给卫星定位系统的移动台提供辅助数据的方法技术方案

卫星定位系统的卫星在导航信号中广播具有特定有效期的星历数据。移动台需要星历数据来进行定位。在得到辅助的卫星定位系统中，将辅助数据提供给移动台时，获得卫星发射的导航信号。服务器站接收所述移动台发出的辅助数据请求，响应这个请求，服务器站发射星历数据给移动台，作为辅助数据的一部分。收到移动台发出的辅助数据请求时，服务器站判断如果给移动台提供广播星历数据，移动台是否能够获得规定的定位准确度。如果答案是肯定的，服务器站就发射广播星历数据给移动台。如果答案是否定的，服务器站就发射长期星历数据给移动台，作为所请求的辅助数据的一部分。长期星历数据是从卫星轨道预测导出的，相对于卫星广播的星历数据具有充分延长的有效期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
笼统地说，本专利技术涉及如何利用卫星定位系统来定位。具体而言，本 专利技术涉及为移动台提供辅助数据，帮助移动台定位的方法。
技术介绍
GNSS (全球导航卫星系统)接收机确定它们到绕地球旋转的卫星的距 离，以确定它们的地理位置。如果从接收机到卫星的距离，以及卫星的位 置已知，就能够计算出接收机的位置。由于卫星的位置随着时间改变，因 此，接收机需要它们运行轨道随时间变化的描述。根据经验，可以假设卫 星位置100米的误差转换成接收机确定的位置的误差就是大约25米。因此， 每个卫星都在广播信号中发射星历数据作为其轨道的描述。独立的接收机 必须对来自卫星广播信号的这些星历数据进行解调，以便定出它们的位置。AGNSS (得到辅助的GNSS)的原理就是将定位必须执行的特定功能 交给服务器单元，这个服务器单元通过通信网络，例如蜂窝通信网，跟移 动台通信。如果必须确定移动台的位置，移动台就向服务器单元发送辅助 数据请求。响应这个请求，后者发射辅助数据给移动台。移动台可能需要 几种辅助数据，例如基准位置、基准时间、导航模型、电离层修正、差分 修正、历书等。从服务器单元收到这些辅助数据以后，移动台随后处理卫 星信号，例如卫星捕获和/或伪距测量。计算位置目前有两种选择或者由 移动台自己完成必要的计算(基于MS的模式)，或者移动台发射伪距给服 务器单元，后者计算位置，然后将它发送给移动台(MS辅助模式)。要指出，在GNSS领域，要注意区分卫星轨道和用于代表卫星轨道的 两种数据，也就是"星历数据"，这种数据给出卫星轨道的精确描述，以及 "历书数据"，给出卫星轨道远不那么准确的描述。历书数据不能准确到足 以精确定位，满足系统规范，或者最终用户的预期(常常达到几个分米)。对于移动台，通过蜂窝网接收星历数据具有它不需要对星历数据进行解调的优点，这些星历数据是空间信号(SIS)中包含的所谓的"导航消息"的 一部分，这里的空间信号是卫星广播的信号。跟没有得到辅助的GNSS相 比，这样做最终导致定位过程得到简化，也就是说，用更少的时间来定位 和/或降低对接收机灵敏度(指信号强度)的要求。提供辅助数据给移动台的特定方法利用通信网的高层，也就是应用层。 这种方式的优点是应用层比控制平面层具有高得多的数据率。然而，只有 在注册以后，用户才能够访问这一层，这一点带来了跟紧急呼叫有关的定 位问题。于是有人就想在通信网的控制平面上将辅助数据传送给移动台并 从移动台获取位置信息。在GSM的TS44.031(RRLP)和UMTS的TS23.371 (RRC)中对这一协议进行了标准化。控制平面实现方式的一个主要优点 是，即使没有SIM (用户标识模块)卡也能够交换位置数据。于是，能够 为紧急呼叫进行定位，即使用户没有注册。另一个优点是运营商完全控制 着这个过程，能够保证这一服务。主要缺点是信令层的数据率很低，如果 有许多移动台请求获得辅助数据，会出现问题。因此有人试图寻找方法来 降低交换GNSS辅助数据的数据率。这种方法公开在US 6,058,338中。定位服务器发射长有效期(例如一 周)的历书数据给移动台，由移动台储存。在请求获得辅助数据时，不是 发送星历数据，而是由服务器发射修正矢量，这个修正矢量对应于当前星 历数据和当前历书数据之差，这些数据都是实时地从卫星获得的。由于历 书数据具有很长的有效期，因此不必频繁地重新发射这些数据。由于只发 送差矢量数据，因此跟发送卫星广播的星历数据所必需的相比，只需要使 用少量的比特。以上文件没有解决的一个问题是跟"漫游"有关的，也就是说当移动 台位于其归属运营商没有覆盖的地理区域，并请求获得辅助数据时。