RU2445645C2 - Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information - Google Patents

Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information Download PDF

Info

Publication number
RU2445645C2
RU2445645C2 RU2009122383/09A RU2009122383A RU2445645C2 RU 2445645 C2 RU2445645 C2 RU 2445645C2 RU 2009122383/09 A RU2009122383/09 A RU 2009122383/09A RU 2009122383 A RU2009122383 A RU 2009122383A RU 2445645 C2 RU2445645 C2 RU 2445645C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
satellite
correction
coordinate system
mobile station
data
Prior art date
Application number
RU2009122383/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009122383A (en
Inventor
Майкл Джеймс ВЕНГЛЕР (US)
Майкл Джеймс ВЕНГЛЕР
Леонид ШЕЙНБЛАТ (US)
Леонид ШЕЙНБЛАТ
Марк Лео МОГЛЕЙН (US)
Марк Лео Моглейн
Зольтан БИАЧ (US)
Зольтан БИАЧ
Арнольд Джейсон ГАМ (US)
Арнольд Джейсон ГАМ
Original Assignee
Квэлкомм Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Квэлкомм Инкорпорейтед filed Critical Квэлкомм Инкорпорейтед
Publication of RU2009122383A publication Critical patent/RU2009122383A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445645C2 publication Critical patent/RU2445645C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: server processor computes a correction between first satellite orbit data and second satellite orbit data, the second orbit data being more accurate than the first orbit data. Spatial components of the correction are then transformed from a first coordinate system to a second coordinate system, where second coordinate system is chosen such that variation of the correction over time in the second coordinate system is smooth. The correction is then sent from the server to a mobile station to enable the mobile station to evaluate more accurate orbit data for the satellite by applying the correction to the first satellite orbit data stored on the mobile station, where the correction, which is encoded in the second coordinate system, is represented by one or more polynomials.
EFFECT: high accuracy of determining position and time of satellites on a mobile station.
74 cl, 7 dwg

Description

По этой заявке испрашивается приоритет по дате подачи заявки №60/857972 на патент США, поданной 10 ноября 2006 г., под названием “Bit efficient support of extended orbit for GNSS”, заявки №60/886230 на патент США, поданной 23 января 2007 г., под названием “Efficient range correction messages for accurate position determination with assisted GPS”, заявки №60/888738 на патент США, поданной 7 февраля 2007 г., под названием “Bit efficient support of extended orbit for GNSS”, заявки №60/896493 на патент США, поданной 22 марта 2007 г., под названием “Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information”, заявки №60/917622 на патент США, поданной 11 мая 2007 г., под названием “Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information” и заявки №60/939964 на патент США, поданной 24 мая 2007 г., под названием “Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information”, все они полностью включены в настоящую заявку путем ссылки и переуступлены ее правопреемнику.This application claims priority on the filing date of application No. 60/857972 for a US patent filed November 10, 2006, entitled “Bit efficient support of extended orbit for GNSS,” application No. 60/886230 for a US patent filed January 23, 2007 g., under the name “Efficient range correction messages for accurate position determination with assisted GPS”, application No. 60/888738 for a US patent, filed February 7, 2007, under the name “Bit efficient support of extended orbit for GNSS”, application no. No. 60/896493 for a US patent filed March 22, 2007, entitled “Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information,” application No. 60/917622 for a US patent filed May 11, 2007, under the name Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information ”and US Patent Application No. 60/939964, filed May 24, 2007, entitled“ Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information ”, all of which are fully incorporated in this application by reference and assigned to its assignee.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

В общем настоящее изобретение относится к спутниковой системе позиционирования (SPS), а более конкретно к содействию мобильной станции в определении местоположения спутника с использованием эффективного формата передачи сообщения, содержащего расширенную информацию о коррекции орбиты спутника в спутниковой системе позиционирования.In general, the present invention relates to a satellite positioning system (SPS), and more particularly, to assist a mobile station in determining a satellite location using an effective message transmission format containing extended satellite orbit correction information in a satellite positioning system.

Уровень техникиState of the art

Приемник спутниковой системы позиционирования обычно определяет свое положение путем вычисления времен прихода сигналов, одновременно передаваемых с нескольких спутников. Как часть сообщений эти спутники передают данные о местоположениях спутников и данные о метках времени часов. Положения спутников и метки времени часов обычно представлены альманахом или эфемеридными данными. Эфемеридные данные обеспечивают очень точную оценку (с ошибкой ~1 м) положений спутников и ошибки часов. Однако процесс поиска и регистрации сигналов спутников, чтения эфемеридных данных, передаваемых спутниками, и вычисления местоположения приемника на основании этих данных является длительным, часто требующим несколько минут. Во многих случаях это длительное время обработки не является приемлемым, и кроме того, сильно ограничивает срок службы батареи в миниатюрных портативных устройствах.The receiver of a satellite positioning system usually determines its position by calculating the arrival times of signals transmitted simultaneously from several satellites. As part of the messages, these satellites transmit satellite position data and clock timestamp data. The positions of the satellites and timestamps of the clock are usually represented by an almanac or ephemeris data. Ephemeris data provide a very accurate estimate (with an error of ~ 1 m) of satellite positions and clock errors. However, the process of finding and registering satellite signals, reading the ephemeris data transmitted by the satellites, and calculating the location of the receiver based on these data is a lengthy, often requiring several minutes. In many cases, this long processing time is not acceptable, and in addition, severely limits the battery life in miniature portable devices.

Например, в глобальной системе позиционирования (GPS) положение определяется на основании измерения времен прихода на антенну приемника глобальной системы позиционирования сигналов глобальной системы позиционирования, передаваемых в широковещательном режиме с движущихся по орбитам спутников. Установлено, что один недостаток такой системы заключается в относительно продолжительном времени, необходимом для осуществления регистрации сигналов в определенных условиях. Сигналы спутников не могут отслеживаться до тех пор, пока они сначала не будут обнаружены путем поиска в двумерном пространстве поиска, измерениями которого являются кодовая задержка по фазе и наблюдаемый доплеровский сдвиг частоты. Процесс поиска приемником спутниковой системы позиционирования для регистрации и демодуляции сигналов спутников иногда называют автономным режимом работы, который можно противопоставить вспомогательному режиму работы.For example, in the global positioning system (GPS), the position is determined based on the measurement of the arrival times to the receiver antenna of the global positioning system of the signals of the global positioning system transmitted in broadcast mode from satellites moving in orbits. It is established that one drawback of such a system is the relatively long time required for the registration of signals in certain conditions. Satellite signals cannot be tracked until they are first detected by searching in a two-dimensional search space, the measurements of which are the code delay in phase and the observed Doppler frequency shift. The process of searching for a satellite positioning system by a receiver for recording and demodulating satellite signals is sometimes called an autonomous operating mode, which can be contrasted with an auxiliary operating mode.

Чтобы уменьшить задержку, связанную с автономным режимом работы, при регистрации конкретного сигнала в помощь приемнику спутниковой системы позиционирования или глобальной системы позиционирования может быть предоставлена информация. Такая вспомогательная информация позволяет приемнику сузить пространство поиска, которое должно быть исследовано для обнаружения сигнала, путем наложения ограничений на характеристики кода и частоты. Система, в которой используется приемник глобальной системы позиционирования, пополняемый вспомогательными данными от внешнего источника глобальной системы позиционирования, обычно называют глобальной системой позиционирования с поддержкой (AGPS).To reduce the delay associated with offline operation, information can be provided when registering a particular signal to assist a receiver of a satellite positioning system or global positioning system. Such ancillary information allows the receiver to narrow the search space, which should be examined to detect the signal, by imposing restrictions on the characteristics of the code and frequency. A system that uses a receiver of a global positioning system, supplemented by auxiliary data from an external source of the global positioning system, is usually called a global positioning system with support (AGPS).

