[发明专利]搜救系统中无线电信标的地理定位的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用与无线电信标联系在一起的搜救系统内传输的信息来对该无线电信标进行地理定位的方法和系统。

背景技术

搜救系统(Search and Recue System：SAR)由一个或多个卫星星座组成，这些卫星在上行链路接收来自无线电信标的报警信号。该信号以国际遇险频率传输。报警信号再次传输至负责从报警信号中提取遇险信息的地面站，然后遇险信息被发送至任务控制中心。

已知的SAR系统是全球Cospas-Sarsat系统，它主要用于探测船、飞机或个人事故。Cospas-Sarsat系统特别使用称为LEOSAR(Low Earth Orbit Search and Rescue：低地球轨道搜救)的低轨道卫星星座来接收报警消息并将报警消息发送至地面站。

SAR系统的另一目的是对传输遇险信号的无线电信标进行定位。为了这一目的，低轨道卫星的使用使得依据多普勒-斐索效应(Doppler-Fizeau effect)进行定位成为可能。单独一颗卫星使用其运动期间的时间记录内的几个连续时刻的报警消息数据的到达频率。因为接收信号的到达频率在每一时刻是不同的，因此可由此得出无线电信标的位置。

然而，根据多普勒-斐索效应进行定位的最大缺点是定位时间太长，因为单颗卫星必需在其运动期间执行几个连续测量，然后才能够由此得出无线电信标位置。而且，对于要求非常精确的定位应用来说，频率测量没有足够的精度。最后，为了具有足够的相对速度，多普勒-斐索测量主要用于低轨道卫星，这还有以下不足之处：卫星服务寿命较短，小型星座的覆盖率也很低(典型的状态是6颗卫星的覆盖率大约为35％)。

Cospas-Sarsat系统的发展在于使用具有更高轨道的称为MEOSAR(Medium Earth Orbit Search and Recue：中地球轨道搜救)的新的卫星星座。这些卫星位于主要由诸如GPS或GALILEO系统的卫星这样的GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)卫星使用的轨道上。这个轨道称为中地球轨道(Medium Earth Orbit：MEO)，对应于2000公里至35000公里之间的空间区域。因此，使用同样的卫星从SAR报警和GNSS地理定位功能中获益是有可能的。在第一代GALILEO卫星和未来几年的第三代GPS卫星中的这种可能性是可以预见的。

图1是使用GALILEO卫星的这样的系统的概图。一无线电信标101与SAR卫星102a、102b、102c、102d、102e的星座进行通讯。这些卫星中的至少一个102c也是GNSS卫星。这些卫星中有些卫星还可以只有地理定位功能。无线电信标101通过上行链路111、114将报警消息中的其遇险信息传输至SAR卫星102b、102c。报警消息再通过下行链路112、115传输至地面站104。无线电信标101的定位主要通过使用信标中的GNSS接收机来执行，由此计算的位置通过信标和卫星间的上行链路进行传输。该接收机接收来自至少四颗可见GNSS卫星的定位信号，并且能够通过已知手段从其中得到其位置。然后，与遇险消息一起将该位置通过下行链路111、115传输，到达地面站104，地面站104能够再将信标位置传送至控制中心。使用中轨道卫星的优点在于，这些卫星中总有至少一颗卫星是地面可见的，这样可以确保提供地面站对报警消息的接收的确认。

然而，使用安置在无线电信标中的定位接收机具有定位处理过程复杂和对信标进行损耗的缺点。特别的，为了对自身进行定位，GNSS接收机必须首先搜索至少四颗可见的地理定位卫星。举例来说，为了计算第一点，对GPS信号进行解码将花费30秒至1分钟的时间。这一不可忽略的处理时间直接影响信标的自主性。

发明内容

本发明特别有以下目的：通过使用报警系统的功能以在不使用GNSS接收机或限制其使用的情况下直接确定定位，以此来减少复杂性和无线电信标的损耗。本发明的其中一个目的是还减少确定定位之前的锁定时间。SAR系统和GNSS系统的联合使用是为了以最佳方式利用所有可用资源的一种设想。

本发明涉及一种对一装置进行地理定位的方法，该装置将包括至少一个消息的信号传输至从所述装置可见的中地球轨道上的多个中继卫星，接收所述消息并将其传输至处理设备，其特征在于包括至少下述步骤：

○通过所述中继卫星确定所述消息的接收时间T_Ri，