用于确定物理度量诸如位置的系统技术方案

公开了一种用于确定物理度量诸如位置的系统。系统包括：本地信号发生器(8)，被配置为提供本地信号；以及接收器(4)，被配置为接收具有与由受信远程源发送的信号中的那些属性相对应的属性的信号。惯性测量单元(12)被配置为提供接收器的测量出的或假定的移动。相关器(6)被配置为通过使本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号。运动补偿单元(14)被配置为基于测量出的或假定的移动来提供对本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个的运动补偿。信号分析单元(16)被配置为确定接收到的信号是否包括在与接收器和受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，其中，该确定基于相关信号。最后，度量确定单元或定位单元(20)被配置为基于由信号分析单元(16)做出的确定来确定与接收器相关联的物理度量诸如其位置。

A system for determining physical measures such as location

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定物理度量诸如位置的系统
本专利技术涉及一种用于确定与接收器相关联的物理度量诸如位置、频率或时间的系统。这些度量可以用于导航或跟踪。特别地，本专利技术涉及一种定位系统，其可以基于接收到的定位信号以及接收器的测量出的或假定的移动来增强确定位置的精度。
技术介绍
对于使用全球导航卫星系统(GNSS)信号进行定位，多径干扰是一个出名的问题。在城市峡谷环境中，GNSS信号在接收器处被接收之前可以被反射一次或多次。在简单的GNSS接收器(诸如智能手机中常见的那些)中，无法将反射信号与视线信号区分开。这可能会导致20米或更大的显著测距误差。相比之下，在没有多径干扰的环境中，测距误差只有几米或更小。这些测距误差对于某些应用可能是个问题，诸如寻求车辆在车道上定位的应用，或者确定行人所在的街道的侧的应用。阴影匹配是用于改善城市峡谷中定位的已知技术。阴影匹配利用3D城市模型来增强定位。如果已知大致的用户位置，则可以将使用3D城市模型的卫星可见性预测与接收器的实际测量结果进行比较。如果接收器未检测到已知存在于天空中的特定卫星，则搜索区域可以被限制在以下区域，其中3D城市模型预测出接收器被3D城市模型中的一个或多个物体从卫星遮挡。这种方法可以在3D城市模型可用的情况下提供增强的定位精度。但是，阴影匹配也受到多径干扰的影响。在3D城市模型预测出将不会接收到信号的位置处进行反射之后，如果接收器成功接收到信号，则可能会出现问题(并且反之亦然)。与在没有阴影匹配的情况下将实现的那些相比，这些情况可能会产生更严重的定位错误。r>
技术实现思路
本专利技术的目的是解决这些问题中的一些。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于确定与接收器相关联的物理度量的系统，包括：本地信号发生器，其被配置为提供本地信号；接收器，其被配置为接收具有与由受信远程源发送的信号中的那些属性相对应的属性的信号；运动模块，其被配置为提供所述接收器的测量出的或假定的移动；相关单元，其被配置为通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；运动补偿单元，其被配置为基于所述测量出的或假定的移动来提供对所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的运动补偿；信号分析单元，其被配置为确定所述接收到的信号是否包括在与所述接收器和所述受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，其中，所述确定基于所述相关信号；以及度量确定单元，其被配置为基于由所述信号分析单元做出的确定来确定与所述接收器相关联的物理度量。以此方式，在接收到的信号包括沿着到受信远程源(诸如GNSS卫星)的视线没有被接收到的分量的情况下，信号分析单元可以识别出来自远程源的反射信号。这可以显著提高定位精度，这是因为可以将这些知识应用于定位计算。特别地，可以应用补偿来解决以下事实，其中已经存在反射，这可能另外地会导致定位误差，或者可以以一些其他方式使用反射信号来增强定位精度。另外，当在不可能从受信源的方向上接收到信号时，此技术可以用来识别虚假信号。该技术建立在以下原理上：运动补偿可以提供增强的信号增益和来自移动天线的接收方向性。该系统优选地被配置为确定位置。但是，该系统可用于确定度量，诸如时间和频率。由系统确定出的度量可用于导航或跟踪应用。优选地，信号分析单元被配置为确定在至少一次反射之后，接收到的信号是否包括从受信远程源接收到的分量。因此，在一些实施例中，信号分析单元可以包括反射识别单元。信号分析单元可以被配置为基于相关信号来确定接收相关信号分量的方向。另外，信号分析单元可以被配置为基于经运动补偿相关信号的信号质量度量(诸如信噪比)来确定接收到的信号是否已经被反射。取决于相对于信号被接收的一个或多个方向而施加运动补偿所处的方向，经运动补偿相关信号可以具有更大或更小的信噪比。这对于揭示信号分量被接收的方向可能很有用。如果信号包括在与接收器和远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，则可以确定出已经发生了反射。在特定情况下，这可以解释为接收到虚假或欺骗信号的指示。运动补偿单元可以被配置为基于在接收器和受信远程源之间的视线方向上的测量出的或假定的移动来提供对本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个的运动补偿。在没有任何反射的情况下，视线可以定义为接收器和受信远程源之间的最短路径。在某些情况下，视线可能会穿过建筑物或其他物体。在室内或城市峡谷环境中，视线可能会穿过接收器和受信远程源之间的数个对象。通过在视线方向上提供运动补偿，直接信号的处理增益可以高于为其他方向上接收到的信号提供的增益。如果接收到的信号包括较大的反射分量，则可以在视线方向上进行运动补偿之后确定小的信噪比。这可以在信号分析单元中使用来确定出反射分量可能存在于接收到的信号中。运动补偿单元可以被配置为基于在相关信号分量被接收的方向上的测量出的或假定的移动来提供对本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个的运动补偿。