[發明專利]利用衛星信號發生裝置的室內位置測量系統及其方法

有效

• 申請號: 201080069163.5
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN103238085A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 李雨燮;申熙臺;鄭寬默
• 申請（專利權）人: 李雨燮;申熙臺;鄭寬默
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;H04W4/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種利用衛星信號發生裝置的室內位置測量系統及其方法，更具體而言，涉及一種在建筑物的內部、地下商場、隧道及地鐵等難以到達衛星信號的陰影區域，向持有手機或導航儀等衛星信號接收終端的用戶無需變更任何的硬件或軟件，可自由地提供位置測量服務的位置測量系統及其方法。

背景技術

一般，位置測量系統從地上19，000～25，000km的衛星接收衛星信號后通過三角測量法等測量接收終端的位置的系統。

同時，位置測量系統具有只能從直接接收衛星信號的室外測量位置的局限性，而建筑物內部、地下商場、隧道及地鐵等室內無法接收衛星信號，因此無法提供位置測量服務。

為了解決以上的局限性及問題，如現有的圖1所示，提出了從屋頂接收衛星信號后，將所接收的衛星信號傳輸給室內的方案（以下簡稱“現有技術”）。

但是，以上現有技術具有如下問題。

第一，即便通過發送天線（TX?ANT）接收再傳輸信號也被認為接收天線（RX?ANT）的坐標，因此具有嚴重的垂直誤差問題，以及安裝接收天線的間隔成為水平誤差的問題。為了改善水平誤差，需要多個接收天線（RX?ANT），因此導致制造及安裝成本上升的而難以。

第二，安裝在室外的接收天線的地點和對應的室內發送天線（TX?ANT）的地點必須正確匹配，由于屋頂的地形地勢，在屋頂正確地安裝多個接收天線，實際上非常困難。

第三，如圖1所示的虛線，根據各電纜的導入距離，具有不同的損失率，因此安裝時必須調好各天線終端的電場強度。

第四，根據接收天線的安裝位置高低，具有接收不同坐標值的問題。這種問題對垂直誤差率具有很大的影響。

第五，沒有正確調好發送天線之間的射頻功率（RF?Power），終端持續接收射頻功率高的發送天線的信號。

為此，本發明人發送與衛星信號具有相同信號結構的衛星信號為基礎，從自接收天線接收的衛星信號提取衛星時間，基于該衛星時間，在實際所有衛星中選擇適于測量位置的至少四個衛星號碼，并分配給衛星信號發生裝置，然后基于已計算的實際所有衛星的實時衛星信息，使衛星信號發生裝置發生對應于該衛星號碼的衛星信號，因此即將開發在室內也能與室外同樣的環境下提供位置測量服務的系統。

發明內容

本發明的目的在于，構建一種無需改變使用者終端的硬件或軟件，在室外位置測量環境和室內位置測量環境之間自由切換（Handover）的無縫（Seamless）位置測量系統環境。

而且，本發明提供一種根據安裝空間的大小，可選擇性地安裝一個或多個衛星信號發生裝置，并從已安裝的衛星信號發生裝置能夠傳輸一個以上的衛星信號，從而，能夠根據安裝空間調節衛星信號發生裝置的安裝數量，因此可節省成本。

而且，本發明提供一種通過簡單修改接收器的程序，不僅選擇可視角內的衛星，還能選擇脫離可視角軌道的衛星，并將該衛星的衛星信號可用于位置測量上，因此能大幅改善測量位置的準確性。

為達成所述目的，本發明的一實施例，提供一種位置測量系統，是利用衛星信號發生裝置的室內位置測量系統，其特征在于，包括:接收天線，其接收衛星信號；中央控制裝置，其計算并更新實際所有衛星的實時衛星信息，從所述接收天線接收的衛星信號中提取衛星時間而進行同步化，基于所述衛星時間信息，在所述實際所有衛星中選擇可用于位置測量的至少四個衛星號碼；至少一個衛星信號發生裝置，其從所述中央控制裝置獲得衛星號碼，并產生對應于從所述中央控制裝置獲得的衛星號碼的衛星信號，基于從所述衛星信號發生裝置傳輸的對應于至少4個衛星號碼的衛星信號，向室內的衛星信號接收終端使用者提供可測量自己的位置的環境。

優選，所述中央控制裝置或所述衛星信號發生裝置對所述選擇的衛星號碼，基于相應衛星號碼的實際軌道坐標及對應衛星信號發生裝置的已測量的位置坐標，計算實際衛星與對應衛星信號發生裝置之間的距離，將其計算的距離除以光的速度來計算延遲傳輸時間。

更優選，根據權利要求2，所述衛星信號發生裝置延遲產生對應于所述被選的衛星號碼的衛星信號相當于從所述中央處理裝置接收或自己計算的所述延遲傳輸時間。

最優選，所述衛星信號發生裝置分配到四個以上的衛星號碼，并產生與分配到的衛星號碼相對應的衛星信號。

優選，所述中央控制裝置基于所述衛星時間信息，在可視角（Visibility）內存在的實際所有衛星中選擇至少四個可用于位置測量的衛星號碼。