一种北斗导航自我优化装置及其自我优化方法

技术领域

本发明涉及一种能够提高基于北斗的导航定位终端信号检测的连续性以及导航精度的北斗导航自我优化装置及其自我优化方法，属于导航技术领域。

背景技术

卫星定位技术的主要原理为在地面待定位置上安置GPS接收机，同一时刻接收4颗以上GPS卫星发射的信号。通过一定的方法测定这4颗以上卫星在此瞬间的位置以及它们分别至该接收机的距离，据此利用距离交会法解算出测试点的位置及接收机钟差。

北斗卫星导航系统﹝BeiDou Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。截至目前，北斗卫星导航系统共发射16颗北斗导航卫星，开始向亚太大部分地区提供正式服务。

现有的北斗定位平台主要用于信息服务管理及指挥调度中心，实现对北斗车载或船载导航定位终端、北斗导航移动终端的远程定位监控和管理，但由于北斗卫星导航系统空间段的卫星发射尚未完成，不能达到全覆盖和高精度导航定位，以及由于北斗导航系统地面段的建设仍在进行，依靠地面站传输和调校的多种导航定位信息尚有待完善，现在北斗导航系统的覆盖范围不够广、可用性不够高、连续性较差，导航定位精度不够。现有的北斗导航定位终端和北斗定位平台提供定位导航服务及远程定位监控管理时，无法进行北斗的信号强度检测及反馈，针对北斗信号较弱或者北斗信号被屏蔽的地区，现有的北斗导航定位终端也无法进行有效的自我优化，致使目前北斗导航定位终端为用户带来的导航功能体验并不够好，而现有的北斗定位平台无法对北斗定位导航终端的北斗信号强度进行统计和检测，无法为北斗导航系统的试运行提供有力的数据搜集。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够覆盖范围广、可靠性高、连续性好、定位精度高的北斗导航自我优化装置及其自我优化方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种北斗导航自我优化装置，其特征在于，包括相互连通的北斗导航定位终端和北斗定位平台，所述的北斗导航定位终端包括多制式信号接收检测系统和信息接收及自优化系统，而所述的北斗定位平台则包括北斗信号信息获取及处理系统、统计算法及查询系统和信息反馈系统，

所述的多制式信号接收检测系统检测接收北斗发出的北斗信号和定位模块发出的定位信息，并将所述的北斗信号和定位信息传输给所述的北斗信号信息获取及处理系统，所述的北斗信号信息获取及处理系统接收所述的北斗信号和定位信息并进行数据处理，而所述的统计算法及查询系统则对所述的北斗信号和定位信息进行实时统计、历史累计分析及实时查询，并形成分析数据，所述的信息反馈系统将所述的分析数据反馈给所述的信息接收及自优化系统，而所述的信息接收及自优化系统接收反馈数据并对反馈数据进行处理，同时对所述的北斗导航定位终端的定位导航模式进行自我优化。

进一步，所述的多制式信息包括北斗信号、GPS信号、惯性导航和2G/3G信号。

所述的北斗导航定位终端为北斗车载导航定位终端、北斗船载导航定位终端、具有北斗导航定位功能的移动终端中的任一种。

一种北斗导航自我优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过北斗导航定位终端的多制式信号接收检测系统判断当前北斗导航定位终端是否基于北斗方式定位，如果是则进入步骤2，如果否则进入步骤3；

步骤2：向北斗定位平台发送北斗定位信息，然后进入步骤4；

步骤3：向北斗导航控制平台发送由当前定位方式得到的位置信息，以及当前的北斗信号强度，并且发送上一次使用北斗定位时的位置信息，然后进入步骤4；

步骤4：通过北斗定位平台的北斗信号信息获取及处理系统判断北斗导航定位终端的当前位置信息是否基于北斗定位，如果是则进入步骤6，否则进入步骤5；

步骤5：通过北斗信号信息获取及处理系统获取北斗导航定位终端当前的位置信息，北斗导航定位终端最近使用北斗方式定位的位置信息，以及北斗导航定位终端当前位置的北斗信号强度，然后进入步骤7；

步骤6：得到北斗导航定位终端发送的北斗定位信息后，北斗定位平台的统计算法及查询系统对北斗导航定位终端使用北斗方式定位的地区进行统计，然后进入步骤8；

步骤7：得到北斗导航定位终端发送的当前非北斗方式定位的位置信息，北斗导航定位终端最近一次使用北斗方式定位的位置信息，以及北斗导航定位终端当前位置的北斗信号强度后，通过统计算法及查询系统对未使用北斗定位的位置区域进行地区统计，并计算该区域的北斗信号强度统计值，然后进入步骤8；

