本发明专利技术公开了一种卫星定位系统中使用距变率量测确认初始位置的方法和装置。在一个实施例中，在远端接收器获得关于多个卫星的距变率测量值。使用初始位置计算出关于多个卫星的期望距变率。使用所述距变率计算出单差。使用所述期望距变率计算出期望的单差。计算出所述单差和所述期望单差之间的单差余值。将所述单差余值与阈值比较。如果每个单差余值的绝对值都小于或等于所述阈值，则认为所述初始位置有效。有效的初始位置可用于确定伪距整数部分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及卫星定位系统，更具体地说，涉及一种卫星定位系统中使用距变率量测(range-rate measurement)确认位置的方法和装置。
技术介绍
卫星定位系统(SPS)接收器使用来自多个卫星的测量数据计算位置。SPS接收器通常通过计算从卫星发射的信号的发送时间和由地球上或靠近地球的接收器接收到的该信号的接收时间之间的时延(time delay)来确定其所在位置。上述时延与光速的乘积给出了从接收器到位于所述接收器范围内的每个卫星之间的距离。典型的卫星定位系统包括全球定位系统(GPS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统和俄罗斯全球导航卫星定位系统(GLONASS)。 在GPS中，具有商业用途的每个信号使用由唯一的伪随机噪声(PN)码(即粗捕获(C/A)码)定义的具有1.023MHz扩展率的直序扩频信号。每个PN码双相调制1575.42MHz的载波信号(即L1载波)并唯一地标识特定卫星。PN码序列长度是1023个码片(chip)，对应于1毫秒时间段。1023个码片的一个循环周期被称为一个PN帧或PN元。 GPS接收器通过比较接收到的PN码信号序列和内部生成时的PN码信号序列之间的时移(time shifts)来确定信号的发射和接收之间的时延。测量所得的时延被称为“亚毫秒伪距”，因为已知所述时延以1毫秒PN帧边界为模。如果针对特定卫星标识出了数据位边缘(date bit edges)，则已知该伪距以数据位周期为模，例如在当前的GPS系统中数据位周期为20ms。不同的卫星导航系统，以及GPS系统中将有的变化可提供不同的数据位周期。一般而言，如果已知伪距以N ms为模，则将其称做“分数伪距(fractional pseudorange)”。通过求解与每个卫星的每次时延相关联的毫秒的整数位，便可获得真正的、准确的伪距。一组4个伪距，加上已知的GPS信号发送的绝对时间和与这些绝对时间相关的卫星位置，足以用于求出GPS接收器的位置。为了确定在发送时GPS卫星的位置，进而确定GPS接收器的位置，发送(或接收)的绝对时间时是必需的。 因此，每个GPS卫星广播卫星轨道模型和时钟数据作为卫星导航电文(satellite navigation message)。该卫星导航电文是50位每秒(bps)的数据流，所述数据流以2为模加入PN码，且位边界(bit boundary)与PN帧的头部对准。每个数据位周期(20毫秒)有20个PN帧。卫星导航电文包括卫星定位数据，又称做“星历(ephemeris)”数据，其用于标识卫星和它们的轨道，以及与卫星信号相关的绝对时间信息(在此称做“GPS系统时间”)。GPS系统时间信息采用第二星期信号(week signal)的形式，被称做星期时间(TOW)。这一绝对时间信号允许接收器明确地确定每个接收到的信号分别何时由各个卫星发送的时间标签。 GPS卫星以约3.9km/s的速率移动，这样从地面上看，卫星的距离最大以±800m/s改变。绝对定时误差导致针对每个毫秒的定时误差有高达0.8m的距离误差。这些距离误差在GPS接收器位置上产生类似的尺寸误差。因此，针对大约10m的位置精度，10ms的绝对时间精度已经足够。多于10ms的绝对时间误差将导致很大的位置误差，因此典型的GPS接收器所需的绝对时间要具有大约10毫秒的精度或更好的精度。 与GPS定位密切相关的另一时间参数是在用于测量亚毫秒伪距的时间基准中的亚毫秒偏移量。这个偏移量平等地影响所有的测量，并因此被称作“共模误差”。该共模误差不能与绝对时间误差混淆。如上所述，1毫秒的绝对误差导致高达0.8m的距离误差，而1微秒的绝对误差将导致小于1毫米的难以察觉的距离误差。