利用重影消除基准电视信号的位置定位制造技术

一种用于确定用户终端位置的方法、设备和计算机可读介质，包括：基于出现在广播模拟电视信号中的啁啾型信号的已知特性来产生相关基准信号；在用户终端（１０２），接收包括所述啁啾型信号的广播模拟电视信号；和把所述广播模拟电视信号与相关基准信号相关，从而产生伪距；并且其中，基于伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性的涉及位置确定，特别是涉及使用模拟广播电视信号的位置确定。
技术介绍
使用无线电信号的二维纬度/经度定位系统的方法很早就已经存在了。诸如Loran C和Omega之类的陆上系统以及称为“转送”的基于卫星的系统已经处于广泛使用中。正在不断流行的另一种基于卫星的系统是全球定位系统(GPS)。GPS最初是在1974年被设计，现在被广泛使用于位置定位、导航、勘查和时间转换中。GPS系统是以处在子同步12小时轨道中的24个在轨卫星的星座为基础的。每个卫星携带一个精确时钟并且发射一个伪噪声信号，其能够被准确跟踪以便确定伪距。通过跟踪4个或更多卫星，人们可以在世界范围内实时确定三维精确位置。在B.W.Parkinson和J.J.Spilker，Jr.的“Global Positioning System-Theory and Applications”(第I和II册，AIAA，华盛顿，DC.1996)中提供了更多细节。GPS已改革了导航和位置定位技术。可是在一些情形中，GPS不是很有效。因为GPS信号以相对低的功率电平(低于100瓦特)并且在很大的距离上发射，所以接收到的信号强度相对弱(一个全向天线接收时大约为-160dBw)。因此，在有障碍物存在时或者是在建筑物内部时该信号较少有用或者根本就没用。已经有一种系统使用传统模拟国家电视标准委员会(NTSC)电视信号来确定位置。在1996年4月23日发布的、标题为“Location DeterminationSystem And Method Using Television Broadcast Signals”(使用电视广播信号的位置确定系统和方法)美国专利No.5,510,801中可找到这个提议。可是，公开的那些技术有几个主要缺点。那些技术不能使用严重衰减的信号，如此以致于传统模拟电视接收机不能从水平同步信号或者色度猝发中提取同步定时。那些技术不能适应模拟发射机时钟的频偏和短期不稳定性，这将会引起严重的位置误差，因为用户必须按顺序在一个信道之后抽样另一信道。那些技术不能解决色度载波中的周期不明确度，尤其在存在多径的时候更是如此。另外，该技术使人们不能使用具有可变特性的信号，可变特性不影响模拟电视接收机性能，但是显著影响导航系统的性能(例如，消隐脉冲、水平同步脉冲以及色度猝发的可变形状和持续时间)。另外，这些技术不使用在存在多径时把精确测距考虑到几米准确度的信号。
技术实现思路
本专利技术的实施描述了利用模拟广播电视(TV)信号中存在的重影消除基准(GCR)信号来进行位置定位的信号处理技术。这些技术可以跟踪低于噪声层的信号，并且传统电视信号接收机不能从这些信号获得定时信息。这些技术按照比典型电视接收机更精确的方式来提取定时信息。这些技术还适应模拟电视信号的所有可变特性，如此以使这些变化不影响位置定位的精度。这些技术在离发射机一定范围内可用，这个范围比典型模拟电视接收范围大许多。因为模拟电视信号的高功率，这些技术甚至可以通过手持接收机在户内使用，并因此向增强型911(E911)系统的位置定位需求提供一种可能解决方案。在此公开的技术有几个优点。正如位置定位所需要的，与从远处电视发射机的电视信号的接收一致，这些技术在低接收信噪比(SNR)时有效。对于具有低天线增益的小移动手机以及对于室内环境，这是一个绝对的要求。由于宽带宽的GCR信号，这些技术能够鉴别多径信号。该技术允许连续使用单个接收元件以使单个电子电路组能够被时间共享，以便观测多个电视信号，从而明显降低成本。一般来说，一方面，本专利技术的特征在于一种用于确定用户终端位置的方法、设备和计算机可读介质。它包括基于广播模拟电视重影消除基准信号的已知特性来产生一个相关基准信号；在用户终端，接收包括所述重影消除基准信号的广播模拟电视信号；和把所述广播模拟电视信号与相关基准信号相关，从而产生一个伪距；并且其中，基于伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。