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用于确定导航数据的运行方法、导航模块、计算机程序产品、机器可读存储介质技术

技术编号:40778908 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-25 20:23
用于在导航模块(7)中基于GNSS数据(1)确定导航数据(6)的运行方法,具有以下步骤:a)接收GNSS数据,b)借助GNSS数据通过使用保存在导航模块的存储器(10)中的参数来确定导航数据,所述参数从GNSS数据中借助至少一个滤波器(2,3)求出,c)从导航数据或从另一数据源中提取标准(5),所述标准使特殊情况可识别,在特殊情况中GNSS数据的接收受到至少以两种方式持续存在的错误情况或至少具有恒定份额的错误情况影响,d)借助至少一个滤波器执行存储的参数的更新和/或校正,以用于根据步骤b)的导航数据的后续确定,其中如果在步骤c)中提取的标准指示这种特殊情况,则至少对于所存储的参数的部分减慢或甚至暂停更新和/或校正,所存储的参数的部分在运行中比所存储的参数的其他部分基本上更缓慢地变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、用于确定导航数据(位置/速度等)的基于gnss的方法使用在gnss接收器和gnss卫星之间的距离基于三角测量来确定位置,其中所述方法在gnss接收器中执行或在包括gnss接收器的导航模块中执行。通过确定信号从每个单独的gnss卫星到gnss接收器的运行时间在考虑信号在从gnss卫星到gnss接收器的路程上的传播速度的情况下来计算距离。通过gnss接收器从gnss卫星接收的信号在下文中被称为gnss数据。通过对信号到达gnss接收器的时间点进行非常精确的测量来确定传输时间。计算出的距离被称为“伪距离”或“伪范围”,因为该距离实际上通过许多错误源和特殊性所扭曲,并且通常仅部分对应于在gnss接收器和gnss卫星之间的实际距离。这些错误源必须在基于gnss的导航数据确定方法中校正。在此要强调的特别重要的、应当在导航数据确定方法中考虑的错误源是所谓的时钟错误,所述时钟错误会在gnss接收机和/或gnss卫星中出现,并且会影响与通过gnss卫星发送信号的时间点和通过gnss接收器接收信号的时间点相关的时间测量。

2、根据相应的应用情况、期望的鲁棒性、准确性和完整性,存在不同的方案来确定导航数据。有些仅使用更上文描述的伪距离。其他更复杂的方案附加地使用载波频带-相位信息来进行高精度距离确定和/或使用由外部校正数据服务提供商提供的校正数据。几乎所有方案的共同点是一起考虑或估计未知的元素(错误、偏差、噪声等),以提高确定导航数据的准确性。以下(非穷尽的)列表提供关于已知的校正错误的方法的概述:

3、·考虑时钟错误(尤其是接收器时钟错误),

4、·通过gnss卫星中的信号处理限定的代码和/或相移,

5、·通过gnss接收器中的信号处理限定的代码和/或相移,

6、·在gnss系统时钟之间的时间差(在gnss系统的不同gnss卫星的时钟之间的错误),

7、·在gnss系统的参与者(gnss卫星和gnss接收器)之间的频带位移,特别是由于使用不同频带而导致的错误,

8、·在gnss系统的参与者(gnss卫星和gnss接收器)之间的相移,特别是用于不同频率的信号造成的错误,这种错误尤其涉及格洛纳斯系统,该系统基本上以每颗卫星不同频率进行发送,

9、·电离层错误,涉及电离层中的信号处理速度,

10、·对流层错误,涉及对流层中的信号处理速度,或

11、·轨道数据错误,所述轨道数据错误包含涉及gnss卫星轨道的不正确或不准确的数据,进而导致对卫星实际位置的误判。

12、每个用于校正错误的所述方法通常以参数和/或用于处理这种校正参数以校正伪距离或导航数据的特殊校正规则的形式来实现。参数和校正规则通常作为参数保存在gnss接收器/导航模块中,并由滤波器执行。这种参数的子组是所谓的校正数据,校正数据由外部校正数据源提供并且所述校正数据特别涉及轨道数据和与电离层和对流层有关的数据。

13、在大多数应用情况下,参数的确定作为连续进程与当前导航数据的持续确定并行进行。通常,对于不同类型的参数(根据哪个错误校正涉及各个参数)存在不同的更新时间间隔。这可以例如以每个参数和/或每个单独的校正规则的更新频率或更新间隔的形式来确定。更新频率或更新间隔可以单独地根据其他数据来适配。在许多情况下,参数的定期更新借助于滤波器来实施,滤波器考虑历史数据以及新的可用信息(参数的新校正数据和/或更新参数和/或从gnss数据的观测中获得的参数)并基于此在确定导航数据时在考虑历史的情况下实现计算实际应用的新参数。这种滤波器的可能的滤波器设计是所谓的卡尔曼滤波器。卡尔曼滤波器的使用特别也在包括gnss接收器和设计用于将gnss数据处理成导航数据的高度集成的导航模块中实现。这种高度集成的导航模块除了gnss数据之外还评估来自其他传感器源的数据以确定导航数据。其他传感器源可以是例如惯性传感器或轮速传感器或提供对于确定导航数据有用的信息的其他传感器。

