一種衛星定位的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種衛星定位的方法和裝置，屬于通信【技術領域】。該方法包括：獲取當前溫度和當前壓強；根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度；獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與所述終端之間的距離；獲取所述每顆衛星與地心之間的距離；根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離和所述每顆衛星與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位。該裝置包括：第一獲取模塊，計算模塊，第二獲取模塊，第三獲取模塊，和定位模塊。本發明中通過將氣壓測高與衛星定位技術相結合來對終端的位置進行定位，提高了定位精度。
【專利說明】一種衛星定位的方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信【技術領域】，特別涉及一種衛星定位的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著用戶需求的增加，衛星定位系統受到越來越多人的關注，特別是 3G (3rd-generation，第三代移動通信）和4G (4rd-generation，第四代移動通信）技術的日 益成熟，為衛星定位系統的發展提供了支持。通過衛星定位系統能夠準確定位出終端的位 置。
[0003] 現有技術中提供了一種衛星定位的方法，可以為：終端接收衛星信號，獲取衛星信 號的接收時間；根據衛星信號的標識，從星載時鐘記錄表中獲取衛星信號的發送時間以及 發送該衛星信號的衛星坐標，星載時鐘記錄表中存儲每個衛星信號的標識、發送時間和衛 星坐標的對應關系；根據衛星信號的發送時間和接收時間，計算衛星信號的傳輸時間，根據 衛星信號的傳輸時間和光速計算衛星與終端之間的距離；按上述方法獲取至少三顆衛星的 坐標以及與終端之間的距離；根據至少三顆衛星中的每顆衛星的坐標和每顆衛星與終端之 間的距離，計算得到終端的位置。
[0004] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：
[0005] 由于星載時鐘記錄表記錄的衛星坐標與實際衛星坐標之間有偏差，并且，計算得 到的衛星信號的傳輸時間與實際衛星信號的傳輸時間有偏差，從而導致根據傳輸時間計算 得到的衛星信號與終端之間的距離不準確，從而導致根據衛星信號與終端之間的距離和衛 星坐標計算得到終端的位置不準確。
【發明內容】
[0006] 為了解決現有技術的問題，本發明提供了一種衛星定位的方法和裝置。所述技術 方案如下：
[0007] -方面，本發明提供了一種衛星定位的方法，所述方法包括：
[0008] 獲取當前溫度和當前壓強；
[0009] 根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度；
[0010] 獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與所述終端之間的距離；
[0011] 獲取所述每顆衛星與地心之間的距離；
[0012] 根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離和所述每顆衛星 與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位。
[0013] 優選的，所述根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度，包括：
[0014] 獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數；
[0015] 計算所述基準壓強與所述當前壓強的比值的自然對數，得到第一數值；
[0016] 計算所述氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值；
[0017] 計算所述基準溫度和所述當前溫度的平均值；
[0018] 計算所述第一數值、所述第二數值與所述平均值的乘積，得到第三數值；
[0019] 計算所述基準高度與所述第三數值的和得到所述終端的海拔高度。
[0020] 優選的，所述獲取所述每顆衛星與地心之間的距離，包括：
[0021] 接收所述每顆衛星發射的衛星信號；
[0022] 根據所述衛星信號的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取所述每顆衛星的坐標；
[0023] 根據所述每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算所述每顆衛星與地心之間的距 離。
[0024] 優選的，所述根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離和 所述每顆衛星與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位，包括：
