多星群全球导航卫星系统增强和援助技术方案

一种用于多星群全球导航卫星系统增强和援助的系统，其可包括多个参考站。每个参考站适于从多个不同的全球导航卫星系统接收导航数据并适于为每个不同的全球导航卫星系统监视完整性和性能数据。操作中心可以接收从多个参考站的每个传输的完整性和性能数据。通信网络可以将来自操作中心的消息传输给用户的导航和通信设备用于导航和通信设备的增强和援助。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及全球定位与导航，以及全球定位或导航卫星系统，并且更具体地涉及多星群全球导航卫星系统增强和援助。
技术介绍
为确定某一事物的地理位置和导航，美国的全球定位系统(GPS)的使用已经变得无所不在。GPS是由美国政府建立和发射的卫星群，其绕地球轨道运行以向用户的GPS 接收器或导航装置提供导航和定位信号。能够接收和使用GPS信号的数以百万计的GPS接收器或导航装置正由公众和政府机构使用。尽管GPS被广泛使用，但仍然有一些缺点。一个缺点是由于结构的阻挡导致在某些位置的低可用性或低信号接收。例如，在所谓的城市的“都市峡谷”中的高层建筑会阻塞GPS信号，结果可能没有足够数量的GPS卫星可用来利用GPS接收器或导航装置执行导航和定时。其他国家也已经发射并建立了用于全球定位和导航的卫星群或一般意义上的全球导航卫星系统(GNSS)。这些国外拥有并操纵的GNSS的例子可以包括，但未必限于俄罗斯航天部队为俄罗斯政府操纵的全球导航卫星系统(Glonass)、欧盟操纵的Galileo以及中国政府操纵的Compass。这些国外的GNSS卫星可以以四倍于GPS卫星可用的导航卫星的数量显著增加，从而极大改善全球定位和导航的可用性与性能。然而，多星群GNSS的使用可能存在其他问题，例如，来自其他、国外或次要(secondary) GNSS的定位和导航数据是否可靠？这种系统是否易受欺骗，其中一个系统可以伪装成另一个系统或者数据可能是不准确或是错误的？其他问题可能是首次定位时间或和足够数量的卫星在合理的时间段内建立通信以确定位置和对堵塞或其他干扰的灵敏度。
技术实现思路
根据一个实施例，用于多星群GNSS增强和援助的系统可以包括多个参考站。每个参考站可以适于从多个不同全球导航卫星系统接收导航数据以及为每个不同全球导航卫星系统监视完整性和性能数据。操作中心可以接收从多个参考站中的每个传输的完整性和性能数据。该系统还可以包括通信网络，其用于将来自操作中心的消息传输到用户的导航和通信设备以用于导航和通信设备的增强和援助。根据另一个实施例，用于多星群增强和援助的用户导航和通信设备可以包括至少一个接收器，其用于从多个不同全球导航卫星系统中的第一全球导航卫星系统接收导航信息，并用于从多个不同全球导航卫星系统中的至少一个其他全球导航卫星系统接收导航信息。用户导航和通信设备还可以包括从操作中心接收消息的收发器。该消息可以包括供导航和通信设备使用的增强和援助信息，从而利用来自至少一个其他全球导航卫星系统的导航数据向用户提供全球方位和导航信息。根据另一个实施例，用于多星群GNSS增强和援助的方法可以包括由多个参考站监视来自全球导航卫星系统的完整性和性能数据。该方法还可以包括向操作中心传输来自多个参考站的每个的完整性和性能数据。来自每个参考站的完整性和性能数据由操作中心整合和分析。基于对整合的完整性和性能数据的分析生成消息。该消息可以包括用户导航和通信设备可使用的增强和援助信息以利用导航和通信设备从全球导航卫星系统接收的导航数据而为用户提供全球方位和导航信息。根据进一步的实施例，用于多星群GNSS增强和援助的方法可以包括从多个不同全球卫星导航系统中的第一全球导航卫星系统接收导航信息。该方法还可以包括从多个不同全球导航卫星系统中的至少一个其他全球导航卫星系统接收导航信息。该方法可以进一步包括从操作中心接收消息。该消息可以包括供导航和通信设备使用的增强和援助信息以利用从至少一个其他全球导航卫星系统接收的导航数据为用户提供全球方位和导航信息。从操作中心接收的增强和援助信息可以从操作中心自多个参考站中的每个收集的完整性和性能数据中获得。每个参考站可以适于从多个不同全球导航卫星系统接收导航数据并适于为每个不同全球导航卫星系统监视完整性和性能数据。在本领域的普通技术人员浏览本公开的下列非限制性细节描述连同附图，权利要求单独限定的本公开的其他方面和特征将是显而易见的。 附图说明随后的具体实施方式部分通过本公开实施例的非限制性示例的方式参考标注的多附附图进一步描述了本公开，附图中相似的参考数字代表附图的所有视图中的相似部件。图I是根据本公开的一个实施例的用于多星群GNSS增强和援助的系统示例的示意框图。图2示根据本公开的一个实施例的用于多星群GNSS增强和援助的方法示例的流程图。图3是根据本公开的一个实施例可用在用于多星群GNSS增强和援助的系统中的参考站示例的示意框图。图4是根据本公开的一个实施例的用于监视GNSS完整性的方法示例的流程图。图5是根据本公开的一个实施例的用于参考站自勘测和自校准的方法示例的流程图。图6是根据本公开的一个实施例可用在用于多星群GNSS增强和援助的系统中的操作中心示例的示意框图。图7是根据本公开的一个实施例可与用于多星群GNSS增强和援助的系统一起使用的用户导航和通信设备示例的示意框图。具体实施例方式以下对实施例的详细描述参考了图解说明本公开特定实施例的附图。其他实施例具有不偏离本公开范围的不同结构和操作。以下描述的本公开的方面参考根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图。