在一个实施例中，一种方法包括：从多个磁导航设备接收在一段时间内收集的一个或多个地理区域的磁测量；对磁测量执行相似性相关分析；基于相似性相关分析生成与一个或多个地理区域相对应的一个或多个地磁地图补丁；将一个或多个地磁地图补丁发送到主标测服务器，以用于更新地磁地图数据；从主标测服务器接收更新的地磁地图数据；以及将更新的地磁地图数据发送到一个或多个磁导航设备以用于导航和定位。送到一个或多个磁导航设备以用于导航和定位。送到一个或多个磁导航设备以用于导航和定位。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使来自多个磁导航设备的重叠磁测量数据相关联并用该数据更新地磁地图
[0001]本公开总体上涉及磁标测和导航。
技术介绍
[0002]导航系统具有用于不同应用(包括个人、商业和军事)的各种不同架构。许多此类系统在全球导航卫星系统(GNSS)的前提下操作。GNSS是用于描述可用于产生位置、导航和时间(PNT)数据集的卫星网络的通用术语。全球定位系统(GPS)是GNSS的广泛使用形式。这种系统的区域应用还用于生成更多区域特定的PNT数据。例如，Galileo可以在欧洲使用；GLONASS可在俄罗斯使用；而北斗卫星导航系统(BDS)也可以在中国使用。
[0003]GNSS可以具有故障点。例如，一些GNSS在建筑物内或在与设备的网络通信间歇的区(area)中操作时失去可靠性。当在大型建筑物干扰通信信号的密集城市环境中操作时，一些GNSS失去可靠性。当在阻碍定位设备从GNSS卫星接收信号的诸如洞穴、隧道和山脉的区中操作时，一些GNSS失去可靠性。此外，一些GNSS易受电子干扰或物理干预的恶意攻击，从而降低其可靠性。
附图说明
[0004]图1A示出了示例磁导航系统。
[0005]图1B示出了示例磁导航设备。
[0006]图2是用于示例磁导航系统的示例序列图。
[0007]图3示出了用于生成示例磁标测数据的示例方法。
[0008]图4A是示例区域(region)中的各种示例磁简档(profile)的示例时间叠加。
[0009]图4B和图4C示出了例如传感器的示例量化轨迹数据与标测数据之间的示例比较。
[0010]图4D
‑
图4I示出了针对改进的功能的相似性进行比较的示例轨迹数据。
[0011]图5示出了随时间的示例性磁测量信息。
[0012]图6示出了示例磁场强度和位置数据。
[0013]图7示出了示例磁场强度和位置信息的示例区域重叠数据集。
[0014]图8示出了示例数据传输场景。
[0015]图9示出了用于更新示例地磁地图信息的示例过程。
[0016]图10示出了用于与示例磁导航系统通信的示例过程。
[0017]图11示出了用于基于可用的定位信息或网络连接性将示例磁测量信息发送到示例磁导航系统的示例过程。
[0018]图12示出了用于将示例磁测量信息发送到示例磁导航系统的示例方法。
[0019]图13示出了用于基于可用定位和网络连接性进行导航的示例方法。
[0020]图14A
‑
图14D示出了用于改进的室内定位的示例磁数据。
[0021]图15示出了在多天内在示例路线上收集的示例重复可靠磁标测数据。
[0022]图16示出了示例计算机系统。
具体实施方式
[0023]在特定实施例中，磁测量用于基于地磁地图(geomagnetic map)信息执行定位或导航。在特定实施例中，仅基于磁测量来执行定位或标测(mapping)。在特定实施例中，基于磁测量和附加定位信息的组合来执行定位或标测，附加定位信息包括(但不限于)GNSS数据或由惯性测量单元进行的测量。在特定实施例中，利用由磁导航设备进行的磁测量来创建并连续更新地磁地图信息。以这种方式，可以在磁导航系统内获得响应于环境变化而更新的准确地磁地图。
[0024]GNSS可以在各种应用中有效地提供导航数据，包括地图和导航方向。然而，GNSS并非没有故障，并且当用于执行定位的信号中存在干扰(例如，诸如建筑物或其他地理地形的局部异常)时易受可靠性问题的影响。此外，基于GNSS的导航系统可能易受恶意行为者的攻击，这些攻击可能导致功能完全丧失或导致虚假的定位结果。
[0025]当GNSS的可靠性成为问题时，导航数据通常由诸如惯性导航系统(INS)的一组辅助仪器获得。INS使用机械或机电系统的组合来计算移动物体的位置、定向和速度。例如，一些系统可使用计算机系统、运动传感器及旋转传感器来通过航位推算计算导航设备的位置、定向及速度。这可以在不使用诸如GNSS的外部参考的情况下完成。然而，惯性系统累积导航误差，如果不使用准确的位置数据周期性地校正，则可能导致不正确的数据。
[0026]地球的地磁场(GMF)可用于确定位置。地球的GMF是局部唯一的，并且可以取决于许多因素，包括磁异常、人工电磁场或季节性或昼夜变化。使用局部GMF信息来执行定位或导航的障碍是通常缺乏高分辨率GMF地图的可用性。事实上，基于GMF的当前现有地图通常仅能够提供所谓的2弧分分辨率。这等同于具有大约3.6km分辨率的测量，这可能难以用于精确定位和导航目的，特别是在诸如城市环境的短距离中。因此，特定实施例中的磁导航系统可以利用经由各种不同磁导航设备获得的测量来构建具有足够分辨率的地磁地图，以提供具有足够准确度的定位，从而增强可以单独使用GNSS以及使用GNSS与其他感测模态(包括(但不限于)惯性测量单元)组合来执行的定位或导航。