Один пример глобальной системы позиционирования с поддержкой включает в себя беспроводную мобильную станцию (например, сотовый телефон), имеющую связь или находящуюся на связи с приемником глобальной системы позиционирования, при этом мобильная станция находится на связи с одной или несколькими базовыми станциями, также называемыми базовыми передающими станциями или узлами B беспроводной сети связи, которые в свою очередь в зависимости от интерфейсного протокола воздушной линии связи находятся на связи с одним или несколькими серверами содействия определению местоположения, иногда называемыми системами определения положения (PDE), обслуживающими центрами определения местоположения подвижного объекта (SMLC) или аналогичными. Другой пример глобальной системы позиционирования с поддержкой включает в себя мобильную станцию или лэптоп, имеющий связь или находящийся на связи с приемником глобальной системы позиционирования, мобильную станцию или лэптоп, способные связываться с сетью передачи данных, такой как, но без ограничения ею, Интернет, через который устройство в конечном счете связывается с сервером содействия определению местоположения.One example of a supported global positioning system includes a wireless mobile station (e.g., a cellular telephone) in communication with or in communication with a receiver of the global positioning system, wherein the mobile station is in communication with one or more base stations, also referred to as base transmitters stations or nodes B of a wireless communication network, which, in turn, are in communication with one or more servers, depending on the interface protocol of the overhead communication line location assistance, sometimes referred to as positioning systems (PDEs), mobile location services centers (SMLCs), or the like. Another example of a global positioning system with support includes a mobile station or laptop connected to or in communication with a receiver of the global positioning system, a mobile station or laptop capable of communicating with a data network, such as, but not limited to, the Internet, via which device ultimately communicates with the location assistance server.

Сервер содействия определению местоположения получает вспомогательную информацию глобальной системы позиционирования от одного или нескольких опорных приемников глобальной системы позиционирования. Сервер содействия определению местоположения также имеет доступ к средству для определения примерного положения мобильной станции. Сервер содействия определению местоположения сохраняет базу данных глобальной системы позиционирования, которая содержит опорное время, информацию об альманахе и эфемеридах орбиты спутника, информацию об ионосфере и информацию о рабочем состоянии («здоровье») спутника. Сервер содействия определению местоположения также вычисляет вспомогательную информацию, специально предназначенную для определения примерного положения мобильной станции.The location assistance server receives auxiliary information of the global positioning system from one or more reference receivers of the global positioning system. The location assistance server also has access to a means for determining the approximate position of the mobile station. The location assistance server stores a database of the global positioning system, which contains the reference time, information about the almanac and ephemeris of the satellite’s orbit, information about the ionosphere and information about the satellite’s operational status (“health”). The location assistance server also calculates ancillary information specifically designed to determine the approximate position of the mobile station.

Местоположение мобильной станции в глобальной системе позиционирования с поддержкой может быть определено на мобильной станции (иногда это называют режимом позиционирования на основе мобильной станции) при помощи сервера содействию определения местоположения. В продолжение режима позиционирования на основе мобильной станции, когда для сервера глобальной системы позиционирования требуются обновленные, способствующие процессу данные, такие как эфемеридные данные, данные альманаха, относящиеся к местоположениям спутников или базовых станций, временная информация для базовых станций и/или спутников или положение источника (например, но без ограничения им, определенное с помощью усовершенствованной трилатерации на основе линии связи с сотовыми ретрансляторами (AFLT)) и т.д., последующее определение местоположения будет результатом контакта мобильной станции с сетью передачи данных, при этом сеть чрезмерно нагружается и используются энергетические ресурсы мобильной станции. В качестве варианта местоположение мобильной станции в глобальной системе позиционирования с поддержкой может быть определено на сервере содействия определению местоположения с использованием информации, зарегистрированной мобильной станцией, и передано обратно на мобильную станцию (иногда это называют режимом позиционирования с поддержкой мобильной станцией). Орбиты спутников в глобальной системе позиционирования можно моделировать как видоизмененные эллиптические орбиты с поправочными членами для учета различных возмущений. Относительно краткосрочные эфемеридные данные обеспечивают очень точное представление орбиты спутника. Например, бит 17 в слове 10 подкадра 2 глобальной системы позиционирования представляет собой признак «временного интервала годности», который обозначает временной интервал годности кривой, используемой сегментом управления и контроля глобальной системы позиционирования при определении параметров эфемерид, при этом «0» обозначает 4-часовую годность и «1» обозначает годность «больше 4 часов». Кроме того, расширенным навигационным режимом блока II/IIA спутников глобальной системы позиционирования гарантируется передача точных параметров эфемерид в течение 14 дней для поддержания краткосрочной расширенной работы. Во время нормальной работы сегмент управления и контроля обеспечивает ежедневные загрузки навигационных (орбитальных) данных для каждого спутника, чтобы поддерживать точность позиционирования со статистической сферической ошибкой 16 м.The location of the mobile station in a global positioning support system can be determined on the mobile station (sometimes referred to as the mobile station based positioning mode) using a location assistance server. Continuing the mobile station-based positioning mode when the global positioning system server requires updated process-related data, such as ephemeris data, almanac data related to satellite or base station locations, temporary information for base stations and / or satellites, or source position (for example, but not limited to them, determined using improved trilateration based on a communication line with cellular relays (AFLT)), etc., the subsequent definition s location will result to the data network of the mobile station contact, the excessively loaded network and the mobile station uses energy resources. Alternatively, the location of the mobile station in a supported global positioning system can be determined on a location assistance server using information registered by the mobile station and transmitted back to the mobile station (sometimes referred to as the mobile station supported positioning mode). The satellite orbits in the global positioning system can be modeled as modified elliptical orbits with correction terms to account for various perturbations. Relatively short-term ephemeris data provide a very accurate representation of the satellite’s orbit. For example, bit 17 in word 10 of subframe 2 of the global positioning system is a sign of the “time interval of validity”, which indicates the time interval of validity of the curve used by the control and monitoring segment of the global positioning system when determining the parameters of the ephemeris, while “0” indicates a 4-hour expiration date and “1” means expiration date “more than 4 hours”. In addition, the enhanced navigation mode of the II / IIA block of satellites of the global positioning system guarantees the transmission of accurate ephemeris parameters within 14 days to maintain short-term extended operation. During normal operation, the control and monitoring segment provides daily downloads of navigation (orbital) data for each satellite in order to maintain positioning accuracy with a statistical spherical error of 16 m.