通过在与信号被接收的方向对准的方向上提供运动补偿，可以为反射信号提供显著增强的增益。如果接收到的信号包括大的反射分量，则这可以确定在特定方向上的运动补偿是否产生大的信噪比。该系统可用于在多于一个方向上提供运动补偿。例如，可以在接收器和受信远程源之间的视线方向上应用运动补偿，以增强视线信号的增益。另外地或可替选地，可以在不同方向上应用运动补偿以增强反射信号的增益。然后，这两个信号都可以用于定位计算或其他度量确定计算中。有效地，这可以允许使用视线信号和反射信号进行定位。如果接收到的信号中存在多于一个反射分量，则可以在进一步的方向上应用运动补偿。在一种布置中，在由度量确定单元进行的物理度量的确定中，反射信号可以被基本上抑制或衰减。例如，反射信号可以从解决方案中完全去除，或者分配有较大的不确定性值，或者在Kalman滤波器中具有低的相对权重。因此，非视线信号可以从定位计算中基本上去除。这可以允许仅基于到受信远程源的视线信号进行定位。在某些情况下，当无法量化反射信号的影响时，这可能是期望的。在其他情况下，可以建立导致反射的环境的几何形状，使得反射信号实际上可以增强确定出的位置的精度。度量确定单元可以被配置为基于由信号分析单元做出的确定和地形图来确定与接收器相关联的位置或度量。地形图或三维地图(其可以是3D城市地图)可用于确定反射信号分量的几何形状。特别地，地形图可用于确定信号被反射所处的可能点。可以将其与确定出的反射信号路径长度一起使用，以用于度量确定计算。有效地，这可以增加可用于定位的远程源的数量。运动补偿单元可以被配置为基于在多个方向上的测量出的或假定的移动来提供对本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个的运动补偿。此外，多个方向可以跨可以在接收器处接收信号的所有可能方向来分布。以这种方式，可以在所有可能的方向上执行蛮力搜索，以便识别从其接收到反射信号的方向。当在反射信号的方向上应用运动补偿时，将确定具有大信号强度的相关信号。可以使用它来识别反射信号，并识别反射信号被接收的方向。在某些情况下，可能会存在多次反射，这意味着蛮力搜索可能会揭示许多相关峰值，其对应于反射信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定物理度量的系统，包括：/n本地信号发生器，其被配置为提供本地信号；/n接收器，其被配置为接收具有与由受信远程源发送的信号中的那些属性相对应的属性的信号；/n运动模块，其被配置为提供所述接收器的测量出的或假定的移动；/n相关单元，其被配置为通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；/n运动补偿单元，其被配置为基于所述测量出的或假定的移动来提供对所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的运动补偿；/n信号分析单元，其被配置为确定所述接收到的信号是否包括在与所述接收器和所述受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，其中，所述确定基于所述相关信号；以及/n度量确定单元，其被配置为基于由所述信号分析单元做出的确定来确定与所述接收器相关联的物理度量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 GB 1715454.31.一种用于确定物理度量的系统，包括：
本地信号发生器，其被配置为提供本地信号；
接收器，其被配置为接收具有与由受信远程源发送的信号中的那些属性相对应的属性的信号；
运动模块，其被配置为提供所述接收器的测量出的或假定的移动；
相关单元，其被配置为通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；
运动补偿单元，其被配置为基于所述测量出的或假定的移动来提供对所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的运动补偿；
信号分析单元，其被配置为确定所述接收到的信号是否包括在与所述接收器和所述受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，其中，所述确定基于所述相关信号；以及
度量确定单元，其被配置为基于由所述信号分析单元做出的确定来确定与所述接收器相关联的物理度量。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号分析单元被配置为确定在至少一次反射之后，接收到的信号是否包括从所述受信远程源接收到的分量。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述信号分析单元被配置为基于所述相关信号来确定接收所述分量所在的方向。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述信号分析单元被配置为基于经运动补偿相关信号的信号质量度量来确定所述接收到的信号是否包括在与所述接收器和所述受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述运动补偿单元被配置为基于在所述接收器和所述受信远程源之间的视线方向上的测量出的或假定的移动来提供对所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的运动补偿。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述运动补偿单元被配置为基于在接收到所述分量的方向上的测量出的或假定的移动来提供对所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的运动补偿。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，如果所述接收到的信号包括了在与所述接收器与所述受信远程源之间的视线方向不同的方向上接收到的分量，则在通过所述度量确定单元确定所述物理度量时使所述分量被实质地衰减。


8.根据权利要求1至6...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉姆齐·迈克尔·法拉格，罗伯特·马克·克罗克特，彼得·杜菲特史密斯，尼古拉斯·库罗纳奥，
申请(专利权)人：焦点定位有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB