支持相对定位制造技术

本发明专利技术涉及一种方法，包括接收来自至少一个第一ＧＮＳＳ接收机２２的至少一个关于卫星信号的数据组，每个接收的数据组与特定时刻相关联。该方法进一步包括基于至少一个接收的数据组为与各个附加时刻相关联的至少一个附加数据组估计数据。该方法进一步包括从至少一个接收的数据组提供数据，此外还从至少一个附加数据组提供数据，用于相对于至少一个第一ＧＮＳＳ接收器２２的位置确定至少一个第二ＧＮＳＳ接收器１２的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种支持组件的相对定位的方法。
技术介绍
设备的基于卫星定位由各种全球导航卫星系统(GNSS)支持。这些包括诸如美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、未来欧洲的伽利略系统、星基增强系统(SBAS)、日本的GPS增强准天顶卫星系统(QZSS)、本地局域增强系统(LASS)以及混合系统。 GPS中的星群例如包括超过20个绕地球轨道运行的卫星。每一卫星发射两个载波信号L1和L2。载波信号中的一个L1用于承载标准定位服务(SPS)的导航消息和编码信号。每一卫星利用不同的C/A码(粗捕获)调制L1的载波相位。这样，不同卫星获取了用于传送的不同频道。C/A码是将频谱扩展在1MHz带宽上的伪随机噪声(PRN)码。其每1023个比特重复，码的历元(epoch)为1ms。利用50比特/秒比特率的导航信号进一步调制L1信号的载波频率。导航信息包括星历(ephemeris)和历书(almanac)参数及其他的事物。星历参数描述各自卫星轨道的短部分。基于这些星历参数，当卫星位于描述的各个部分中时，一种算法可以估计任意时间卫星的位置。历书参数是类似的，但是为有效时间比星历参数更长的更粗糙的轨道参数。导航信息进一步包括，例如，时钟模型，其使卫星时间与GPS的系统时间相关以及使系统时间与通用协调时间(UTC)相关。 待确定位置的GPS接收机接收当前可用卫星发射的信号，并且它基于包含的不同C/A码，检测和跟踪由不同卫星使用的频道。接着，该接收机通常基于解码导航消息中的数据和对C/A码的历元和码片的计数而确定每个卫星发射代码的发射时间。发射时间和信号到达接收机的测量时间允许确定卫星和接收机之间的伪距。术语“伪距”表示卫星和接收机之间的地理距离，该距离由未知卫星和接收机从GPS系统时间偏移而偏置。 在一个可能的解决方案中，卫星和系统时钟之间的偏移量假定为已知，该问题简化为求解4个未知量的(3个接收机的位置坐标及接收机和GPS系统时钟之间的偏移量)的非线性方程组。因此，为了能够求解该方程组，则需要至少4个测量值。处理的结果是接收机的位置。 类似地，GNSS定位的通常概念是在待定位的接收机处接收卫星信号，测量该信号从卫星传播到接收机所用的时间，此外还使用卫星的估计位置，由此推导接收机和各自卫星之间的伪距，以及进一步的接收机当前位置。通常，对用于调制载波信号的PRN信号进行评估从而定位，如上述针对GPS的描述。 在已知为实时动态(RTK)的另一种方法中，对两个GNSS接收机处测量的载波相位进行评估，以用于非常精确地确定这两个接收机之间的位置和空间方位角(attitude)，该精确度典型的在厘米或甚至毫米级别。两个接收机之间的位置和空间方位角的结合还被称为基线。在GNSS接收机处执行的用于RTK定位的载波相位测量可以实时地交换，或者存储用于后续交换，其称为后处理。通常，GNSS接收机中的一个布置在已知位置处，并称为基准接收机，而另一接收机将关于该基准接收机而待定位，并称为用户接收机或漫游者。如果基准位置的位置是准确已知的，则确定的相对位置可以进一步转化为绝对位置。然而，RTK计算实际上需要两个接收机的位置至少是近似已知的。从确定的伪距可以获得这些位置。 例如，由于多径传播以及电离层和对流层的影响，卫星信号在从卫星到接收机的其通道上失真。而且，由于卫星时钟偏置及其载波相位具有未知的初始相位，卫星信号具有偏置。当卫星信号在接收机中被测量时，它进一步失真。该信号测量除了先前的误差之外，还包括由于诸如接收机噪声和接收机时间偏置的误差。在传统的RTK中，假定所有或大部分这些误差在接收机和卫星之间相关联，在这种情况下，这些误差在双差中消失。 