通过辅助数据对精确位置的快速确定制造技术

相对定位模块(18)应用实时动态(RTK)算法，以提供参考接收器和漫游器的接收器之间的相对位置矢量并提供恢复数据。在漫游器处，(例如，根据精密定位算法)精密定位模块将相对位置矢量、辅助数据、恢复数据和校正数据应用作为输入、约束或两者以用于一个或多个预测滤波器在宽巷模糊度和窄巷模糊度上的收敛。在漫游器处，精密定位模块(16)或导航定位估算器(50)基于收敛或固定的窄巷模糊度和宽巷模糊度来估算漫游器的精确位置。

Quick determination of precise position by auxiliary data

Relative positioning module (18) applies real-time dynamic (RTK) algorithm to provide relative position vectors between reference receivers and roamers receivers and to provide recovery data. At the roamer, the precise positioning module uses relative position vector, auxiliary data, recovery data and correction data as inputs, constraints or both for convergence of one or more predictive filters on wide and narrow lane ambiguities. At the roamer, the precise positioning module (16) or the navigation positioning estimator (50) estimates the precise position of the roamer based on convergent or fixed narrow-lane ambiguity and wide-lane ambiguity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过辅助数据对精确位置的快速确定
本公开涉及用于通过辅助数据来快速确定精确位置的方法和卫星接收器系统。
技术介绍
在某些现有技术中，诸如全球导航卫星系统接收器的卫星导航接收器可以提供厘米级的位置估算。这种卫星导航接收器通常依赖于载波相位测量，所述载波相位测量受到接收到的卫星信号的周期的整周模糊度度的影响。在一些现有技术中，长初始化周期(也称为归整后时间)通常为30至45分钟，由相位模糊度收敛到接近稳定值所花费的时间和达到或接近其最佳精度的解所驱动。在卫星导航接收器求解载波相位测量的整周模糊度之前，位置估算的精度是降低的。在一些现有技术中，导航接收器的实时动态(RTK)校正数据是本地有效的，而不是全局有效的，并且需要对实时动态基站和通信链路进行大量投资以支持基站和移动卫星导航接收器之间的通信。对于基站和流动站之间的单基线，由于接收器和基站之间的距离依赖性偏差，RTK导航应用通常已经被限制在大约20千米到30千米的短程内。因此，需要一种导航接收器，该导航接收器能够通过辅助数据快速确定其精确位置并且可以使用全局有效的校正数据。
技术实现思路
根据一个实施例，参考接收器或参考接收器的测量模块测量接收到的卫星信号的载波相位和码相位。在参考接收器处，精密定位模块或导航定位估算器基于接收到的卫星信号的所测量的载波相位和码相位、对流层延迟模型以及校正数据(例如精密单点位置数据，其具有精密单点定位针对各个卫星的、与精密单点定位算法一致的精确时钟和轨道数据)，解算宽巷模糊度和折射校正后模糊度(或窄巷模糊度)。在参考接收器处，在达到用于载波相位的模糊度解算的收敛状态之后的任何时间，精密定位模块提供并支持第一无线通信装置对以下辅助数据(例如，包括已解算或收敛的模糊度内容)中的一个或多个的无线传输：已解算的宽巷模糊度、估算的折射校正后模糊度(或估算的窄巷模糊度)、估算的对流层延迟偏差、接收到的卫星信号的原始测量载波相位和码相位、以及参考接收器的位置。在移动接收器或漫游器处，第二无线通信装置接收辅助数据；相对定位模块应用实时动态(RTK)算法，以提供参考接收器和漫游器接收器之间的相对位置矢量和恢复数据。例如，相对定位模块使用参考接收器和漫游器与两个卫星之间的相位测量值的双差来解算双差RTK模糊度或相关数据，即恢复数据。在漫游器处，(例如，根据精密定位算法)精密定位模块将相对位置矢量、辅助数据、恢复数据和校正数据作为用于一个或多个预测滤波器在宽巷模糊度和窄巷模糊度上的收敛的输入、约束或两者。在漫游器处，精密定位模块或导航定位估算器基于收敛或固定的窄巷模糊度和宽巷模糊度来估算漫游器的精确位置。附图说明图1A是用于通过辅助数据快速确定精确位置的卫星接收器系统的一个实施例的框图。图1B是示出(图1A的)校正数据源的一个可能示例的框图，该校正数据源包括用于向移动接收器传播校正数据的通信卫星。图1C是示出包括RTK基站的(图1A的)校正数据源的另一可能示例的框图。图1D是用于通过辅助数据快速确定精确位置的卫星接收器系统的另一实施例的框图，其中辅助数据和校正数据都可以通过校正无线装置和一个或多个无线通信系统被传送。图2是比图1A或图1D更详细地示出的卫星接收器的说明性示例的框图。图3示出了用于操作卫星接收器以通过辅助数据快速确定精确位置的方法和卫星接收器的一个实施例。图4示出了用于操作卫星接收器以通过辅助数据快速确定精确位置的方法的另一实施例。图5示出了用于操作卫星接收器以通过辅助数据快速确定精确位置的方法的一个实施例。具体实施方式诸如全球导航卫星系统(GNSS)接收器之类的位置确定接收器或卫星接收器能够接收载波相位测量值，载波相位测量值在所接收到的卫星信号的多个周期或部分周期中受模糊度(例如整周模糊度)的影响。时间点或测量时间意味着导航卫星系统的特定时刻或移动接收器(例如，以某个相应的频率或速率)测量载波相位的时间间隔。如这里所使用的，估算、确定或“解算”的模糊度可以具有整数值、浮点点值或实数值。因此，估算的模糊度、确定的模糊度和解算的模糊度在为本文件中应被视为同义词。相比之下，除非另有说明，否则“固定”的模糊度应表示模糊度具有整数值，例如模糊度被分为固定整数分量和实数值分量(浮点点分量)的情况下。收敛的模糊度指的是整数或实数值模糊度，整数或实数值模糊度与可靠或稳态的精确解或位置估算值相关联，可靠或稳态的精确解或位置估算值对在GNSS中操作的GNSS接收器处于或接近峰值精度和可接受的标准偏差水平。接收器确定或解算载波相位测量值的模糊度，以准确地估算接收器的精确位置或坐标。尽管GNSS接收器的码相位或伪距测量值与接收卫星的周期中的整周模糊度无关，但是码相位测量值不提供某些应用所需的厘米级位置精度。如本文件中所使用的，模糊度对特定等式(例如，稍后在本文中描述的)的形式背景通常是特定的，特定等式涉及来自一个或多个卫星的载波相位信号的一个或多个接收器的观测量。因此，可能具有宽巷(WL)模糊度、窄巷(NL)模糊度、单差(SD)模糊度，双差(DD)模糊度、实时动态(RTK)模糊度、以及与一个或多个接收器或一个或多个卫星的相位测量值有关的折射校正(RC)模糊度。如果卫星导航接收器可以接收至少两个频率，例如L1和L2频率，则可以组合L1和L2载波相位测量值的差值以形成宽巷(WL)测量值(例如，具有用于GPS的大约86.25厘米的波长)，并且可以组合L1和L2载波相位测量值的总和以形成窄巷(NL)测量值(例如，具有大约10.7厘米的波长)。宽巷测量值有助于快速有效地解算宽巷整周模糊度，而窄巷测量值有助于以最小的相位噪声精确和准确地解算窄巷模糊度。折射校正模糊度消除了大气延迟偏差的一阶。通常关于一个卫星、参考接收器和漫游器的接收器，或来自一个接收器的两个卫星形成(例如，载波相位或码相位的)单差测量值。相比之下，通常关于两个卫星、参考接收器和漫游器的接收器形成双差测量值，或者通过减去两个单差测量值来形成双差测量值。测量模块56或导航接收器(例如，20或22)可以测量或观测适用的全球导航卫星系统(GNSS)(例如，全球定位系统(GPS)或GLONASS)的L1和L2载波相位和伪距，如等式(1-4)如下所示：其中：Pij和分别是针对给定频率i(例如，1，2，......，例如L1或L2)和卫星j的码相位测量值和载波相位测量值(例如，以米为单位)；是模糊的或非整数相位测量值，λ1是用于频率L1的载波相位测量值的波长；是模糊的或非整数相位测量值，λ2是用于频率L2的载波相位测量值的波长；ρj是卫星j的相位中心和接收器的相位中心之间的几何距离(例如，以米为单位)，包括校正数据108中的卫星精确轨道校正、接收器潮汐位移和地球自转校正；τr是给定GNSS系统的接收器时钟偏差或误差，其中估算每个GNSS系统的一个接收器时钟偏差，GNSS系统例如为GPS、GLONASS、Galileo或北斗集群；τj是卫星j的卫星时钟误差；T是对流层延迟，并分为干分量Tdry和湿分量Twet；和分别是关于给定频率i(1，2，...)的、依赖于接收器的码偏差和相位偏差，并且对于每个GNSS集群内的所有可见卫星的每个CDMA信号，可以假设它们是相同的；和分别是关于给定频率i(1，2，...本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于快速确定移动接收器的精确位置的方法，所述方法包括在移动接收器处或由移动接收器执行以下步骤：测量一个或多个接收到的卫星信号的载波相位；存储由参考接收器提供的辅助数据，所述辅助数据包括一组以下数据：解算的宽巷模糊度、确定的窄巷模糊度、估算的对流层延迟偏差、接收到的卫星信号的原始测量的载波相位和伪距、以及参考接收器的位置；应用实时动态(RTK)滤波器以提供参考接收器和移动接收器之间的相对位置矢量，并提供与解算的双差模糊度相关的恢复数据；根据精密定位算法应用所述相对位置矢量、辅助数据、来自RTK滤波器的恢复数据以及具有关于卫星信号的精确时钟和轨道信息的校正数据，作为用于一个或多个预测滤波器在宽巷模糊度和窄巷模糊度上的收敛的输入、约束或两者；以及基于处于收敛状态或固定状态的、已解算的宽巷模糊度和估算的宽巷模糊度估算移动接收器的精确位置，其中，上述步骤能够由移动接收器的电子数据处理系统的数据处理器执行或实现。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 US 62/310,087;2016.10.07 US 15/288,4161.