用于控制地理位置准确度的设备制造技术

一种定位系统或合成相位处理器或流动站，用于提供具有分级准确度的高完整性位置。该定位系统包括用于在所确定的参考位置接收ＧＰＳ信号并测量参考相位的一个或多个实时动态测量（ＲＴＫ）参考站。定位系统或流动站选择合成偏移向量并使用该合成偏移向量来对合成位置推断出合成参考相位。流动站使用合成参考相位与实际或虚拟参考位置来确定具有由合成偏移向量控制的添加的位置误差的流动站位置。对于另一个实施例，安全流动站通过合成偏移向量抖动安全位置，来提供具有添加的位置误差的非安全流动站位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及定位，更具体地涉及以具有分级准确度的高完整性位 置进行定位。本专利技术描述了 一种用于合成合成参考相位以控制高完整性位置的准确度的GPS流动站。
技术介绍
全球定位系统(GPS)由美国J^"运营，用于向全世界的所有用户提 供免费GPS定位信号。独立的GPS接收器能够使用这些信号中的粗捕获 (coarse/acquisition， CA)码来计算具有大约5到20米的典型准确度的 独立位置。这些准确度对于包括大部分导航应用的一些应用来说是足够 的。然而，存在需要更高的准确度或完整性的定位应用，例如勘查、地图 绘制、机器控制和农业。提供GPS码相位校正的差分GPS系统满足了这些需要中的某些需 要。针对差分GPS操作所构造的GPS接收器能够使用码相位校正来计算 具有几十厘米到几米的典型准确度的位置。这些准确度对许多定位应用来 说M够的。然而，用户不能全信任独立或差分GPS位置的准确度，因 为这些位置的完整性受到多径的影响。GPS信号的多径反射能够偶尔造 成几十到几百米或更多的较大误差，这取决于反射的信号所行进的额外距 离。固定模糊度实时动态测量(real time kinematic, RTK)系统提供高 准确度的GPS载波相位测量以提供更高的准确度，同时避免多径的大部 分影响。针对RTK操作而构造的流动站GPS接收器能够使用栽波相位测 量来确定具有大约l厘米到几十厘米的典型准确度的相对位置。术语"固 定模糊度"指的是在参考相位和流动站所测量的相位之间为RTK载波相 位测量而求解(固定)整数个载波相位周期。该载波周期整数的求解捕获 住大于GPS信号的载波波长的一部分的多径信号误差，这导致基于RTK 的位置的高信任度和完整性。现有GPS RTK系统对用户提供固定RTK载波相位测量，成本主要由提供若干用户分享的系统的固定^54设施成本决定。然而， 一些用户需 要基于固定RTK的定位的完整性，但是不需要其提供的完全准确度。不 幸地是，现在不存在通过提供其准确度低于系统的完全准确度的高完整性 位置来在更多用户之间分摊^设施成本的技术。
技术实现思路
为了满足这些需求，这里的讨论实施了通过为GPS参考系统提M 成参考相位或通过抖动安全流动站位置对流动站提供具有受控准确度的高完整性定位的方式。简单地说，本专利技术使用或包括用于在一个或多个实际参考位置接收 GPS信号并测量参考相位的一个或多个实时动态测量(RTK)参考站。 当使用三个或更多参考站时，可针对虚拟参考位置确定虚拟参考相位。在 参考站、参考系统中的服务器、RTK流动站或在参考站和流动站之间进 行交互的合成相位处理器中生成合成偏移向量。与该合成偏移向量一起使 用参考相位测量，来推断出合成位置的合成参考相位，其中合成位置不等 于实际或虛拟参考位置的任何一个。流动站使用实际或虚拟参考位置和合 成参考相位来代替实际或虚拟参考相位，从而计算相对于实际或虚拟参考 位置的流动站位置，所述流动站位置具有与合成偏移向量成比例的添加的 位置误差。在另一方案中，安全RTK流动站直接使用合成偏移向量来抖动通过 实际或虛拟参考相位确定的安全流动站位置。可在参考站、参考系统中的 服务器、流动站或在参考系统和流动站之间进行交互的处理器中生成合成 偏移向量。由流动站确定的位置具有RTK系统的完整性，其准确度受合 成偏移向量控制。在优选实施例中，本专利技术是与全球导航卫星系统(GNSS)参考系统 一起操作以控制地理位置准确度的流动站，包括安全信号接收器，用于接收具有GNSS信号的参考相位和参考位置的信息的安全参考数据；安全 合成相位处理器，用于使用该参考相位来对合成位置推断出合成参考相 位，该合成位置以选定的非零合成偏移向量与参考位置分离；以及流动站 GNSS接收器，用于使用参考位置和合成参考相位来确定相对于参考位置 的流动站位置，该流动站位置具有与合成偏移向量成比例的添加的位置误 差。