用于共享收敛数据的方法和系统技术方案

公开了用于在GNSS接收机之间共享收敛数据的系统和方法。可以利用在GNSS接收机处经由通信连接接收到的收敛数据来确定GNSS接收机的位置。

Methods and Systems for Sharing Convergent Data

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于共享收敛数据的方法和系统本PCT申请要求2016年10月4日提交的申请号为15/284,975的美国非临时专利申请的权益和优先权。上述专利申请的全部内容通过引用被并入本文以用于所有目的。
技术介绍
全球定位系统(GPS)以及其在全球导航卫星系统(GNSS)中的对应系统已经在人类社会的各个方面全面普及。GPS和GNSS接收机正在越来越多地被集成到装置、工具和诸如农用车辆、施工设备以及甚至自主操作的车辆这样的车辆中。为了提供具有必要精确度的位置测量，GNSS接收机可以配置为利用来自各种来源的校正。这些校正系统的实例包括，例如，广域增强系统(WAAS)、基于卫星的增强系统(SBAS)、实时动态测量(RTK)技术、精密单点定位(PPP)技术、欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS)等等。通过使用来自这些来源的校正数据，GNSS接收机可以补偿误差源，例如GNSS信号的大气延迟、时钟误差以及星历误差，从而导出更为精确的位置坐标。当GNSS接收机(或流动站)使用来自单个参考站(例如，差分GPS(DGPS)或RTK)的校正数据时，在针对每个卫星的经受时间去相关和空间去相关这两者的校正中存在较小的偏移误差。通过时间去相关，校正数据随着自采用参考测量值起的时间增加而劣化。通过空间去相关，校正数据随着流动站和采用参考测量值处的地点之间的距离增大而劣化。这些校正偏移误差同样存在于使用联网的参考站的系统中，例如SBAS或PPP。由于在确切的流动站地点处并没有参考站，将存在较小的校正偏移误差。这些误差受大气条件-电离层模型误差和对流层模型误差的影响最严重。这些校正偏移误差对于彼此在数公里范围内的所有流动站来说是相似的，并且将由于大气条件改变而随时间在分钟数量级上缓慢地改变。通过在大量的测量值上观测校正，流动站可以估计校正偏移误差。这种过程，被称为收敛，可以充分地减小测量误差的大小。在加拿大新不伦瑞克省弗雷德里顿的新不伦瑞克大学的大地测量与地球信息工程学系的技术报告编号为294的S.Banville博士的论文“用于GNSS精密单点定位的改进收敛”中找到了对典型收敛技术的详细讨论，该论文通过引用被合并入本文。如果采用了足够的测量值，并且网络模型具有足够高的保真度，则偏移误差估计值有可能收敛到厘米级精确度，在这种情况下，有可能解析载波相位模糊度以提供具有厘米级精确度的位置坐标(positionfix)。这在多频带流动站上更迅速地发生，在多频带流动站上电离层模型误差不像在单频带流动站上那么麻烦。然而，即使没有完整的整周模糊度解，单频带流动站也将受益于减小的校正偏移误差，并且通常可以在充分收敛之后实现达到亚米级精确度的定位。因此，期望用于减少收敛时间的系统和方法。附图说明附图例示说明了实施例，其与详细描述一起用于解释一些实施例的各种特征和原理。除非指出，在本简要描述中涉及的附图不应被理解为是按比例绘制的。本文中，相同的物体以相同的物体编号进行标记。图1是示出根据各种实施例的GNSS接收机向另一GNSS接收机发送收敛数据的简化图。图2是根据各种实施例的用于在GNSS接收机之间共享收敛数据的方法的流程图。图3A至图3C是根据各种实施例的收敛数据共享系统的部件的框图。图4A至图4F显示了根据各种实施例的用于共享收敛数据的系统的使用。图5是可以根据各种实施例使用的示范性GNSS接收机的图示。图6是可以根据各种实施例使用的示范性收敛数据服务器的图示。图7是根据各种实施例的用于共享收敛数据的方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中进行了例示说明。尽管本文中讨论了各种示例，但是应当理解，它们并不旨在限制实施例。相反，本申请的范围旨在覆盖可以包含在本文中所述各种实施例的且由所附权利要求书所限定的精神和范围内的替代、修改以及等价物。此外，阐述了各种具体细节以便提供对本专利技术主题的实施例的透彻理解。但是，实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，并未对公知的方法、程序、部件和电路进行详细描述，以便不必要地混淆所述实施例的方面。流动站可以通过观测大量的测量值来估计校正偏移误差。这些偏移估计值是对从外部来源，例如基站或网络控制中心，接收的校正数据的细化。收敛过程可以改善偏移估计值从而允许提高由流动站执行的位置测量值中的精确度。然而，收敛过程是耗时的，并且在获得充分细化的收敛数据之前会占用半小时。多频带流动站通常比单频带流动站更快地达到收敛，但是对于所有的流动站，不管它们的性能如何，收敛过程都需要时间。由于校正偏移误差对在同一近似区域中的所有流动站是共有的，一个未收敛的(或者在非收敛状态下运行的)流动站能够使用由已经收敛的另一个附近的流动站已经生成的偏移估计值(或者收敛数据)。从一个流动站传递到另一个流动站的收敛数据的形式可以根据特定的流动站模型而变化，因此期望在一些实施例中两个流动站使用相似的系统。典型收敛数据可以包括对大气模型的调整(或细化)。收敛数据还可以包括轨道模型和/或卫星时钟误差。