GNSS制造技术

第一对宽巷

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】GNSS卫星偏差的自适应估算
[0001]相关申请
[0002]本申请是
2021
年5月6日提交的美国专利申请号
17/302,572
的继续申请，其根据
35U.S.C.
§
119(e)
基于
2021
年1月
31
日提交的美国临时申请号
63/143,921
和
2021
年5月6日提交的美国临时申请号
63/201,612
要求优先权和申请日的权益，其中上述申请通过引用并入本文件中
。


[0003]本公开涉及用于利用
GNSS
卫星偏差的自适应估算值
(adaptive estimation)
来提供卫星校正信号的方法和系统
。

技术介绍

[0004]在某些现有技术中，服务提供商通过无线信号向卫星导航接收器的终端用户提供校正信号，该无线信号例如为卫星
L
波段上的卫星无线信号
。
在
GNSS
星座中，每个卫星时钟可以具有卫星时钟偏差或时钟误差，可以参考
GNSS
系统时钟时间以及其他替代方案来测量卫星时钟偏差或时钟误差
。
校正数据包含在终端用户的移动接收器处的视野或接收范围内的用于每个卫星的相应时钟偏差或时钟解
。
具有相应卫星标识符的卫星时钟偏差被发送到卫星校正信号的终端用户或订户
。
>[0005]在某些现有技术中，由于卫星发射功率的变化
、
编码分量
(
例如，伪随机噪声码分量和
/
或粗略捕获码分量
)
之间或之中的卫星发射功率分配的变化
、
温度变化
、
或任意
GNSS
卫星星座内的一个或多个卫星内的冗余发射器
、
不同天线或不同硬件信号路径的切换，一些
GNSS
卫星在瞬态时段期间容易受到显着的码和
/
或相位偏差变化的影响
。
因此，需要改进以无线方式提供给漫游站或移动
GNSS
接收器的校正信号中的码和相位偏差的准确度和及时性
。

