技术领域
[0001] 本发明涉及卫星定位技术领域，具体而言，涉及一种基于北斗通信的定位方法及系统。
相关背景技术
[0002] 北斗定位系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，北斗系统的核心技术包括卫星定位、时间同步和导航解算，其独特的组网方案及信号传输方式，有效提高了定位精度和抗干扰能力。北斗系统不仅服务于交通运输、农业、渔业等领域，还广泛应用于灾害救助、精细化管理、城市规划等方面。其发展加强了我国在卫星导航领域的话语权，与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和欧洲的Galileo形成全球多元化的导航体系，推动着全球科技和经济的合作与发展。
[0003] 但目前的定位系统会存在一定的误差，在现有技术中也一直在为提高定位精度而进行开展研发，但仍存在一定的误差，并且在通讯传输方面的选择方式也较为的单一。
具体实施方式
[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一、第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
[0029] 独立说明的模块或子模块可以是物理上分离的,也可以不是物理上的分离:可以是软件实现的,也可以是硬件实现的,且可以部分模块或子模块通过软件实现,由处理器调用该软件实现这部分模块或子模块的功能，且其它部分模板或子模块通过硬件实现，例如通过硬件电路实现。此外,可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
[0030] 请参照图1，本发明提供了一种基于北斗通信的定位方法，其特征在于，包括：S101：获取请求终端的定位请求信号，通过北斗通讯链路将请求信号进行发送，选择若干个目标北斗卫星获取若干定位数据，通过若干个定位数据计算得到当前位置的第一定位信息；
在本实施例中，请求终端指的是在网络系统、通信设备或硬件环境中，发起请求以获取服务、数据或资源的设备或终端。连接到中央系统或网络的设备，用于发起数据请求、发送命令或获取反馈。它可以是计算机、智能手机、平板电脑、嵌入式设备等，或任何可以进行通信的电子设备。
[0031] 命令发送：向远程设备发送控制命令，用于执行特定操作，例如启动、停止或配置设备。
[0032] 反馈接收：接收来自服务器或其它终端的响应，处理返回的信息或状态报文。
[0033] S102：获取基站的相对于目标北斗卫星的第二定位信息，同时获取基站与请求终端的位置关系，建立判断模型；S103：判断第一定位信息、第二定位信息和所述位置关系是否满足判断模型，若满足，则输出第一定位信息，若不满足，则重新获得第一定位信息，直至满足判断模型；
由于卫星的位置一直处于变化的状态，再次计算第一定位信息的时候，参数发生了改变，则有利于重新计算第一定位信息，参数不发生改变的话，可能计算结果也一直不会发生改变，就失去了重新计算的意义，所以本发明加入了基站的相关参数考虑后，来提高最终的定位的精准度。
[0034] S104：获取当前通讯设备剩余能源，并设置判断阈值，若通讯设备剩余能源未超过判断阈值，则选择第一通讯方式将第一定位信息发送至请求终端，若通讯设备剩余能源超过判断阈值，则选择第二通讯方式将第一定位信息发送至请求终端，所述第一通讯方式比第二通讯方式的能耗低，所述第二通讯方式比第一通讯方式的传输效率高。
[0035] 在本实施例中，若在应急通信场景中，能源消耗往往受到严格限制，因此在保证通信带宽和数据量的同时，如何有效管理设备能源成为应急通信切换技术中亟需解决的难题。所以本方案考虑了采用两种通讯方式进行传输，来保证传输的稳定性，第一通讯方式可以是北斗短报文或自组网，第二通讯方式可以是高带宽的卫星宽带或移动网络。
[0036] 采用本发明所提供的上述方法，主要包括了通过若干个定位数据计算得到当前位置的第一定位信息；获取基站的相对于目标北斗卫星的第二定位信息，同时获取基站与请求终端的位置关系，建立判断模型；判断第一定位信息、第二定位信息和所述位置关系是否满足判断模型，若满足，则输出第一定位信息，若不满足，则重新获得第一定位信息。通过上述方法，将基站的信息纳入了考虑范围，由于基站本身是固定不动，所以基站的位置信息相对准确，通过基站的位置信息作为基准，来衡量当前请求终端的位置，进一步的提高请求终端的定位信息的准确度，其次，还采用了多种通讯方式将第一定位信息发送至请求终端，确保在复杂应急场景中提供稳定、高效的通信服务。
