利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法及电子装置制造方法及图纸

本申请提供一种利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法及电子装置，该方法通过多项式模型对预报轨道数据进行分段拟合，确定与每一段预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，终端设备基于基函数系数、拟合后的钟差参数、导航卫星伪距和载波相位确定终端设备的与时间关联的位置和速度。本申请实施例能够大幅度简化服务器端预报轨道参数拟合过程，以及简化终端设备的GNSS芯片计算导航卫星位置、速度的过程，从而有效降低GNSS芯片功耗，能够在确保卫星轨道拟合误差在允许范围内情况下，将拟合时长延长至8

【技术实现步骤摘要】
利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法及电子装置


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法及电子装置。

技术介绍

[0002]手机、手环、Pad等智能终端已经成为人们生活中必不可少的装备。在这些终端中，除了传统的地图和导航服务，越来越多的其他应用所提供的基于位置服务(Location Based Service，LBS)的服务，例如基于位置的外卖、网购等，也正在获得越来越多的关注。
[0003]作为基于位置服务的重要一环，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)技术发挥着无可替代的作用。目前，全世界已有多个全球卫星导航系统开始了商用，包括美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、中国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、俄罗斯的全球卫星导航系统格洛纳斯(GLONASS)以及欧洲的伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)系统等。
[0004]由于GNSS系统通信速率较低，以GPS为例，其导航电文的比特率为50bps，即每一比特长20ms，每30个比特构成一个字，每10个字构成一个子帧，计6s。每帧导航电文包含5个子帧，长度为30s，其可用于计算精确的卫星轨道与时钟信息。当终端设备发起定位请求时，终端内置的GNSS芯片为了完成定位，需要从导航信号中解调出一套完整的导航电文。在信号质量良好的情况下，首次定位时间(Time to First Fix，TTFF)也不低于30秒；而若信号质量不好，则这个过程将花费更长的时间。漫长的等待时间将严重影响用户的使用体验。
[0005]针对这些问题，现有技术中已经提出了辅助全球导航卫星系统(Auxiliary-Global Navigation Satellite System，AGNSS)技术。目前，AGNSS技术主要分为两种形式，第一种形式为标准AGNSS服务，通过实时的网络连接为用户提供当前可见卫星的广播星历，另一种形式为星历扩展(Extended Ephemeris)服务，可为用户提供有效期更长的预报星历，两种方式均可以有效的减少首次定位时间，但是现有技术仍不能满足客户对自身定位的更高要求。标准AGNSS服务需实时从AGNSS服务器获取星历数据，因此需要较高的网络连接频率，而且对网络质量有一定的要求；无论是标准AGNSS服务，还是星历扩展服务，在每次定位过程中，GNSS芯片需频繁的使用星历参数计算导航卫星位置、速度，这一过程涉及较多浮点运算，使得GNSS芯片的计算量较大，功耗较高。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供一种确定终端设备的方法、卫星轨道的预报方法及电子装置，能够解决GNSS芯片在解算导航卫星位置、速度所需的运算量的问题，从而有效降低GNSS芯片功耗。
[0007]本申请的一些实施方式提供了一种利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法。以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。
[0008]第一方面，本申请提供一种利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法，应用于服务器和与服务器通信连接的终端设备，包括：服务器基于EOP参数和导航卫星的精密星历对导航卫星的卫星轨道、钟差参数进行拟合，获得拟合后的卫星轨道和拟合后的钟差参数；服务器基于拟合后的卫星轨道参数确定导航卫星在第一时段内的各时间点对应的位置，以得到导航卫星的预报轨道数据；服务器对预报轨道数据按照第二时段进行分段，以获得多段预报轨道数据，并通过多项式模型对多段预报轨道数据中的每一段预报轨道数据进行拟合，确定与每一段预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，其中，第二时段小于第一时段；服务器将基函数系数和拟合后的钟差参数发送给终端设备，并存储在终端设备的存储器中，在终端设备的GNSS芯片需要计算时，从存储器中获取这些参数，并基于基函数系数、拟合后的钟差参数、以及由其获取的导航卫星伪距和载波相位确定终端设备的与时间关联的位置和速度。本申请的实施例能够大幅度简化服务器端预报轨道参数拟合过程，以及简化终端设备的GNSS芯片计算导航卫星位置、速度的过程，从而有效降低GNSS芯片功耗，能够在确保卫星轨道拟合误差在允许范围内情况下，将拟合时长延长至8-12小时，使得GNSS芯片实现更低的参数更新频率。此外，在降低终端设备的首次定位时间，提升用户体验情况下，降低了网络请求频率及对网络质量的依赖。
[0009]在上述第一方面的一种可能的实现中，该方法还包括：服务器获取并基于广播星历参数、导航卫星伪距和载波相位计算得到EOP参数和导航卫星的精密星历。