通过利用来自已经收敛的另一流动站的偏移估计值，可以减少收敛时间。图1是示出根据各种实施例的GNSS接收机向另一GNSS接收机发送收敛数据的简化图。在该示例中，处于收敛状态下的第一GNSS接收机111a向处于未收敛状态下的第二GNSS接收机111b发送收敛数据。收敛数据可以被第二GNSS接收机111b用来确定位置测量值。接收和利用来自第一GNSS接收机111a的收敛数据使第二GNSS接收机111b能够比在利用常规过程生成其自身的收敛数据的情况下更迅速地精确确定其位置。收敛数据可以利用有线或无线的通信连接在GNSS接收机之间共享。在一些实施例中，例如，收敛数据利用无线射频、蜂窝和/或卫星通信连接进行共享。GNSS接收机可以是移动的或固定的。移动GNSS接收机可以是那些设置在手持装置(例如，手持GPS或蜂窝电话)中、设置在更大的可移动装置(例如，勘测流动站)中或者集成为更大的移动结构(例如，车辆或牵引机)的部分的GNSS接收机。图1中所示的GNSS接收机可以是不同的(例如，第一GNSS接收机111a可以设置在蜂窝电话中而第二GNSS接收机111b可以设置在勘测流动站中)，但是它们通常使用类似的差分定位技术(例如，PPP技术)。由第一GNSS接收机111a提供给第二GNSS接收机111b的收敛数据可以包括对校正数据的细化。校正数据从外部来源被接收。校正数据是在PPP(PPP校正数据)或者其他差分定位技术中使用的数据。校正数据可以包括大气模型(例如，电离层和/或对流层模型误差)、轨道模型(例如，星历数据)和/或卫星时钟误差。校正数据可以在中央位置处产生，在该中央位置中，所有被跟踪的导航卫星的精确轨道和时钟被实时生成和更新。还可以确定延迟来自卫星的信号的传播的大气条件。校正数据通常通过卫星服务或者蜂窝链路广播或者以其他方式被提供给GNSS接收机，但是也可以通过多种通信链路中的任一种来完成。在GNSS接收机中的一个或多个处理器利用校正数据连同其他的信号测量值来产生允许厘米级定位的收敛数据。作为示例，PPP校正数据可以用于生成PPP收敛数据。除了细化的校正数据之外，收敛数据还可以包括码相位和/或载波相位测量值、解析的载波相位模糊度、每个码相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在全球导航卫星系统(GNSS)接收机之间共享收敛数据的方法，所述方法包括：在第一GNSS接收机处接收来自第二GNSS接收机的收敛数据，所述第一GNSS接收机在非收敛状态下运行且所述第二GNSS接收机在收敛状态下运行，所述收敛数据在所述第二GNSS接收机处生成；并且之后利用来自所述第二GNSS接收机的所述收敛数据确定所述第一GNSS接收机的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 US 15/284,9751.一种用于在全球导航卫星系统(GNSS)接收机之间共享收敛数据的方法，所述方法包括：在第一GNSS接收机处接收来自第二GNSS接收机的收敛数据，所述第一GNSS接收机在非收敛状态下运行且所述第二GNSS接收机在收敛状态下运行，所述收敛数据在所述第二GNSS接收机处生成；并且之后利用来自所述第二GNSS接收机的所述收敛数据确定所述第一GNSS接收机的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一GNSS接收机或所述第二GNSS接收机中的至少一个与车辆相关联。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据是精密单点定位(PPP)收敛数据。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一GNSS接收机和所述第二GNSS接收机是移动接收机。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一GNSS接收机配置为在一个频带上接收GNSS信号，而所述第二GNSS接收机配置为在至少两个单独的频带上接收GNSS信号。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据在所述第一GNSS接收机处利用无线通信收发器被接收。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据包括大气模型、轨道模型或者卫星时钟误差中的至少一种。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据包括解析的载波相位模糊度。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据指示对来自特定卫星的GNSS信号的连续跟踪已经保持了多久。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述收敛数据是在所述第二GNSS接收机处利用来自基站的网络的PPP校正数据而被生成的。11.一种用于共享收敛数据的系统，包括：收敛数据服务器，所述收敛数据服务器包括：数据存储装置，所述数据存储装置配置为存储用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机的精密单点定位(PPP)收敛数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·皮克，格雷戈里·贝斯特，皮特·卢米思，
申请(专利权)人：天宝公司，
类型：发明
国别省市：美国,US