Как описывалось, сервер содействия определению местоположения имеет доступную точную орбитальную информацию. Действие модели эфемерид и поправки часов, загружаемой сервером содействия определению местоположения, обычно распространяется с большой точностью на 4-часовой временной интервал. Для охвата более длительного периода времени, такого как 24-часовой период времени, сервер содействия определению местоположения может посылать на устройство несколько моделей 4-часовых эфемерид и поправки часов для каждого из N спутников в созвездии. Однако для полного созвездия спутников (например, 27 спутников) потребуется большое количество восьмибитовых байтов для описания положений спутников и погрешностей часов. Эти длинные сообщения будут способствовать увеличению продолжительности времени обработки, и следовательно, неприемлемы для большей части применений мобильных устройств. Они также будут чрезмерно нагружать сеть связи.As described, the location assistance server has accurate orbital information available. The action of the ephemeris model and the clock corrections downloaded by the location assistance server typically extends with great accuracy over a 4-hour time interval. To cover a longer period of time, such as a 24-hour period, the location assistance server can send several 4-hour ephemeris models and clock corrections for each of the N satellites in the constellation to the device. However, for a full constellation of satellites (for example, 27 satellites), a large number of eight-bit bytes will be required to describe the positions of the satellites and clock errors. These long messages will increase the length of the processing time, and therefore, are unacceptable for most applications of mobile devices. They will also overburden the communication network.

В дополнение к эфемеридным данным спутники в глобальной системе позиционирования также передают данные альманаха, которые могут использоваться для определения положений спутников и ошибки часов. Данные альманаха обеспечивают усеченный с уменьшенной (грубой) точностью набор параметров эфемерид, а также неточные параметры поправок часов. Вследствие этого существует тенденция намного меньшей точности (~1 км) исходных положений спутников, получаемых на основании данных альманаха, чем положений спутников, получаемых на основании детализированных эфемеридных данных (~1 м). Следует отметить, что обычно орбиты спутников можно представлять неточным набором (например, альманахом) или точным набором (например, эфемеридами) параметров орбит и часов спутников.In addition to the ephemeris data, satellites in the global positioning system also transmit almanac data that can be used to determine satellite positions and clock errors. The almanac data provides a set of ephemeris parameters truncated with reduced (rough) accuracy, as well as inaccurate clock correction parameters. As a result of this, there is a trend of much less accuracy (~ 1 km) of the initial positions of satellites obtained on the basis of almanac data than the positions of satellites obtained on the basis of detailed ephemeris data (~ 1 m). It should be noted that usually the satellite orbits can be represented by an inaccurate set (for example, an almanac) or an exact set (for example, ephemeris) of the parameters of the orbits and clocks of the satellites.

Существует необходимость в системе и способе для получения расширенных орбитальных данных для приемника глобальной системы позиционирования, чтобы снизить требуемую частоту загрузки альманаха и/или эфемерид непосредственно со спутников или с сервера содействия определению местоположения.There is a need for a system and method for obtaining extended orbital data for a receiver of a global positioning system to reduce the required download frequency of the almanac and / or ephemeris directly from satellites or from a location assistance server.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Описываются способ и система для содействия мобильным станциям в определении местоположений спутников с использованием эффективного формата передачи сообщений. Сервер вычисляет поправку между грубыми орбитальными данными спутника и точными орбитальными данными спутника. Систему координат выбирают так, что изменение поправки является по существу плавным с течением времени. Сервер также аппроксимирует поправку математическими функциями, чтобы уменьшить число битов, необходимых для передачи на мобильную станцию. Мобильная станция после приема коэффициентов оценивает математические функции, используя коэффициенты и время применимости (например, текущее время), преобразует оцененный результат в стандартную систему координат и применяет результат преобразования к грубым орбитальным данным для получения точных орбитальных данных.A method and system for assisting mobile stations in determining satellite locations using an effective message transmission format are described. The server calculates the correction between the rough satellite orbital data and the satellite exact orbital data. The coordinate system is chosen so that the change in the correction is essentially smooth over time. The server also approximates the correction with mathematical functions to reduce the number of bits required for transmission to the mobile station. After receiving the coefficients, the mobile station evaluates the mathematical functions using the coefficients and the applicability time (for example, the current time), converts the estimated result into a standard coordinate system and applies the conversion result to rough orbital data to obtain accurate orbital data.

Способом и системой, описываемыми в настоящей заявке, предоставляется уникальный путь решения проблем, связанных с долгосрочными орбитальными данными спутников. Преимущества способа и системы включают в себя меньший размер файлов и небольшие сообщения, посылаемые на мобильную станцию, а также более высокую точность определения положений и времени спутников. Кроме того, представлен гибридный режим работы для улучшения прогнозов положений и времени спутников.The method and system described in this application provides a unique way to solve problems associated with long-term orbital satellite data. The advantages of the method and system include a smaller file size and small messages sent to the mobile station, as well as higher accuracy in determining the positions and time of satellites. In addition, a hybrid mode of operation is presented to improve forecasts of satellite positions and times.

Другие признаки настоящего изобретения будут очевидными из сопровождающих чертежей и из подробного описания, которые следуют ниже.Other features of the present invention will be apparent from the accompanying drawings and from the detailed description that follows.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение показано для примера, а не для ограничения, на фигурах сопровождающих чертежей, на которых одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы. Следует отметить, что в этом раскрытии ссылки на «одно» осуществление необязательно относятся к одному и тому же осуществлению, и такие ссылки означают «по меньшей мере одно».The present invention is shown by way of example, and not limitation, in the figures of the accompanying drawings, in which like elements are denoted by like numerals. It should be noted that in this disclosure, references to “one” implementation do not necessarily refer to the same implementation, and such references mean “at least one”.

На чертежах:In the drawings:

фигура 1 - схема, показывающая пример системы связи, включающей в себя сервер для содействия мобильной станции в определении местоположения спутника;figure 1 is a diagram showing an example of a communication system including a server for assisting a mobile station in determining a satellite location;

фигура 2 - схема, показывающая систему координат согласно аспекту изобретения;figure 2 is a diagram showing a coordinate system according to an aspect of the invention;

фигура 3 - схема последовательных операций, показывающая пример способа, выполняемого мобильной станцией;figure 3 is a sequence diagram showing an example of a method performed by a mobile station;

фигура 4 - схема последовательных операций, показывающая пример способа, выполняемого сервером;figure 4 is a sequence diagram showing an example of a method executed by a server;

фигура 5 - схема последовательных операций, показывающая дополнительные подробности способа из фигуры 4;figure 5 is a sequence diagram showing additional details of the method of figure 4;

фигура 6А - структурная схема, показывающая пример компонентов в сервере содействия определению местоположения;6A is a block diagram showing an example of components in a location assistance server;

фигура 6В - структурная схема, показывающая пример компонентов в мобильной станции.6B is a block diagram showing an example of components in a mobile station.

Подробное описаниеDetailed description

Описываются способ и система для содействия мобильным станциям в определении положений спутников и погрешностей часов спутников. Положения спутников и погрешности часов спутников определяют, используя эффективный формат передачи сообщений, содержащих расширенную информацию о коррекции орбит спутников спутниковой системы позиционирования. Способом и системой, описанными в настоящей заявке, предоставляется уникальный путь решения проблем, связанных с долгосрочными орбитальными данными спутников. Согласно одному аспекту изобретения способ позволяет уменьшать размер файла и сокращать сообщения, посылаемые на мобильную станцию. Способ также повышает точность определения положений и времени спутников на мобильной станции. Согласно другому аспекту изобретения вводится гибридный режим работы для улучшения прогнозов положений и времени спутников.A method and system for assisting mobile stations in determining satellite positions and satellite clock errors is described. The positions of the satellites and the errors of the clocks of the satellites are determined using an effective format for transmitting messages containing extended information about the correction of the orbits of the satellites of the satellite positioning system. The method and system described in this application provides a unique way to solve problems associated with long-term satellite orbital data. According to one aspect of the invention, the method allows to reduce file size and to reduce messages sent to the mobile station. The method also improves the accuracy of determining the positions and time of satellites in a mobile station. According to another aspect of the invention, a hybrid mode of operation is introduced to improve forecasts of satellite positions and times.

