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一种卫星定位的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种卫星定位的方法和装置，属于通信【技术领域】。该方法包括：获取当前温度和当前压强；根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度；获取至少三颗卫星中的每颗卫星与所述终端之间的距离；获取所述每颗卫星与地心之间的距离；根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离和所述每颗卫星与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位。该装置包括：第一获取模块，计算模块，第二获取模块，第三获取模块，和定位模块。本发明中通过将气压测高与卫星定位技术相结合来对终端的位置进行定位，提高了定位精度。
【专利说明】一种卫星定位的方法和装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，特别涉及一种卫星定位的方法和装置。

【背景技术】
[0002] 近年来，随着用户需求的增加，卫星定位系统受到越来越多人的关注，特别是 3G (3rd-generation，第三代移动通信）和4G (4rd-generation，第四代移动通信）技术的日 益成熟，为卫星定位系统的发展提供了支持。通过卫星定位系统能够准确定位出终端的位 置。
[0003] 现有技术中提供了一种卫星定位的方法，可以为：终端接收卫星信号，获取卫星信 号的接收时间；根据卫星信号的标识，从星载时钟记录表中获取卫星信号的发送时间以及 发送该卫星信号的卫星坐标，星载时钟记录表中存储每个卫星信号的标识、发送时间和卫 星坐标的对应关系；根据卫星信号的发送时间和接收时间，计算卫星信号的传输时间，根据 卫星信号的传输时间和光速计算卫星与终端之间的距离；按上述方法获取至少三颗卫星的 坐标以及与终端之间的距离；根据至少三颗卫星中的每颗卫星的坐标和每颗卫星与终端之 间的距离，计算得到终端的位置。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005] 由于星载时钟记录表记录的卫星坐标与实际卫星坐标之间有偏差，并且，计算得 到的卫星信号的传输时间与实际卫星信号的传输时间有偏差，从而导致根据传输时间计算 得到的卫星信号与终端之间的距离不准确，从而导致根据卫星信号与终端之间的距离和卫 星坐标计算得到终端的位置不准确。


【发明内容】

[0006] 为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种卫星定位的方法和装置。所述技术 方案如下：
[0007] -方面，本发明提供了一种卫星定位的方法，所述方法包括：
[0008] 获取当前温度和当前压强；
[0009] 根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度；
[0010] 获取至少三颗卫星中的每颗卫星与所述终端之间的距离；
[0011] 获取所述每颗卫星与地心之间的距离；
[0012] 根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离和所述每颗卫星 与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位。
[0013] 优选的，所述根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度，包括：
[0014] 获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数；
[0015] 计算所述基准压强与所述当前压强的比值的自然对数，得到第一数值；
[0016] 计算所述气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值；
[0017] 计算所述基准温度和所述当前温度的平均值；
[0018] 计算所述第一数值、所述第二数值与所述平均值的乘积，得到第三数值；
[0019] 计算所述基准高度与所述第三数值的和得到所述终端的海拔高度。
[0020] 优选的，所述获取所述每颗卫星与地心之间的距离，包括：
[0021] 接收所述每颗卫星发射的卫星信号；
[0022] 根据所述卫星信号的标识从星载时钟记录表中，分别获取所述每颗卫星的坐标；
[0023] 根据所述每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算所述每颗卫星与地心之间的距 离。
[0024] 优选的，所述根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离和 所述每颗卫星与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位，包括：