当服 务器单元转发卫星广播的导航数据时，会出现服务器单元的GNSS接收机 看不到移动台能够看见的卫星，服务器单元储存的有关卫星的最新星历数 据已经过了有效期这种情况。这个问题的已知解决方法是在全球部署定位 基准GNSS接收机网，并将它们连接到服务器单元。目前运营商可以选择 独自建立这一网络，但是这样做成本高昂，也可能跟这种基准网络的所有人达成服务协议，但这就会使它依赖于另一方。在本专利技术中，对于特定的地理位置，如果卫星高出地平线，就认为卫 星是"可见的"。US 2004/0117114 Al以及有关的US 2002/0190898 Al和US 2002/0188403 Al描述了如何在远程接收机中利用长期卫星跟踪数据代替卫 星广播的星历数据。在远程接收机请求获得辅助数据时，服务器发射卫星 跟踪数据，这些数据是通过卫星轨道预测来获得的，具有长达四天的有效 期。专利技术目的本专利技术的目的是提出一种改进的方法，用来为移动台提供辅助数据。 这一目的是利用权利要求1中的方法来达到的。
技术实现思路
卫星导航系统的卫星在导航信号中广播的星历数据具有特定的有效 期。例如，可以将这个有效期定义为从这些星历数据进行定位的准确度符 合规范，相应地符合最终用户预期的时间间隔。在移动台处，例如移动电 话、数码相机、便携式计算机、手持式计算机或者配备了卫星定位接收机 的任何类似设备处，都需要星历数据来定位。在得到辅助的卫星定位系统 中，将辅助数据提供给移动台时获得卫星发射的导航信号。服务器站，例 如AGNSS服务器或者任何类似的辅助数据提供器，接收卫星广播的星历数 据，例如利用连接到它的基准接收机。在服务器站接收来自移动台的辅助 数据请求，前者随后响应这一请求发射星历数据给移动台作为辅助数据的 一部分。根据本专利技术， 一方面，在收到所述移动台发出的辅助数据请求时， 服务器站判断如果给移动台提供上述广播星历数据，移动台是否能够获得 规定的定位准确度。如果答案是肯定的，也就是如果利用上述广播星历数 据能够获得规定的定位准确度，服务器站就发射广播星历数据给移动台。 如果答案是否定的，也就是如果利用广播星历数据不能获得规定的定位准 确度，服务器站就发射长期星历数据给移动台，代替广播星历数据，作为 所请求的辅助数据的一部分。长期星历数据是从卫星轨道预测导出的，相对于卫星广播的星历数据具有充分延长的有效期。判断步骤非常简单。它可以包括例如判断在所述服务器站处收到的所 述广播星历数据在所述请求的时候是否有效。显然，将发射广播星历数据合适还是发射长期星历数据合适考虑在内， 这一方法能够减少对服务器站和移动台之间通信信道容量的影响。事实上， 在移动台处储存的星历数据的更新变得不那么频繁。这样就能够縮减带宽， 因为长期星历数据的总量不超过常规星历数据的总量。另一方面，这样做 能够提髙接收机的独立性，也就是说，能够延长接收机不需要辅助数据的期间。相对于常规星历数据，优选将长期星历数据的有效期延长到至少1.5 倍，至少延长到2倍更好，至少延长到4倍还要好。长期星历数据的格式 最好跟广播星历数据的格式一样，从而跟己有标准一致。可以用外部轨道预测设施来为服务器站提供卫星轨道预测，后者随后 从中导出长期星历数据。也可以是利用连接到服务器站的适当的卫星接收 机，服务器站利用在服务器站收到的广播星历数据作为输入来提供轨道预 测。在任何情况下，卫星轨道预测都最好基于作用于卫星上的力的力学模 型。轨道预测可以利用己知的卫星参数作为初始值，通过对力学基本定律 进行积分来完成。如果为服务器站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供辅助数据给移动台，帮助获取卫星定位系统的卫星发射的信号的方法，所述卫星在所述信号中广播具有特定有效期的星历数据，该方法包括：　　　　在服务器站接收来自所述移动台的辅助数据请求；　　　　在所述服务器站接收所述广播星历数据；　　　　在所述服务器站判断如果提供了所述广播星历数据，所述移动台是否能够实现规定的定位准确度；　　　　如果答案是肯定的：发射所述广播星历数据给所述移动台；或者　　　　如果答案是否定的：响应所述请求发射长期星历数据给所述移动台，作为所述辅助数据的一部分，所述长期星历数据相对于所述卫星广播的星历数据具有充分延长的有效期，所述长期星历数据是从卫星轨道预测导出的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S科拉扎，M莫内拉，
申请(专利权)人：欧洲GNSS监督管理局，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]