[发明专利]基于多模式立体联合定位的全场景定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多模式立体联合定位的全场景定位系统及方法，包括多模式立体联合定位系统，由北斗卫星定位系统、前端超宽带UWB定位系统、惯导辅助定位系统及多传感器数据融合算法组成，用于实现室内外场景自由转换，并高精度、低延时输出载体位置坐标；定位数据传输优化系统，由数据缓存模块、网络检测与数据回传模块组成，优化数据刷新率低且回传丢包问题；本发明可有效在室内外多种场景下进行精准定位，并且解决了回传数据刷新率低、容易丢包的问题，对于各类定位场景有着很好的适用性。

技术领域

本发明属于导航定位的技术领域，具体涉及一种基于多模式立体联合定位的全场景定位系统及方法。

背景技术

目前，导航定位领域，常采用单一定位方式进行导航。

最为常用的定位方式为GPS卫星定位系统，GPS系统是最早被应用于飞机、车辆导航的定位系统，采用无线电导航方式，可为用户终端提供全球范围内全授时的位置、速度、时间等信息，具有不随时间发散、导航精度高等特点。

但GPS依靠接收机收到的卫星星座信息进行定位，使得某些情况下，GPS接收机丢星或信号失锁，导致定位服务不准，一定程度上限制了使用范围。

导致定位不准原因主要是：1)多路径效应，GPS信号会受到建筑物的反射；2)阴影，浓密的植被下，城市高楼间，信号接收效果差；3)在室内、隧道等场景会出现丢星与信号失锁；4)接收信号差的区域初始化时间被延长；5)动态因素影响，如载体短时间内速度快速增减。上述原因会导致接收机定位精度下降甚至无法定位，误差有时可大于500米。

此外，UWB(超宽带无线通信技术)作为一种无载波通信技术，不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。UWB具有室内定位、传输速率快、空间容量大、成本低、功耗低等特点。但UWB定位依赖于基站，覆盖范围较小，且载体位置信息为相对位置而非经纬度坐标。

因此，单一定位方式，无法保证在复杂环境下满足导航定位需求。并且，定位设备在将定位数据实时回传时，往往由于网络堵塞、拥挤，出现数据丢包，失真情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于多模式立体联合定位的全场景定位系统及方法，能够在室内外多种场景下进行精准定位，并且解决了回传数据刷新率低，并且容易丢包的问题，对于各类定位需求有着很好的适用性。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于多模式立体联合定位的全场景定位系统，包括多模式立体联合定位系统和定位数据传输优化系统；

所述多模式立体联合定位系统包括北斗卫星定位系统、前端超宽带UWB定位系统、惯导辅助定位系统及多传感器数据融合算法模块；用于实现室内外场景自由转换，并实时输出载体位置坐标；

所述定位数据传输优化系统包括数据缓存模块及网络检测与数据回传模块；用于实时缓存载体位置信息，并向服务器发送位置信息；

所述北斗卫星定位系统，配合差分纠偏基站，获取载体室外无遮挡环境下的位置、速度、时间、卫星数和位置精度强弱度数据；

所述前端超宽带UWB定位系统，辅以RTK基站，获取载体有遮挡环境下的位置、速度、时间和位置精度强弱度数据；

所述惯导辅助定位系统，预测载体的位置、速度、加速度、载体角速度、时间和位置精度强弱度数据；

所述多传感器数据融合算法模块，对北斗卫星定位系统、前端超宽带UWB定位系统、惯导辅助定位系统所获数据进行处理与融合，获得不同场景下载体的具体位置信息。

进一步地，所述多传感器数据融合算法模块包括数据校正模块、坐标转换模块和数据融合模块；