[0025] 获取地心到参考点海平面的距离，并根据所述地心到参考点海平面的距离和所述 终端的海拔高度，获取所述终端与地心之间的距离；
[0026] 根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间的距离以及所述 每颗卫星与地心之间的距离计算所述终端的位置。
[0027] 优选的，所述根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间的 距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离计算所述终端的位置，包括：
[0028] 根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间的距离以及所述 每颗卫星与地心之间的距离，计算所述终端与地心之间的连线与垂直与水平面的坐标轴之 间的夹角；
[0029] 计算所述夹角的余角；
[0030] 根据所述夹角和所述夹角的余角计算所述终端的坐标。
[0031] 另一方面，本发明提供了一种卫星定位的装置，所述装置包括：
[0032] 第一获取模块，用于获取当前温度和当前压强；
[0033] 计算模块，用于根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度；
[0034] 第二获取模块，用于获取至少三颗卫星中的每颗卫星与所述终端之间的距离；
[0035] 第三获取模块，用于获取所述每颗卫星与地心之间的距离；
[0036] 定位模块，用于根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离 和所述每颗卫星与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位。
[0037] 优选的，所述计算模块，包括：
[0038] 第一获取单元，用于获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数；
[0039] 第一计算单元，用于计算所述基准压强与所述当前压强的比值的自然对数，得到 第一数值；
[0040] 第二计算单元，用于计算所述气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值；
[0041] 第三计算单元，用于计算所述基准温度和所述当前温度的平均值；
[0042] 第四计算单元，用于计算所述第一数值、所述第二数值与所述平均值的乘积，得到 第三数值；
[0043] 第五计算单元，用于计算所述基准高度与所述第三数值的和得到所述终端的海拔 高度。
[0044] 优选的，所述第三获取模块，包括：
[0045] 接收单元，用于接收所述每颗卫星发射的卫星信号；
[0046] 第二获取单元，用于根据所述卫星信号的标识从星载时钟记录表中，分别获取所 述每颗卫星的坐标；
[0047] 第六计算单元，用于根据所述每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算所述每颗 卫星与地心之间的距离。
[0048] 优选的，所述定位模块，包括：
[0049] 第三获取单元，用于获取地心到参考点海平面的距离，并根据所述地心到参考点 海平面的距离和所述终端的海拔高度，获取所述终端与地心之间的距离；
[0050] 第七计算单元，用于根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端 之间的距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离计算所述终端的位置。
[0051] 优选的，所述第七计算单元，包括：
[0052] 第一计算子单元，用于根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终 端之间的距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离，计算所述终端与地心之间的连线与垂 直与水平面的坐标轴之间的夹角；
[0053] 第二计算子单元，用于计算所述夹角的余角；
[0054] 第三计算子单元，用于根据所述夹角和所述夹角的余角计算所述终端的坐标。
[0055] 在本发明实施例中，获取当前温度和当前压强；根据当前温度和当前压强计算终 端的海拔高度；获取至少三颗卫星中的每颗卫星与终端之间的距离；获取每颗卫星与地心 之间的距离；根据终端的海拔高度、每颗卫星与终端之间的距离和每颗卫星与地心之间的 距离对终端的位置进行定位。因此，本发明通过将气压测高与卫星定位技术相结合来对终 端的位置进行定位，提高了定位精度。

【专利附图】

【附图说明】
