通过扩展SPS轨道信息进行定位的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:5472775 阅读:175 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于辅助移动站定位卫星的方法和系统使用高效消息接发格式。服务器计算卫星的粗略轨道数据与卫星的精确轨道数据之间的校正。选择使得校正的变化在时间上基本平滑的坐标系。服务器还用数学函数近似校正以减少必需传输至移动站的比特数目。移动站一接收到系数就使用系数和适用性时间(例如,当前时间)评估数学函数,将评估结果转换到标准坐标系,并将转换结果应用于粗略轨道数据以获得精确轨道数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过扩展SPS轨道信息进行定位的方法和装置相关申请本申请特此要求提交于2006年11月10日的题为"Bit Efficient Support Of Extended Orbit For GNSS (对GNSS的扩展轨道的比特高效支持)"的美国专 利申请No. 60/857,972、提交于2007年1月23日的题为"Efficient Range Correction Messages For Accurate Position Determination With Assisted GPS (通 过辅助GPS进行准确定位的高效距离校正消息)"的美国专利申请No. 60/886,230、提交于2007年2月7日的题为"Bit Efficient Support Of Extended OrbitForGNSS (对GNSS的扩展轨道的比特高效支持)"的美国专利申请No. 60/888,738、提交于2007年3月22日的题为"Method And Apparatus For Position Determination With Extended SPS Orbit Information (通过扩展SPS轨道信息进 行定位的方法和装置)"的美国专利申请No. 60/896,493、提交于2007年5月 11日的题为"Method And Apparatus For Position Determination With Extended SPS Orbit Information (通过扩展SPS轨道信息进行定位的方法和装置)"的美 国专利申请No. 60/917,622、以及提交干2007年5月24日的题为"Method And Apparatus For Position Determination With Extended SPS Orbit Information (通过 扩展SPS轨道信息进行定位的方法和装置)"的美国专利申请No. 60/939,964 的提交日期的权益,所有这些申请全部通过引用包括于此并被转让给本申请的 受让人。冃豕领域本专利技术一般涉及卫星定位系统,尤其涉及使用包含扩展SPS轨道校正信 息的高效消息接发格式辅助移动站定位卫星。背景信息卫星定位系统(SPS)接收机通常通过计算同时从多个卫星发射的诸信号的到达时间来确定其位置。这些卫星传送卫星定位数据和卫星时钟时基数据两 者作为其消息的一部分。卫星位置和时钟时基通常由历书或星历数据来表示。星历数据提供对卫星位置和时钟偏离极其准确的估计(约l米误差)。然而, 搜索和捕获卫星信号、读取卫星所发射的星历数据、以及从该数据计算接收机 的位置的过程是耗时的,通常需要若干分钟。在许多情况下,这么长的处理时 间是不可接受的,此外,这也极大限制了微型化便携式应用的电池寿命。例如,全球定位系统(GPS)基于对广播自轨道卫星的GPS信号在GPS接收机天线处的到达时间的测量来确定位置。如所述的,如此的系统的一个缺 点是在某些状况下需要相对较长的时间执行信号捕获。卫星信号只有到它们已 经首先通过在两维搜索"空间"中的搜索被定位时才能被跟踪,其中该"空间"的维度是码-相延迟和观察到的多普勒频移。SPS接收机搜索、捕获、以及解调卫星信号的过程有时被称为"独立"操作模式,这与"辅助"操作模式相对照。为了减小与独立操作模式相关联的延迟,可提供信息以帮助SPS或GPS 接收机捕获特定信号。如此的辅助信息通过对码和频率纬度提供边界准许接收 机将为査找信号所必需搜索的搜索空间变窄。