[发明专利]对于被援助性定位系统的改进

说明书

本申请是申请日为2009年11月4日、申请号为“200980153907.9”、发明名称为“对于被援助性定位系统的改进”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于位置确定单元的援助数据，如在全球导航卫星系统(GNSS)和无线定位系统(WPS)中见到的援助数据，具体涉及援助数据的处理与通信。

技术背景

各种各样的电子设备越来越多地使用定位信息来为用户提供新的服务。诸如卫星定位系统、惯性导航系统(INS)、Wi－Fi定位系统、发射器信号强度测量以及运动传感器之类的技术均被单独使用或者结合使用，以便为各种各样的设备(包括移动电话、个人导航设备、膝上电脑、上网本、车载远程信息系统，等等)提供位置信息。具体而言，目前基于定位的服务(LBS)是移动设备上可供使用的一个常见特征。

近年来最普遍的定位技术之一是全球定位系统(GPS)，它是美国的定位与导航系统，主要为军事系统而开发，但正在普遍地被全球范围内的民用设应用于定位、定时、导航、以及许多其他目的。它包括围绕地球的位于不同平面内的多个轨道卫星，这些轨道卫星发送它们的带有修正信息、定时信息以及其他有用的数据的位置信息。该系统中所涉及的所有这些卫星都具有处于不同传输码形式的不同身份。该系统的设计方式为使得假定空中能见度不受阻，地球表面或者高于地球表面一定距离(该距离受限于这些卫星表面的高度)的用户随时可以看见四颗或者更多颗卫星。到达接收器的四个或者更多个卫星信号之间的时间与相位差的测量值用于唯一地并且明确无误地确定该用户接收器的位置。

用户接收器计算一个准确位置的能力受多种误差源的影响，如卫星轨道位置(星历表)、卫星与用户时钟不准确性、电离层与对流层信号传播效应中的误差、以及由于多路径信号接收引起的局部环境误差以及接收器测量误差。

差分修正技术被设计为将多个主要误差源最小化。具有精确的已知位置的一个固定参考接收器或者接收器网络测量其距离这些可见卫星的伪距，并且导出共模大气、星历表以及卫星时钟误差的一个测量值。这些处于修正值形式的误差测量值通过本地的基于地面的通信链路或者通过地球同步卫星发送给适当区域内的用户接收器。地球同步卫星系统是星基增强系统(SBAS)，包括美国的广域增强系统(WAAS)、欧洲的欧洲地球同步卫星导航重叠服务(EGNOS)、以及若干其他系统。

当用户接收器并不具备到四颗或者更多颗卫星的直接视线时，这种情况在市区、室内、多层式停车场以及植被下面非常普遍，因为信噪比非常低，它们将不能获得位置以及导航的确定状态(fix)。为了在这些情况下帮助用户，已经开发出一种称作被援助性GPS(AGPS)的技术，其中有用的信息诸如星历表、年历表以及有时候精确的定时信息通过移动电话网络被发送给用户，以便帮助用户获得卫星锁定。AGPS具有多种变体和很多专有技术，但它们几乎都需要到移动网络业务提供商的某种通信链路或者到互联网的多条链路来传递援助数据。

在已知的AGPS中，AGPS服务提供商具有遍布全球的很多固定参考GPS接收器的一个网络。所有这些固定参考站连续地跟踪所有这些GPS卫星，并且跟踪信息被反馈送网络援助服务器，在网络援助服务器中导出援助数据，如星历表、年历表、时钟修正值、多普勒偏移，等等。然后这些数据根据需要被提供给移动业务运营商并发送给最终用户。这一方法被标准化了并且被称作安全用户平面定位(SUPL)AGPS。对该标准广泛采用中的推迟、数据开销、漫游以及覆盖面不全的问题仍然限制SUPL AGPS成为一种普遍的解决方案。

另一种称作实时动态(RTK)卫星导航的技术通过一种提供实时修正值的单一固定参考站而使用这些GNSS信号的载波相位测量值来提高定位精确度。从该固定参考(或控制)站到该GNSS漫游接收器的连接可以是通过一条直接无线链路。虚拟参考站(VRS)技术给RTK添加了一个固定参考站网络。

后处理第二代AGPS方案(通常称作预测性或者扩展的星历表)使用一台服务器来合成援助数据。这种GPS援助数据被预先下载到一个AGPS移动装置中，在未来一周或者甚至一个月内有效。这些方案需要频繁下载/上载星历表，其大小从2K到200K字节不等，涉及处理开销，并且不含其他GPS援助信息，即时间、粗略位置估计值、电离层修正值，等等。