然而，1微秒的共模误差导致的误差为1微秒的伪距与光速的乘积(也就是300米)。共模误差对伪距计算具有很大的影响，而且实际上很难校准共模误差。因此，一旦在特定的接收器测得的伪距数量足够多时，传统的GPS接收器把共模误差当作未知的，并将其和位置一起求解。 传统地，求解伪距的整数部分(“整数模糊度算法(integer ambiguityresolution)”)的过程一般要求针对唯一定义的整数，接收器位置的初始估计值与接收器的实际位置足够接近。特别地，初始估计位置在实际位置的150km范围以内，便可实现整数的明确求解。在某些例子中，接收器的初始位置估计的唯一选择是最近计算出的位置，其存储在位置高速缓冲存储器内。例如，接收器可能不能与可提供位置估计的任何外部源(如移动电话网络)通信。然而，如果接收器已从上一次计算的位置移动超出了150km，则算出的伪距整数将不再可靠。如果某位置是使用具有不正确的整数的伪距计算出来的，则这个位置是无效的。 因此，在这个
中需要有一种在卫星定位系统中确认位置的方法和系统。
技术实现思路
本专利技术公开了远端接收器定位的方法和装置。在一个实施例中，测量从远端接收器到多个卫星的分数伪距。在远端接收器处获得初始位置。例如，可选择存储在远端接收器的位置高速缓冲存储器中的最新计算的位置作为初始位置。使用分数伪距和初始位置可计算出远端接收器的位置。在远端接收器处可获得关于卫星的距变率测量值。计算出的位置使用距变率测量值来确认是否有效。 在另一个实施例中，测量从远端接收器到多个卫星的分数伪距。在远端接收器处获得初始位置。例如，可选择存储在远端接收器的位置高速缓冲存储器中的最新计算的位置作为初始位置。在远端接收器处可获得关于多个卫星的距变率测量值。使用该距变率测量值来确认初始位置是否有效。响应该初始位置被认为有效，使用分数伪距和该初始位置计算出远端接收器的位置。特别地，如果该初始位置被认为是有效的，则可使用该初始位置来确定分数伪距的整数部分。 附图说明 因此，通过参照实施例和用于描述某些实施例的附图，对以上简要介绍的本专利技术进行更详细的描述的方式，可以进一步理解本专利技术的上述各种特征。需要注意的是，虽然附图仅仅描述了本专利技术的典型实施例，但不能因此被看作是本专利技术范围的限定，本专利技术也可允许其它等效实施例。 图1是描绘定位系统实施例的典型框图； 图2是根据本专利技术实施例用于描述远端接收器的定位位置的方法的典型流程图； 图3是根据本专利技术实施例用于描述在远端接收器确认初始位置的方法的典型流程图； 图4是根据本专利技术实施例用于描述在远端接收器确认位置的方法400的典型流程图；以及 图5是根据本专利技术实施例用于描述定位远端接收器的位置的方法500的典型流程图。 为了便于理解，在此使用同一参考数字以指定所有附图共用的同一部件。 具体实施例方式 本专利技术公开了一种在卫星定位系统(SPS)中使用距变率量测确认位置的方法和系统。本领域技术人员知悉，本专利技术可使用“可定位的”不同类型的移动或无线设备，如移动电话、寻呼机、膝上型电脑、个人数字助理(PDAs)，以及本领域其它已知无线设备。一般地，可定位移动设备中包括有处理卫星定位系统(SPS)的卫星信号的功能以实现定位。 图1是描绘定位系统100的典型框图。系统100包括远端接收器102和服务器108。设置远端接收器102从卫星群集中的多个卫星112接收卫星信号。远端接收器102处理接收到的信号以生成与卫星112相关的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种定位远端接收器的位置的方法，其特征在于，包括：测量从所述远端接收器到多个卫星的分数伪距；获取所述远端接收器处的初始位置；使用所述分数伪距和所述初始位置计算所述远端接收器的位置；获取所述远端接收器处关于所述多个卫星的距变率测量值；以及使用所述距变率测量值确认所述位置。
【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：弗兰克范迪格伦，
申请(专利权)人：全球定位有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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