[0025] 獲取地心到參考點海平面的距離，并根據所述地心到參考點海平面的距離和所述 終端的海拔高度，獲取所述終端與地心之間的距離；
[0026] 根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間的距離以及所述 每顆衛星與地心之間的距離計算所述終端的位置。
[0027] 優選的，所述根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間的 距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離計算所述終端的位置，包括：
[0028] 根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間的距離以及所述 每顆衛星與地心之間的距離，計算所述終端與地心之間的連線與垂直與水平面的坐標軸之 間的夾角；
[0029] 計算所述夾角的余角；
[0030] 根據所述夾角和所述夾角的余角計算所述終端的坐標。
[0031] 另一方面，本發明提供了一種衛星定位的裝置，所述裝置包括：
[0032] 第一獲取模塊，用于獲取當前溫度和當前壓強；
[0033] 計算模塊，用于根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度；
[0034] 第二獲取模塊，用于獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與所述終端之間的距離；
[0035] 第三獲取模塊，用于獲取所述每顆衛星與地心之間的距離；
[0036] 定位模塊，用于根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離 和所述每顆衛星與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位。
[0037] 優選的，所述計算模塊，包括：
[0038] 第一獲取單元，用于獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數；
[0039] 第一計算單元，用于計算所述基準壓強與所述當前壓強的比值的自然對數，得到 第一數值；
[0040] 第二計算單元，用于計算所述氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值；
[0041] 第三計算單元，用于計算所述基準溫度和所述當前溫度的平均值；
[0042] 第四計算單元，用于計算所述第一數值、所述第二數值與所述平均值的乘積，得到 第三數值；
[0043] 第五計算單元，用于計算所述基準高度與所述第三數值的和得到所述終端的海拔 高度。
[0044] 優選的，所述第三獲取模塊，包括：
[0045] 接收單元，用于接收所述每顆衛星發射的衛星信號；
[0046] 第二獲取單元，用于根據所述衛星信號的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取所 述每顆衛星的坐標；
[0047] 第六計算單元，用于根據所述每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算所述每顆 衛星與地心之間的距離。
[0048] 優選的，所述定位模塊，包括：
[0049] 第三獲取單元，用于獲取地心到參考點海平面的距離，并根據所述地心到參考點 海平面的距離和所述終端的海拔高度，獲取所述終端與地心之間的距離；
[0050] 第七計算單元，用于根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端 之間的距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離計算所述終端的位置。
[0051] 優選的，所述第七計算單元，包括：
[0052] 第一計算子單元，用于根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終 端之間的距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離，計算所述終端與地心之間的連線與垂 直與水平面的坐標軸之間的夾角；
[0053] 第二計算子單元，用于計算所述夾角的余角；
[0054] 第三計算子單元，用于根據所述夾角和所述夾角的余角計算所述終端的坐標。
[0055] 在本發明實施例中，獲取當前溫度和當前壓強；根據當前溫度和當前壓強計算終 端的海拔高度；獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與終端之間的距離；獲取每顆衛星與地心 之間的距離；根據終端的海拔高度、每顆衛星與終端之間的距離和每顆衛星與地心之間的 距離對終端的位置進行定位。因此，本發明通過將氣壓測高與衛星定位技術相結合來對終 端的位置進行定位，提高了定位精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0056] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
[0057] 圖1是本發明實施例1提供的一種衛星定位的方法流程圖；