Число битов, необходимых для поддержания поправок для протяженных орбит и часов, значительно уменьшается при использовании поправочных данных, вычисляемых на сервере содействия определению местоположения, и грубых орбитальных данных, принимаемых на мобильной станции. Поправочные данные представляют собой разности между положениями спутника, вычисленными на основании грубого представления орбиты спутника (например, но без ограничения им, альманаха), и положениями спутника, вычисленными на основании спрогнозированных точных орбитальных данных (например, орбитальных данных из продолжительного отрезка времени, большего, чем тот, который может быть получен от искусственного спутника (например, 6 ч или больше). Поправочные данные также включают в себя разности между поправками часов, вычисленными на основании грубых орбитальных данных, и поправками часов, вычисленными на основании спрогнозированных данных часов спутника. Обычно эти поправки изменяются с течением времени и являются уникальными для каждого спутника. Однако при соответствующем выборе системы координат изменение может быть относительно плавным. В таком случае поправки описываются во времени математической функцией (например, но без ограничения им, полиномом), при этом на мобильную станцию сервером содействия определению местоположения передаются только коэффициенты.The number of bits required to maintain corrections for extended orbits and hours is significantly reduced when using correction data computed on the location assistance server and coarse orbital data received at the mobile station. Correction data is the difference between satellite positions calculated on the basis of a rough representation of the satellite’s orbit (for example, but not limited to it, an almanac) and satellite positions calculated on the basis of predicted accurate orbital data (for example, orbital data from a long period of time, greater than that which can be obtained from an artificial satellite (for example, 6 hours or more). Correction data also includes differences between the clock corrections calculated on the basis of coarse orbital data, and clock corrections calculated on the basis of the predicted satellite clock data. Usually these corrections change over time and are unique for each satellite. However, with the appropriate choice of the coordinate system, the change can be relatively smooth. In this case, the corrections are described in time a mathematical function (for example, but not limited to it, a polynomial), while only coefficients are transmitted to the mobile station by the location assistance server.

Используемый в настоящей заявке термин «мобильная станция» (МС) относится к устройству, такому как устройство сотовой или другой беспроводной связи, устройство системы персональной связи, лэптоп или другое подходящее мобильное устройство, способное принимать и обрабатывать сигналы спутниковой системы позиционирования. Термин «мобильная станция» также предполагается охватывающим устройства, которые связаны с персональным навигационным устройством, например беспроводным, инфракрасным, кабельным соединением с малым радиусом действия или другим соединением, независимо от того, на устройстве или на персональном навигационном устройстве происходит прием сигналов спутников, прием вспомогательных данных и/или связанная с положением обработка. Кроме того, «мобильная станция» предполагается включающей в себя все устройства, включая устройства беспроводной связи, компьютеры, лэптопы и т.д., которые способны осуществлять связь с сервером, например по сети Интернет, беспроводного доступа (WiFi) или другой сети и независимо от того, в устройстве, сервере или в другом устройстве, связанном с сетью, происходит прием сигналов спутников, прием вспомогательных данных и/или связанная с положением обработка. Любое работоспособное сочетание указанного выше также считается «мобильной станцией».As used in this application, the term “mobile station” (MS) refers to a device, such as a cellular or other wireless communication device, personal communication system device, laptop or other suitable mobile device capable of receiving and processing satellite positioning system signals. The term “mobile station” is also intended to encompass devices that are associated with a personal navigation device, such as a wireless, infrared, short-range cable connection or other connection, regardless of whether satellite signals are received on the device or on a personal navigation device, auxiliary data and / or position-related processing. In addition, the "mobile station" is supposed to include all devices, including wireless devices, computers, laptops, etc., which are capable of communicating with the server, for example via the Internet, wireless access (WiFi) or another network, and independently on the other hand, in the device, server or other device connected to the network, satellite signals are received, auxiliary data is received and / or position-related processing. Any workable combination of the above is also considered a "mobile station".

Термин «грубые орбитальные данные» в настоящей заявке относятся к грубой оценке положения спутника и данным часов, передаваемым со спутника, например к альманаху. Термин «орбитальные данные в реальном времени» относятся к точному представлению положений и времени спутника, передаваемых со спутника, например к эфемеридам. Термин «спрогнозированные орбитальные данные» или «точные орбитальные данные» относятся к точной оценке положения и времени спутника, которые имеют относительно продолжительный период достоверности по сравнению с точными орбитальными данными в реальном времени. Спрогнозированные орбитальные данные имеются на сервере содействия определению местоположения. Однако для передачи спрогнозированных орбитальных данных на мобильную станцию обычно используют значительную ширину полосы частот. Поэтому при передаче поправочных данных или их приближения часто существенно повышается эффективность передачи.The term "rough orbital data" in this application refers to a rough estimate of the position of the satellite and the clock data transmitted from the satellite, for example to the almanac. The term “real-time orbital data” refers to an accurate representation of the satellite’s position and time transmitted from the satellite, such as ephemeris. The term “predicted orbital data” or “accurate orbital data” refers to an accurate estimate of the satellite’s position and time, which have a relatively long validity period compared to accurate real-time orbital data. Predicted orbital data is available on the location assistance server. However, significant bandwidth is typically used to transmit predicted orbital data to a mobile station. Therefore, when transmitting correction data or their approximation, the transmission efficiency often often increases significantly.

На фигуре 1 представлена структурная схема системы 100 связи согласно аспекту настоящего изобретения. Система 100 включает в себя сервер 130 содействия определению местоположения, связанный по линии связи с одной или несколькими мобильными станциями 120. Сервер 130 содействия определению местоположения принимает грубые орбитальные данные, а также точные орбитальные данные и/или файлы спрогнозированных орбитальных параметров, содержащие спрогнозированные орбитальные данные. В одном варианте сервер 130 содействия определению местоположения принимает спрогнозированные орбитальные данные по сети 162 от провайдера 110 спрогнозированных орбитальных данных. Сеть 162 может быть сетью, которая поддерживает соединения по интернетовскому протоколу (IP), например Интернетом. Сервер 130 содействия определению местоположения может включать в себя интерфейс, например программу защищенной передачи файлов (SFTP), для защищенной передачи спрогнозированных орбитальных данных от провайдера 110 спрогнозированных орбитальных данных.1 is a block diagram of a communication system 100 according to an aspect of the present invention. System 100 includes a location assistance server 130 coupled via communication link to one or more mobile stations 120. The location assistance server 130 receives coarse orbital data as well as accurate orbital data and / or predicted orbital parameter files containing predicted orbital data . In one embodiment, the location assistance server 130 receives predicted orbital data over a network 162 from a predicted orbital data provider 110. Network 162 may be a network that supports Internet Protocol (IP) connections, such as the Internet. The location assistance server 130 may include an interface, such as a secure file transfer program (SFTP), for securely transmitting predicted orbital data from a predicted orbital data provider 110.

