[發明專利]用于在全球導航衛星系統中確定位置的方法和裝置

有效

• 申請號: 201380026521.8
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN104335069B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張文濤;賈志科
• 申請（專利權）人: 馬維爾國際貿易有限公司
• 主分類號: G01S19/05
• 分類號: G01S19/05;G01S19/25
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 酆迅

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年5月21日提交的美國發明申請第13/898,779的優先權以及于2012年5月23日提交的美國臨時申請第61/650,946號和于2013年3月15日提交的美國臨時申請第61/791,872號的權益。以上所引用的申請的全部公開內容通過引用結合于此。

技術領域

本公開內容總體上涉及全球導航衛星系統，并且尤其涉及用于在全球導航衛星系統中確定位置的技術和裝置。

背景技術

全球導航衛星系統(GNSS)是一種用來確定地球上的接收機的位置(position)(或地理地點(location))的基于衛星的導航系統。全球定位系統(GPS)是GNSS的示例。GPS包括具有24顆衛星的星座(21顆GPS衛星和三顆備用衛星)，它們在地球上空10600英里處對地球繞軌道運行。這些衛星被間隔開，使得從地球上的任一點看去，至少四顆衛星將處于地平線之上。這些衛星使得接收機能夠確定接收機的位置(例如，地理地點)。在商業應用中，所確定的位置的準確度能夠在距接收機的實際位置100米至10米之間變化。在要求更高精度的其它應用(例如軍事應用、勘測應用等)中，所確定的位置的準確度能夠處于距接收機的實際位置1米以內。

每顆衛星包括計算機、原子鐘和無線電。利用其自己的軌道和時鐘的知識，每顆衛星周期性地廣播其位置和時間。每顆衛星以精確的間隔傳送信號(這里被稱作“衛星信號”)。在地面上，接收機包括計算機，計算機將在衛星信號中接收的信息轉換為包括位置估計、速度估計和時間估計的數據。使用從給定衛星接收的數據，接收機能夠計算給定衛星的位置以及給定衛星和接收機之間的距離。相應地，接收機然后能夠通過從多顆其它衛星獲得類似信息而使用三角測量或其它技術來確定接收機的位置。

發明內容

公開了一種用于確定設備的位置的系統。系統包括接收機模塊、通信模塊和地點確定模塊。接收機模塊被配置為分別從總數小于五的多顆衛星獲取信號。通信模塊被配置為從服務器獲得對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據。對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據由通信模塊經由(i)蜂窩網絡或(ii)無線網絡從服務器獲得。地點確定模塊被配置為至少部分基于(i)從總數小于五的多顆衛星獲取的信號以及(ii)從服務器獲得的對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據來確定設備的位置。進一步在沒有有關設備的位置的先驗知識的情況下確定設備的位置。

在其它特征中，公開了一種用于確定設備的位置的方法。方法包括分別從總數小于五的多顆衛星獲取信號。方法進一步包括從服務器獲得對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據。對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據經由(i)蜂窩網絡或(ii)無線網絡從服務器被獲得。方法進一步包括至少部分基于(i)從總數小于五的多顆衛星獲取的信號以及(ii)從服務器獲得的對應于總數小于五的多顆衛星中的一顆或多顆衛星的星歷數據來確定設備的位置。進一步在沒有有關設備的位置的先驗知識的情況下確定設備的位置。

本文所公開的技術和裝置的一個或多個潛在優勢包括以下各項中的一項或多項。在一個方面，如以下詳細解釋的，本公開內容的系統和方法使用得自于僅從四顆衛星接收的幾毫秒數據的測量值并且在沒有任何與接收機的近似位置相關的信息的情況下改善了首次定位時間(TTFF)。特別地，根據本公開內容，能夠僅使用以下數據來改善TTFF：得自于從多達四顆衛星(例如，小于五的衛星數目)接收的幾毫秒數據的測量值、有效年歷(almanac)數據、有效星歷數據以及準確到小于1小時的近似當前時間。因此，在一個方面，本公開內容的系統和方法通過利用來自僅四顆衛星而不是五顆衛星的數據并且通過利用準確到小于1小時的當前時間而并非要求準確到小于1分鐘的時間改善了TTFF。另外，在一個方面，系統和方法在不需要接收機的任何位置信息的情況下改善了TTFF。相反，使用搜索過程(search procedure)來確定接收機的近似位置。使用類Viterbi方法來解決偽距測量值中的毫秒模糊(millisecond ambiguity)以準確地確定接收機的位置。

本公開內容的另外的可應用領域將根據詳細描述、權利要求和附圖變得顯而易見。詳細描述和具體示例僅意在出于說明的目的而并非意在對本公開內容的范圍加以限制。

附圖說明

圖1是根據本公開內容的實施例的全球導航衛星系統(GNSS)設備的功能框圖。