一种智能手机定位方法、系统、设备和介质

1.一种智能手机定位方法，其特征在于，包括：获取智能手机采集到的全球导航卫星系统数据和气压高度计数据，基于所述全球导航卫星系统数据分别进行载噪比平均值和伪距多径误差平均值计算，生成载噪比平均值和伪距多径误差平均值；根据所述载噪比平均值和所述伪距多径误差平均值进行环境场景识别，确定场景类型；当所述场景类型为多径严重场景时，按照紧组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第一定位数据；当所述场景类型为开阔环境场景时，基于所述载噪比平均值、所述伪距多径误差平均值、所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第二定位数据；所述当所述场景类型为多径严重场景时，按照紧组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第一定位数据的步骤，包括：当所述场景类型为多径严重场景时，采用所述全球导航卫星系统数据中的卫星三维位置、智能手机三维位置、伪距观测修正值和智能手机时钟钟差，构建四元非线性方程；将所述四元非线性方程进行线性化，生成线性化定位矩阵方程；采用牛顿迭代法对所述线性化定位矩阵方程进行迭代求解，确定所述智能手机对应的第一定位数据；所述采用牛顿迭代法对所述线性化定位矩阵方程进行迭代求解，确定所述智能手机对应的第一定位数据的步骤，包括：采用预设更新公式对所述线性化定位矩阵方程对应的初始智能手机位置坐标和初始钟差值进行更新，生成中间智能手机位置坐标和中间钟差值并统计迭代次数；所述预设更新公式为： ； ；其中， 为第k次迭代更新后的智能手机位置坐标； 为第k-1次迭代更新后的智能手机位置坐标； 表示定位方程解中的三维位置变化量； 为第k次迭代估计的智能手机时钟钟差； 为第k-1次迭代估计的智能手机时钟钟差； 为估计的智能手机时钟钟差变化量；当所述迭代次数小于或等于预设迭代次数时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值代入预设精度计算公式，生成精度值；所述预设精度计算公式为： ；其中，A为精度值； 表示定位方程解中的三维位置变化量，符号 表示二范数函数； 为估计的智能手机时钟钟差变化量；当精度值小于预设门限值时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值作为目标智能手机位置坐标和目标钟差值；将所述气压高度计数据中的高度变化量、所述目标智能手机位置坐标和所述目标钟差值耦合到预设定位方程中进行最小二乘的求解，得到所述智能手机对应的第一定位数据；所述预设定位方程为： ； ； ；其中， 为大地坐标系坐标，与地心地固坐标系坐标 相对应；h为大地坐标系坐标的第三个坐标维度，称为大地高度； 为大地维度； 为大地经度； 为估计的智能手机时钟钟差变化量； 为高度变化量；R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径；e为球偏心率；a为基准球体的长半径；d为短半径；p为中间变量；当精度值大于预设门限值时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值作为新的初始智能手机位置坐标和新的初始钟差值，并跳转执行所述采用预设更新公式对所述线性化定位矩阵方程对应的初始智能手机位置坐标和初始钟差值进行更新，生成中间智能手机位置坐标和中间钟差值并统计迭代次数的步骤。 2.根据权利要求1所述的智能手机定位方法，其特征在于，所述全球导航卫星系统数据包括多个卫星信号波长、多个电离层误差、多个卫星信号功率、多个双边噪声功率谱密度、多个伪距值、多个载波相位值和多个载波相位模糊度；所述基于所述全球导航卫星系统数据分别进行载噪比平均值和伪距多径误差平均值计算，生成载噪比平均值和伪距多径误差平均值的步骤，包括：分别计算所述卫星信号功率与对应的双边噪声功率谱密度之间的比值，生成多个载噪比；计算全部所述载噪比之间的和值，生成载噪比和值；计算所述载噪比和值与对应的载噪比数量之间的比值，生成载噪比平均值；分别将所述卫星信号波长、所述电离层误差、所述伪距值、所述载波相位值和所述载波相位模糊度代入预设伪距多径误差表达式进行计算，生成多个伪距多径误差；所述预设伪距多径误差表达式为： ；其中， 为伪距多径误差； 为智能手机观测到的伪距值； 为智能手机观测得到的载波相位值； 为卫星信号波长； 为电离层误差； 为载波相位模糊度；计算全部所述伪距多径误差之间的和值，生成伪距多径误差和值；计算所述伪距多径误差和值与对应的误差数量之间的比值，生成伪距多径误差平均值。 3.根据权利要求1所述的智能手机定位方法，其特征在于，所述根据所述载噪比平均值和所述伪距多径误差平均值进行环境场景识别，确定场景类型的步骤，包括：当所述载噪比平均值小于第一预设值，且所述伪距多径误差平均值大于第二预设值时，所述场景类型为多径严重场景；当所述载噪比平均值大于或等于所述第一预设值，且所述伪距多径误差平均值小于所述第二预设值时，所述场景类型为开阔环境场景。 4.