[0056] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0057] 图1是本发明实施例1提供的一种卫星定位的方法流程图；
[0058] 图2是本发明实施例2提供的一种卫星定位的方法流程图；
[0059] 图3是本发明实施例3提供的一种卫星定位的装置结构示意图。

【具体实施方式】
[0060] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0061] 实施例1
[0062] 参见图1，本发明实施例提供了一种卫星定位的方法，包括：
[0063] 步骤101 :获取当前温度和当前压强；
[0064] 步骤102 :根据当前温度和当前压强计算终端的海拔高度；
[0065] 步骤103 :获取至少三颗卫星中的每颗卫星与终端之间的距离；
[0066] 步骤104 :获取每颗卫星与地心之间的距离；
[0067] 步骤105 :根据终端的海拔高度、每颗卫星与终端之间的距离和每颗卫星与地心 之间的距离对终端的位置进行定位。
[0068] 优选的，根据当前温度和当前压强计算终端的海拔高度，包括：
[0069] 获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数；
[0070] 计算基准压强与当前压强的比值的自然对数，得到第一数值；
[0071] 计算气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值；
[0072] 计算基准温度和当前温度的平均值；
[0073] 计算第一数值、第二数值与平均值的乘积，得到第三数值；
[0074] 计算基准高度与第三数值的和得到终端的海拔高度。
[0075] 优选的，获取每颗卫星与地心之间的距离，包括：
[0076] 接收每颗卫星发射的卫星信号；
[0077] 根据卫星信号的标识从星载时钟记录表中，分别获取每颗卫星的坐标；
[0078] 根据每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算每颗卫星与地心之间的距离。
[0079] 优选的，根据终端的海拔高度、每颗卫星与终端之间的距离和每颗卫星与地心之 间的距离对终端的位置进行定位，包括：
[0080] 获取地心到参考点海平面的距离，并根据地心到参考点海平面的距离和终端的海 拔高度，获取终端与地心之间的距离；
[0081] 根据终端与地心之间的距离、每颗卫星与终端之间的距离以及每颗卫星与地心之 间的距离计算终端的位置。
[0082] 优选的，根据终端与地心之间的距离、每颗卫星与终端之间的距离以及每颗卫星 与地心之间的距离计算终端的位置，包括：
[0083] 根据终端与地心之间的距离、每颗卫星与终端之间的距离以及每颗卫星与地心之 间的距离，计算终端与地心之间的连线与垂直与水平面的坐标轴之间的夹角；
[0084] 计算夹角的余角；
[0085] 根据夹角和夹角的余角计算终端的坐标。
[0086] 在本发明实施例中，获取当前温度和当前压强；根据当前温度和当前压强计算终 端的海拔高度；获取至少三颗卫星中的每颗卫星与终端之间的距离；获取每颗卫星与地心 之间的距离；根据终端的海拔高度、每颗卫星与终端之间的距离和每颗卫星与地心之间的 距离对终端的位置进行定位。因此，本发明通过将气压测高与卫星定位技术相结合来对终 端的位置进行定位，提高了定位精度。
[0087] 实施例2
[0088] 本发明实施例提供了一种卫星定位的方法，该方法的执行主体可以为终端，参见 图2,该方法包括：
[0089] 步骤201 :获取当前温度和当前压强；
[0090] 通过卫星信号对终端进行定位时，终端上需要安装有温度传感器和压强传感器， 通过温度传感器获取当前温度，通过压强传感器获取当前压强。
[0091] 步骤202 :根据当前温度和当前压强计算终端的海拔高度；
[0092] 本步骤可以通过如下（1)至（6)的步骤来实现，包括：
[0093] (1):获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数；
[0094] 其中，基准高度为基站参考点温度；基准温度为基站参考点温度；基准压强为基 站参考点压强；气体常数为干空气的气体常数，在本发明实施例中，气体常数为287. 05焦 耳/千克/开尔文。
[0095] (2):计算基准压强与当前压强的比值的自然对数，得到第一数值；
[0096] 具体地，计算基准压强与当前压强的比值，计算该比值的自然对数，得到第一数 值。
[0097] (3):计算气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值；
[0098] 其中，气体常数为287. 05焦耳/千克/开尔文，重力加速度为9. 8千克/牛顿。计 算气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值。
[0099] (3):计算基准温度和当前温度的平均值；
