组合测量值并判定时钟偏移制造技术

本发明专利技术描述了一种处理来自第一卫星导航系统和第二卫星导航系统的卫星信号的方法和设备。在一个实施例中，测量卫星信号接收器与所述第一卫星导航系统的至少一个卫星之间的至少一个第一伪距。测量所述卫星信号接收器与所述第二卫星导航系统的至少一个卫星之间的至少一个第二伪距。得到第一卫星导航系统的第一时间基准帧与第二卫星导航系统的第二时间基准帧之间的差值。使用时间基准的差值将所述至少一个第一伪距与所述至少一个第二伪距组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及卫星定位系统，更具体地说，涉及一种组合测量值并判定不同 卫星定位系统之间的时钟偏移的方法和设备。
技术介绍
卫星定位系统(SPS)接收器使用来自几颗卫星的测量值来计算位置。SPS 接收器通常通过计算卫星发射信号时刻与接收器(位于地球表面或者接近地球 表面)接收信号时刻之间的时间延迟来确定其自身位置。将时间延迟与光速相 乘，就可得到接收器与接收器可见的每颗卫星之间的距离。典型的卫星定位系 统包括全球定位系统(GPS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、以及俄罗斯全 球导航卫星(GLONASS)系统。在GPS中，每个商业甩信号都利用直接序列扩展信号，所述直接序列扩展 信号由具有1. 023 MHz扩展率的唯一伪随机噪音(PN)码(被称为粗略撷取(C/A) 码)定义。每个PN码双向调制1575.42 MHz的载波信号(被称为Ll载波)， 并唯一标识特定的卫星。PN码序列长度是1023个码片(chip)，对应于一毫 秒的时间段。1023个码片的一次循环被称为PN帧或者历元(印och)。GPS接收器通过比较所接收的PN码信号序列与内部生成的PN信号序列之 间的时间位移，来判定信号的发射与接收之间的时间延迟。这些测量的时间延 迟被称为"子毫秒伪距"，因为已知它们以1毫秒PN帧边界为模。通过分解与 每个卫星的每次延迟相关的毫秒的整数，就可得到真实明确的伪距。 一组四个 伪距、发射GPS信号的绝对时间信息、以及与这些绝对时间相关的卫星位置足 以确定GPS接收器的位置。发射(或接收)的绝对时间是必需的，以确定GPS 卫星在发射时间的位置，从而计算GPS接收器的位置。因此，每个GPS卫星都广播一种卫星轨道和时钟数据(也称为卫星导航消息)。卫星导航消息是50比特/秒(bps)的数据流，与PN码模2相加，比特 边界与PN帧的起始部分结合。每数据比特周期(20毫秒)有20个PN帧。卫 星导航消息包括卫星定位数据，也称为"星历"数据，它标识卫星和它们的轨 道，以及与卫星信号相关的绝对时间信息(在此也被称为"GPS系统时间")。 GPS系统时间信息是星期信号中的某一秒，被称为星期时间(TOW)。这种绝对时间信号允许接收器明确确定每个卫星何时发射每个所接收信号的时间标记。 GPS卫星以大约3.9km/s移动，因此从地球上观察，卫星的范围以最大 土800m/s的速率变化。绝对时间误差导致每毫秒的时间误差有高达0.8m的范 围误差。这些范围误差在GPS接收器位置产生类似的尺寸误差。因此，10ms 的绝对时间精度对近10m的位置精度来说足够了。 10ms以上的绝对时间误差 将会导致较大的位置误差，因此要求通常的GPS接收器的绝对时间具有近10 毫秒的精度或者更高。与GPS定位密切相关的另一个时间参数是用于测量子毫秒伪距的时间基 准中的子毫秒偏移。这种偏移同样地影响所有的测量值，由于这个原因它被称 为"共模误差"。共模误差不应与绝对时间误差混淆。如上所述，1毫秒的绝 对时间误差导致高达0. 8米的范围误差，而1微秒的绝对时间误差会引起小于 l毫米、几乎看不见的范围误差。但是，l微秒的共模误差会导致l微秒乘以 光速(也就是，300米)的伪距误差。共模误差对伪距的计算有较大的影响， 在实际中，很难校正共模误差。因此，传统的GPS接收器将共模误差当作未知 数， 一旦在特定的接收器处已经测量了足够数量的伪距，就必须解决随位置一 起的共模误差。其他类型的卫星定位系统，例如伽利略系统和全球导航卫星系统使用类似 于GPS的信号结构，可以用类似的方式定位接收器。在某些应用中，希望同 时处理来自GPS卫星和其他卫星定位系统的卫星的信号。例如，由于信号强 度很低，接收器可能不能接收和处理足够数量的GPS信号以进行定位。但是， 这种其他的卫星定位系统通常使用与GPS不同的时间基准来操作。例如，GPS 系统时间比国际原子时间(TAI)慢19秒，精度为大约20毫微秒，但是伽利 略系统时间与TAI的偏移量小于33毫微秒。同时使用GPS和伽利信号、而7不补偿这两种系统使用的系统时间误差将会导致所计算的位置误差与光速成 正比。例如，未补偿10毫微秒的偏移将会导致所计算的位置有10英尺的误差。因此，在该领域中需要一种组合多个卫星导航系统的测量值并补偿这些系 统所使用的系统时间差值的方法和设备。
