[發(fā)明專利]用于精確相對(duì)定位的GPS測(cè)量值的最佳編碼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010145474.7
• 申請(qǐng)日: 2010-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN101846747A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·曾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司
• 主分類號(hào): G01S19/35
• 分類號(hào): G01S19/35;G01S19/51
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌;曹若

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于編碼GPS測(cè)量值的系統(tǒng)和方法，且更具體地涉及用于編碼車輛通信系統(tǒng)中的精確相對(duì)定位用的GPS測(cè)量值的系統(tǒng)和方法，其中，所述系統(tǒng)采用Huffman編碼器。

背景技術(shù)

多個(gè)車輛的短基線精確相對(duì)定位具有很多民用應(yīng)用。通過(guò)使用實(shí)時(shí)的相對(duì)GPS信號(hào)，車輛能夠建立配備有GPS接收器和數(shù)據(jù)通信信道(例如，專用短程通信(DSRC)信道)的周圍車輛(車輛至車輛目標(biāo)地圖)的相對(duì)位置和速度的分米以下水平的準(zhǔn)確性。該協(xié)作安全系統(tǒng)能夠以與雷達(dá)系統(tǒng)相同的方式提供位置和速度信息。

為了進(jìn)行精確相對(duì)定位，車輛需要傳送其原始GPS數(shù)據(jù)，例如代碼范圍、載波相位和多普勒測(cè)量值。在涉及大量車輛的擁擠交通情形下，這樣做所需的帶寬將成問題。

The?Radio?Technical?Commission?for?Maritime?Service?SpecialCommittee?104(RTCM?SC104)中所定義的數(shù)據(jù)格式包括不想要的冗余性。例如，信息類型#1(L1C/A代碼相位校正)用0.02米分辨率一致地量化校正值。偽距測(cè)量值因而被表示在±0.2×2¹⁵米的范圍內(nèi)。然而，偽距測(cè)量值通常限于大約±15米。因而應(yīng)當(dāng)注意的是，如果RTCM協(xié)議直接用于協(xié)作安全系統(tǒng)，將會(huì)發(fā)生過(guò)多的帶寬浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了用于編碼車輛衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的GPS測(cè)量值的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括獨(dú)立位置及速度估計(jì)器，所述獨(dú)立位置及速度估計(jì)器從在第一時(shí)間接收的GPS測(cè)量值和先前時(shí)間的本征狀態(tài)矢量的預(yù)測(cè)值來(lái)產(chǎn)生估計(jì)本征狀態(tài)矢量。所述系統(tǒng)還包括觀測(cè)預(yù)測(cè)模型，所述觀測(cè)預(yù)測(cè)模型從所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量計(jì)算觀測(cè)預(yù)測(cè)值。所述系統(tǒng)還包括第一差分器和第一Huffman編碼器，所述第一差分器提供所述觀測(cè)預(yù)測(cè)值和GPS測(cè)量值之間的差，所述第一Huffman編碼器從所述差提供編碼輸出。所述系統(tǒng)還包括狀態(tài)預(yù)測(cè)模型和第二差分器，所述狀態(tài)預(yù)測(cè)模型提供預(yù)測(cè)本征狀態(tài)矢量，所述第二差分器提供所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量和所述預(yù)測(cè)本征狀態(tài)矢量之間的差。第二Huffman編碼器編碼來(lái)自于所述第二差分器的差。

方案1：一種用于編碼車輛通信系統(tǒng)中的GPS測(cè)量值的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

獨(dú)立位置及速度估計(jì)器，所述獨(dú)立位置及速度估計(jì)器接收第一時(shí)間的GPS測(cè)量信息和先前時(shí)間的本征狀態(tài)矢量的預(yù)測(cè)值，所述位置及速度估計(jì)器產(chǎn)生估計(jì)本征狀態(tài)矢量；

觀測(cè)預(yù)測(cè)模型，所述觀測(cè)預(yù)測(cè)模型響應(yīng)于來(lái)自于所述位置及速度估計(jì)器的所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量且根據(jù)所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量計(jì)算觀測(cè)預(yù)測(cè)值；

第一差分器，所述第一差分器響應(yīng)于來(lái)自于所述觀測(cè)預(yù)測(cè)模型的觀測(cè)預(yù)測(cè)值和第一時(shí)間段的GPS測(cè)量信息且提供第一差信號(hào)；

第一編碼器，所述第一編碼器響應(yīng)于所述第一差信號(hào)且提供第一編碼輸出；

狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，所述狀態(tài)預(yù)測(cè)模型響應(yīng)于來(lái)自于所述位置及速度估計(jì)器的所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量且輸出預(yù)測(cè)本征狀態(tài)矢量；

第二差分器，所述第二差分器響應(yīng)于來(lái)自于所述位置及速度估計(jì)器的所述估計(jì)本征狀態(tài)矢量和來(lái)自于所述狀態(tài)預(yù)測(cè)模型的所述預(yù)測(cè)本征狀態(tài)矢量且產(chǎn)生第二差信號(hào)；和

第二編碼器，所述第二編碼器響應(yīng)于所述第二差信號(hào)且產(chǎn)生第二編碼輸出。

方案2：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述GPS測(cè)量信息是協(xié)議堆棧中的應(yīng)用層的一部分。

方案3：根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中：所述GPS測(cè)量信息包括數(shù)據(jù)幀序列，所述數(shù)據(jù)幀包括初始幀、附加數(shù)據(jù)幀、差分幀和測(cè)量幀。

方案4：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述獨(dú)立位置及速度估計(jì)器提供包括在衛(wèi)星的地心地固坐標(biāo)中的六維位置和速度的本征狀態(tài)矢量。

方案5：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述GPS測(cè)量信息包括衛(wèi)星星歷表、代碼范圍、載波相位和衛(wèi)星的多普勒偏移。

方案6：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述獨(dú)立位置及速度估計(jì)器包括用于估計(jì)本征狀態(tài)矢量的卡爾曼濾波器。

方案7：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述第一編碼器和所述第二編碼器提供具有數(shù)據(jù)的M-幀的第一編碼輸出和第二編碼輸出。

方案8：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述第一差分器和所述第二差分器提供模型殘差。

方案9：根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中：所述第一編碼器和所述第二編碼器是Huffman編碼器。

方案10：一種用于編碼車輛通信系統(tǒng)中的GPS測(cè)量值的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：