Согласно одному аспекту провайдер 110 спрогнозированных орбитальных данных формирует спрогнозированные орбитальные данные через каждые несколько часов (например, 4 ч), чтобы представлять орбитальные данные, которые являются достоверными в течение продолжительного отрезка времени (например, 6 ч или дольше). Сервер 130 содействия определению местоположения через короткие промежутки времени проверяет новые данные (например, каждый час). Спрогнозированные орбитальные данные могут также включать в себя трехмерные значения неопределенности для спрогнозированных координат спутника, неопределенности спрогнозированных поправок часов спутника, а также указание относительно прогнозируемых отключений. На основании информации о неопределенности и отключениях пользовательская ошибка дальности (URE) может быть вычислена сервером 130 содействию определению местоположения и передана на мобильную станцию 120.In one aspect, the predicted orbital data provider 110 generates predicted orbital data every few hours (e.g., 4 hours) to represent orbital data that is reliable over a long period of time (e.g., 6 hours or longer). The location assistance server 130 checks the new data at short intervals (for example, every hour). Predicted orbital data may also include three-dimensional uncertainty values for the predicted satellite coordinates, the uncertainty of the predicted satellite clock corrections, and an indication of predicted outages. Based on the uncertainty and outage information, a user range error (URE) may be computed by the location assistance server 130 and transmitted to the mobile station 120.

Сервер 130 содействия определению местоположения принимает грубые орбитальные данные от провайдера 150 орбитальных данных в реальном времени по сети 164. Провайдер 150 орбитальных данных в реальном времени может быть шлюзом глобальной справочной сети (GRN) или шлюзом территориально распределенной справочной сети (WARN), который принимает спутниковую информацию в реальном времени, включая, но без ограничения ими, объединенные в пакет справочные данные спутниковой системы позиционирования, навигационные сообщения, страничную информацию о «здоровье», альманах и эфемериды. В одном варианте сеть 164 представляет собой сеть, которая поддерживает соединения по интернетовскому протоколу (IP), а сервер 130 содействия определению местоположения может принимать спутниковую информацию в реальном времени от провайдера 150 орбитальных данных в реальном времени в виде многоадресных сообщений по интернетовскому протоколу (IP).The location assistance server 130 receives coarse orbital data from the real-time orbital data provider 150 over the network 164. The real-time orbital data provider 150 may be a global reference network (GRN) gateway or a geographically distributed reference network (WARN) gateway that receives satellite real-time information, including, but not limited to, reference data of the satellite positioning system integrated into the package, navigation messages, page information about “healthy vie ”, almanac and ephemeris. In one embodiment, the network 164 is a network that supports Internet Protocol (IP) connections, and the location assistance server 130 can receive real-time satellite information from the real-time orbital data provider 150 as multicast messages over the Internet Protocol (IP) .

Сервер 130 содействия определению местоположения формирует поправочные данные 140 на основании спрогнозированных орбитальных данных и грубых орбитальных данных. Поправочные данные 140 могут быть переданы непосредственно на мобильную станцию 120 или к месту нахождения запоминающего устройства, доступного для мобильной станции. Например, поправочные данные 140 могут сохраняться в запоминающем устройстве, локально или дистанционно связанном с сервером 130 содействия определению местоположения. Мобильная станция 120 может принимать поправочные данные 140 от хоста 160 данных по сети 166 с использованием протокола передачи файлов, например FTP (протокола передачи файлов), HTTP (протокола передачи гипертекстовых сообщений) или других подходящих сетевых протоколов.The location assistance server 130 generates correction data 140 based on the predicted orbital data and the rough orbital data. Correction data 140 may be transmitted directly to the mobile station 120 or to the location of a storage device accessible to the mobile station. For example, the correction data 140 may be stored in a storage device locally or remotely connected to the location assistance server 130. Mobile station 120 may receive correction data 140 from data host 160 over network 166 using a file transfer protocol such as FTP (file transfer protocol), HTTP (hypertext transfer protocol), or other suitable network protocols.

В настоящей заявке для упрощения рассмотрения термин «поправочные данные» 140 относится к орбитальным поправкам спутника, которые могут быть переданы от одной точки к другой, переданы в файлах, переданы по широковещательной сети или переданы из одного места в другое с помощью любого средства передачи данных. Сообщения, формируемые сервером 130 содействия определению местоположения, имеют эффективный формат передачи сообщений, который позволяет мобильной станции 120 определять положения и показания часов спутника при небольшом числе битов на протяжении продолжительного периода времени. Сообщениями мобильной станции 120 предоставляется информация для коррекции грубых орбитальных данных, так что скорректированное положение спутника является точным в пределах нескольких метров.In this application, for simplification of consideration, the term “correction data” 140 refers to satellite orbital corrections that can be transmitted from one point to another, transferred in files, transmitted over a broadcast network, or transferred from one place to another using any means of data transmission. The messages generated by the location assistance server 130 have an effective message transmission format that allows the mobile station 120 to determine the positions and readings of the satellite clock with a small number of bits over an extended period of time. Messages from the mobile station 120 provide information for correcting coarse orbital data so that the corrected position of the satellite is accurate within a few meters.

Согласно другому аспекту сервер 130 содействия определению местоположения может также передавать на мобильную станцию 120 оценку точности (пользовательскую ошибку дальности), корректирующую модель ионосферы, модель всемирного скоординированного времени (UTC), и информацию о «здоровье»/эксплуатационной готовности спутника. Это гарантирует целостность спутниковых данных и позволяет осуществлять мобильную работу без необходимости приема и декодирования данных, передаваемых спутниками по воздуху. Это также гарантирует, что в мобильной станции 120 используются грубые орбитальные данные, которые идентичны грубым орбитальным данным, используемым в сервере 130 содействия определению местоположения.According to another aspect, the location assistance server 130 may also transmit to the mobile station 120 an accuracy estimate (user range error), a correcting ionosphere model, UTC, and satellite health / availability information. This ensures the integrity of satellite data and allows mobile work without the need for receiving and decoding data transmitted by satellites through the air. This also ensures that coarse orbital data that is identical to the coarse orbital data used in the location assistance server 130 is used in the mobile station 120.