技术实现思路
本文描述了一种处理来自第一卫星导航系统和第二卫星导航系统的卫星 信号的方法和设备。在一个实施例中，测量卫星信号接收器与所述第一卫星导 航系统的至少一个卫星之间的至少一个第一伪距。测量所述卫星信号接收器与 所述第二卫星导航系统的至少一个卫星之间的至少一个第二伪距。得到第一卫 星导航系统的第一时间基准帧与第二卫星导航系统的第二时间基准帧之间的 差值。使用时间基准的差值将所述至少一个第一伪距与所述至少一个第二伪距 组合。附图说明参照实施例和附图，可更详细地了解本专利技术的上述特征以及上文简述的本 专利技术的更多特定描述。但是，需要注意的是，附图仅示出了本专利技术的典型实施 例，并不用于限制本专利技术的范围，本专利技术可以有其它等同的有效实施例。 图1是定位系统的示范性实施例的框图； 图2是根据本专利技术的定位方法的示范性实施例的流程图； 图3是根据本专利技术的计算时间基准差值和位置/时刻的方法的示范性实施 例的流程图。为了便于理解，附图中同样的参考标号表示同样的元件。 具体实施例方式下文描述了一种组合多个卫星导航系统的测量值的方法和设备。本技术领 域的人员将会理解，本专利技术可与具有定位功能的多种移动或无线设备一起使用，例如蜂窝电话、寻呼机、膝上电脑、个人数字助理(PDA)和现有技术中 类似类型的无线设备。通常，具有定位功能的移动设备具有处理卫星定位系统 (SPS)的卫星信号的能力。图1是定位系统100的示范性实施例的框图。系统100包括通过无线通信 网络110与服务器108通信的移动接收器102。例如，服务器108可设置在无 线通信网络110的服务移动定位中心(SMLC)。无线通信网络IIO包括带有多 个基站或蜂窝站的蜂窝通信网络。移动接收器102获取与多个卫星112相关的 卫星测量数据(例如，伪距、多普勒测量值)。上述多个卫星112从第一卫星 导航系统111A (例如，GPS)和第二卫星导航系统111B (例如，伽利略系统) 的卫星中选取。服务器108获取卫星112的卫星轨道数据(例如，轨道模式信 息，如卫星星历信息)。使用卫星测量数据和卫星轨道数据来计算移动接收器 102的位置信息。特别地，移动接收器102示例性地包括卫星信号接收器电路104、无线收 发器106、处理器122、支持电路124、存储器120、以及时钟电路121。卫星 信号接收器电路104包括用于处理来自卫星导航系统111A的卫星信号的电路 105A、以及用于处理来自卫星导航系统111B的卫星信号的电路105B。在一个 实施例中，电路105A和电路105B包括两个单独的卫星信号接收器， 一个用于 接收来自卫星导航系统111A (例如，GPS)的信号，另一个用于接收来自卫星 导航系统111B (例如，伽利略系统)的信号。在另一个实施例中， 一部分卫 星信号接收器电路104可以在电路105A与电路105B之间共用(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理来自第一卫星导航系统和第二卫星导航系统的卫星信号的方法，包括：　测量卫星信号接收器与所述第一卫星导航系统的至少一个卫星之间的至少一个第一伪距；　测量所述卫星信号接收器与所述第二卫星导航系统的至少一个卫星之间的至少一个第二 伪距；　得到所述第一卫星导航系统的第一时间基准帧与所述第二卫星导航系统的第二时间基准帧之间的差值；以及　使用所述差值将所述至少一个第一伪距与所述至少一个第二伪距组合。

【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：弗兰克范迪格伦，
申请(专利权)人：全球定位有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]