[0058] 圖2是本發明實施例2提供的一種衛星定位的方法流程圖；
[0059] 圖3是本發明實施例3提供的一種衛星定位的裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0061] 實施例1
[0062] 參見圖1，本發明實施例提供了一種衛星定位的方法，包括：
[0063] 步驟101 :獲取當前溫度和當前壓強；
[0064] 步驟102 :根據當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度；
[0065] 步驟103 :獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與終端之間的距離；
[0066] 步驟104 :獲取每顆衛星與地心之間的距離；
[0067] 步驟105 :根據終端的海拔高度、每顆衛星與終端之間的距離和每顆衛星與地心 之間的距離對終端的位置進行定位。
[0068] 優選的，根據當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度，包括：
[0069] 獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數；
[0070] 計算基準壓強與當前壓強的比值的自然對數，得到第一數值；
[0071] 計算氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值；
[0072] 計算基準溫度和當前溫度的平均值；
[0073] 計算第一數值、第二數值與平均值的乘積，得到第三數值；
[0074] 計算基準高度與第三數值的和得到終端的海拔高度。
[0075] 優選的，獲取每顆衛星與地心之間的距離，包括：
[0076] 接收每顆衛星發射的衛星信號；
[0077] 根據衛星信號的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取每顆衛星的坐標；
[0078] 根據每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算每顆衛星與地心之間的距離。
[0079] 優選的，根據終端的海拔高度、每顆衛星與終端之間的距離和每顆衛星與地心之 間的距離對終端的位置進行定位，包括：
[0080] 獲取地心到參考點海平面的距離，并根據地心到參考點海平面的距離和終端的海 拔高度，獲取終端與地心之間的距離；
[0081] 根據終端與地心之間的距離、每顆衛星與終端之間的距離以及每顆衛星與地心之 間的距離計算終端的位置。
[0082] 優選的，根據終端與地心之間的距離、每顆衛星與終端之間的距離以及每顆衛星 與地心之間的距離計算終端的位置，包括：
[0083] 根據終端與地心之間的距離、每顆衛星與終端之間的距離以及每顆衛星與地心之 間的距離，計算終端與地心之間的連線與垂直與水平面的坐標軸之間的夾角；
[0084] 計算夾角的余角；
[0085] 根據夾角和夾角的余角計算終端的坐標。
[0086] 在本發明實施例中，獲取當前溫度和當前壓強；根據當前溫度和當前壓強計算終 端的海拔高度；獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與終端之間的距離；獲取每顆衛星與地心 之間的距離；根據終端的海拔高度、每顆衛星與終端之間的距離和每顆衛星與地心之間的 距離對終端的位置進行定位。因此，本發明通過將氣壓測高與衛星定位技術相結合來對終 端的位置進行定位，提高了定位精度。
[0087] 實施例2
[0088] 本發明實施例提供了一種衛星定位的方法，該方法的執行主體可以為終端，參見 圖2,該方法包括：
[0089] 步驟201 :獲取當前溫度和當前壓強；
[0090] 通過衛星信號對終端進行定位時，終端上需要安裝有溫度傳感器和壓強傳感器， 通過溫度傳感器獲取當前溫度，通過壓強傳感器獲取當前壓強。
[0091] 步驟202 :根據當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度；
[0092] 本步驟可以通過如下（1)至（6)的步驟來實現，包括：
[0093] (1):獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數；
[0094] 其中，基準高度為基站參考點溫度；基準溫度為基站參考點溫度；基準壓強為基 站參考點壓強；氣體常數為干空氣的氣體常數，在本發明實施例中，氣體常數為287. 05焦 耳/千克/開爾文。
[0095] (2):計算基準壓強與當前壓強的比值的自然對數，得到第一數值；
[0096] 具體地，計算基準壓強與當前壓強的比值，計算該比值的自然對數，得到第一數 值。
[0097] (3):計算氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值；
[0098] 其中，氣體常數為287. 05焦耳/千克/開爾文，重力加速度為9. 8千克/牛頓。計 算氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值。
[0099] (3):計算基準溫度和當前溫度的平均值；