14、存在会难以估计和建模并且引起这种参数的估计和/或接收显著扭曲的环境条件。在此,尤其所谓的多径传播或还有信号的多次传输(所谓的“多径环境”)属于这种环境条件,其中多径传播或多次传输尤其可以通过紧邻gnss接收器的环境中的空间情况而产生。这种多径传播或多次传输可以例如通过周围建筑物或其他物体产生,周围建筑物或其他物体导致在gnss接收器环境中的信号反射或扭曲,使得信号由于部分反射而被间接接收和/或被多次接收。


技术实现思路

1、下面描述一种在求出用于确定导航模块中的导航数据的校正数据时使用的新方法:

2、在此,要描述一种用于在导航模块中基于gnss数据确定导航数据的运行方法,包括以下步骤:

3、a)接收gnss数据,

4、b)借助gnss数据通过使用保存在导航模块的存储器中的参数来确定导航数据,所述参数从所述gnss数据(1)中借助至少一个滤波器(2,3)求出,

5、c)从导航数据或从另一数据源中提取标准,所述标准使特殊情况可识别,在特殊情况中gnss数据的接收受到至少以两种方式持续存在的错误情况或至少具有恒定份额的错误情况影响,

6、d)借助至少一个滤波器执行所存储的参数的更新和/或校正,以用于根据步骤b)的导航数据的后续确定,其中,如果在步骤c)中提取的标准指示这种特殊情况,则至少对于所存储的参数的部分减慢或甚至暂停更新和/或校正,所存储的参数的部分在运行中比所存储的参数的其他部分基本上更缓慢地变化。

7、如果特殊情况是对于接收gnss数据存在不利的环境条件作为错误情况的情况,则该方法特别有利。时间上持续存在的错误情况或者具有至少一个恒定份额的错误情况指的是:错误不是暂时出现并且然后再次消失或者甚至出现相互再次抵消的错误。例如,恒定的错误情况由于接收障碍物而出现,所述接收障碍物统一地存在于gnss天线的特定侧上。为了表征错误情况的部分恒定性,例如足够的是:错误情况仅缓慢变化(必要时最初增加并且然后再次减少)。

8、可以根据导航数据中包含的值来识别作为特殊情况的具有不利环境条件的情况,和/或可以求出至少一个存在这种情况的概率。例如,导航数据可以包含关于导航模块/gnss接收器的当前位置的位置信息作为值,并且根据所述位置信息然后可识别可能存在具有不利环境条件的情况。

9、通过所描述的方法特别是在复杂环境中(例如,具有多径传播的环境)增加确定所存储的参数的鲁棒性和准确性。该方法特别也在如下情况中是适合的,在所述情况中出现校正数据的系统错误,所述校正数据对确定位置数据的精度具有重大作用。这里描述的方法还可以用于gnss数据与其他数据融合的应用情况(例如与轮速传感器数据和/或来自一个或多个惯性传感器的数据的传感器数据融合)。在这种应用情况中,通过融合通常可以产生精确得多的导航数据。

10、用于确定导航数据的所存储的参数通常具有特殊的固有属性,固有属性例如是噪声分量、错本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于在导航模块(7)中基于GNSS数据(1)确定导航数据(6)的运行方法,所述方法具有以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述特殊情况是对于接收GNSS数据(1)存在不利的环境条件作为错误情况的情况。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在步骤d)中根据GNSS数据更新和/或校正所存储的参数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中定期从外部源调用经更新的参数和/或用于所存储的参数的更新参数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中为了确定所述标准(5),确认是否存在所述导航模块(7)的启动阶段,并且在所述导航模块(7)的启动阶段中确认特殊情况。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述标准定义为,使得所述标准描述如下特殊情况:所述特殊情况描述所述导航模块(7)的运行的静态场景。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中为了确定所述标准(5),首先确定所述导航模块(7)移动的速度,并且如果所述速度低于阈值,则确认特殊情况。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤b)由主滤波器(2)执行,并且步骤d)由与所述主滤波器(2)分离的单独的滤波器(3)执行。

9.根据权利要求8所述的方法,其中至少所述主滤波器(2)和/或所述单独的滤波器(3)是卡尔曼滤波器。

10.根据权利要求8或9所述的方法,其中如果根据在步骤c)中提取的所述标准(5)能够确认特殊情况,则减慢所述单独的滤波器(3)。

11.一种导航模块(7),所述导航模块被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

12.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被设计用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的方法步骤。

13.一种机器可读存储介质,在所述机器可读存储介质上存储有根据权利要求12所述的计算机程序。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于在导航模块(7)中基于gnss数据(1)确定导航数据(6)的运行方法,所述方法具有以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述特殊情况是对于接收gnss数据(1)存在不利的环境条件作为错误情况的情况。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在步骤d)中根据gnss数据更新和/或校正所存储的参数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中定期从外部源调用经更新的参数和/或用于所存储的参数的更新参数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中为了确定所述标准(5),确认是否存在所述导航模块(7)的启动阶段,并且在所述导航模块(7)的启动阶段中确认特殊情况。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述标准定义为,使得所述标准描述如下特殊情况:所述特殊情况描述所述导航模块(7)的运行的静态场景。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·朗格尔A·梅茨格
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:

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