[發明專利]用于提高在擾動環境中的GNSS接收機的精確度的自適應天線組件

有效

• 申請號: 201710379089.0
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107436442B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: N·卡佩;F-X·馬爾梅
• 申請（專利權）人: 法國國家太空研究中心
• 主分類號: G01S19/13
• 分類號: G01S19/13;G01S19/21
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;夏青

本發明公開了一種包括一個或多個傳感器的天線組件，所述傳感器可能是生成天線之上的天空的圖像的魚眼攝像機，處理所述圖像以識別開放天空和被遮蔽的天空區域，所述識別用于生成天線增益方向圖形狀，其中零區放置在被遮蔽的天空區域上，以便消除受多路徑反射影響的GNSS信號。本發明的天線組件可以與現有技術的任何GNSS接收機一起使用。不需要關于接收機的位置或它的取向的特定數據來執行本發明的方法，雖然在一些實施例中，發送關于在開放天空的視野中的衛星的數量的一些信息可能是有用的。

發明領域

本發明涉及一種用于GNSS接收機的天線組件。更具體地，在天線組件中的天線的輻射方向圖可以被調整或重新配置成向標準GNSS接收機提供更高比例的視線(LOS)信號，所述標準GNSS接收機于是將被更好地保護以免受能夠降低導航系統的總體精確度的非LOS信號。

背景技術

導航接收機的使用在日常生活中變得越來越普遍。汽車車載電子設備、智能電話、平板計算機包括導航接收機以及在其上運行的應用捕獲關于終端的用戶的位置和軌跡的信息作為輸入是更加常見的。

導航接收機依賴于由通常被包括在星座中的中等地球軌道衛星發射的L頻帶RF(射頻)信號，所述星座包括數十個地球軌道衛星以覆蓋地球的大部分表面，例如GPS^TM(美國)、GAlileo^TM(歐洲)、Glonass^TM(俄羅斯)和Beidou^TM(中國)。這些星座根據GNSS(全球導航衛星系統)的一般首字母縮略詞來命名。

GNSS載波信號由允許計算接收機和確定的衛星之間的偽距的偽隨機碼和導航消息進行調制。使用最少四個偽距，能夠計算接收機的位置、速度和時間(PVT)。在由消費者使用的類型的接收機中，位置信息是直接應用于計算導航解決方案的信息。

PVT測量受到多個誤差的影響，其中一些誤差是所使用的測量的原理內在的(即，由于在通過大氣——電離層和對流層——的RF信號的軌跡中的偏差，由于衛星的軌道中的變化)、接收機和衛星瑕疵內在的(例如時鐘偏差)或在一個時刻在視野中的衛星的一些配置內在的(即，在地平線上的衛星的高度；看得見的衛星的低分散——高精度因子或DOP)。很多校正可用于減輕這些誤差，使用只有某些類型的接收機可用的特定的處理技術(即，雙頻接收機可減輕電離層誤差，得到從幾十米到幾米或更好的精度，取決于校正的質量)。這被稱為精確單點定位或PPP。由于外部信息(相對于具有已知位置的多個固定參考站的相對定位)的整合，微分GPS(DGPS)或實時運動學(RTK)提供幾十厘米的精度。

以一致且有效的方式減輕依賴于接收機的位置的一些誤差更難，尤其是當這個位置由反射導航RF信號和/或掩蔽在一個時刻應在視線(LOS)中的多個衛星的多個物體圍繞時。在這樣的條件下，PVT的計算的精度可能相當差，誤差的所有其它原因是同等的，都在獲取GNSS信號的時間和在跟蹤所述信號的時間。

在市區峽谷(即，在摩天大樓之間的街道)中，多路徑將不僅增加在衛星的偽距的確定中的誤差(用戶等距誤差或UERE)，而且增加(幾何)精度因子(GDOP或DOP)，因為天線的視場將更窄，因此由于額外的衛星的使用而限制精度的增加。

UERE的降低是由于通過跟蹤環獲取或跟蹤的有限衛星的信號損失。衛星的跟蹤依賴于在所獲取的代碼信號和由每個衛星所特有的代碼信號的接收機生成的本地副本的數量之間的相關函數的最大化。相關函數將被多路徑破壞，且衛星可能不正確地被獲取或可能丟失。即使信號跟蹤仍然是可實現的，但是信號損失將影響相關函數的形狀，因而降低偽距估計和UERE。