[0100] (4):计算第一数值、第二数值与平均值的乘积，得到第三数值；
[0101] (5):计算基准高度与第三数值的和得到终端的海拔高度。
[0102] 步骤203 :获取至少三颗卫星中的每颗卫星与终端之间的距离；
[0103] 本步骤可以通过如下（1)至（3)的步骤来实现，包括：
[0104] (1):接收至少三颗卫星发射的卫星信号，并获取至少三颗卫星信号中的每颗卫星 信号的接收时间；
[0105] 接收卫星发射的卫星信号，获取当前时间，将当前时间作为该卫星信号的接收时 间，通过以上方法获取至少三颗卫星信号中的每颗卫星信号的接收时间。
[0106] (2):根据至少三颗卫星信号获取每颗卫星的发射时间；
[0107] 其中，卫星信号中至少包括卫星的标识，根据卫星的标识从星载时钟记录表中获 取卫星的发射时间。通过以上方法获取至少三颗卫星中的每颗卫星的发射时间。
[0108] 其中，星载时钟记录表用于存储卫星的标识和发射时间的对应关系，根据卫星信 号的标识可以从星载时钟记录表中获取与该卫星的标识对应的卫星的发射时间。
[0109] 卫星的标识可以为卫星的名称或者卫星的发射功率等，在本发明实施例中，对卫 星的标识不作具体限定。
[0110] (3):根据每颗卫星的发射时间和接收时间分别计算每颗卫星与终端之间的距离。
[0111] 根据卫星的发射时间和接收时间计算卫星的传输时间，根据传输时间和光速计算 卫星与终端之间的距离。通过以上方法计算每颗卫星与终端之间的距离。
[0112] 其中，卫星的接收时间与发射时间之差为卫星的传输时间；卫星的传输时间与光 速的乘积为卫星与终端之间的距离。
[0113] 步骤204 :获取每颗卫星与地心之间的距离；
[0114] 本步骤可以通过如下（1)至（3)的步骤来实现，包括：
[0115] (1):接收每颗卫星发射的卫星信号；
[0116] 其中，卫星信号中至少包括卫星的标识，接收每颗卫星发射的卫星信号，从每颗卫 星发射的卫星信号中获取每颗卫星的标识。
[0117] (2):根据卫星的标识从星载时钟记录表中，分别获取每颗卫星的坐标；
[0118] 其中，星载时钟记录表用于存储卫星的标识和卫星的坐标的对应关系，根据卫星 的标识，从卫星的标识和卫星的坐标的对应关系中，获取与卫星的标识对应的卫星的坐标； 通过以上方法，获取每颗卫星的坐标。
[0119] 例如，第一颗卫星的坐标为"1，71，21)，第二颗卫星的坐标为（12,72,22)......第 η颗卫星的坐标为（xn，yn，zn)等等。η为大于或等于3的整数。
[0120] (3):根据每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算每颗卫星与地心之间的距离。
[0121] 其中，在本发明实施例中，以地心为坐标原点建立坐标系，因此，地心的坐标为（0， 〇,〇)，根据每颗卫星的坐标（XpypZi)和地心的坐标（〇,〇,〇)计算卫星与地心之间的距离； 通过以上方法分别计算每颗卫星与地心之间的距离。
[0122] 步骤205 :获取地心到参考点海平面的距离，并根据地心到参考点海平面的距离 和终端的海拔高度，获取终端与地心之间的距离；
[0123] 其中，计算地心到参考点海平面的距离和终端的海拔高度的和，得到终端与地心 之间的距离。
[0124] 步骤206 :根据终端与地心之间的距离、每颗卫星与终端之间的距离以及每颗卫 星与地心之间的距离计算终端的位置。
[0125] 本步骤可以通过如下（1)至（3)的步骤来实现，包括：
[0126] (1):根据终端与地心之间的距离、每颗卫星与终端之间的距离以及每颗卫星与地 心之间的距离，计算终端与地心之间的连线与垂直与水平面的坐标轴之间的夹角；
[0127] 其中，设终端与地心之间的距离为Re，第i颗卫星与地心之间的距离为I，第i颗 卫星与终端之间的距离为氏。
[0128] 其中，第i颗卫星的坐标可以表示为（Xi，yi， Zi)，因此，每颗卫星与终端之间的距 离可以表示为公式（1)所示：

【权利要求】
1. 一种卫星定位的方法，其特征在于，所述方法包括： 获取当前温度和当前压强； 根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度； 获取至少三颗卫星中的每颗卫星与所述终端之间的距离； 获取所述每颗卫星与地心之间的距离； 根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离和所述每颗卫星与地 心之间的距离对所述终端的位置进行定位。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前温度和当前压强计算终 端的海拔高度，包括： 获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数； 计算所述基准压强与所述当前压强的比值的自然对数，得到第一数值； 计算所述气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值； 计算所述基准温度和所述当前温度的平均值； 计算所述第一数值、所述第二数值与所述平均值的乘积，得到第三数值； 计算所述基准高度与所述第三数值的和得到所述终端的海拔高度。