[0100] (4):計算第一數值、第二數值與平均值的乘積，得到第三數值；
[0101] (5):計算基準高度與第三數值的和得到終端的海拔高度。
[0102] 步驟203 :獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與終端之間的距離；
[0103] 本步驟可以通過如下（1)至（3)的步驟來實現，包括：
[0104] (1):接收至少三顆衛星發射的衛星信號，并獲取至少三顆衛星信號中的每顆衛星 信號的接收時間；
[0105] 接收衛星發射的衛星信號，獲取當前時間，將當前時間作為該衛星信號的接收時 間，通過以上方法獲取至少三顆衛星信號中的每顆衛星信號的接收時間。
[0106] (2):根據至少三顆衛星信號獲取每顆衛星的發射時間；
[0107] 其中，衛星信號中至少包括衛星的標識，根據衛星的標識從星載時鐘記錄表中獲 取衛星的發射時間。通過以上方法獲取至少三顆衛星中的每顆衛星的發射時間。
[0108] 其中，星載時鐘記錄表用于存儲衛星的標識和發射時間的對應關系，根據衛星信 號的標識可以從星載時鐘記錄表中獲取與該衛星的標識對應的衛星的發射時間。
[0109] 衛星的標識可以為衛星的名稱或者衛星的發射功率等，在本發明實施例中，對衛 星的標識不作具體限定。
[0110] (3):根據每顆衛星的發射時間和接收時間分別計算每顆衛星與終端之間的距離。
[0111] 根據衛星的發射時間和接收時間計算衛星的傳輸時間，根據傳輸時間和光速計算 衛星與終端之間的距離。通過以上方法計算每顆衛星與終端之間的距離。
[0112] 其中，衛星的接收時間與發射時間之差為衛星的傳輸時間；衛星的傳輸時間與光 速的乘積為衛星與終端之間的距離。
[0113] 步驟204 :獲取每顆衛星與地心之間的距離；
[0114] 本步驟可以通過如下（1)至（3)的步驟來實現，包括：
[0115] (1):接收每顆衛星發射的衛星信號；
[0116] 其中，衛星信號中至少包括衛星的標識，接收每顆衛星發射的衛星信號，從每顆衛 星發射的衛星信號中獲取每顆衛星的標識。
[0117] (2):根據衛星的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取每顆衛星的坐標；
[0118] 其中，星載時鐘記錄表用于存儲衛星的標識和衛星的坐標的對應關系，根據衛星 的標識，從衛星的標識和衛星的坐標的對應關系中，獲取與衛星的標識對應的衛星的坐標； 通過以上方法，獲取每顆衛星的坐標。
[0119] 例如，第一顆衛星的坐標為"1，71，21)，第二顆衛星的坐標為（12,72,22)......第 η顆衛星的坐標為（xn，yn，zn)等等。η為大于或等于3的整數。
[0120] (3):根據每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算每顆衛星與地心之間的距離。
[0121] 其中，在本發明實施例中，以地心為坐標原點建立坐標系，因此，地心的坐標為（0， 〇,〇)，根據每顆衛星的坐標（XpypZi)和地心的坐標（〇,〇,〇)計算衛星與地心之間的距離； 通過以上方法分別計算每顆衛星與地心之間的距離。
[0122] 步驟205 :獲取地心到參考點海平面的距離，并根據地心到參考點海平面的距離 和終端的海拔高度，獲取終端與地心之間的距離；
[0123] 其中，計算地心到參考點海平面的距離和終端的海拔高度的和，得到終端與地心 之間的距離。
[0124] 步驟206 :根據終端與地心之間的距離、每顆衛星與終端之間的距離以及每顆衛 星與地心之間的距離計算終端的位置。
[0125] 本步驟可以通過如下（1)至（3)的步驟來實現，包括：
[0126] (1):根據終端與地心之間的距離、每顆衛星與終端之間的距離以及每顆衛星與地 心之間的距離，計算終端與地心之間的連線與垂直與水平面的坐標軸之間的夾角；
[0127] 其中，設終端與地心之間的距離為Re，第i顆衛星與地心之間的距離為I，第i顆 衛星與終端之間的距離為氏。
[0128] 其中，第i顆衛星的坐標可以表示為（Xi，yi， Zi)，因此，每顆衛星與終端之間的距 離可以表示為公式（1)所示：
【權利要求】
1. 一種衛星定位的方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取當前溫度和當前壓強； 根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度； 獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與所述終端之間的距離； 獲取所述每顆衛星與地心之間的距離； 根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離和所述每顆衛星與地 心之間的距離對所述終端的位置進行定位。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述當前溫度和當前壓強計算終 端的海拔高度，包括： 獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數； 計算所述基準壓強與所述當前壓強的比值的自然對數，得到第一數值； 計算所述氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值； 計算所述基準溫度和所述當前溫度的平均值； 計算所述第一數值、所述第二數值與所述平均值的乘積，得到第三數值； 計算所述基準高度與所述第三數值的和得到所述終端的海拔高度。