技术实现思路

[0006]根据一个实施例，一种用于提供全球卫星差分校正信号的方法或系统包括数据处理中心的电子数据处理器，该电子数据处理器被配置为确定用于对应卫星的宽巷固定模糊度以及对应的时变宽巷偏差
。
第一对宽巷
(WL)
零差
(ZD)
偏差滤波器和对应的补充
WL
偏差预测滤波器基于对由每个卫星的所述补充宽巷偏差预测滤波器所提供的调谐动态噪声进行响应的自适应估算值，来确定用于对应卫星的时变宽巷偏差
。
数据处理中心的电子数据处理器被配置为确定用于对应卫星的窄巷固定模糊度
、
卫星慢时钟解和时变窄巷偏差
。
第二对窄巷
(NL)
零差
(ZD)
偏差滤波器和对应的
NL
偏差滤波器
/
码相位偏差滤波器基于对用于每个卫星的窄巷偏差
/
码相位偏差滤波器内的另一调谐动态噪声进行响应的自适应估算值的自适应估算值，来确定用于对应卫星的时变窄巷偏差
(
例如，折射校正后的
(NL)
码相位偏差
)。
数据处理中心的电子数据处理器被配置为提供包括宽巷模糊度
、
时变宽巷偏差以及窄巷模糊度和时变窄巷偏差和码偏差
(
例如，码相位偏差
)
的校正信号
。
[0007]根据本公开的另一方面，为了正确地调谐卫星宽巷偏差和窄巷偏差两者的动态噪声，开发用于每个卫星的第一对和第二对滤波器，以分别支持卫星宽巷偏差和窄巷偏差的自适应估算
。
当卫星折射校正后的码偏差显著时，可以通过无线信道
(
例如，卫星
L
波段通信
)
或用于民用操作的具有互联网功能的无线信道
(
例如，实时或及时控制重型设备
、
农业
、
建筑或工业设备
/
车辆的基础
)
以及时的方式将码相位偏差集成到校正信号
(
例如，
StarFire
TM
校正信号
)
中
。
附图说明
[0008]图
1A
是用于提供具有精确的
、
低延迟的全球导航卫星系统
(GNSS)
卫星时钟的卫星校正信号的系统的一个实施例的框图，其中卫星校正信号是通过通信卫星提供的
。
[0009]图
1B
是用于提供具有精确的
、
低延迟的全球导航卫星系统
(GNSS)
卫星时钟的卫星校正信号的系统的另一实施例的框图，其中卫星校正信号是通过无线通信系统提供的
。
[0010]图
2A
是示出与校正信号
(
并且更具体地，具有用于对应卫星的一组时钟误差的校正信号
)
的提供相关联的延迟的图，其中以适中延迟收集测量值
。
[0011]图
2B
是示出与校正信号
(
并且更具体地，具有用于对应卫星的一组时钟误差的校正信号
)
的提供相关联的延迟的图，其中测量值被以比图
2A
的测量值更低的延迟收集
。
[0012]图3是用于提供具有精确的
、
低延迟的全球导航卫星系统
(GNSS)
卫星时钟的卫星校正信号的系统的另一实施例的框图
。
[0013]图4更详细地示出了图3的校正数据估算器的说明性示例
。
[0014]图5是说明慢时钟过程
(
例如，适中延迟时钟过程
)
和快时钟过程
(
例如，低延迟时钟过程
)
的并行操作的图
。
[0015]图6是用于提供具有精确的
、
低延迟的全球导航卫星系统
(GNSS)
卫星时钟的卫星校正信号的一个示例性方法的流程图
。
[0016]图7，统指图
7A
和图
7B
，是用于提供具有精确的
、
低延迟的全球导航卫星系统
(GNSS)
卫星时钟的卫星校正信号的方法的另一实施例的流程图
。
[0017]图
8A
提供了用于提供慢时钟解的计算时间与...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于提供全球卫星差分校正信号的方法，其中，所述方法包括改进，所述改进包括：基于对在每个卫星的补充宽巷偏差预测滤波器内的
、
作为相应当前历元的当前设定的调谐动态噪声进行响应的自适应估算值，来确定用于对应卫星的宽巷固定模糊度以及对应的时变宽巷偏差；基于对在每个卫星的窄巷偏差
/
码相位偏差滤波器内的
、
作为相应当前历元的当前设定的另一调谐动态噪声进行响应的自适应估算值的自适应估算值，来确定用于对应卫星的窄巷固定模糊度
、
卫星慢时钟解和时变窄巷偏差；以及提供用于每个卫星的包括所述宽巷模糊度
、
所述时变宽巷偏差以及所述窄巷模糊度和所述时变窄巷偏差的校正信号，其中所述校正信号还包括用于每个卫星的用于一个或多个历元的码偏差或码相位偏差
。2.
根据权利要求1所述的方法，还包括：基于相应卫星的宽巷偏差残差与所述宽巷偏差残差的方差的平方根的比率来估算测试统计量；以及确定所估算的测试统计量是否大于相应卫星的动态噪声的指定阈值；以及如果所估算的测试统计量被确定为大于所述相应卫星的所述动态噪声的指定阈值，则增大所述调谐动态噪声
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中，所述宽巷偏差预测滤波器的所述调谐动态噪声从第一调谐动态噪声范围增大到第二调谐动态噪声范围
。4.
根据权利要求1所述的方法，还包括：基于相应卫星的窄巷偏差残差与所述窄巷偏差残差的方差的平方根的比率来估算测试统计量；以及确定所估算的测试统计量是否大于相应卫星的动态噪声的指定阈值；以及如果所估算的测试统计量被确定为大于所述相应卫星的所述动态噪声的所述指定阈值，则增大所述调谐动态噪声
