[发明专利]用于经由网络确定位置的系统

说明书

相关申请的相交引用

本申请要求被转让给共同受让人的2007年11月13日提交的美国临时专利申请No.60/987,523和2007年12月21日提交的美国临时专利申请No.61/016,182的优先权，并且此处以引用的方式并入其全部内容。

技术领域

本发明总体上涉及用于使用播放的诸如无线电和电视信号的“机会信号”来确定位置和时钟偏移量的系统和方法。

背景技术

确定位置对于提供到最近的小区塔(cell tower)或其他网络装置的切换功能的高速无线网络而言是关键的。此外，位置对于经由网络精确传递时间而言是关键的。只要在远程位置的天线具有足够清晰的天空视野，GNSS接收机就可以提供位置信息。但是，在不具有这样的天空视野的远程位置，以及尤其在可能位于建筑物或其他严酷环境中的远程装置，位置信息对于GNSS解决方案是必要的。

在授权给Counselman的美国专利6,492,945中描述了一种使用机会信号确定位置的方法。Counselman方法确定正在移动的无线接收机的瞬时位置，并且采用双差载波相位测量。但是，为了精确位置，Counselman系统必须克服的障碍是载波周期非单值性。

发明内容

用于提供位置信息的方法和系统使用了现有的播放的机会信号，如AM或FM无线电信号、电视信号、地球同步通信卫星的信号等，以及更具体地，机会信号的调制。该方法和系统使用调制信号的实质上伪随机特征，以无歧义地建立机会信号的达到时间。使用来自多个机会信号发射机的信号，远程接收机可以精确地确定它们的位置。

多个机会信号发射机(下面称为“SOP发射机”)的位置对于远程接收机以及具有时钟和至少两维的已知位置的基站接收机是已知的或容易得到的。基站接收机使用已知的位置计算到各SOP发射机的距离，并且向远程接收机提供该距离。基站接收机还取得由各SOP发射机发射的机会信号的样本，用接收时间对信号样本进行时间标记，并且经由通信网络向远程接收机提供时间标记后的信号。

远程接收机在重叠的时间段对多个机会信号的样本进行时间标记和存储。远程接收机将接收到的时间标记后的信号样本与所存储的信号关联，并且确定各时间标记后的信号的时间偏移量。给定机会信号的时间偏移量基于基站接收机和各远程接收机相对于该SOP发射机的位置的差，以及在基站接收机和各远程接收机处的时钟之间的差，即，远程接收机的时钟偏移量。给定远程接收机使用根据由至少三个SOP发射机广播的机会信号在基站接收机和远程接收机处的达到时间而计算出的伪距离，来确定该远程接收机的二维位置和时钟偏移量。

视情况而定，系统可以使用基站接收机的三维位置和SOP发射机的三维位置，并且使用由四个或更多个SOP发射机发射的机会信号确定远程接收机的三维位置及相关联的时钟偏移量。

此外或替代地，基站接收机和远程接收机可以包括空气压力传感器，并且基于远程接收机和基站接收机之间的空气压力差可以确定远程接收机相对于基站接收机的海拔高度。由于基站接收机的海拔高度是已知的，因此以这种方式可以确定给定远程接收机的实际海拔高度，达到1或2米内的程度。

附图说明

本发明下面的描述将参照附图，其中：

图1是根据本发明构造的系统的功能性框图；

图2示出了信号样本序列；

图3是示出了距离、伪距离、距离偏移量和距离偏差的示图；以及

图4是图1中系统的功能性框图，其中接收机进一步包括压力传感器。

具体实施方式

参见图1，基准接收机或基站接收机20(以下称为“基站接收机”)和远程接收机22₁、22₂...22_n连接到通信网络24，例如，因特网或专用网。各个接收机接收从位置已知的多个大功率辐射器26₁、26₂...26_j(即AM/FM无线电发射机、信标发射机、电视站发射机、地球同步通信卫星等)广播的信号，该多个大功率辐射器26₁、26₂...26_j具有覆盖整个网络或部分网络的各自的服务区。