具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，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，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，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

第一实施方式：

本发明的第一实施方式提供了一种高精度卫星定位方法，应用于联合接收机，所述联合接收机包括中央处理单元和多个单位卫星定位接收机；所述方法包括：单位卫星定位接收机获取卫星发射的原始信号；单位卫星接收机对原始信号进行数据解析，得到位置信息；中央处理单元根据所有单位卫星接收机传送的位置信息，结合单位卫星接收机的位置分布，进行修正和收敛，得到高精度位置信息。

联合接收机中的单位卫星定位接收机接收到卫星发射的原始信号，并进行数据解析得到位置信息，并根据所有单位卫星接收机的位置分布和所解析得到的位置信息进行修正和收敛，得到高精度位置信息。其中，单位卫星接收机的位置分布遵循预设规则，该预设规则体现了数个单位定位接收机和其上天线的布局规划。通过将数个单位定位接收机的位置分布和单位定位接收机所解析到的位置信息进行修正、收敛算法融合，能够大幅提高联合接收机的定位精度。在实施时，联合定位接收机不再依赖于与多个卫星通信连接，接收多个卫星所发送的卫星信号，而只需要多个卫星接收机即可，实施时更为简单，减少了卫星定位资源的占用，成本下降。在单位卫星定位接收机的分布遵循预设规则后，直接依据该预设规则对应的算法，联合各个环境因素的采集结果即可自动进行修正收敛，应用时不需要进行工作人员频繁调整修正收敛过程中的复杂的参数等专业操作，更容易让应用人员上手。同时，本申请的数据定位分析过程中不需要运营商进行中转，直接获取卫星信号进行多点解析，避免了运营商基站在运行出现误差对定位精度的影响，提高信息获取和运算速率。省去了基站建设的成本，节约土地和社会资源，以及用户缴纳流量使用费和高精度修正服务的费用，有利于帮助各个高精度使用场景的客户大幅度降低使用成本。

下面对本实施方式的高精度卫星定位方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须，本实施方式的具体流程如图1所示，本实施方式应用于一种高精度卫星定位装置。

步骤101，单位卫星定位接收机获取卫星发射的原始信号。

具体而言，本方法依赖于高精度卫星定位装置中的联合接收机执行，该联合接收机包括了含有多个单位卫星定位接收机和中央处理单元。每个单位卫星定位接收机直接获取卫星发射的原始信号，无需经过移动运营商的基站网络，省去了基站单独建立的成本。

其中，高精度卫星定位装置中的联合接收机，包括了多个单位卫星定位接收机，这些单位卫星接收机和中央处理单元一起构成一个内部的局域网络，该局域网络中，所有的单位卫星定位接收机均与中央处理单元连接。

进一步，单位卫星定位接收机的位置分布遵循预设规则，所述预设规则依据安装空间位置条件设置。

所述预设规则根据依据安装空间位置条件设置。也就是说，预设规则是工作人员根据联合接收机所处安装空间所对应的环境来进行设定的；在具体实施时，确定好联合接收机的位置后，直接根据安装空间位置条件确定预设规则，随后将该规则加载到联合接收机内部，直到联合接收机重新维护或者迁移。

在一些示例中，在单位卫星定位接收机根据预设规则设定完成后，所述预设规则对应的GRP算法具有多种因素的变量，预设规则对应的算法的表现可以通过以下步骤得出：

S1-1，获取联合接收机中各个单位定位接收机的位置和中央处理单元的位置。

S1-2，根据单位定位接收机的位置和中央处理单元的位置，结合附近的金属分布信息；其中，附近的金属分布信息是指联合接收机在预设范围内的金属分布信息，包括以单位定位接收机为中心的预设范围内区域中的金属分布信息，以及，以中央处理单元为中心的预设范围内区域中的金属分布信息；

例如，预设范围是指到中心10cm范围内；那么附近的金属分布信息包括了第一金属分布信息和第二金属分布信息；第一金属分布信息是指以单位定位接收机为中心的10cm范围内区域中的金属分布信息，第二金属分布信息是指以中央处理单元为中心的10cm范围内区域中的金属分布信息。

S1-3，根据附近金属分布信息，从预设的表格中查找到对应系数，并分别进行归一化，将所述系数代入到预设公式中，从而得到预设规则的表现公式。

在该实例的实施过程中，步骤S1-1中，在联合接收机中中央处理单元和多个单位定位接收机安装完成后，单位定位接收机的位置和中央处理单元的位置是已知的，在安装人员安装联合接收机后，直接可以获得已经不再变化的中央处理单元和单位卫星定位接收机的位置。