步骤8：通过统计算法及查询系统判断北斗导航定位终端是否进入北斗信号统计盲区，若是则进入步骤10，否则进入步骤9；

步骤9：通过统计算法及查询系统判断终端是否进入北斗信号统计较弱地区，无论是或否皆进入步骤10；

步骤10，通过北斗定位平台的信息反馈系统将当前及附近地理位置的北斗信号强弱统计信息反馈给北斗导航定位终端，然后进入步骤11；

步骤11，通过北斗导航定位终端的信息接收及自优化系统根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端的当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置是否处于北斗信号统计数值较强地区，如果是则进入步骤14，否则进入步骤12；

步骤12：通过信息接收及自优化系统根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置是否处于北斗信号统计数值较弱地区，如果是则进入步骤15，否则进入步骤13；

步骤13：通过信息接收及自优化系统根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端的当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置处于北斗信号统计数值盲区，之后进入步骤16；

步骤14：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值较强地区，且如果当前正在采用北斗方式进行定位，则保持用北斗进行定位的方式；

步骤15：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值较弱地区，则监测北斗导航定位终端的北斗定位信号，准备切换至其他的导航模式进行定位，如果北斗导航定位终端正在用非北斗方式进行定位，则继续保持非北斗方式进行定位；

步骤16：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值的盲区，则监测北斗导航定位终端的北斗定位信号，切换至其他的定位模式进行定位，如果北斗导航定位终端正在用非北斗方式进行定位，则继续保持非北斗方式进行定位。

本发明的有益效果是：本发明通过信号检测及信息反馈实现了北斗导航定位终端的自我优化，降低了对北斗卫星信号的要求，提高了终端的适应度。不仅提高了北斗定位平台对于北斗导航定位终端的北斗信号的检测能力，并能结合地理位置和北斗信号的强度进行地区统计；同时增强了北斗信号在不稳定情况下的信号检测精度，以及地理位置信息的连续性，能够确保用户体验效果好、信号覆盖范围广、可用性高。 

附图说明  

    图1为本发明所述的北斗导航定位终端和北斗定位平台架构。

图 2 为本发明所述的一种北斗导航自我优化装置的结构示意图；

图 3 为本发明所述的一种北斗导航自我优化方法的流程图；

图4为本发明所述的一实施例的北斗信号强度的地区统计示意图。

图中主要附图标记含义为：

a、多制式信号接收检测系统         b、北斗信号信息获取及处理系统

c、统计算法及查询系统             d、信息反馈系统

e、信息接收及自优化系统。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行具体的介绍。

图1为本发明所述的北斗导航定位终端和北斗定位平台架构。

如图1所示：北斗导航定位终端通过各种移动通信技术将定位信息传给北斗定位平台，北斗定位平台通过获取接入平台的北斗导航定位终端的实时地理位置信息，对北斗导航定位终端进行地理位置服务和管理。

图 2为本发明所述的一种北斗导航自我优化装置的结构示意图。

如图2所示：一种北斗导航自我优化装置，包括相互连通的北斗导航定位终端和北斗定位平台，所述的北斗导航定位终端包括多制式信号接收检测系统a和信息接收及自优化系统e，而所述的北斗定位平台则包括北斗信号信息获取及处理系统b、统计算法及查询系统c和信息反馈系统d，

其中，所述的多制式信号接收检测系统a检测接收北斗卫星发出的北斗信号和定位模块发出的定位信息，并将所述的北斗信号和定位信息传输给所述的北斗信号信息获取及处理系统b，所述的北斗信号信息获取及处理系统b接收所述的北斗信号和定位信息并进行数据处理，而所述的统计算法及查询系统c则对所述的北斗信号和定位信息进行实时统计、历史累计分析及实时查询，并形成分析数据，所述的信息反馈系统d将所述的分析数据反馈给所述的信息接收及自优化系统e，而所述的信息接收及自优化系统e接收反馈数据并对反馈数据进行处理，同时对所述的北斗导航定位终端的定位导航模式进行自我优化。

在本实施例中，所述的多制式信息包括北斗信号、GPS信号、惯性导航和2G/3G信号。且所述的北斗导航定位终端为北斗车载导航定位终端、北斗船载导航定位终端、具有北斗导航定位功能的移动终端中的任一种。

图 3 为本发明所述的一种北斗导航自我优化方法的流程图；图4为本发明所述的一实施例的北斗信号强度的地区统计示意图。

如图3和图4所示：一种北斗导航自我优化方法，包括以下步骤：

步骤1：通过北斗导航定位终端的多制式信号接收检测系统a判断当前北斗导航定位终端是否基于北斗方式定位，如果是则进入步骤2，如果否则进入步骤3；

步骤2：向北斗定位平台发送北斗定位信息，并可用标志位标示用北斗方式定位，然后进入步骤4；

步骤3：向北斗定位平台发送由当前定位方式得到的位置信息，可为GPS/惯性导航/由2G或者3G信号得到的基站定位信息，可用标志位标示用何种方式定位，并且发送上一次使用北斗定位时的位置信息，以及当前的北斗导航定位终端的北斗信号强度，然后进入步骤4；