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述相应卫星，所述窄巷偏差预测滤波器的所述调谐动态噪声从第一调谐动态噪声范围增大到第二调谐动态噪声范围
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中，在数据处理中心内的时钟和轨道估算模块的预处理模块中，对通过用于每个卫星的一对宽巷零差滤波器和所述补充宽巷偏差预测滤波器估算的每个卫星的所述宽巷固定模糊度和宽巷偏差的确定还包括：通过所述宽巷零差滤波器向用于给定卫星的成对的对应的补充宽巷偏差预测滤波器提供宽巷残差；通过所述补充宽巷偏差预测滤波器，基于为相应卫星提供的所述宽巷残差而向所述给定卫星的所述宽巷零差滤波器提供所述调谐动态噪声
。7.
根据权利要求1所述的方法，其中，在数据处理中心内的时钟和轨道估算模块的时钟解模块中，对通过用于每个卫星的一对窄巷零差滤波器和所述窄巷偏差滤波器
/
码偏差滤波器估算的每个卫星的所述窄巷固定模糊度和窄巷偏差的确定还包括：通过所述窄巷零差滤波器向用于给定卫星的成对的对应的窄巷滤波器
/
码偏差滤波器提供折射校正后的码残差；
通过所述窄巷滤波器
/
码偏差滤波器，基于为相应卫星提供的所述折射校正后的码残差而向所述给定卫星的所述窄巷零差滤波器提供所述调谐动态噪声
。8.
根据权利要求1所述的方法，还包括：确定是以第一宽巷滤波模式还是第二宽巷滤波模式操作，在所述第一宽巷滤波模式中，用于给定卫星的
、
用于下一个历元的下一个宽巷偏差校正具有与来自一系列先前连续历元的
WL
偏差的先前均值相关的对应的第一
WL
阈值，在所述第二宽巷滤波模式中，用于所述给定卫星的
、
用于所述下一个历元或此后的瞬态时段的下一个宽巷偏差校正具有与所述先前均值相关的对应的第二
WL
阈值，对于每个对应的卫星，所述第二
WL
阈值大于所述第一
WL
阈值
(
或超出所述第一
WL
阈值的极限
)。9.
根据权利要求1所述的方法，还包括：确定是以第一窄巷滤波模式还是第二窄巷滤波模式操作，在所述第一窄巷滤波模式中，用于给定卫星的
、
用于下一个历元的下一个窄巷偏差校正具有与来自一系列先前连续历元的
NL
偏差的先前均值相关的对应的第一
NL
阈值，在所述第二窄巷滤波模式中，用于所述给定卫星的
、
用于所述下一个历元或此后的瞬态时段的下一个窄巷偏差校正具有与所述先前均值相关的对应的第二
NL
阈值，对于每个对应的卫星，所述第二
NL
阈值大于所述第一
NL
阈值
(
或超出所述第一
NL
阈值的极限
)。10.
根据权利要求1所述的方法，还包括：对于接收范围内的每个卫星，通过补充
WL
偏差预测滤波器
(
或数据处理中心的电子数据处理器
)
基于所述
WL
残差及其方差确定导出度量
(T
WL
)
；如果所述第一
WL
调谐动态噪声大于所述导出度量，则通过所述补充
WL
偏差预测滤波器向所述
WL ZD
滤波器提供第二
WL
调谐动态噪声
(
作为转换或作为下一个历元的下一个设定
)
，以替换所述
WL ZD
滤波器的
(
作为当前历元的当前设定的
)
所述第一
WL
调谐动态噪声，其中所述第二
WL
调谐动态噪声大于所述第一
WL
调谐动态噪声，并且其中与
WL
偏差相关联的所述
WL
残差和对应的解析后的
WL
模糊度与预定卫星相关
。11.
根据权利要求1所述的方法，还包括：对于接收范围内的每个卫星，通过补充
NL
偏差滤波器
/
码相位滤波器基于所述折射校正后的码残差及其方差来确定导出度量
(T
NL
)
；如果所述第一
NL
调谐动态噪声大于所述导出度量，则通过所述
NL
偏差滤波器
/
码相位滤波器向所述
NL ZD
滤波器提供第二
NL
调谐动态噪声
(
作为转换或作为下一个历元的下一个设定
)
，以替换所述
NL ZD
滤波器的
(
作为当前历元的当前设定的
)
所述第一
NL
调谐动态噪声，其中所述第二
NL
调谐动态噪声大于所述第一
NL
调谐动态噪声，并且其中与
NL
偏差相关联的所述
RC
码残差和对应的解析后的
NL
模糊度与预定卫星相关
。12.
根据权利要求1所述的方法，还包括：对于接收范围内的每个卫星，通过补充
WL
偏差预测滤波器基于所述
WL
残差及其方差来确定导出度量
(T
WL
)
；如果所述第一
WL
调谐动态噪声等于或小于所述导出度量，则通过所述补充
WL
偏差预测滤波器向所述
WL ZD
滤波器提供第一
WL
调谐动态噪声
(
作为对下一个历元的下一个设定的维持
)
，以维持所述
WL ZD
滤波器的
(
作为当前历元的当前设定的
)
所述第一
WL
调谐动态噪声，并且其中与
WL
偏差相关联的所述
WL
残差和对应的解析后的
WL
模糊度与预定卫星相关
。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴礼文，陈义群，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：