[0037] 本发明的一个实例性实施方式，所述选择若干个目标北斗卫星获取若干定位数据包括：建立北斗卫星选择模型，通过北斗卫星选择模型得到请求终端能接收到信号的北斗卫星的评价值；
并对所有评价值进行从大至小排序，获取排位靠前的四个评价值所对应得到北斗卫星作为目标北斗卫星。
[0038] 具体的，所述北斗卫星选择模型包括：
[0039] 式中， 为评价值， 为当前北斗卫星的通讯传输通道大小值， 为当前北斗卫星与请求终端的距离，为当前北斗卫星与请求终端的单边传输时间值，为请求终端能接收到信号的北斗卫星的数量值， 为当前北斗卫星的通讯传输速率, 为当前北斗卫星的信号强度。
[0040] 一般请求终端至少能接收到10‑20个卫星的信号，如何进行选择，来提高整个定位的效率，本实施例提供了上述方案，通过上述实施例所提供的方法，选择除了更合适的卫星作为目标卫星，来提高整个定位过程的速度，降低请求终端的反应时间。
[0041] 本发明的一个实例性实施方式，所述通过若干个定位数据计算得到当前位置的第一定位信息包括：获取四个北斗卫星的位置数据，定义请求终端至每个北斗卫星的伪距，并建立伪距方程；
基于位置数据和伪距方程进行非线性的最小二乘法求解，得到请求终端的位置坐标信息；
将位置坐标信息进行经纬度的转化，输出请求终端的第一定位信息。
[0042] 具体的，建立伪距方程包括：
[0043] 式中， 为请求终端至第i个北斗卫星的伪距，为时钟偏差，，, 为请求终端的三轴坐标值， ， ，为第i个北斗卫星的三轴坐标值。
[0044] 具体的，进行非线性的最小二乘法求解包括：基于请求终端的位置坐标信息定义目标函数，选择初始预估值，计算目标函数的需要求解的数据的偏导数，得到雅克比矩阵；
进行更新初始预估值，再次进行偏导，并设置预定阈值，直至目标函数收敛至预定阈值内，输出当前目标函数的请求终端的位置坐标信息。
[0045] 具体的，目标函数的定义我们需要最小化的目标函数表示为所有伪距测量值与通过用户位置预测的距离之间的差异，目标函数包括：
[0046] 式中，为目标函数。
[0047] 具体的，计算目标函数的需要求解的数据的偏导数包括：
[0048]
[0049]
[0050]
[0051]
[0052] 式中， 为请求终端的位置坐标相对于第i个北斗卫星的位置坐标的偏导数，为雅克比矩阵。
[0053] 提取最终计算得到的结果 就是用户的三维坐标和时钟偏差。
[0054] 还包括转换为经纬度参数：
[0055]
[0056]
[0057] 式中，为经度，为维度，为高度， 为地球半径。
[0058] 本发明的一个实例性实施方式，判断模型包括：
[0059] 式中，为信号传输速度， 为请求端发送到基站和接收到反馈的总耗时， 为基站反应时间， 、 和 为第二定位信息的三轴坐标值，为误差阈值。
[0060] 其中，关于误差阈值的设置可以采取用现有技术中的常规设置。
[0061] 本发明还提供了一种基于北斗通信的定位系统，包括：定位信息获取模块，被配置为获取请求终端的定位请求信号，通过北斗通讯链路将请求信号进行发送，选择若干个目标北斗卫星获取若干定位数据，通过若干个定位数据计算得到当前位置的第一定位信息；获取基站的相对于目标北斗卫星的第二定位信息，同时获取基站与请求终端的位置关系，建立判断模型；判断第一定位信息、第二定位信息和所述位置关系是否满足判断模型，若满足，则输出第一定位信息，若不满足，则重新获得第一定位信息；
通讯模块，被配置为获取当前通讯设备剩余能源，并设置判断阈值，若通讯设备剩余能源未超过判断阈值，则选择第一通讯方式将第一定位信息发送至请求终端，若通讯设备剩余能源超过判断阈值，则选择第二通讯方式将第一定位信息发送至请求终端，所述第一通讯方式比第二通讯方式的能耗低，所述第二通讯方式比第一通讯方式的传输效率高；
主控模块，与所述定位信息获取模块和通讯模块连接，用于执行上述的一种基于北斗通信的定位方法。
[0062] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0063] 集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括： U 盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read — OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0064] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
