两个参考基准点的空间偏移。通过多组数据记录统计方法的空间偏移与采用千寻位置服务后计算所得的空间偏移，得出本方法与千寻位置服务所得空间偏移趋势相同，本定位精度与传统定位方式相比提升30％。

附图说明

图1是本发明计算定位误差的方法的示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明的计算定位误差的方法，包括以下步骤，

1)将至少两个定位设备固定并获取其大致空间位置的定位信息；

2)获取所述的定位设备空间位置中间的一参考基准点并获得该参考基准点的准确位置信息，

3)定位设备实时获取新的定位信息并由此计算出参考基准点的实时位置信息；

4)由实时位置信息和准确位置信息计算得空间向量偏移，该空间向量偏移即为定位误差。

其中，所述的定位设备为GPS设备，北斗设备或伽利略卫星导航定位设备。各定位设备与作为计算处理的控制后台，如计算中心等可通过无线链路、有线链路等方式将定位信息传递至控制后台，所述的定位信息为经纬度信息及高度信息。

具体地，所述的定位设备为2-4个，所述的参考基准点为空间中心点。为实现空间中心点，3个或四个定位设备易设置在同一平面，当然，若不在同一平面，无法获取空间唯一中心点，只要获取该参考基准点与各定位设备的空间关系，通过必要计算完成该参考基准点实时位置信息的计算即可。其中，所述的参考基准点的准确位置信息由静态观测获得。如由高精度设备，或者静待观测一段时间获得，如观测一天或几天等。

本发明通过多个定位设备替代千寻位置服务代替统计工作，重新确定位置，并根据参考基准点(初始位置)计算出两个参考基准点的空间偏移。通过多组数据记录统计方法的空间偏移与采用千寻位置服务后计算所得的空间偏移，得出本方法与千寻位置服务所得空间偏移趋势相同，本定位精度与传统定位方式相比提升30％。

如图所示，以平面位置为例进行简单说明

1)得出参考基准点D的位置，其代表真实绝对位置，更新周期较长，可以为1天或者1小时等，如果很精确，可以不更新。计算参考基准点和各定位设备的距离可用以下方法：实地精确测量，激光测距装置等，获得参考基准点相对于其他设备的距离，如设其中一个定位设备A较为精确的绝对位置为E_A(x0，y0)，与参考基准点的距离已知，则可计算出参考基准点坐标，若定位设备E_A(X0，Y0)的绝对位置不太精确，可通过三个设备的距离以及三个设备的测量出的绝对位置，通过统计等方法得到参考基准点较精确的绝对位置，如给出几个顶点的坐标,如(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn)。

那么参考基准点是(X_D,Y_D)(x1+x2+...+xn/n,y1+y2+...+yn/n)，(n为多边形边数)。

2)由于各定位设备测量值受其他因素如电离层，信号等影响，当前采集单次各定位设备的位置计算参考基准点的实时位置信息(x D1,yD1)，依据概率统计的方法，在多组观测数据中得出一个合理的数据。以此方法得出(x_D2,y_D2)，(x_D3,y_D3)等；

3)依照上述方法，计算出(x_D,y_D)，则向量P(X_D-x_D,Y_D-y_D)称为偏移向量。

通过千寻位置测量与上述测定，两者误差极小，可以实现其替代。

实施例二

本发明的一种高精度定位方法，包括以下步骤，

1)将至少两个定位设备固定并获取其大致空间位置的定位信息；

2)获取所述的定位设备空间位置中间的一参考基准点并获得该参考基准点的准确位置信息，

3)定位设备实时获取新的定位信息并由此计算出参考基准点的实时位置信息；

4)由实时位置信息和准确位置信息计算得空间向量偏移，该空间向量偏移即为定位误差；

5)将待定位设备的直接获取的定位信息与所述的空间向量偏移相叠加作为执行定位信息。

其中，所述的待定位设备为无人机或船舶。其工作在定位设备的有效范围内，如1-3km内，适用于对于无人机定点飞行或物流无人机，尤其适用于无人机的集群式表演等。通过融合多个位置信息，实时得出一个较准确的偏移向量作为参考，既简单可行，又提升了定位系统的精度，还解决了位置服务的高成本问题，较普通定位，能明显的提升定位精度。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。