用于辅助导航系统的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种导航系统和元件。网络元件（Ｍ）包括接收器（Ｍ．２．２）用于形成与至少一个导航系统相关的辅助数据。网络元件（Ｍ）将导航系统和所选择的模式的指示插入辅助数据并且根据所选择的模式构建辅助数据。网络元件（Ｍ）具有发送元件（Ｍ．３．１）用于通过通信网络（Ｐ）向装置（Ｒ）发送辅助数据。装置（Ｒ）包括用于根据所述至少一个卫星导航系统的一个或更多信号执行定位的定位接收器（Ｒ．３）；用于从网络元件（Ｍ）接收辅助数据的接收器（Ｒ．２．２）；以及适用于检查所接收的辅助数据的检查元件（Ｒ．１．１）。所述辅助数据适用于由定位接收器使用以执行装置（Ｒ）的定位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及辅助导航系统领域并且更特别地涉及一种格式，其中辅 助数据从通信网络分发到终端。本专利技术也涉及一种装置，包括用于根据 卫星导航系统的一个或更多信号执行定位的定位接收器。本专利技术也涉及 一种网络元件，包括用于将卫星导航系统的辅助数据发送给接收器的发 送器。本专利技术进一步涉及用于将卫星导航系统的辅助数据传送给定位接 收器的方法、计算机程序产品和一种信号。
技术介绍
一种已知的导航系统是GPS系统(全球定位系统)，目前该系统包 括超过24颗卫星，通常其中有一半卫星同时位于接收器的视野内。这 些卫星发送例如卫星的星历数据以及关于卫星时间的数据。定位过程中 使用的接收器一般地通过计算同时从属于定位系统的若干卫星到接收 器接收到的信号的传播时间推断其位置，以及计算信号的传输时间 (ToT)。为了定位，接收器必须典型地接收视野内至少四颗卫星的信号 以计算位置。另一个已建立的导航系统是俄罗斯的GLONASS。将来，除了 GPS和GLONASS,还会有其他基于卫星的导航系统。 在欧洲Galileo系统正在建设中并且几年内会投入使用。基于空间的增强 系统SBAS (WAAS， EGNOS, GAGAN)正起步。使用陆上固定导航 站的局域增强系统LAAS正日益普及。严格地说，尽管导航站被称为"伪 卫星"(pseudo satellites或pseudolites ),局域增强系统实际上并非基于 卫星的导航系统。适用于基于卫星的系统的导航原则也适用于局域增强 系统。可使用标准GNSS接收器接收伪卫星信号。并且，日本正在开发 自己的GPS/Galileo补充系统，称为准天顶卫星系统QZSS。基于卫星的系统，包括使用伪卫星的系统，可以集合地称为全球导航卫星系统(GNSS)。未来可能出现能够同时地或交替地使用不止一种 导航系统执行定位操作的定位接收器。例如如果第 一 系统的信号强度低 于某个限度，或者如果没有第一系统的足够可见的卫星，或者如果第一 系统的可见卫星星座不适于定位，则这种混合接收器能够从第一系统切 换到第二系统。同时地使用不同系统是在困难条件下提出来的，例如可 见卫星数量有限的都市地区。在这种情况下，由于信号可用性低，仅基 于一个系统的导航实际上不可能。然而，混合使用不同导航系统可实现 这些困难信号条件下的导航。GPS系统的每个卫星以1575.42MHz的载波频率发送测距信号Ll。 该频率也表示为154fo,其中fG=10.23MHz。并且，卫星还以1227.6MHz 的载波频率发送另一个测距信号L2,即120fo。在卫星中，使用至少一 个伪随机序列调制这些信号。每颗卫星的伪随机序列都不同。调制结果 是产生码调制宽带信号。尽管发送所使用的载波频率基本相同，所使用 的调制技术使接收器可能区分从不同卫星发送的信号。根据星座几何， 多普勒效应造成载波频率的微小改变(±lkHz)。该调制技术称为码分多 址(CDMA)。在每颗卫星上，为了调制L1信号，使用的伪序列例如是 所谓C/A码(粗/捕获码)，C/A码是Gold码家族的一种。每颗GPS卫 星使用单独的C/A码发送信号。该码形成为两个1023比特二进制序列 的模2总和。第一二进制序列Gl由多项式X^+X^1构成，并且第二二 进制序列G2通过延时多项式X1G+X9+X8+X6+X3+X2+1构成，使得每颗 卫星的延时都不相同。该配置使得可能使用相同的码产生器产生不同的 C/A码。这样C/A码就是GPS系统中码片速率为1.023MHz的二进制码。 C/A码包括1023码片，其中码出现时间为lms。