步骤4：通过北斗定位平台的北斗信号信息获取及处理系统b判断北斗导航定位终端的当前位置信息是否基于北斗定位，如果是则进入步骤6，否则进入步骤5；

步骤5：通过北斗信号信息获取及处理系统b获取北斗导航定位终端当前的位置信息，北斗导航定位终端最近使用北斗方式定位的位置信息，以及北斗导航定位终端当前位置的北斗信号强度，然后进入步骤7；

步骤6：得到北斗导航定位终端发送的北斗定位信息后，北斗定位平台的统计算法及查询系统c获取北斗导航定位终端当前的位置信息，结合历史统计数据对北斗导航定位终端使用北斗方式定位的地区进行统计，用北斗定位的指定颜色在地图中标注（如图4所示），然后进入步骤8；

步骤7：得到北斗导航定位终端发送的当前非北斗方式定位的位置信息，北斗导航定位终端最近一次使用北斗方式定位的位置信息，以及北斗导航定位终端当前位置的北斗信号强度后，通过统计算法及查询系统c对未使用北斗定位的位置区域进行地区统计，并计算该区域的北斗信号强度统计值（如图4所示），然后进入步骤8；

步骤8：通过统计算法及查询系统c根据北斗导航定位终端上报的位置信息判断北斗导航定位终端是否进入北斗信号统计盲区，即判断北斗导航定位终端是否在统计记录中北斗定位信号低于门限值a的地区，若是则进入步骤10，否则进入步骤9；

步骤9：通过统计算法及查询系统c判断终端是否进入北斗信号统计较弱地区，即根据北斗导航定位终端上报的定位信息判断北斗导航定位终端是否在统计记录中北斗定位信号低于门限值b的地区，无论是或否皆进入步骤10；

步骤10，通过北斗定位平台的信息反馈系统d将当前及附近地理位置的北斗信号强弱统计信息，即高于或低于门限值a，高于或低于门限值b，反馈给北斗导航定位终端，反馈给北斗导航定位终端，然后进入步骤11；

步骤11，通过北斗导航定位终端的信息接收及自优化系统e根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端的当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置是否处于北斗信号统计数值较强地区，即判断当前位置是否处于北斗信号统计数值高于门限值a的地区，如果是则进入步骤14，否则进入步骤12；

步骤12：通过信息接收及自优化系统e根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置是否处于北斗信号统计数值较弱地区，即判断当前位置是否处于北斗信号统计数值低于门限值a，但高于门限值b的地区，如果是则进入步骤15，否则进入步骤13；

步骤13：通过信息接收及自优化系统e根据北斗定位平台反馈的北斗导航定位终端的当前地理位置的北斗信号强弱统计信息判断当前位置处于北斗信号统计数值盲区，即判断当前位置处于北斗信号统计数值低于门限值b的地区，之后进入步骤16；

步骤14：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值较强地区，即处于北斗信号统计数值高于门限值a的地区，且如果当前正在采用北斗方式进行定位，则保持用北斗进行定位的方式，如果当前正在采用非北斗方式进行定位，利用多制式信号射频时间复用控制单元对多种定位信号强度进行检测，根据北斗的信号强度切换至北斗定位方式；

步骤15：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值较弱地区，即判断当前位置是否处于处于北斗信号统计数值低于门限值a，但高于门限值b的地区，则监测北斗导航定位终端的北斗定位信号，根据北斗的信号强度准备切换至其他的导航模式进行定位，如果北斗导航定位终端正在用非北斗方式进行定位，则继续保持非北斗方式进行定位；

步骤16：如果北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值的盲区，即北斗导航定位终端的当前位置处于北斗信号统计数值小于门限值b的地区，则利用多制式信号射频时间复用控制单元监测北斗导航定位终端的北斗定位信号强度，切换至其他的定位模式进行定位，如果北斗导航定位终端正在用非北斗方式进行定位，则继续保持非北斗方式进行定位。

本发明通过信号检测及信息反馈实现了北斗导航定位终端的自我优化，降低了对北斗卫星信号的要求，提高了终端的适应度。不仅提高了平台对于北斗导航定位终端的北斗信号的检测能力，并能结合地理位置和北斗信号的强度进行地区统计；同时增强了北斗信号在不稳定情况下的信号检测精度，以及地理位置信息的连续性，能够确保用户体验效果好、信号覆盖范围广、可用性高。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。