[发明专利]增强的GNSS信号处理

说明书

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统领域。更具体地，本发明涉及从接收器角度对来自卫星的GNSS信号的处理进行选择。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)包括全球定位系统(GPS)、Glonass，以及所提出的伽利略(Galileo)系统。

图1阐明了GNSS信号接收中典型的现有技术问题。布置诸如天线105的GNSS接收器天线用于从诸如卫星3、7、8、10、12、22的卫星接收信号。来自处在天线105视线角度的卫星的信号通常是好的。而从被诸如建筑物110和树冠115等障碍物阻碍的卫星接收到的信号则被削弱并产生失真。由于树冠内的反射，这些障碍物还可能导致天线处的信号折射和多径接收。失真信号降低了诸如位置固定的GNSS固定、以及从所接收的信号确定的时间和速度的准确率。

使用了各种技术减小来自通常的反射体的多径接收。已知GPS天线组合具有扼流圈装置，其削弱从地平线附近的低角度或者甚至从低于天线平面的角度到达所述天线的信号。已知GPS天线采用圆极化天线振子，如果反射确实反转了所述极化，其可以削弱多径信号。GPS接收器也使用软件算法削弱多径信号。在信号通过或者接近诸如树冠的现场环境中发现的典型障碍物的情况下，由于所述信号失真不遵循定义多径行为的预测模型，发现这样的技术无效。

经过所述GPS天线视场的障碍物可能仅影响可用的GPS卫星信号的子集。然而，由于不能识别受经过的障碍物影响的具体GPS卫星信号，也不能识别不受经过的障碍物影响的具体GPS卫星信号，这些前述的多径减轻方法不能令人满意。

需要用于改进的GNSS卫星信号选择的方法和装置。

发明内容

根据本发明的实施例，采用诸如半球形、鱼眼的(fisheye)、朝天看的透镜的广角光学装置将光线聚焦在检测器上。评价所获取的图像以确定GNSS天线视场中的哪个区域有到达天空的直接视线，以及所述天线视场中的哪个区域被邻近物体部分地或者高度阻挡。这使得可以具体确定哪个GNSS卫星在天线的直接视线角度上，哪个GNSS卫星对所述天线而言仅部分可见以及哪个的信号因而被削弱或折射，以及哪个GNSS卫星完全被遮挡并且不在所述天线的视线角度上。根据各自被物理遮挡、信号削弱以及多径接收影响的程度对从单个GNSS卫星接收的信号进行分类。

根据本发明的一种实施例：(1)半球形鱼眼透镜和附带的成像装置被定向使得它们相对于邻近或并置(collocated)的GNSS天线中的天线振子固定，并且与其在同一平面上；以及(2)诸如从通过附带的GNSS接收器计算的估计的速度向量，或者从通过附带的导航系统提供的航向角(heading angle)，可以知道相对于参考物的方位角朝向。由于在已知的GNSS天线振子和鱼眼透镜及成像装置之间的朝向关系，可以将成像物的半球形视场中的各点与GNSS卫星方位角和仰角相关联。

根据本发明实施例的方法和装置可以提供：获取表示GNSS天线的环境的图像，确定GNSS卫星的预期位置是否对应于表示未被遮挡的天空的图像的区域，并且将从预期位置与表示未被遮挡的天空的图像的区域对应的GNSS卫星接收到的信号分类为可用。

以下将参考附图详细描述根据本发明的其它特征和实施例。

附图说明

图1阐明了GNSS信号接收中典型的现有技术问题；

图2示意性阐明了根据本发明实施例的配置；

图3示出了根据本发明实施例的合成图像；

图4示出了根据本发明实施例的流程图；

图5示出了根据本发明进一步实施例的流程图；

图6更详细示出了图5的流程图的一部分的实施例；

图7更详细示出了图5的流程图的一部分的进一步实施例；

图8更详细示出了图5的流程图的一部分的进一步实施例；

图9示出了根据本发明实施例的成像配置；

图10示出了根据本发明实施例的链接有GNSS接收器的成像装置；

图11示出了根据本发明实施例的集成的成像装置和GNSS接收器；

图12示出了根据本发明实施例的链接有GNSS接收器及定位和定向系统的成像装置；以及

图13示出了根据本发明实施例的具有定位和定向系统的集成的成像装置和GNSS接收器。

具体实施方式

除非通过上下文另外指出，以下术语具有所指出的意义：

GALILEO包括由欧洲空间局计划采用的Galileo卫星导航系统。

GLONASS包括目前由俄罗斯联邦国防部运作的Glonass卫星导航系统。