Следует отметить, что описанная выше система показана только для иллюстрации и могут существовать другие конфигурации. Например, в качестве варианта сети 162, 164 и 166 могут быть прямыми соединениями, локальными сетями, территориально распределенными сетями, широковещательными сетями, любыми подходящими проводными или беспроводными сетями, компьютерами или компьютерными сетями или сочетаниями из них, которые поддерживают передачу данных или передачу файлов.It should be noted that the system described above is shown for illustration only and other configurations may exist. For example, as an option, networks 162, 164, and 166 may be direct connections, local area networks, geographically distributed networks, broadcast networks, any suitable wired or wireless networks, computers or computer networks, or combinations thereof, that support data transfer or file transfer.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что грубые орбитальные данные, которые обеспечивают грубую оценку положений спутника, охватывают широкий диапазон форм. В нижеследующем описании последняя копия широковещательного альманаха глобальной системы позиционирования предлагается для использования в качестве грубой оценки положений и показаний часов спутника для облегчения понимания концепции изобретения. Однако все нижеследующее представляет собой иллюстрацию альтернативных грубых орбитальных данных: прежней копии широковещательных эфемерид глобальной системы позиционирования; последних копий широковещательного альманаха или эфемерид «Галилео» или «ГЛОНАСС»; нешироковещательной грубой модели положений спутника, которая следует той же самой форме, что и альманах или эфемериды глобальной системы позиционирования, «Галилео» или «ГЛОНАСС»; любого подмножества или расширения параметров Кеплера, используемых в форматах альманаха и эфемерид глобальной системы позиционирования, «Галилео» и «ГЛОНАСС»; любых не кеплеровских представлений орбит спутников; и других спрогнозированных орбитальных данных, которые ухудшаются с течением времени. Кроме того, должно быть понятно, что соответствующую информацию, относящуюся к другим спутниковым навигационным системам, также можно применять в рамках раскрытой методики. Настоящее изобретение включает в себя любые и все способы описания неточной орбиты. Специалист в данной области техники должен понимать, что методика применима независимо от формы, которую принимает грубая оценка.One skilled in the art will appreciate that coarse orbital data that provides a rough estimate of satellite positions covers a wide range of shapes. In the following description, the latest copy of the broadcast almanac of the global positioning system is proposed for use as a rough estimate of the positions and readings of a satellite clock to facilitate understanding of the concept of the invention. However, all of the following is an illustration of alternative rough orbital data: a previous copy of the broadcast ephemeris of the global positioning system; the last copies of the broadcast almanac or ephemeris "Galileo" or "GLONASS"; a non-broadcasting rough model of satellite positions that follows the same form as the almanac or ephemeris of the global positioning system, Galileo or GLONASS; any subset or extension of Kepler’s parameters used in the almanac and ephemeris formats of the global positioning system, “Galileo” and “GLONASS”; any non-Keplerian representations of the orbits of the satellites; and other predicted orbital data that worsen over time. In addition, it should be clear that the relevant information related to other satellite navigation systems can also be applied within the framework of the disclosed methodology. The present invention includes any and all methods for describing an inaccurate orbit. One skilled in the art should understand that the technique is applicable regardless of the form that the rough estimate takes.

В некоторых вариантах грубые орбитальные данные могут поставляться сервером 130 содействия определению местоположения на мобильную станцию 120. В дополнение к передаче грубой оценки положений спутника на мобильную станцию 120 сервер 130 содействия определению местоположения обладает возможностью включать опорное время во вспомогательное сообщение на мобильную станцию. Согласно этому аспекту изобретения сервер 130 содействия определению местоположения получает опорное время от сетевого сервера времени или из данных глобальной системы позиционирования, принимаемых от отдельных опорных приемников (например, территориально распределенной справочной сети или глобальной справочной сети). Эта информация об опорном времени может быть приложена к сообщению, передаваемому на мобильную станцию 120, которое содержит грубую оценку положений спутника. Сервер 130 содействия определению местоположения также может обеспечивать выполнение алгоритмов, что может повышать точность опорного времени, предоставляемого сетевым сервером времени, и передавать это более точное время на мобильную станцию 120.In some embodiments, coarse orbital data may be provided by the location assistance server 130 to the mobile station 120. In addition to transmitting a rough estimate of the satellite positions to the mobile station 120, the location assistance server 130 is able to include reference time in an auxiliary message to the mobile station. According to this aspect of the invention, the location assistance server 130 obtains a reference time from a network time server or from global positioning system data received from individual reference receivers (e.g., a geographically distributed reference network or a global reference network). This reference time information may be attached to a message transmitted to the mobile station 120, which contains a rough estimate of the satellite’s position. The location assistance server 130 may also provide algorithms that can improve the accuracy of the reference time provided by the network time server, and transmit this more accurate time to the mobile station 120.

Следует отметить, что мобильная станция 120 может непосредственно получать опорное время, независимо от сервера 130 содействия определению местоположения, из сети с коммутацией пакетов данных, которая может быть или может не быть синхронизирована со временем глобальной системы позиционирования (например, от сетевого сервера времени или из сети связи на основе многостанционного доступа с кодовым разделением (CDMA)). Таким путем мобильная станция 120 получает оценку глобального опорного времени, например времени глобальной системы позиционирования, всемирного координатного времени (UTC), времени WWO и т.д.It should be noted that the mobile station 120 can directly receive the reference time, regardless of the location assistance server 130, from a packet-switched network, which may or may not be synchronized with the time of the global positioning system (for example, from a network time server or from communication network based on multiple access code division multiple access (CDMA)). In this way, the mobile station 120 obtains an estimate of the global reference time, for example, the global positioning system time, universal coordinate time (UTC), WWO time, etc.

На фигуре 2 показан пример системы координат, на основании которой вычисляются поправочные данные 140. Трек 21 представляет собой фактический трек орбиты спутника, который можно по существу оценивать с помощью точных прогнозов орбиты. Трек 22 представляет собой трек орбиты, оцениваемый с помощью грубых орбитальных данных, таких как, но без ограничения ими, широковещательный альманах. В любой момент времени существует пространственная разность между местом нахождения спутника, на которое указывает широковещательный альманах, и местом нахождения, на которое указывают точные прогнозы орбиты. Эту разность можно закодировать в системе 23 координат, которая представляет собой систему координат, имеющую начало и оси, которые движутся вместе с корпусом спутника. Выраженный в ортогональной системе 23 координат «сигнал ошибки», который является разностью между точно спрогнозированным положением спутника и основанным на альманахе положением спутника, становится по существу гладкой кривой. Изменение сигнала ошибки является по существу плавным во времени, так что в сигнале ошибки нет перегибов или резких поворотов, когда он представлен как функция времени. В осуществлении из фигуры 1 сигнал ошибки образует поправочные данные 140. Основополагающий способ выражения сигнала ошибки в выбранной системе координат эффективно минимизирует степень полиномов, необходимых для выражения этих «сигналов ошибок» с любой заданной точностью.Figure 2 shows an example of a coordinate system based on which correction data 140 is calculated. Track 21 is an actual satellite orbit track, which can be substantially estimated using accurate orbit predictions. Track 22 is an orbit track estimated using rough orbital data, such as, but not limited to, a broadcast almanac. At any point in time, there is a spatial difference between the location of the satellite, which is indicated by the broadcast almanac, and the location, which is indicated by accurate forecasts of the orbit. This difference can be encoded in a coordinate system 23, which is a coordinate system having a origin and axes that move with the satellite’s body. The “error signal” expressed in the orthogonal coordinate system 23, which is the difference between the accurately predicted position of the satellite and the position of the satellite based on the almanac, becomes an essentially smooth curve. The change in the error signal is essentially smooth in time, so that there are no kinks or sharp turns in the error signal when it is presented as a function of time. In the embodiment of FIG. 1, the error signal generates correction data 140. The fundamental method of expressing the error signal in the selected coordinate system effectively minimizes the degree of polynomials needed to express these “error signals” with any given accuracy.

Согласно одному аспекту поправочные данные 140 состоят из четырех измерений информации: трех пространственных измерений (представленных тремя осями системы координат) для описания ошибки положения спутника и временного измерения (четвертого измерения), которое описывает поправку показаний часов спутника.In one aspect, the correction data 140 consists of four measurements of information: three spatial measurements (represented by three axes of the coordinate system) for describing a satellite position error and a time measurement (fourth measurement) that describes the correction of satellite clock readings.