一种用于快速确定移动接收器的精确位置的方法，所述方法包括在移动接收器处或由移动接收器执行以下步骤：测量一个或多个接收到的卫星信号的载波相位；存储由参考接收器提供的辅助数据，所述辅助数据包括一组以下数据：解算的宽巷模糊度、确定的窄巷模糊度、估算的对流层延迟偏差、接收到的卫星信号的原始测量的载波相位和伪距、以及参考接收器的位置；应用实时动态(RTK)滤波器以提供参考接收器和移动接收器之间的相对位置矢量，并提供与解算的双差模糊度相关的恢复数据；根据精密定位算法应用所述相对位置矢量、辅助数据、来自RTK滤波器的恢复数据以及具有关于卫星信号的精确时钟和轨道信息的校正数据，作为用于一个或多个预测滤波器在宽巷模糊度和窄巷模糊度上的收敛的输入、约束或两者；以及基于处于收敛状态或固定状态的、已解算的宽巷模糊度和估算的宽巷模糊度估算移动接收器的精确位置，其中，上述步骤能够由移动接收器的电子数据处理系统的数据处理器执行或实现。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考接收器的位置包括参考接收器的固定或移动的精密单点定位参考位置，并且其中所述恢复数据包括以下各项中的一个或多个：RTK双差(DD)宽巷整周模糊度RTK固定折射校正后(RC)双差(DD)浮点模糊度和参考接收器和移动接收器之间的相对位置；和所述相对位置的方差/协方差。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辅助数据还包括在所述参考接收器处估算的以下各项中的一个或多个：精密单点定位参考位置和参考固定坐标之间的位置差值、解算的宽巷模糊度和确定的窄巷模糊度、和天顶方向上的包括先验模型的估算的对流层延迟。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述恢复数据包括来自所述移动接收器处的RTK滤波器的L1/L2固定双差(DD)模糊度，所述L1/L2固定双差(DD)模糊度基于相应的一对卫星的在所述移动接收器和参考接收器处的原始相位测量值。5.根据权利要求1所述的方法，其中，应用所述实时动态(RTK)滤波器还包括：基于一组实时动态(RTK)算法，通过RTK滤波器估算移动接收器和参考接收器之间的相对位置或相对位置矢量，以解算在L1处的参考移动接收器和每个全球导航卫星系统(GNSS)的参考卫星之间的以及参考接收器L2和每个GNSS系统的同一参考卫星之间的L1/L2双差(DD)固定整数值(L1、N2)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述解算的宽巷模糊度包括归整或收敛的宽巷模糊度，并且其中估算的窄巷模糊度包括在参考接收器处的、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)的卫星的载波信号的归整或收敛的窄巷模糊度。7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于估算的窄巷模糊度和宽巷模糊度来估算移动接收器的精确位置还包括将宽巷(WL)模糊度估算到收敛状态，将折射校正(RC)后模糊度估算到收敛状态，并估算用于移动接收器的移动对流层偏差。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：在参考接收器处，基于LAMBDA或改型LAMBDA过程，通过预测滤波器或宽巷滤波器估算宽巷(WL)模糊度，以准备以整数形式确定窄巷模糊度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法进一步包括：在应用实时动态(RTK)滤波器以解算与双差载波相位测量值相关的模糊度之前，验证参考接收器和移动接收器之间的范围等于0千米到大约30千米；和在参考接收器和移动接收器之间提供无线通信信道或无线电通信信道。10.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述参考接收器处，在解算所述窄巷模糊度之后，根据以下等式确定用于卫星j的折射校正后模糊度(NRC)：其中：f1是接收到的卫星信号的L1载波频率，f2是接收到的卫星信号的L2载波频率；是从卫星j发送的L1载波频率的测量载波相位；是从卫星j发送的L2载波频率的测量载波相位；ρj是卫星j的相位中心和接收器的相位中心之间的几何距离，所述几何距离包括卫星轨道校正、接收器潮汐位移和地球自转校正；τr是给定GNSS系统的接收器r时钟偏差或误差；τj是卫星时钟误差；bNL是接收器窄巷相位偏差(每个接收器和所有可见卫星的集群具有一个接收器窄巷相位偏差)，是卫星j的窄巷相位偏差(针对所有接收器，每个卫星具有一个窄巷相位偏差)，所述卫星j的窄巷相位偏差是L1卫星相位偏差和L2卫星相位偏差的RC组合；T是对流层延迟，并分为干分量Tdry和湿分量Twet；Wj和w分别是卫星j和接收器二者在周期中的相位饱和误差，所述相位饱和误差能够用模型校正；是折射校正(RC)后的载波相位模糊度项；是窄巷波长；并且是卫星j的RC相位测量值误差，所述卫星j的RC相位测量值误差包括白噪声误差、多径误差和...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴礼文，黄舜植，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US