基于GNSS的卫星定位终端入栏检测方法研究与系统实现

• 作 者: 张菁
• 出 处: 北京工业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 卫星定位终端 电子围栏 K均值聚类算法 支持向量机检测算法 入栏检测系统平台

卫星导航的应用越来越广泛,多种多样载有卫星定位的电子设备纷纷涌现。用于规范停车、安全防护这一类的设备终端,是否在限定区域即电子围栏内的检测方法十分必要,影响实际应用。为了节约成本,这类设备终端所配备的接收机价格低廉、定位精度较差,如何针对这样的终端设备研究出能够提高定位精度的定位方法、以及切实可行的入栏检测方法,并构建实用的系统平台,是一个难点,也是迫切需要的。本文基于全球卫星导航系统设计了方案,研究了可实用的定位以及入栏检测的方法,评价了检测结果,给出了入栏检测准确率,构建了入栏检测系统平台。论文的主要内容包括:第一,研究了定位算法。定位算法的本质是一个聚类问题,依据聚类的思想,提出了基于K均值的定位算法,能够提高卫星定位终端的定位精度。第二,研究了两种入栏检测算法。针对K均值定位算法得到的终端实际位置,提出了适用于规则及不规则栏的入栏检测算法。在选定了K值的情况下,对于小面积的围栏,其检测准确率可达78%-96%;依据分类的思想,提出了基于SVM的入栏检测算法,通过计算最优参数、选取最佳阈值得到入栏检测结果。对于小面积的围栏,入栏检测准确率可达80-96%。验证结果表明,围栏的面积越大,入栏检测准确率越高。第三,设计并实现了基于GNSS的卫星定位终端入栏检测系统平台。该平台包括如下几个软件模块:地图展示模块、数据导入模块、数据筛选模块、K均值定位及入栏检测模块、SVM入栏检测模块。该检测平台实际运行表明,性能稳定,功能较为完善。本文的研究成果提供了实用的定位方法,针对价格低廉、定位精度低的接收机,可达到较高精度定位;提供了可通用的入栏检测方法,能够得到较高的入栏检测准确率;提供了可参考的入栏检测系统平台,能够得到较为准确的入栏检测结果,具有实用价值,可用于入栏检测的科学研究。