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述每颗卫星与地心之间的距离， 包括： 接收所述每颗卫星发射的卫星信号； 根据所述卫星信号的标识从星载时钟记录表中，分别获取所述每颗卫星的坐标； 根据所述每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算所述每颗卫星与地心之间的距离。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫 星与所述终端之间的距离和所述每颗卫星与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位， 包括： 获取地心到参考点海平面的距离，并根据所述地心到参考点海平面的距离和所述终端 的海拔高度，获取所述终端与地心之间的距离； 根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间的距离以及所述每颗 卫星与地心之间的距离计算所述终端的位置。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述终端与地心之间的距离、所述 每颗卫星与所述终端之间的距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离计算所述终端的位 置，包括： 根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间的距离以及所述每颗 卫星与地心之间的距离，计算所述终端与地心之间的连线与垂直与水平面的坐标轴之间的 夹角； 计算所述夹角的余角； 根据所述夹角和所述夹角的余角计算所述终端的坐标。
6. -种卫星定位的装置，其特征在于，所述装置包括： 第一获取模块，用于获取当前温度和当前压强； 计算模块，用于根据所述当前温度和当前压强计算终端的海拔高度； 第二获取模块，用于获取至少三颗卫星中的每颗卫星与所述终端之间的距离； 第三获取模块，用于获取所述每颗卫星与地心之间的距离； 定位模块，用于根据所述终端的海拔高度、所述每颗卫星与所述终端之间的距离和所 述每颗卫星与地心之间的距离对所述终端的位置进行定位。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块，包括： 第一获取单元，用于获取基准高度、基准温度、基准压强以及气体常数； 第一计算单元，用于计算所述基准压强与所述当前压强的比值的自然对数，得到第一 数值； 第二计算单元，用于计算所述气体常数与重力加速度的比值，得到第二数值； 第三计算单元，用于计算所述基准温度和所述当前温度的平均值； 第四计算单元，用于计算所述第一数值、所述第二数值与所述平均值的乘积，得到第三 数值； 第五计算单元，用于计算所述基准高度与所述第三数值的和得到所述终端的海拔高 度。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，包括： 接收单元，用于接收所述每颗卫星发射的卫星信号； 第二获取单元，用于根据所述卫星信号的标识从星载时钟记录表中，分别获取所述每 颗卫星的坐标； 第六计算单元，用于根据所述每颗卫星的坐标和地心的坐标，分别计算所述每颗卫星 与地心之间的距离。
9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述定位模块，包括： 第三获取单元，用于获取地心到参考点海平面的距离，并根据所述地心到参考点海平 面的距离和所述终端的海拔高度，获取所述终端与地心之间的距离； 第七计算单元，用于根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之间 的距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离计算所述终端的位置。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第七计算单元，包括： 第一计算子单元，用于根据所述终端与地心之间的距离、所述每颗卫星与所述终端之 间的距离以及所述每颗卫星与地心之间的距离，计算所述终端与地心之间的连线与垂直与 水平面的坐标轴之间的夹角； 第二计算子单元，用于计算所述夹角的余角； 第三计算子单元，用于根据所述夹角和所述夹角的余角计算所述终端的坐标。
【文档编号】G01S19/45GK104101891SQ201410305095
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】邓中亮, 杨易, 王克己, 阮凤立, 李晓阳, 安倩, 陆顺保, 方叶青 申请人:北京邮电大学