进一步使用导航信息以 50bit/s的比特率调制Ll载波信号。导航信息包括关于卫星工况、卫星 轨道、时间数据等的信息。在GPS系统中，卫星发送的导航消息包括星历数据和时间数据，用 于在定位接收器中确定在给定时刻卫星的位置。这些星历数据和时间数 据以帧发送，该帧进一步分成子帧。图6示出了这样的帧结构FR的例 子。在GPS系统中，每个帧包括1500比特，分为五个子帧，每个子帧300比特。由于发送一比特需要20ms，因此发送每个子帧需要6s,并且 发送整个帧需要30秒。子帧从1到5编号。在每个子帧1中，例如发 送时间数据，指示发送子帧的时刻以及卫星时钟相对于GPS系统时间的偏差信息。子帧2和3用于发送星历数据。子帧4包含其他系统信息，例如协 调世界时(UTC)。子帧5用于发送所有卫星的历书数据。这些子帧和 帧的实体称为GPS导航消息，其包括25个帧，或125个子帧。因此导 航消息的长度是12min 30s。在GPS系统中，时间从周的开始以秒计量。在GPS系统中，周开 始的时刻是星期六和星期天之间的午夜12点。所发送的每个子帧包括 该子帧发送时的GPS周时刻信息。这样，时间数据表明某个比特的发送 时刻，即在GPS系统中，子帧中最后一比特的发送时刻。在卫星中，使 用高度精确的原子天文钟计时。尽管如此，每颗卫星的运行都由GPS系 统的控制中心(未示出)控制，并且执行例如时间比较以检测卫星的天 文钟误差，并将该信息发送给卫星。卫星数量、卫星轨道参数、导航消息结构等，在不同导航系统中可 能不同。因此，基于GPS的定位接收器的运行参数可能不适用于另一个 卫星系统的定位接收器。另一方面，至少Galileo系统的设计原则表明 GPS和Galileo系统将有一些相似，使得至少Galileo接收器在定位时应 能够利用GPS卫星信号。定位装置(或定位接收器)，即能够根据导航系统中发送的信号执 行定位的装置，可能未必总是从所需要数量的卫星接收到足够强的信 号。例如，当装置需要执行三维定位时，可能发生装置不能从四个卫星 接收到信号的情况。这种情况可能发生在室内，在都市地区等。现已开 发出用于在不利信号条件下使通信网络实现定位的方法和系统。如果通 信网络仅向接收器提供导航模型辅助，则二维定位中最少三个信号或三 维定位中最少四个信号的要求不会降低。然而，如果网络提供例如可用于高度确定的大气压力辅助，则三颗卫星足够用于三维定位。这些所谓 的辅助导4元系统利用其他通信系统向定位装置发送与卫星相关的信息。相应地，这种能够接收并利用辅助数据的定位装置可称为辅助GNSS接收器，或更一般地，称为辅助定位装置。目前，在CDMA(码分多址)、GSM(全球移动通信系统)和WCDMA (宽带码分多址)网络中只能向辅助GNSS接收器提供与GPS卫星相关 的辅助数据。该辅助数据格式严密遵循GPS-ICD-200SIS (SIS，空间信 号)规范中规定的GPS导航模型。该导航模型包括时钟模型和轨道模型。 更确切地，时钟模型用于将卫星时间与系统时间相关，在这种情况下系 统时间是GPS时间。轨道模型用于计算给定时刻的卫星位置。两个数据 都是卫星导航中的基本数据。辅助数据的可用性能够大大影响定位接收器的性能。在GPS系统 中，良好信号条件下GPS接收器从GPS卫星广播的信号中提取导航消 息副本至少要18秒(前三个子帧的长度)。因此，如果没有可用的导舶: 模型有效副本(例如来自以前会话)，至少需要18秒以后GPS卫星才能 用于位置计算。现在，在AGPS接收器(辅助GPS)中蜂窝网络例如 GSM或UMTS (通用移动通信系统)向接收器发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置（Ｒ），包括：　－用于根据至少一个卫星导航系统的一个或更多信号执行定位的定位接收器（Ｒ．３）；　－用于接收与至少一个导航系统相关的辅助数据的接收器（Ｒ．２．２）；以及　－适于检查所接收的辅助数据的检查元件（Ｒ．１．１）；　其特征在于，所述装置（Ｒ）进一步包括：　－适于确定所述辅助数据中辅助数据模式的确定元件（Ｒ．１．２），其中所述辅助数据适于由所述定位接收器使用以执行所述装置（Ｒ）的定位。

【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西尔雅里尼，K阿拉南，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]