根据权利要求1所述的智能手机定位方法，其特征在于，所述基于所述载噪比平均值、所述伪距多径误差平均值、所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第二定位数据的步骤，包括：当所述伪距多径误差平均值小于第三预设值，且所述载噪比平均值大于或等于第四预设值时，按照松组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第一三维定位数据；当所述伪距多径误差平均值在第一预设区间内，且所述载噪比平均值在第二预设区间内时，按照所述紧组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第二三维定位数据。 5.根据权利要求4所述的智能手机定位方法，其特征在于，所述按照松组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第一三维定位数据的步骤，包括：将所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据输入预设卡尔曼滤波模型进行状态变量估计，生成估计状态向量；将所述估计状态向量对应的增益矩阵、量测矩阵、测量矩阵和所述估计状态向量代入预设状态变量估计公式，计算得到卡尔曼滤波状态量估计值；所述预设状态变量估计公式为： ；其中， 为卡尔曼滤波状态量估计值； 为从时间f-1到时间f的估计状态向量； 为增益矩阵； 为量测矩阵； 为测量矩阵，设置其表达式为 ；将所述全球导航卫星系统数据中的高度数据减去所述卡尔曼滤波状态量估计值中的初始高度数据，生成目标高度数据；采用所述目标高度数据对所述卡尔曼滤波状态量估计值对应的坐标数据进行更新，生成所述智能手机对应的第一三维定位数据。 6.一种智能手机定位系统，其特征在于，包括：平均值生成模块，用于获取智能手机采集到的全球导航卫星系统数据和气压高度计数据，基于所述全球导航卫星系统数据分别进行载噪比平均值和伪距多径误差平均值计算，生成载噪比平均值和伪距多径误差平均值；场景类型确定模块，用于根据所述载噪比平均值和所述伪距多径误差平均值进行环境场景识别，确定场景类型；第一定位数据生成模块，用于当所述场景类型为多径严重场景时，按照紧组合融合策略采用所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第一定位数据；第二定位数据生成模块，用于当所述场景类型为开阔环境场景时，基于所述载噪比平均值、所述伪距多径误差平均值、所述气压高度计数据和所述全球导航卫星系统数据进行数据融合定位，生成所述智能手机对应的第二定位数据；所述第一定位数据生成模块包括：四元非线性方程构建模块，用于当所述场景类型为多径严重场景时，采用所述全球导航卫星系统数据中的卫星三维位置、智能手机三维位置、伪距观测修正值和智能手机时钟钟差，构建四元非线性方程；线性化定位矩阵方程生成模块，用于将所述四元非线性方程进行线性化，生成线性化定位矩阵方程；第一定位数据生成子模块，用于采用牛顿迭代法对所述线性化定位矩阵方程进行迭代求解，确定所述智能手机对应的第一定位数据；所述第一定位数据生成子模块具体用于执行以下步骤：采用预设更新公式对所述线性化定位矩阵方程对应的初始智能手机位置坐标和初始钟差值进行更新，生成中间智能手机位置坐标和中间钟差值并统计迭代次数；所述预设更新公式为： ； ；其中， 为第k次迭代更新后的智能手机位置坐标； 为第k-1次迭代更新后的智能手机位置坐标； 表示定位方程解中的三维位置变化量； 为第k次迭代估计的智能手机时钟钟差； 为第k-1次迭代估计的智能手机时钟钟差； 为估计的智能手机时钟钟差变化量；当所述迭代次数小于或等于预设迭代次数时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值代入预设精度计算公式，生成精度值；所述预设精度计算公式为： ；其中，A为精度值； 表示定位方程解中的三维位置变化量，符号 表示二范数函数； 为估计的智能手机时钟钟差变化量；当精度值小于预设门限值时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值作为目标智能手机位置坐标和目标钟差值；将所述气压高度计数据中的高度变化量、所述目标智能手机位置坐标和所述目标钟差值耦合到预设定位方程中进行最小二乘的求解，得到所述智能手机对应的第一定位数据；所述预设定位方程为： ； ； ；其中， 为大地坐标系坐标，与地心地固坐标系坐标 相对应；h为大地坐标系坐标的第三个坐标维度，称为大地高度； 为大地维度； 为大地经度； 为估计的智能手机时钟钟差变化量； 为高度变化量；R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径；e为球偏心率；a为基准球体的长半径；d为短半径；p为中间变量；当精度值大于预设门限值时，将所述中间智能手机位置坐标和所述中间钟差值作为新的初始智能手机位置坐标和新的初始钟差值，并跳转执行所述采用预设更新公式对所述线性化定位矩阵方程对应的初始智能手机位置坐标和初始钟差值进行更新，生成中间智能手机位置坐标和中间钟差值并统计迭代次数的步骤。 7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的智能手机定位方法的步骤。 8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至5任一项所述的智能手机定位方法。