因此，相对定位可以更具体地基于在两个GNSS接收机处的信号测量，其用于形成双差可观察量。这种信号测量可以包括，例如，载波相位测量和PRN码测量等等。关于载波相位的双差可观察量是特定卫星信号在两个接收机处的载波相位与另一卫星信号在两个接收机处的载波相位之间的差。相应获取关于PRN码的双差可观察量。双差可观察量可以接着用于高精度地确定接收机相对于彼此的位置。 在美国专利6,229,479 B1中，已经描述了使用双差可观察量的GNSS接收机的相对定位。 利用标准GNSS定位，两个GNSS接收机能够确定它们的位置以及由此它们之间的基线，精确度为5到20米。与这种标准GNSS定位相比较，RTK方法的优势在于其允许以0.1到10cm的更高精确度来确定基线。值得注意的是可以通过标准商业GNSS接收机获得这种精确度。 最初地，RTK仅可用于测地测量以及其它需要高精确度的应用。这种应用需要的装备昂贵且针对性强，因此，仅用于专业使用。然而，使用两个低成本支持GNSS的手持设备也可能获取高精度基线，例如，集成有GNSS接收机的终端或装备有外部蓝牙GNSS接收机的终端。可以使用任意种类的数据传输技术在终端之间交换数据，诸如通用分组无线业务(GPRS)、无线本地局域网(WLAN)或蓝牙TM。这使得可以实时确定和更新基线，而在许多传统解决方案中，基线是离线确定的。这种方法还称为移动实时动态(mRTK)，表示使用移动技术扩展RTK使用实例且将该技术的益处带给更广阔的用户。 无论何时使用mRTK来更新用户接收机和基准接收机之间的基线，都需要在接收机之间交换关于信号测量的一些信息。例如，如果在用户接收机处执行定位计算，则用户接收机必须从基准接收机获取信号测量的结果。特别地，需要的信号测量可以包括但是不限于伪距值、载波相位值、多普勒频率、载波相位极性和每一接收到的GNSS信号的周跳(slip)信息。另外，需要时间和位置信息，其共用于所有测量的信息，这样需要的测量信息量是可观的，从而，数据中继需要的带宽也是大量的。 当在定位中使用高更新频率时，需要的带宽尤其是个问题。 典型更新频率是1Hz，但在诸如移动粒子轨迹确定或记录的高精度应用中，需要更高的更新频率。 图1中示出了更新频率对RTK定位的影响。包括用户接收机的终端在图1中实线1表示的圆形轨迹上移动。该终端以5秒的周期围着原点环绕。虚线2连接由典型1Hz的更新频率确定的5个位置3，可以看出这个轨迹显著偏离了真实圆形轨迹1。如图1中的点4所示，如果更新频率增加十倍到10Hz，则当连接确定的位置时，真实的轨迹被非常好地捕获。然而，通常地，这意味着基准接收机必须以十倍的频率将信号测量结果发送到终端。这还十倍地增加了发送的数据量和由此所需的带宽。 通常这是不可接受的，因为在许多期望高基线更新频率的应用中，需要的带宽不可用或者由于成本问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现不增加交换测量数据所需的带宽的相对定位的高更新频率。 提出了一种方法，其中包括从至少一个第一GNSS接收机接收至少一个关于卫星信号的数据组，接收的每一数据组与特定时刻相关联。该方法进一步包括基于至少一个接收的数据组，为与相应附加时刻相关联的至少一个附加数据组估计数据。该方法进一步包括提供来自至少一个接收的数据组的数据，此外还提供来自至少一个附加数据组的数据，以相对于至少一个第一GNSS接收机的位置确定至少一个第二GNSS接收机的位置。 而且，提供了一种包括处理元件的装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
方法，包括：　从至少一个第一全球导航卫星系统接收机接收至少一个关于卫星信号的数据组，接收的每一数据组与特定时刻相关联；　基于所述至少一个接收的数据组，为与相应附加时刻相关联的至少一个附加数据组估计数据；以及　从所述至少一个 接收的数据组提供数据，此外还从所述至少一个附加数据组提供数据，以相对于所述至少一个第一全球导航卫星系统接收机的位置确定至少一个第二全球导航卫星系统接收机的位置。

【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：L维罗拉，J斯伊尔雅兰纳，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]