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专利号: 2021110276959
申请人: 宁波九纵智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其具有如下步骤:步骤S1、基于北斗定位模块获取当前坐标点的平面坐标(x,y);

步骤S2,基于气压计获取当前坐标点的高度坐标z;

步骤S3,以(x,y,z)作为当前坐标点的坐标并输出;

步骤S2具体包括如下步骤,

步骤S21,建立气候模型,气候模型用于表征历史时刻的时刻气象信息序列与海平面气压值的对应关系;

步骤S22,基于北斗定位模块获取当前时刻的时刻气象信息序列,并基于相似性判定自气候模型中获取时刻气象信息序列与当前时刻的最相似的历史时刻下的历史海平面气压值,并基于欧式距离对时刻气象信息序列进行进行相似性判定;

其中,逐个计算当前时刻的时刻气象信息序列与历史时刻的时刻气象信息序列的相似度,以欧氏距离最小的为所匹配的历史时刻的时刻气象信息序列,进而获取历史海平面气压值;

步骤S23,将气压计中的当前基准气压与经步骤S22中获取的历史海平面气压值进行比较,并建立误差判断规则;

其中,误差范围的判断规则包括,

规则1、判断历史时刻与当前时刻的时间差异是否达到设定时间阈值,规则2、判断历史海平面气压值与当前基准气压的气压差异是否达到设定气压阈值;

在进行比较时,

若规则1满足则以如下公式计算获取气压计的基准气压Pref,上式中,U表示历史数据所包含的年度数量,Lτ表示与当前时刻相同的历史时刻下的历史海平面气压值, 表示Lτ的权重,ετ表示当前时刻的时刻气象信息序列与相同时刻下的历史时刻的时刻气象信息序列的欧氏距离;

若规则1未满足且规则2满足,则以经步骤S22中获取的历史海平面气压值作为气压计的基准气压;

若规则1未满足且规则2未满足,则以当前基准气压值作为气压计的基准气压;

步骤S24,气压计获取当前高度的气压值并结合基准气压获取当前坐标点的海拔高度并作为高度坐标z。

2.根据权利要求1所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:步骤S21具体包括如下步骤,

步骤S211,采集施工现场所处区域的前U年的气象信息集合W,W={Wα|α=1,2,3,…,U},Wα为第α年的年气象信息序列;Wα={Gαβ|α=1,2,3,…,U;β=1,2,3,…,365},Gαβ为第α年第β日的日气象信息序列;Gαβ={Lαβγ|α=1,2,3,…,U;β=1,2,3,…,365;γ=1,2,3,…,q},Lαβγ为第α年第β日第γ时刻的时刻气象信息序列,q为时间序列的长度;

步骤S212,对气象信息集合W中的数据进行清洗;

步骤S213,建立气候模型Cl,气候模型Cl用于建立第α年第β日第γ时刻的气象信息集合Lαβγ与第α年第β日第γ时刻的海平面气压值ATαβγ间的对应关系,其中,Cl={(Lαβγ,ATαβγ)|α=1,2,3,…,U;β=1,2,3,…,365;γ=1,2,3,…,q}。

3.根据权利要求2所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:步骤S212具体包括如下步骤,

步骤S212a,基于傅里叶级数拟合对气象信息集合W中的数据进行粗清洗,进而剔除每年年气象信息序列Wα中判定为噪音的日气象信息序列Gαβ;

步骤S212b,基于置信水平对气象信息集合W中的数据进行细清洗,进而剔除每日日气象信息序列Gαβ中判定为噪音的时刻气象信息序列Lαβγ。

4.根据权利要求3所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:步骤S212a具体包括如下步骤,

步骤S212a1,对日气象信息序列Gαβ中的每个气象指标的日序列进行傅里叶级数拟合,拟合公式为,其中,Qαβ(β)表示日气象信息序列Gαβ中的一个具体指标的拟合函数;Al和Bl为傅里叶系数,通过拟合获取;l表示为傅里叶阶数,p为傅里叶阶数的取值;ωl为预设参数,取值为4的倍数;

步骤S212a2,对于任意具体气象指标,其拟合函数的Qαβ(β)中的Al和Bl处于设定阈值内,则将对应日的日气象信息序列Gαβ判定为噪音并剔除。

5.根据权利要求3所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:步骤S212b具体包括如下步骤,

步骤S212b1,基于公式 对每个日气象信息序列Gαβ的时刻气象信息序列Lαβγ中的具体气象指标的置信水平Ul进行计算;为对应具体气象指标在日气象信息序列Gαβ中的均值,δ为对应具体气象指标在日气象信息序列Gαβ中的标准差;

步骤S212b2,对于任一时刻气象信息序列Lαβγ,若其中存在置信水平Ul低于0.95的具体气象指标数值,则将对应的时刻气象信息序列Lαβγ判定为噪音并剔除。

6.根据权利要求1‑5任一所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:时刻气象信息序列为多个气象指标的数值序列,日气象信息序列为当日所有时刻的时刻气象信息序列的序列,年气象信息序列为当年所有日的日气象信息序列的序列。

7.根据权利要求6所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:所述多个气象指标包括温度、湿度、风向、风速和日照辐射中的一个或多个。

8.基于北斗定位与气压计的高精度定位系统,用于实现权利要求1‑7中任一所述的基于北斗定位与气压计的高精度定位方法,其特征在于:包括北斗定位模块、本地处理模块及气压计,本地处理模块处设置气候模型,气候模型用于对气压计的基准气压进行校正。