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述每顆衛星與地心之間的距離， 包括： 接收所述每顆衛星發射的衛星信號； 根據所述衛星信號的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取所述每顆衛星的坐標； 根據所述每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算所述每顆衛星與地心之間的距離。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛 星與所述終端之間的距離和所述每顆衛星與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位， 包括： 獲取地心到參考點海平面的距離，并根據所述地心到參考點海平面的距離和所述終端 的海拔高度，獲取所述終端與地心之間的距離； 根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間的距離以及所述每顆 衛星與地心之間的距離計算所述終端的位置。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述終端與地心之間的距離、所述 每顆衛星與所述終端之間的距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離計算所述終端的位 置，包括： 根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間的距離以及所述每顆 衛星與地心之間的距離，計算所述終端與地心之間的連線與垂直與水平面的坐標軸之間的 夾角； 計算所述夾角的余角； 根據所述夾角和所述夾角的余角計算所述終端的坐標。
6. -種衛星定位的裝置，其特征在于，所述裝置包括： 第一獲取模塊，用于獲取當前溫度和當前壓強； 計算模塊，用于根據所述當前溫度和當前壓強計算終端的海拔高度； 第二獲取模塊，用于獲取至少三顆衛星中的每顆衛星與所述終端之間的距離； 第三獲取模塊，用于獲取所述每顆衛星與地心之間的距離； 定位模塊，用于根據所述終端的海拔高度、所述每顆衛星與所述終端之間的距離和所 述每顆衛星與地心之間的距離對所述終端的位置進行定位。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊，包括： 第一獲取單元，用于獲取基準高度、基準溫度、基準壓強以及氣體常數； 第一計算單元，用于計算所述基準壓強與所述當前壓強的比值的自然對數，得到第一 數值； 第二計算單元，用于計算所述氣體常數與重力加速度的比值，得到第二數值； 第三計算單元，用于計算所述基準溫度和所述當前溫度的平均值； 第四計算單元，用于計算所述第一數值、所述第二數值與所述平均值的乘積，得到第三 數值； 第五計算單元，用于計算所述基準高度與所述第三數值的和得到所述終端的海拔高 度。
8. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第三獲取模塊，包括： 接收單元，用于接收所述每顆衛星發射的衛星信號； 第二獲取單元，用于根據所述衛星信號的標識從星載時鐘記錄表中，分別獲取所述每 顆衛星的坐標； 第六計算單元，用于根據所述每顆衛星的坐標和地心的坐標，分別計算所述每顆衛星 與地心之間的距離。
9. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述定位模塊，包括： 第三獲取單元，用于獲取地心到參考點海平面的距離，并根據所述地心到參考點海平 面的距離和所述終端的海拔高度，獲取所述終端與地心之間的距離； 第七計算單元，用于根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之間 的距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離計算所述終端的位置。
10. 如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第七計算單元，包括： 第一計算子單元，用于根據所述終端與地心之間的距離、所述每顆衛星與所述終端之 間的距離以及所述每顆衛星與地心之間的距離，計算所述終端與地心之間的連線與垂直與 水平面的坐標軸之間的夾角； 第二計算子單元，用于計算所述夾角的余角； 第三計算子單元，用于根據所述夾角和所述夾角的余角計算所述終端的坐標。
【文檔編號】G01S19/45GK104101891SQ201410305095
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】鄧中亮, 楊易, 王克己, 阮鳳立, 李曉陽, 安倩, 陸順保, 方葉青 申請人:北京郵電大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