[0027]现在转到附图，示出了在特定实施例中利用磁地图数据结合GNSS数据来执行定位或导航的导航系统和方法。在特定实施例中，使用磁测量以结合来自GNSS的定位信息从磁地图获得定位信息可以增加导航系统的可靠性或提供附加功能，包括(但不限于)可靠的室内导航或在导航设备可能至少部分地被GNSS卫星遮挡的环境(例如密集城市环境)中的可靠导航。在特定实施例中，导航系统利用主标测服务器，该主标测服务器被设计为维护地球的至少一部分的当前地磁地图，其中地磁地图可以包括来自当前地理磁场(GMF)的信息以及从磁导航设备获得的更新信息。在特定实施例中，导航系统还可以包含区域数据服务器(在本文中也可互换地称为区域磁数据服务、区域标测服务器、区域导航服务器、区域服务器)，其与主标测服务器通信并提供基于由磁导航设备进行的测量收集的磁标测数据。在特定实施例中，由区域标测服务器提供的磁标测数据可以是补丁数据集(patch data set)的形式。转发的特定数据很大程度上取决于磁导航设备的磁测量能力、由区域服务器执行的处理或特定导航应用的要求。在某些实施例中，主导航或标测服务器可以利用从区域导航服务器接收的数据来创建磁地图(包括各种磁和其他数据层)，更新现有地磁地图并基于接
收的数据(例如磁导航设备测量数据或从磁导航设备测量数据导出的数据，包括(但不限于)地磁地图补丁数据集)细化地磁地图。在特定实施例中，区域服务器从位于特定区域内的个体磁导航设备接收数据。
[0028]在特定实施例中，来自设备的数据集可以携带各种信息，包括(但不限于)区域内的信息和局部磁异常数据。区域数据服务器可以处理从磁导航设备接收的数据，以连续地更新和细化局部地磁地图数据或地磁地图补丁数据集。在特定实施例中，区域服务器可以基于包括(但不限于)所使用的硬件的可靠性和准确性以及由磁导航设备报告的定位(GNSS)数据的因素对从磁导航设备接收的每个数据集应用加权。在特定实施例中，区域数据服务器可以基于在一段时间内从磁导航设备接收的数据来生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：从多个磁导航设备接收在一段时间内收集的一个或多个地理区域的磁测量；对在所述一段时间内收集的所述一个或多个地理区域的磁测量执行相似性相关分析；基于执行所述相似性相关分析来生成与所述一个或多个地理区域相对应的一个或多个地磁地图补丁；将所述一个或多个地磁地图补丁发送到主标测服务器，以用于更新地磁地图数据；从所述主标测服务器接收更新的地磁地图数据；以及将所述更新的地磁地图数据发送到所述多个磁导航设备以用于导航和定位。2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述相似性相关分析包括：针对所述一个或多个地理区域中的每个地理区域，将第一磁导航设备的第一磁测量与至少一个第二磁导航设备的第二磁测量进行比较；确定所述一段时间内所述第一磁测量与所述第二磁测量之间的重叠磁测量；以及识别所述重叠磁测量之间的相似性。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于在所述一段时间内收集的磁测量之间的相似性来生成概率磁梯度图。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述概率磁梯度图用于更新所述地磁地图数据。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述磁导航设备的硬件的可靠性和准确性向所述多个磁导航设备中的每一个分配信任系数；以及根据分配的信任系数对所述多个磁导航设备的所述磁测量进行加权。6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于所述多个磁导航设备的加权的磁测量来执行所述相似性相关分析。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述地磁地图数据包括全球地磁地图。8.根据权利要求1所述的方法，其中，磁导航设备使用所述更新的地磁地图数据在全球导航卫星系统(GNSS)信号不可靠或差的区中执行导航。9.包含软件的一个或多个计算机可读非暂时性存储介质，所述软件在被执行时可操作以：从多个磁导航设备接收在一段时间内收集的一个或多个地理区域的磁测量；对在所述一段时间内收集的所述一个或多个地理区域的磁测量执行相似性相关分析；基于执行所述相似性相关分析来生成与所述一个或多个地理区域相对应的一个或多个地磁地图补丁；将所述一个或多个地磁地图补丁发送到主标测服务器，以用于更新地磁地图数据；从所述主标测服务器接收更新的地磁地图数据；以及将所述更新的地磁地图数据发送到所述多个磁导航设备以用于导航和定位。10.根据权利要求9所述的介质，其中，为了执行所述相似性相关分析，所述软件在被执行时可操作以：针对所述一个或多个地理区域中的每个地理区域，将第一磁导航设备的第一磁测量与至少一个第二磁导航设备的第二磁测量进行比较；确定所述一段时间内所述第一磁测量与所述第二磁测量之间的重叠磁测量；以及
识别所述重叠磁测量之间的相似性。11.根据权利要求9所述的介质，其中，所述软件在被执行时可操作以基于在所述一段时间内收集的磁测量之间的相似性来生成概率磁梯度图。12.根据权利要求11所述的介质，其中，所述概率磁梯度图用于更新所述地磁地图数...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：阿斯特导航公司，
类型：发明
国别省市：
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