[0010]在上述第一方面的一种可能的实现中，终端设备确定自身位置和速度，具体包括：终端设备的GNSS芯片基于基函数系数和基函数计算导航卫星的与时间关联的位置和速度；终端设备的GNSS芯片基于导航卫星的位置和速度，钟差参数，以及其获取的导航卫星伪距和载波相位计算终端设备的与时间关联的位置和速度。
[0011]在上述第一方面的一种可能的实现中，多项式模型为切比雪夫多项式。采用该模型能够大幅度简化服务器端卫星轨道参数拟合过程，以及简化终端设备的GNSS芯片计算导航卫星位置、速度的过程。
[0012]在上述第一方面的一种可能的实现中，服务器确定与每一段预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，包括：服务器在每一段预报轨道数据内，按照以第三时段为间隔，等间隔地采集预报轨道数据中的导航卫星的位置，其中第三时段小于第二时段；设定基函数的阶数，基于基函数对采集的每个预报轨道数据中的导航卫星的位置进行拟合，以确定每一段预报轨道数据对应的基函数系数，本申请中，第二时段可以被第三时段整除。该拟合过程与现有广播星历参数拟合过程相比，计算过程大大简化，服务器可快速完成轨道参数拟合，且该方案大大简化了GNSS芯片计算导航卫星位置、速度的过程，以便于GNSS芯片快速计算导航卫星位置、速度，从而实现自身定位、测速。
[0013]在上述第一方面的一种可能的实现中，采用最小二乘算法，对预报轨道数据中的导航卫星的位置进行拟合。该拟合算法拟合速度快，计算过程简单。
[0014]第二方面，本申请提供一种利用导航卫星确定终端设备的位置和速度的方法，应用于终端设备，包括：终端设备获取服务器发送的钟差参数，与预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，并存储在存储器中，在终端设备的GNSS芯片需要计算时，从存储器中获取这些参数并基于多项式模型的基函数和基函数系数确定导航卫星的位置和速度；终端设备的GNSS芯片基于导航卫星的位置和速度，拟合的钟差参数，以及其获取的导航卫星伪距
和载波相位确定其自身的位置和速度。本申请的实施例能够大幅度简化服务器端预报轨道参数拟合过程，以及简化终端设备的GNSS芯片计算导航卫星位置、速度的过程，从而有效降低GNSS芯片功耗，能够在确保卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用导航卫星确定终端设备位置和速度的方法，应用于服务器和与服务器通信连接的终端设备，其特征在于，包括：所述服务器基于EOP参数和所述导航卫星的精密星历对所述导航卫星的卫星轨道、钟差参数进行拟合，获得拟合后的卫星轨道和拟合后的钟差参数；所述服务器基于所述拟合后的卫星轨道参数确定所述导航卫星在第一时段内的各时间点对应的位置，以得到所述导航卫星的预报轨道数据；所述服务器对所述预报轨道数据按照第二时段进行分段，以获得多段预报轨道数据，并通过多项式模型对所述多段预报轨道数据中的每一段所述预报轨道数据进行拟合，确定与每一段预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，其中所述第二时段小于第一时段；所述服务器将所述基函数系数和所述拟合后的钟差参数发送给所述终端设备；所述终端设备基于所述基函数系数、所述拟合后的钟差参数、以及其获取的导航卫星伪距和载波相位确定所述终端设备的与时间关联的位置和速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述服务器获取并基于广播星历参数、导航卫星伪距和载波相位计算得到所述EOP参数和所述导航卫星的精密星历。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端设备确定自身位置和速度，具体包括：所述终端设备基于所述基函数系数和所述基函数计算所述导航卫星的与时间关联的位置和速度；所述终端设备基于所述导航卫星的位置和速度，拟合后的钟差参数，以及导航卫星伪距和载波相位计算所述终端设备的与时间关联的位置和速度。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述多项式模型为切比雪夫多项式。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述服务器确定与每一段预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数，包括：所述服务器在每一段所述预报轨道数据内，按照以第三时段为间隔，等间隔地采集所述预报轨道数据中的导航卫星的位置，其中所述第三时段小于第二时段；设定所述基函数的阶数，基于所述基函数对采集的每个所述预报轨道数据中的导航卫星的位置进行拟合，以确定每一段所述预报轨道数据对应的所述基函数系数。6.根据权利要求5任一项所述的方法，其特征在于，所述第二时段被第三时段整除。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，采用最小二乘算法，对所述预报轨道数据中的导航卫星的位置进行拟合。8.一种利用导航卫星确定终端设备的位置和速度的方法，应用于终端设备，其特征在于，包括：所述终端设备获取服务器发送的钟差参数，与预报轨道数据对应的多项式模型的基函数系数；所述终端设备基于所述多项式模型的基函数和所述基函数系数确定所述导航卫星的位置和速度；
所述终端设备基于所述导航卫星的位置和速度，所述拟合后的钟差参数，以及其获取的导航卫星伪距和载波相位确定其自身的位置和速度。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多项式模型为切比雪夫多项式。10.一种导航卫星的轨道的预报方法，应用于服务器，其特征在于，包括：所述服务器基于EOP参数和导航卫星的精密...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖洋，黄国胜，郭永峰，刘永祥，谭冠中，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：