[发明专利]提供定位辅助数据

说明书

技术领域

本发明主要地涉及辅助定位领域。具体而言，本发明涉及提供定位辅助数据。

背景技术

可以借助各种定位方法来确定设备的位置。这些方法中的一些方法可以由于辅助数据可用而受益。

例如各种全球导航卫星系统(GNSS)支持设备的定位。这些系统例如包括美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)、未来欧洲系统Galileo、基于空间的扩充系统(SBAS)、日本GPS扩充准天顶卫星系统(QZSS)、局域扩充系统(LAAS)和混合系统。

GPS中的星座例如由绕地球飞行的多于20颗卫星构成。各卫星发送两个载波信号L1和L2。这些载波信号之一L1用于携带标准定位服务(SPS)的导航消息和码信号。各卫星用不同C/A(粗获取)码来调制L1载波相位。因此，获得不同信道以用于不同卫星进行发送。C/A码是在1MHz带宽内扩展频谱的伪随机噪声(PRN)码。它每1023比特加以重复，码的周期为1ms。以50位/秒的位速率用导航信号进一步调制L1信号的载波频率。导航信息除了其他参数之外还包括星历和年历参数。星历参数描述相应卫星的轨道的短区段。基于这些星历参数，算法可以估计卫星在该卫星处于相应所述区段中之时的任何时间的位置。年历参数是类似、但是更粗略的轨道参数，这些参数比星历参数在更长的时间内有效。导航信息还例如包括将卫星时间与GPS的系统时间相关并且将系统时间与协调通用时间(UTC)相关的时钟模型。

位置有待确定的GPS接收器接收当前可用卫星发送的信号，并且它基于不同的所含C/A码来检测和跟踪不同卫星使用的信道。然后，接收器通常基于解码的导航消息中的数据和C/A码的周期和码片计数来确定各卫星发送的码的发送时间。信号的发送时间和到达接收器的测量时间允许确定在卫星与接收器之间的伪距。术语伪距表示在卫星与接收器之间的几何距离，该距离因与GPS系统时间的未知卫星和接收器偏移而有偏差。另外，伪距包含各种误差项(包括对流层和电离层延迟以及多径)。

在一种可能解决方案中，假设在卫星与系统时钟之间的偏移已知，并且该问题简化成求解四个未知数(3个接收器位置坐标和在接收器与GPS系统时钟之间的偏移)的非线性方程组。因此，需要至少4次测量以便能够求解方程组。该过程的结果是接收器位置。

类似地，GNSS定位的主要思想在于在待定位的接收器处接收卫星信号、测量在接收器与相应卫星之间的伪距和接收器的当前位置从而还利用卫星的估计位置。通常，如上文针对GPS所述，评估已经用于调制载波信号的PRN信号以用于定位。

在一些环境中，GNSS接收器能够获取和跟踪用于基于PRN码的定位的足够卫星信号，但是信号的质量可能并未高到足以对导航消息进行解码。例如在室内环境中可能情况如此。另外，导航消息的解码需要大量的在移动GNSS接收器中可能有限的处理能力。

另外，卫星信号在它从卫星到接收器的一路上例如由于多径传播以及例如由于对流层和电离层的影响而失真。尽管GNSS卫星可以发送用于相应地纠正信号的电离层模型，但是提供的模型可能并非很准确或者最新。

如果GNSS接收器包含于无线通信终端中或者作为附件设备附接到无线通信终端，则无线接入网络因此能够经由无线电链路向无线通信终端提供辅助数据。通常针对与蜂窝终端关联的GNSS接收器可见的各卫星提供辅助数据。辅助数据可以包括导航模型参数，这些参数通常包括轨道参数、星历时间(TOE)和时钟时间(TOC)参数以及卫星标识参数。另外，可以提供如下纠正数据作为辅助数据，该纠正数据例如考虑到大气和电离层引起的GNSS信号延迟。此类受到支持的基于GNSS的定位称为辅助GNSS(AGNSS)。接收的信息使GNSS接收器或者关联无线通信终端能够在更短时间内、在更具挑战性的信号条件下或者更准确地获得定位。

已经针对各种蜂窝系统指定和标准化了用于辅助导航系统如GNSS(比如GPS、GLONASS和Galileo)的辅助数据。可以在蜂窝系统特有控制平面协议(例如包括用于全球移动通信系统(GSM)网络的无线电资源位置服务协议(RRLP)、宽带码分多址(WCDMA)网络中的第3层(即无线电资源控制(RRC)层)和用于CDMA网络的IS-801)之上构建对这样的辅助数据的递送。