应当理解流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中块的组合可以由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机的处理器、专用计算机的处理器或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机械装置，从而通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图或块中规定的功能/行为的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，其可以指引计算机、或硬件和软件组件的组合、或其他可编程数据处理装置以特定的方式起作用，从而存储在计算机可读存储器中的指令产生一种产品，其包括实施流程图和/或框图或块中规定功能/行为的指令装置。计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，从而使在计算机上或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的进程，从而在计算机上或其他可编程装置上执行的指令提供实施流程图和/或框图或块中规定的功能/行为的步骤。本公开描述了示例性系统、终端用户导航和通信装置或设备和用于提供多星群GNSS增强和援助(augmentation and assistance)服务的方法。增强和援助服务可以包括例如Glonass、Galileo和Compass的“国外拥有的”、其他GNSS系统或次要GNSS系统的完 整性信息。该增强和援助服务还可以提供捕获和追踪辅助以及差分校正。追踪辅助可以包括提供时间辅助或信息、频率辅助或数据、导航数据辅助、测距(ranging)增加或类似数据或信息。差分校正可以包括电离层校正、对流层校正、卫星时钟校正、年历校正或类似数据或信息。本公开描述的实施例使得能够以对导航数据的可靠性或完整性的一定信赖使用国外的、其他或次要GNSS，而且能够极大地增强政府和商业/消费者市场基于卫星的导航能力的可用性、完整性和性能。正如本文所使用的，全球定位系统或GPS可以指代美国拥有和操纵的GNSS或全球定位卫星星群。主要的GNSS可以指代例如由用户的导航和通信设备主要使用或通常使用的GNSS。其他GNSS可以指代除美国以外的其他国家或机构拥有和/或操纵的GNSS或者指代除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.26 US 12/693,8831.一种用于多星群全球导航卫星系统即GNSS增强和援助的系统，其包括 多个参考站，每个参考站适于从多个不同的全球导航卫星系统接收导航数据并为每个不同的全球导航卫星系统监视完整性和性能数据； 操作中心，其接收从所述多个参考站的每个参考站传输的所述完整性和性能数据；以及 通信网络，其用于将来自所述操作中心的消息传输到用户的导航和通信设备以用于所述导航和通信设备的增强和援助。2.根据权利要求I所述的系统，其中所述操作中心适于整合和分析来自每个所述参考站的所述完整性和性能数据，并且适于基于对整合的完整性和性能数据的分析生成并发送所述消息到所述用户的所述导航和通信设备，所述消息包括可由所述导航和通信设备用于增强和援助的信息以利用导航和通信设备从至少一个所述全球导航卫星系统接收的导航数据为用户提供全球方位和导航信息。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述导航和通信设备适于使用来自多个不同的全球导航卫星系统的导航数据来改善以下环境的性能其中来自一个全球导航卫星系统的导航数据受损并要求使用来自至少一个其他全球导航系统的导航数据，并且其中来自所述操作中心的消息中的所述信息可用于验证所述至少一个其他全球导航系统的完整性和性能。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述参考站包括 一个或更多接收器，其从所述多个不同的全球导航卫星系统的每个接收所述导航数据； 处理器或硬件与软件组件的组合，用于处理来自所述多个不同的全球导航卫星系统的导航数据，从而监视每个不同的全球导航卫星系统的完整性和性能数据并生成差分校正；以及 传输所述完整性和性能数据以及所述差分校正到所述操作中心的通信收发器。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述参考站适于选择性地操作在多种模式的一种模式中，所述多种模式包括自勘测和自校准模式、参考站/操作中心即RS/OC合作勘测和校准模式以及正常操作模式。6.根据权利要求5所述的系统，其中操作在自勘测和自校准模式的所述参考站适于 执行接收器自主完整性监视； 基于已知的所述参考站的位置和所述参考站的静止而确认所述导航数据的完整性； 利用预定时间段内收集的导航数据确定所述参考站的位置；以及确定被接收的多个导航信号的期望精度，其中所述参考站的位置和被接收的所述导航信号的期望精度在所述自勘测和自校准模式中被持续更新以允许切换到所述正常操作模式<7.根据权利要求5所述的系统，其中在所述RS/OC合作勘测和校准模式下操作的所述参考站适于向操作中心提供全球导航卫星系统的伪距和载波相位测量数据，所述操作中心利用之前勘测的来自其它参考站的伪距和载波相位测量数据和来自在所述RS/OC合作勘测和校准模式下操作的参考站的伪距和载波相位测量数据而确定所述参考站的位置。8.根据权利要求5所述的系统，其中操作在正常模式下的所述参考站适于执行对被使用的全球导航卫星系统的连续完整性监视，其中连续监视完整性包括预测当前被使用的全球导航卫星系统的伪距，其中所述伪距利用来自当前被使用的全球导航卫星系统的导航数据、参考站的已知方位以及来自其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·李，K·卡西米，J·R·班尼特，M·A·里佐，J·A·特卡瓦，R·T·瑟维斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：