[發明專利]處理衛星導航系統導航數據以提供完整性區域地圖的設備

無效

• 申請號: 200680050432.7
• 申請日: 2006-11-06
• 公開（公告）號: CN101356448A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: J·C·萊維;D·弗拉芒
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊公司
• 主分類號: G01S1/00
• 分類號: G01S1/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;李崢

技術領域

本發明涉及衛星導航系統，具體地涉及代表在這種系統的衛星同步和/或軌道定位中的糾錯的可靠性值的完整性信息。

這里，術語“衛星導航系統”是指專用于廣域導航的任何系統，例如稱作GPS、EGNOS和WAAS的現有系統，或將來的GALILEO系統，以及其等價物和衍生物。

背景技術

如本領域技術人員已知的那樣，由衛星導航系統的衛星發送給用戶終端的導航消息包括與其軌道位置和/或其同步(其內部時鐘和系統基準時鐘之差)有關的導航信息。這個導航信息通過三個步驟來確定。第一步驟是選擇原始信息。由于這個信息因誤差而受到損壞，因此必須對該信息應用的糾錯在第二步驟中被確定。第三步驟是對原始信息糾錯以使得其變成導航信息。

由于導航信息可能對一些用戶較為重要，例如飛機駕駛員，因此也選擇完整性數據，該完整性數據代表了用于產生所述信息的糾錯可靠性值。這個完整性數據被發送給用戶以便他們可以相應地動作。

例如，在EGNOS系統中，兩種完整性數據被選擇：一個稱為UDRE(用戶差分距離誤差，User?Differential?Range?Error)并且關聯于衛星，另一個稱為GIVE(格網電離層垂直誤差，Grid?Ionospheric?Vertical?Error)并且關聯于電離層。

當繪制顯示衛星導航系統的用戶隨軌道和同步定位誤差而變化的曲線時，結果大致上是一平形線條，其拐角之一對應于由于其定位而訪問最不可靠的導航信息的用戶(所謂的“最壞用戶”)。按照定義，UDRE是具有增加最壞用戶的軌道定位和同步誤差的固定概率的軌道定位和同步誤差的值。其因而構成隨最壞用戶的完整性容限而變化的參考值。除最壞用戶外的所有用戶因而都具有大于所述最壞用戶的完整性容限的完整性容限(關于UDRE而被定義)。

為了計算完整性數據，使用例如稱作SREW(最壞用戶的衛星殘差，Satellite?Residual?Error?for?the?Worst?user)的工具。

如本領域技術人員已知的那樣，完整性數據不是固定的。它隨時間而變化，特別地取決于衛星導航系統的結構的狀態。為此，只要系統中丟失信息，或者只要位于最壞用戶附近的衛星導航系統設備(例如用于收集由衛星發送的導航消息以及執行其與可見衛星相隔的偽距離有關的測量的監控站)出故障或處于維護中，計算中心就遺失信息，這使得UDRE與最壞用戶的軌道定位和同步誤差值不再相差固定的距離(隨增加概率而變化)。換言之，最壞用戶的完整性容限被減小。

如今，只要這種情形出現，監控衛星導航系統運轉的人員就中斷提供導航消息給用戶以維持物理完整性。然而，完全是針對一些用戶而驗證的這種中斷妨礙了其初始完整性容限遠大于最壞用戶的初始完整性容限且可繼續使用衛星導航系統而實際上不會增加危險的大多數其他用戶。

發明內容

本發明的目的因而是改進上述情形。

為此，本發明公開了一種用于處理與衛星導航系統中的繞天體軌道運行的衛星有關的導航數據的設備，所述設備包括處理裝置，該處理裝置被安排用于將代表衛星定位和/或同步中的糾錯的可靠性值的完整性數據與包括N個所選閾值的至少一個所選組相比較，其中N是大于或等于一的整數，從而遞送至少一組地圖數據，該組地圖數據代表最多N+1個地理區域，所述地理區域是相對于所述天體而限定的，并且其中完整性數據小于所選組中的N個閾值、大于所選組中的N個閾值或在所選組中的兩個閾值之間。

本發明的設備可以包括其他特征，所述其他特征可以分離地或組合地特別包括：

-其處理裝置可以被安排用于將完整性數據與包括Ni個所選閾值的至少兩個所選組相比較，其中Ni是大于或等于一的整數，從而遞送至少兩組地圖數據，每組地圖數據都代表最多Ni+1個地理區域，所述地理區域是相對于所述天體而限定的，并且其中所述完整性數據小于所選組中的Ni個閾值、大于所選組中的Ni個閾值或在所選組中的兩個閾值之間；

-所述閾值可以例如代表相對于參考值(例如UDRE)的完整性容限，所述參考值本身是相對于具有在衛星定位和/或同步中的糾錯的最壞可靠性值的衛星導航系統的用戶而被定義的；

-其處理裝置可以被安排用于基于最新完整性數據確定每組地圖數據從而實現幾乎實時的運轉；

-其可以包括計算裝置，該計算裝置被安排用于至少基于：代表包含于衛星分發的導航消息中的信息的第一數據、代表衛星的估計位置的第二數據以及代表衛星時鐘與基準時鐘之間的估計時差的第三數據，來確定所述完整性數據；