Тремя осями системы 23 координат являются: Ra, которая является единичным вектором, направленным от неточного положения спутника (например, положения спутника, определенного на основании широковещательного альманаха) к начальной точке. Поскольку в типичных ситуациях начальной точкой является центр Земли, эта ось интерпретируется как «радиальная». Специалист в данной области техники должен понимать, что начальная точка может быть любой точкой (например, внутри, выше, на или вблизи поверхности Земли), которую можно определить с приемлемой точностью.The three axes of the coordinate system 23 are: Ra , which is a unit vector directed from the inaccurate position of the satellite (for example, the position of the satellite determined on the basis of the broadcast almanac) to the starting point. Since the center of the earth is the starting point in typical situations, this axis is interpreted as “radial”. One skilled in the art should understand that the starting point can be any point (for example, inside, above, on or near the surface of the Earth) that can be determined with reasonable accuracy.

Другой осью является Xt: «поперечный трек», который определяется как Xt=Ra×Vel/|Ra×Vel|. Vel представляет собой основанный на альманахе вектор скорости спутника и «×» обозначает векторное произведение. Следовательно, вектор Xt является перпендикулярным к радиальному вектору Ra и к направлению движения спутника.The other axis is Xt : the “transverse track", which is defined as Xt = Ra × Vel / | Ra × Vel |. Vel is an almanac-based satellite velocity vector and “×” stands for vector product. Therefore, the vector Xt is perpendicular to the radial vector Ra and to the direction of motion of the satellite.

Третью осью является At: «трек по направлению движения», который определяется как At=Xt×Ra. Вектор At является почти параллельным вектору (Vel) скорости спутника, но не совсем. Это потому, что вектор скорости спутника не является точно ортогональным к Ra вследствие эксцентричности орбиты (например, орбита спутника по природе является эллиптической, а не круговой). Поскольку с течением времени радиус орбиты спутника увеличивается и уменьшается, вектор Vel скорости спутника обычно имеет составляющую по радиальному направлению Ra.The third axis is At : a “track in the direction of travel,” which is defined as At = Xt × Ra . The vector At is almost parallel to the satellite velocity vector ( Vel ), but not quite. This is because the satellite’s velocity vector is not exactly orthogonal to Ra due to the eccentricity of the orbit (for example, the satellite’s orbit is elliptical in nature, not circular). Since over time the radius of the satellite’s orbit increases and decreases, the satellite velocity vector Vel usually has a component in the radial direction Ra .

Три оси системы 23 координат, определенные выше, являются функцией времени, поскольку они зависят от мгновенного положения спутника по направлению его орбиты. Среди прочих движений, как например орбит спутников Земли, радиальный вектор Ra и вектор At трека по направлению движения поворачиваются на все 360° при выражении в геоцентрической, связанной с Землей системой 24 координат XYZ. Отметим, что эти оси вычисляются с использованием основанной на альманахе оценке положения спутника. Это позволяет вычислять оси системы 23 координат с помощью сервера 130 содействия определению местоположения до вычисления поправок альманаха. В примере системы 23 координат порядок, в котором оси вычисляются, является существенным для надлежащей ориентации системы координат. Поэтому радиальный вектор Ra вычисляют первым, вектор Xt поперечного трека вычисляют вторым и вектор At трека по направлению движения вычисляют последним.The three axes of the coordinate system 23 defined above are a function of time, since they depend on the instantaneous position of the satellite in the direction of its orbit. Among other motions, such as the orbits of the Earth’s satellites, the radial vector Ra and the track vector At in the direction of motion rotate 360 ° when expressed in a geocentric system of 24 XYZ coordinates associated with the Earth. Note that these axes are calculated using an almanac-based satellite position estimate. This allows the axes of the coordinate system 23 to be calculated using the location assistance server 130 before calculating the almanac corrections. In the example of the coordinate system 23, the order in which the axes are calculated is essential for the proper orientation of the coordinate system. Therefore, the radial vector Ra is calculated first, the vector Xt of the transverse track is calculated second, and the vector At of the track in the direction of travel is calculated last.

Ориентация осей, определенных выше, является другой для каждого спутника. Можно записать единичные векторы в виде Ra(PRN,t), At(PRN,t), Xt(PRN,t) и сделать их зависимыми от псевдослучайного номера (PRN) спутника и t, которые являются соответственно номером спутника и текущим временем в явной форме. Однако ради простоты обозначений при нижеследующих рассмотрениях эти зависимости остаются подразумеваемыми.The orientation of the axes defined above is different for each satellite. We can write unit vectors in the form of Ra (PRN, t), At (PRN, t), Xt (PRN, t) and make them dependent on the pseudo-random number (PRN) of the satellite and t, which are respectively the number of the satellite and the current time in explicit form. However, for the sake of simplicity of notation, in the following considerations, these dependencies remain implied.

Другие системы координат также можно использовать для коррекций грубых орбитальных данных, такие как, но без ограничения ими, система координат радиус/поперечный трек/скорость (отличная от (Ra, At, Xt), описанной выше); трехмерная геоцентрическая, связанная с Землей система координат XYZ для вычисления разностей или (полярная) система координат угол возвышения/азимут.Other coordinate systems can also be used to correct rough orbital data, such as, but not limited to, a radius / transverse track / speed coordinate system (other than ( Ra , At , Xt ) described above); XYZ 3D geocentric, Earth-related coordinate system for calculating differences, or (polar) elevation / azimuth coordinate system.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что система координат (Ra, At, Xt) (подчиняющаяся известному правилу левой руки) является иллюстративным и одним предпочтительным приближением, но что широкий диапазон других систем осей охватывается настоящим изобретением. Характерный признак этих систем осей заключается в том, что для них существует тенденция иметь две пространственные размерности со значительно менее строгими требованиями к точности по сравнению с третьей. В примере системы 23 координат (Ra, At, Xt) обычно для At и Xt имеются более слабые требования к точности (например, 1/7) по сравнению с Ra. Система координат может быть ортогональной или неортогональной. Для коррекции грубых орбитальных данных неортогональная система координат может быть любой системой осей, в которой одна из осей всегда образует относительно небольшой угол относительно оси Ra, даже если она имеет другое начало, чем система 23 координат (Ra, At, Xt). Она будет включать в себя, например, систему координат, в которой одной осью является Ra, но другими двумя осями являются азимут и угол возвышения спутников, а также любые другие варианты для других двух осей.One skilled in the art will appreciate that the coordinate system ( Ra , At , Xt ) (obeying the well-known left-hand rule) is an illustrative and one preferred approximation, but that a wide range of other axis systems are encompassed by the present invention. A characteristic feature of these axis systems is that for them there is a tendency to have two spatial dimensions with significantly less stringent accuracy requirements compared to the third. In the example of the coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ), usually for At and Xt there are weaker accuracy requirements (for example, 1/7) compared to Ra . The coordinate system can be orthogonal or non-orthogonal. To correct rough orbital data, the non-orthogonal coordinate system can be any axis system in which one of the axes always forms a relatively small angle relative to the axis Ra , even if it has a different origin than the coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ). It will include, for example, a coordinate system in which one axis is Ra , but the other two axes are the azimuth and elevation angle of the satellites, as well as any other options for the other two axes.

