[發明專利]在微擾環境中具有改進的精度的簡化的GNSS接收機

有效

• 申請號: 201711400959.4
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108226963B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 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: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/22;G01S19/26;G01S19/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 譚營營;胡彬

本發明公開了可以連接到標準GNSS接收機的天線組件。該天線組件包括天線元件，該天線元件被配置成成形輻射方向圖，該輻射方向圖在GNSS接收機的移動方向上是定向的并且具有可能受限的接收機上方的FOV。在LOS中接收到的信號將比非LOS信號具有好得多的C/N0。在一些實施例中，取決于承載接收機的車輛的配置，FOV可以向左或向右扭轉。在一些實施例中，天線組件能夠以多種模式操作，這些模式將明顯不同于接收機上方的輻射方向圖的FOV。模式之間的切換可以手動地或自動地觸發，并且可以基于漫游器移動的區域中的多路徑反射的普遍性和/或類型的確定。該確定可以基于傳感器處理或者將給到來自數據庫和/或地圖的多路徑反射的索引的粗略位置的確定。

技術領域

本發明涉及一種GNSS接收機。更具體地說，天線的輻射方向圖可以被成形(shape)為向標準GNSS接收機提供更高比例的視線(LOS)信號，然后將更好地保護標準GNSS接收機而抵制可能降低導航系統的總體精度的非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。汽車的車載電子設備、智能手機、平板電腦包括導航接收機并且其上運行的應用程序捕獲終端的用戶的位置和軌跡作為輸入信息愈加常見。

導航接收機依靠由中等地球軌道衛星發射的L頻段RF(射頻)信號，中等地球軌道衛星通常包括在包括數十個中等地球軌道衛星的星座中以覆蓋地球表面的大部分，諸如GPS^TM(US)，Galileo^TM(歐洲)，Glonass^TM(俄羅斯)和Beidou^TM(中國)。這些星座是按照GNSS(全球導航衛星系統)的通用首字母縮寫來表示的。

GNSS載波信號由允許計算接收機和確定衛星之間的偽距的偽隨機碼和導航消息來調制。使用最少四個偽距，可以計算接收機的位置、速度和時間(PVT)。在消費者所使用的類型的接收機中，位置信息是直接用于計算導航解的那個位置信息。

PVT測量受到許多誤差的影響，其中一些誤差是所使用的測量原理固有的(即，由于RF信號通過大氣(電離層和對流層)的軌跡偏差，這是由于衛星的軌道變化導致的)，是接收機和衛星缺陷所固有的(例如時鐘偏差)，或者是在某個時刻視野中的衛星的一些配置所固有的(即衛星在地平線上的提升；可見衛星的低散布-高DOP，精度稀釋的首字母縮略詞)。可以使用許多校正來緩和這些誤差，或者使用特定的處理技術，這些處理技術僅對某些類型的接收機可用(例如，雙頻接收機可以緩和電離層誤差，從幾十米到幾米或更好的精度增益，這取決于校正的質量、接收機的質量和接收機天線的質量)。精確點定位或PPP可以達到更好的精度，因為使用了多個附加的誤差校正，包括接收機和衛星偏差。差分GPS(DGPS)或實時運動學(RTK)由于集成了外部信息(相對于具有已知位置的多個固定參考站的相對定位)，因此提供幾十厘米的精度。

以一致和高效的方式緩和取決于接收機的位置的一些誤差是更加困難的，特別是當這個位置可能在附近具有反射導航RF信號和/或掩蔽在此時刻應當處于視線(LOS)中的多個衛星的一個或多個對象時。在這種情況下，在獲取GNSS信號時和跟蹤所述信號時，在所有其他的誤差原因是相等的情況下，PVT的計算精度可能相當差。

在城市峽谷(即摩天大樓之間的街道)中，周圍障礙物不僅會增加由于多路徑(用戶等效距離誤差或UERE)而導致的衛星偽距的確定的誤差，而且會增加(幾何)精度稀釋(GDOP或DOP)，因為天線的視場將變窄，從而限制了由于使用附加衛星原本可能的精度的增加。

UERE的降級是由跟蹤環路獲取或跟蹤的確定衛星的信號損傷引起的。對衛星的跟蹤依賴于所獲取的代碼信號與接收機產生的每個衛星特定的代碼信號的多個本地復制品之間的相關函數的最大化。相關函數將被多路徑損壞，并且衛星信號可能沒有被正確地獲取或者可能丟失。即使信號跟蹤仍然可以實現，信號損傷將影響相關函數的形狀，從而使偽距估計以及UERE降級。