特定的实施可以包括下列一个或多个特征。实施可以包括基于伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。实施可以包括基于所述伪距、基于广播数字电视信号所计算的伪距、以及所述广播模拟电视信号和所述广播数字电视信号的发射机位置，来确定用户终端的位置。这些实施可以包括识别相关结果的峰值，从而产生伪距。用户终端的位置可以这样确定基于广播模拟电视信号的发射机处的一个发射机时钟和一个已知时间基准之间的一个差值，来调整伪距，并且，基于所述调整了的伪距和所述电视发射机的位置来确定用户终端的位置。实施可以包括基于另外一个广播模拟电视信号确定另外一个伪距；并把所述伪距和所述另外的伪距投射到一个时间瞬时，从而消除用户终端时钟中的任何一阶项。实施可以包括利用时间门控延迟锁定环来跟踪重影消除基准信号。一般来说，在一方面，本专利技术的特征在于一种用于确定用户终端位置的方法、设备和计算机可读介质。它包括基于在一个广播模拟电视信号中呈现的一个啁啾型信号的已知特性来产生一个相关基准信号；在用户终端，接收包括所述啁啾型信号的一个广播模拟电视信号；和把所述广播模拟电视信号与相关基准信号相关，从而产生一个伪距；并且其中，基于伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。特定的实施可以包括下列一个或多个特征。所述啁啾型信号是一个场间测试信号。所述啁啾型信号是重影消除基准信号A，重影消除基准信号B或者重影消除基准信号C。这些实施可以包括基于伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。这些实施可以包括基于所述伪距、基于广播数字电视信号所计算的伪距、以及所述广播模拟电视信号和所述广播数字电视信号的发射机位置，来确定用户终端的位置。这些实施可以包括识别相关结果的峰值，从而产生伪距。用户终端的位置可以这样确定基于广播模拟电视信号的发射机处的一个发射机时钟和一个已知时间基准之间的一个差值，来调整伪距，并且，基于所述调整了的伪距和所述电视发射机的位置来确定用户终端的位置。这些实施可以包括基于另外一个广播模拟电视信号确定另外一个伪距；和把所述伪距和所述另外的伪距投射到一个时间瞬时，从而消除用户终端时钟中的任何一阶项。这些实施可以包括利用时间门控延迟锁定环来跟踪所述啁啾型信号。一个或多个实施例的细节将在下面的附图和说明书中被阐明。从说明书和附图中以及从权利要求中，其它特征将显而易见。附图说明图1显示了一个示范实施例，其包括一个用户终端，它通过一条空中链路与一个基站通信。图2说明了图1实施例的操作。图3描述了使用三个电视发射机进行定位的几何图形。图4描述了根据一个实施例，用于对所接收的广播模拟电视信号采样的接收机。图5显示了由计算机产生的NTSC GCR信号猝发。图6显示了GCR猝发信号的近似功率谱密度。图7显示了当以每秒28.64兆码元的采样率采样时GCR信号的计算自相关函数。图8显示了如图7所示的GCR自相关函数放大图。图9呈现了如NTSC信号文档中所示的NTSC信号频谱。图10显示了对于旧金山海湾区域中通道44的一个NTSC信号，显示了所接收到的该GCR信号的同相分量。图11显示了包括某些多径衰落影响在内的GCR信号的接收频谱。图12显示了包括水平脉冲的垂直消隐间隔，所述水平脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定用户终端位置的方法，包括：基于广播模拟电视重影消除基准信号的已知特性来产生相关基准信号；在用户终端，接收包括所述重影消除基准信号的一个广播模拟电视信号；和把所述广播模拟电视信号与所述相关基准信号相关，从而 产生一个伪距；并且其中，基于所述伪距和广播模拟电视信号的发射机位置来确定用户终端的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M拉比诺维茨，JJ小施皮尔克，
申请(专利权)人：罗瑟姆公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]