在一个示例中，步骤S1-3的实施中，预设公式是设计人员根据步骤S1-1中单位定位接收机和中央处理单元的位置来设定的。预设公式包括基础部分和延伸部分，基础部分由用户/设计人员/工作人员根据自身经验进行设定，考虑到联合接收机在安装后位置不再发生变化，则将所述基础部分设定为初始设置完成后不可更改；考虑到联合接收机在使用时附近的金属分布会出现变化，而变化的金属分布同样地也会对本次定位信息的准确性产生影响，故而，眼神部分设定了含有多个变化量的公式，其与联合接收机整体分布相对应，将变化比较大的因素设置对应系数。在联合接收机安装完成后，预设公式根据附近金属分布和地形随着时间会出现变化，以实现通过预设公式得到预设规则的展现目的。

在另一个示例中，预设公式中的基础部分，同样设置了多个变化量的公式，该变化量的系数与联合接收机中各个单位定位接收机的位置和中央处理单元的位置有关；用户将联合接收机中中央处理单元和各个单位定位接收机的位置代入到所述多个变化量的公式中，就能够得到预设公式中的基础部分。相比前述方案，更便于用户/设计人员/工作人员来进行预设公式中基础部分的设定；对于用户/设计人员/工作人员的经验依赖性减弱，便于推广和应用。

步骤102，单位卫星接收机对原始信号进行数据解析，得到位置信息。

具体而言，在步骤101完成后，每个单位卫星定位接收机均会对卫星发射的原始信号进行解析，从而实现多角度全方位的对原始信号进行解析。单位卫星接收机的MCU相互之间并联在一起，并共同连接到中央处理单元。

单位卫星定位接收机通过卫星信号强度、卫星仰角和夹角高低以及可用卫星颗数分析，使多个单位卫星定位接收机能够锁定相同的可用定位卫星。每个单位卫星定位接收机都对应一个MCU来处理接收到的数据，三个MCU生成三个接收机的ID。三个MCU相互之间是并联的，这样使三个接收机保持数据同步，在接收到的原始信号进行数据解析的同时，将每个单位卫星定位接收机的ID数据和解析得到的位置信息发送给中央处理单元。

步骤103，中央处理单元根据所有单位卫星接收机传送的位置信息，结合单位卫星接收机的位置分布，进行修正和收敛，得到高精度位置信息。

具体而言，本步骤103通过算法完成，不需要借助基站或者其他任何外部的工具，只要有卫星信号即可完成高精定位。

步骤103的具体实施，包括：步骤S3-1，根据所有单位卫星接收机传送的ID信息和位置信息，进行矢量校准，清除水平平面外其他平面的矢量偏差；S3-2，根据所有单位卫星接收机所发送的ID数据和位置信息，生成原始定位图像；根据所述原始定位图像，得到原始中心位置信息；S3-3，对原始定位图像的轮廓与预设的天线规划轮廓，进行收敛计算，得到虚拟定位图像；根据所述虚拟定位图像得到虚拟中心位置信息；S3-4，根据原始中心位置信息和虚拟中心位置信息，进行二次算法修正，得到高精度位置信息。

步骤S3-1中，考虑到单位卫星接收机不一定在同一个水平面上，故而接收到各个单位卫星接收机的ID后，便可知道对应ID的单位卫星接收机的分布(单位定位接收机自身的位置)，在知晓各个单位卫星接收机的位置(该位置包括了经纬度和高度)后，对各个单位卫星接收机所发送的解析信号进行矢量校准，从而避免因为单位卫星接收机的高度不一致使得解析信号出现较大差异性的可能性。本方案中，矢量校准的步骤是采用GPR算法来实现的。单位卫星接收机的位置分布是安装完成后直接设定的。

在一些示例中，获取各个单位卫星接收机的位置中的高度信息；根据各个高度信息计算出参考高度，参考高度与各个高度信息之间的差值和最小；将参考高度对应的平面作为参考平面，以参考平面为目标，调整所有高度信息对应单位卫星接收机所发送的解析信号的矢量偏差，使得调整后所有解析信号在水平平面处于一致，且该对应的水平平面为参考平平面。实现清楚水平平面外其他平面的矢量偏差的目的。在另一些示例中，参考平面的参考高度还可以设定为所有高度信息中的中值。

步骤S3-2中，根据所述原始定位图像，得到原始中心位置信息，包括：从所有单位卫星接收机的位置信息中筛选出，位于所述原始定位图像的轮廓的集合中心处的单位卫星接收机，进而将该单位卫星接收机所对应的位置信息作为原始中心位置信息。

步骤S3-3中，对原始定位图像的轮廓与预设的天线规划轮廓，进行收敛计算，得到虚拟定位图像，包括：对原始定位图像的轮廓与预设的天线规划轮廓，进行收敛计算，得到暂时定位图像的轮廓；计算预设的天线规划轮廓与暂时定位图像的轮廓之间的形状相似度，得到形状相似值；在形状相似值小于形状判断值时，将所述形状相似值对应的暂时定位图像作为新的虚拟定位图像。根据所述虚拟定位图像得到虚拟中心位置信息，包括：计算虚拟定位图像的几何中心，并将该几何中心的位置信息作为虚拟中心位置信息。