在另一优选实施例中，本专利技术是与全球导航卫星系统(GNSS)参考 系统一起操作以控制地理位置准确度的流动站中的方法，该方法包括接 收具有GNSS信号的参考相位和参考位置的信息的安全参考数据;使用该 参考相位对合成位置推断出合成参考相位，所述合成位置以选定的非零合 成偏移向量与参考位置分离；以及4吏用参考位置和合成参考相位来确定相 对于参考位置的流动站位置，该流动站位置具有与合成偏移向量成比例的 添加的位置误差。在另一优选实施例中，本专利技术是有形介质，该介质包含使处理器执行 用于控制地理位置准确度的以下步骤的一组指令，包括接收具有GNSS 信号的参考相位和参考位置的信息的安全参考数据；对合成位置推断出所 述GNSS信号的合成参考相位；所述合成位置以选定的非零合成偏移向量 与所述参考位置分离；以及j吏用所述参考位置和所述合成参考相位来确定 相对于所述参考位置的流动站位置，所述流动站位置具有与所述合成偏移 向量成比例的添加的位置误差。概括地说，本文教导了用于提供具有分级准确度的高完整性位置的定 位系统或合成相位处理器或流动站。该定位系统包括用于在确定的参考位 置接收GPS信号并测量参考相位的一个或多个实时动态测量(RTK)参 考站。该定位系统或流动站选择合成偏移向量并使用该合成偏移向量来针 对合成位置推断出合成参考相位。流动站使用该合成参考相位与实际或虛 拟参考位置来确定具有由合成偏移向量控制的添加的位置误差的流动站 位置。对于另一实施例，安全流动站用合成偏移向量抖动安全位置，来提 供具有添加的位置误差的非安全流动站位置。在本领域技术人员阅读了用于实行本专利技术的以下最佳实施方式并观 看了各附图之后，无疑本专利技术的这些和其它实施例以及优势会更明白。附图说明图1是用于对流动站提供参考相位的现有技术的单个参考系统的图;图IA是用于对流动站提供参考相位的现有技术的参考网络定位系统的图2是用于对流动站提供合成参考相位来将位置误差加到流动站位 置的本专利技术的单个参考定位系统的图;图2A是图2的系统的参考站的框图;图3是用于对流动站提供合成参考相位来将位置误差加到流动站位 置的本专利技术的参考网络定位系统的图3A、 3B和3C是图3的定位系统的服务器的第一、笫二和第三实 施例的框图4是示出本专利技术的在单个参考定位系统中^^作的安全流动站的图， 其用于计算合成参考相位以将位置误差加到流动站位置；图4A是图4的流动站的框图5是示出本专利技术的在参考网络定位系统中的安全流动站的图，其用 于计算合成参考相位以将位置误差加到流动站位置；图5A和5B是图5的流动站的第一和第二实施例的框图6A和6B是用于提供本专利技术的合成参考相位的随机参考生成器的 第一和第二实施例的框图7是本专利技术的单个参考定位系统的图，其中安全流动站抖动安全位 置来提供具有添加的位置误差的非安全位置；图7A和7B是图7的定位系统的第一和第二实施例的框图8是本专利技术的参考网络定位系统的图，其中安全流动站抖动安全位 置来提供具有添加的位置误差的非安全位置；图8A、 8B、 8C和8D是图8的定位系统的第一、第二、第三和第四 实施例的框图9是图7和图8的系统的随机位置抖动处理器的框图10是本专利技术用于从单个参考定位系统向流动站提供合成参考相位 的方法的流程图11是本专利技术用于从参考网络定位系统向流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与全球导航卫星系统（ＧＮＳＳ）参考系统一起操作以控制地理位置准确度的流动站，包括：　安全信号接收器，用于接收具有ＧＮＳＳ信号的参考相位和参考位置的信息的安全参考数据；　安全合成相位处理器，用于使用所述参考相位来对合成位置推断 出合成参考相位，所述合成位置以选定的非零合成偏移向量与所述参考位置分离；以及　流动站ＧＮＳＳ接收器，用于使用所述参考位置和所述合成参考相位来确定相对于所述参考位置的流动站位置，所述流动站位置具有与所述合成偏移向量成比例的添加的位置误差 。

【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：丹尼斯康纳，大卫G伯德，
申请(专利权)人：特林布尔导航有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]