采用以源于外部的GPS辅助数 据进行扩增的GPS接收机的系统常被称为"辅助全球定位系统"(AGPS)。 AGPS系统的一个示例包括具有GPS接收机或与之通信的无线移动站 (MS)(诸如蜂窝电话),该移动站与无线通信网络的也被称为基发射站(BTS) 或B节点的一个或多个基站(BS)通信,这一个或多个基站又与取决于通信 空中接口协议有时被称为定位实体(PDE)、服务移动位置中心(SMLC)等 的一个或多个位置辅助服务器通信。AGPS系统的另一示例包括具有GPS接收 机或与之通信的MS或膝上型设备,该MS或膝上型设备能够与诸如因特网但 并不局限于此的通信网络通信,通过该通信网络,该设备最终与位置辅助服务 器通信。位置辅助服务器从一个或多个GPS参考接收机导出GPS辅助信息。位置 辅助服务器还可访问用于确定近似移动站定位的装置。位置辅助服务器维护 GPS数据库,后者包含参考时间、卫星轨道历书和星历信息、电离层信息、以 及卫星工作状况("健康")信息。位置辅助服务器还计算针对近似移动站定 位所定制的辅助信息。AGPS系统中MS的定位可在MS处通过来自位置辅助服务器的辅助来确 定(有时被称为基于MS的定位模式)。在基于MS的定位模式期间,当GPS 引擎要求诸如关于卫星或基站的位置、基站和/或卫星的时基信息、或种子定位 (诸如,但并不限于高级前向链路三边测量(AFLT)所确定的)的星历数据、 历书数据等经更新的帮助数据时,接着的定位将导致移动站联系通信网络以索 要数据,由此对网络造成负担且使用MS的功率资源。AGPS系统中MS的定 位或者可在位置辅助服务器处使用该MS所捕获的信息来确定并被送回MS(有 时被称为MS辅助定位模式)。GPS中的卫星轨道可被建模为具有用以考虑各 种微扰的校正项的修正椭圆轨道。相对短期星历数据提供对卫星轨道的非常准 确的表示。例如,GPS子帧2的字10中的比特17是指示GPS控制段用来确 定星历参数的曲线拟合区间的"拟合区间"标志,其中"0"指示4小时拟合 而"1"指示"大于4小时"拟合。此外,块II/IIA GPS卫星的扩展导航模式 确保正确星历参数达14天的传输以支持短期扩展操作。在正常操作期间,控 制段每日向每颗卫星提供对导航(轨道)数据的上载以支持16米球概率误差 (SEP)的定位准确度。如上所述,位置辅助服务器具有准确的轨道信息可用。位置辅助服务器上 载的每个星历和时钟校正模型通常覆盖具有较大准确度的4小时时间跨度。为 了覆盖更长的时间段,诸如24小时时段,位置辅助服务器可向设备发送对应 星座中W颗卫星的每一颗的多个4小时星历和时钟校正模型。然而,这将要求 大量的八位位组来描述全部卫星星座(例如,27颗卫星)的卫星位置和时钟误 差。这些长消息将导致长处理时间,因此对于大多数设备应用而言是不可接受 的。这也将对通信网络造成负担。除星历数据外,SPS中的卫星还传送可用来确定卫星位置和时钟偏离的历 书数据。历书数据提供星历参数的经删截的精度縮减(粗略)集合以及粗略时 钟校正参数。因此,从历书数据导出的粗卫星定位(约l千米)倾向于比从详 细星历数据导出的卫星定位(约l米)准确度差得多。应注意,卫星轨道一般 可由轨道和卫星时钟参数的粗略集合(例如,历书)或精确集合(例如,星历) 中的任意一者来表示。需要一种向SPS接收机提供扩展轨道数据以降低所需的直接地从卫星或从位置辅助服务器的历书和/或星历下载的频率的系统和方法。描述概要描述了一种用于辅助移动站使用高效消息接发格式定位卫星的方法和系 统。服务器计算卫星的粗略轨道数据与卫星的精确轨道数据之间的校正。选择 使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助移动站获得卫星的轨道信息的方法,所述方法包括: 计算所述卫星的粗略轨道数据与所述卫星的精确轨道数据之间的校正;以及 将所述校正的空间分量从第一坐标系表示变换到第二坐标系以使得所述校正在所述第二坐标系中具有在时间上基本平滑 的变化。

【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:MJ温格勒L希恩布拉特ML莫格里恩Z比亚克斯AJ古姆
申请(专利权)人:高通股份有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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