步骤S4-4中，所述二次算法修正采用GRP算法，所述GRP算法依据修正算法库运行，修正算法库内包括有多个函数，每个函数均是依据实验和统计的手段对于天线接收到的卫星信号的信噪比、卫星状态、接收机天线所处经纬度的特殊电离层参数和环境变量参数进行计算和验证后获得，所述卫星状态包括可视范围内的卫星的数量以及质量、信道的实际使用数量质量、定位卫星的ID、定位卫星的仰角；该修正算法库根据统计样本的数量的增加进行更新。值得一提的是，本案中的GRP算法在实施时，同样依据单位卫星定位接收机的分布和所处环境来进行选择对应的修正算法库内的函数作为修正函数，过程包括：

(1)对单位卫星定位接收机的分布和所处环境进行数值化体现，参考步骤S1-1～S1-3中预设规则的表现公式的推算过程，得到归一化后的各项因素和因素对应数值；

(2)将(1)中得到的因素和对应数值代入到修正算法库中的各个函数中，得到函数对应的修正值；

(3)筛选出长度小于联合体接收机的所有天线规划时图形半径的修正值，将筛选出的修正值对应的函数作为修正函数；

(4)当出现多个修正函数时，按照修正值与联合体接收机的所有天线规划时图形半径之间的差值，从小到大依次设置优先级，差值越小的修正函数优先级越高；将优先级最高的修正函数作为本次二次修正算法所使用的GRP算法。

以如下案例对步骤S3-2，步骤S3-3和步骤S3-4进行具体案例的解析。

示例中，联合接收机中包括有四个单位卫星定位接收机，其分布如图2所示，单位卫星接收机的排布构成一个三角形，三角形的三个端点分别是单位卫星定位接收机A、单位卫星定位接收机B和单位卫星定位接收机C，单位卫星接收机D位于三角形的中心。该联合接收机中单位卫星接收机的分布依循“单位卫星定位接收机的排布是有中心点的有规则形状”这一规则。这里ABC的位置均是规划的位置，ΔABC构成预设天线规划轮廓。

如图2所示，中央处理单元根据各个单位卫星定位接收机所传输过来的定位信息，单位定位接收机A传输出来的定位信息对应的位置为A’，单位定位接收机B传输出来的定位信息对应的位置为B’,单位定位接收机C传输出来的定位信息对应的位置为C’,单位定位接收机D传输出来的定位信息对应的位置为D’,ΔA’B’C’构成了原始定位图像的轮廓，原始中心位置D传输的原始中心位置信息为D’。

在判断出预设天线规划轮廓ΔABC与原始定位图像轮廓ΔA’B’C’之间存在很大的重合区域后，将预设天线规划轮廓ΔABC与原始定位图像轮廓ΔA’B’C’之间进行收敛计算，使得ΔA’B’C’与ΔABC形象无线逼近，收敛后得到的轮廓为虚拟定位图像，虚拟定位图像的的几何中心为D”。

其中，判断ΔA’B’C’与ΔABC形象无线逼近的过程是：对原始定位图像的轮廓ΔA’B’C’与预设的天线规划轮廓ΔABC，进行收敛计算，得到暂时定位图像的轮廓；计算预设的天线规划轮廓ΔABC与暂时定位图像的轮廓之间的形状相似度，得到形状相似值；在形状相似值小于形状判断值时，将所述形状相似值对应的暂时定位图像作为新的虚拟定位图像。其中形状判断值是设计人员自行设定的。

根据原始中心位置信息D’和虚拟中心位置D”信息，进行二次算法修正，得到高精度位置信息。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

第二实施方式：

本发明的第二实施方式，提供了一种高精度卫星定位装置，包括联合接收机，如图3所示，所述联合接收机包括单位卫星定位接收机21和中央处理单元22；单位卫星定位接收机21包括信号接收单元211、解析单元212和传送单元213；

信号接收单元211，用于接收卫星所发射的原始信号，并将原始信号发送给解析单元212；

解析单元212，用于对信号接收单元输入的原始信号进行数据解析，得到位置信息，并发送给传送单元213；

传送单元213，用于将解析单元212所发送的位置信息发送给中央处理单元22；

中央处理单元22，用于接收所有单位卫星定位接收机21的传送单元213所传送的位置信息，结合单位卫星接收机的位置分布，进行修正和收敛，得到高精度位置信息。

进一步，所述单位卫星定位接收机21的排布是有中心点的有规则形状。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中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单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。