[发明专利]提供定位辅助数据

说明书

技术领域

本发明总体上涉及辅助定位领域。更具体地，本发明涉及提供定位辅助数据。

背景技术

设备的位置可以凭借各种定位方法来确定。这些方法中的某些方法可以得益于辅助数据的可获得性。

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)、未来欧洲伽利略系统、基于空间的增强系统(SBAS)、日本GPS增强准天顶卫星系统(QZSS)、局域增强系统(LAAS)和混合系统。

GPS中的星座例如包括以地球为轨道绕行的20颗以上的卫星。每个卫星发送两个载波信号L1和L2。这些载波信号之一L1用于承载标准定位服务(SPS)的导航消息和码信号。每个卫星利用不同的C/A(粗捕获)码来调制L1载波相位。因此，针对由不同卫星进行的发射而获得不同信道。C/A码是在1MHz带宽上扩展频谱的伪随机噪声(PRN)码。其每1023比特进行重复，其中码的历元为1ms。按照50比特/秒的比特速率利用导航信息进一步调制L1信号的载波频率。导航信息包括星历参数和历书参数等。星历参数描述相应卫星轨道的短区段。基于这些星历参数，一种算法可以在卫星处于相应所述区段中的任何时间估计卫星的位置。历书参数是类似的，但是是更粗略的轨道参数，其有效时间比星历参数的有效时间更长。导航信息例如还包括将卫星时间与GPS系统时间相关联以及将系统时间与协调通用时间(UTC)相关联的时钟模型。

其位置将被确定的GPS接收器接收由当前可用卫星发射的信号，并且该GPS接收器基于不同的所含C/A码来检测和跟踪由不同卫星使用的信道。继而，接收器通常基于解码的导航消息中的数据以及基于C/A码的历元和码片的计数来确定由每个卫星发射的代码的发射时间。发射时间和测量到的信号到达接收器的时间允许确定卫星与接收器之间的伪距。术语伪距表示卫星与接收器之间的几何距离，该距离由于相对于GPS系统时间的未知卫星和接收器偏移而被偏置。此外，伪距包含包括对流层和电离层延迟以及多路径的各种误差项。

在一种可能的解决方案中，假设已知卫星时钟与系统时钟之间的偏移，从而该问题简化为求解四个未知数(3个接收器位置坐标以及接收器时钟与GPS系统时钟之间的偏移)的非线性方程组。因此，需要至少4个量度以便能够求解该方程组。处理结果是接收器位置。

类似地，GNSS定位的总体思想在于：在将被定位的接收器处接收卫星信号；测量接收器与相应卫星之间的伪距；以及进一步还利用卫星的估计位置来测量接收器的当前位置。通常，如上文针对GPS所述，为了定位而评估已经被用于调制载波信号的PRN信号。

在某些环境中，GNSS接收器可以能够基于PRN码捕获并跟踪用于定位的足够的卫星信号，但是信号的质量可能对于解码导航消息而言并不足够高。例如，这可能是在室内环境中的情况。另外，导航消息的解码要求大量的处理功率，这在移动GNSS接收器中可能是受限的。

此外，由于例如多路径传播以及电离层和对流层的影响，卫星信号在其从卫星到接收器的途中会失真。虽然GNSS卫星可以相应地发射用于校正信号的电离层模型，但是提供的模型可能不是非常精确或者最新的。

如果GNSS接收器包括在无线通信终端中或者作为附属设备附接到无线通信终端，那么无线接入网络因此可以能够经由无线电链接向无线通信终端提供辅助数据。辅助数据通常是针对与蜂窝终端相关联的GNSS接收器可见的每个卫星而提供的。辅助数据可以包括导航模型参数，该导航模型参数通常包括轨道参数、星历时间(TOE)和时钟时间(TOC)参数和卫星身份参数。另外，考虑了由大气层和电离层带来的GNSS信号延迟的校正数据可以被提供作为辅助数据。这种支持的基于GNSS的定位被称作辅助GNSS(AGNSS)。接收的信息使得GNSS接收器或相关联的无线通信终端能够在更短的时间内、更具挑战的信号条件下或者更精确地获得方位标定(fix)。

用于辅助导航系统(诸如GNSS，如GPS、GLONASS和伽利略)的辅助数据已经针对各种蜂窝系统进行了规定和标准化。这种辅助数据的传递可以建立在蜂窝系统-特定控制平面协议之上，例如包括：针对全球移动通信系统(GSM)网络的无线资源定位服务协议(RRLP)、宽带码分多址(WCDMA)网络中第3层的无线资源控制(RRC)层和针对CDMA网络的IS-801。