Кроме того, любая система осей, в которой некоторая ось является параллельной линии, вытянутой от некоторой точки вблизи оцененного местоположения спутника до некоторой точки вблизи местоположения приемника на Земле, попадает в объем настоящего изобретения. Хотя на фигуре 2 показана ось Ra, указывающая на центр Земли, ось, которая указывает на любую точку вблизи приемника на грунте или на любую другую, поддающуюся определению начальную точку, попадает в объем настоящего изобретения.In addition, any axis system in which some axis is parallel to a line extending from a point near the estimated satellite location to a point near the location of the receiver on Earth falls within the scope of the present invention. Although figure 2 shows the axis Ra , pointing to the center of the earth, an axis that points to any point near the receiver on the ground or any other identifiable starting point falls within the scope of the present invention.

Кроме того, в объеме изобретения местоположение начала системы 23 координат (Ra, At, Xt) может быть изменено. Начало в точке нахождения спутника является предметом математического удобства. В частности, начало, заданное в действительном или точно спрогнозированном месте нахождения спутника (в противоположность оценке места нахождения спутника, как в системе 23 координат (Ra, At, Xt)), находится в объеме изобретения.In addition, within the scope of the invention, the location of the origin of the coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ) can be changed. The beginning at the location of the satellite is a matter of mathematical convenience. In particular, the beginning specified in the actual or accurately predicted location of the satellite (as opposed to evaluating the location of the satellite, as in the coordinate system 23 ( Ra , At , Xt )) is within the scope of the invention.

В течение определенного периода времени (например 6-часового периода времени) каждое из трех пространственных измерений поправочных данных может быть выражено как функция времени в выбранной системе координат, такой как система 23 координат (Ra, At, Xt). Теоретически, поправочные данные можно точно представлять полиномами бесконечной степени. Однако на практике поправочные данные можно аппроксимировать полиномами относительно низкой степени, например шестой, седьмой или другой низкой степени. Поэтому большое число полиномиальных членов и связанных с ними коэффициентов усекается; только небольшая относительная часть полиномиальных членов и связанных с ними коэффициентов используется в качестве приближения к поправочным данным. В дополнение к пространственным поправкам полином низкой степени (например, первой степени или любой подходящей низкой степени) можно использовать для описания параметров коррекции часов, которые представляют собой приближение разности между отметкой времени часов в грубых орбитальных данных и спрогнозированной ошибкой часов. Другие прогнозы точных показаний часов, которые имеются в сервере 130 содействия определению местоположения, также могут использоваться в качестве спрогнозированной ошибки часов, например информация о показаниях часов в орбитальных данных в реальном времени при наличии таковых.Over a period of time (for example, a 6-hour time period), each of the three spatial dimensions of the correction data can be expressed as a function of time in a selected coordinate system, such as a coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ). Theoretically, correction data can be accurately represented by polynomials of infinite degree. However, in practice, correction data can be approximated by polynomials of a relatively low degree, for example, a sixth, seventh, or other low degree. Therefore, a large number of polynomial terms and related coefficients are truncated; only a small relative part of the polynomial terms and their associated coefficients is used as an approximation to the correction data. In addition to spatial corrections, a low degree polynomial (for example, first degree or any suitable low degree) can be used to describe the clock correction parameters, which are an approximation of the difference between the time stamp of the clock in rough orbital data and the predicted clock error. Other predictions of accurate clock readings that are available in the location assistance server 130 can also be used as a predicted clock error, such as real-time orbital clock information, if any.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение содержит разложение поправочных данных в ряд функций с возможностью повышения точности в разложении, поскольку используется большее количество функций. Нет необходимости в том, чтобы ряд функций был возрастающих степеней x, вследствие чего поправочные данные будут представляться в виде полинома. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что поправочные данные также можно разлагать в другой ряд функций, включающих в себя гармоническую функцию, полиномы Эрмита, полиномы Лежандра, косинусоидальную и синусоидальную функции (разложение Фурье) и коэффициенты орбитальных функций Кеплера. Этот перечень является иллюстративным, но не исчерпывающим. Разложение поправочных данных в любой ряд функций находится в объеме изобретения.One skilled in the art will appreciate that the present invention comprises decomposing correction data into a series of functions with the possibility of improving accuracy in decomposition, since more functions are used. There is no need for a number of functions to be of increasing powers of x , as a result of which the correction data will be presented in the form of a polynomial. One of ordinary skill in the art should understand that correction data can also be decomposed into another series of functions, including harmonic function, Hermite polynomials, Legendre polynomials, cosine and sinusoidal functions (Fourier expansion), and Kepler orbital function coefficients. This list is illustrative but not exhaustive. The decomposition of correction data into any number of functions is within the scope of the invention.

Четыре пространственных и временных набора полиномиальных коэффициентов посылаются на мобильную станцию 120 вместе с информацией, необходимой для связи этих коэффициентов с конкретным спутником, конкретным временным интервалом и конкретной копией грубых орбитальных данных. Мобильная станция 120 принимает новую копию грубых орбитальных данных с заданной периодичностью (например, приблизительно один раз в неделю или с другими подходящими временными интервалами). Сервер 130 содействия определению местоположения вычисляет поправочные данные с использованием такой же версии грубых орбитальных данных, как и версия, используемая мобильной станцией 120. Поэтому на мобильной станции 120 могут использоваться грубые орбитальные данные, которые на ней регистрируются или которые передаются сервером 130 содействия определению местоположения, при условии, что поправочные данные применяются к соответствующим грубым орбитальным данным, которые в сервере 130 содействия определению местоположения используются при определении поправок.Four spatial and temporal sets of polynomial coefficients are sent to the mobile station 120 along with the information needed to associate these coefficients with a particular satellite, a specific time interval, and a specific copy of the rough orbital data. Mobile station 120 receives a new copy of the coarse orbital data at predetermined intervals (for example, approximately once a week or at other suitable time intervals). The location assistance server 130 calculates correction data using the same rough orbital data version as the version used by the mobile station 120. Therefore, rough orbital data can be used on the mobile station 120 that is registered with it or which are transmitted by the location assistance server 130, provided that the correction data is applied to the corresponding rough orbital data that is used in the location assistance server 130 for and definition of amendments.

На фигуре 3 показан пример операций, выполняемых мобильной станцией (МС) 120. Отметим, что процессы, показанные на фигуре 3, могут выполняться логическими схемами обработки информации, которые могут включать в себя программное обеспечение, аппаратное обеспечение или сочетание обоих. Если только в мобильной станции 120 имеется полиномиальные коэффициенты и время применимости, мобильная станция может восстанавливать точные прогнозы положения спутника и ошибку часов. Для любого конкретного момента времени в течение периода применимости коэффициентов мобильная станция 120 может находить положение спутника и ошибку часов в пределах заданного диапазона точности.Figure 3 shows an example of operations performed by a mobile station (MS) 120. Note that the processes shown in figure 3 can be performed by information processing logic, which may include software, hardware, or a combination of both. If only the mobile station 120 has polynomial coefficients and the time of applicability, the mobile station can reconstruct accurate predictions of satellite position and clock error. For any particular point in time during the period of applicability of the coefficients, the mobile station 120 can find the satellite position and clock error within a given accuracy range.

В блоке 31 мобильная станция 120 принимает грубые орбитальные данные (например, данные альманаха) со спутников в пределах видимости или от сервера 130 содействия определению местоположения. Часто предпочтительно и более эффективно, чтобы мобильная станция 120 принимала грубые орбитальные данные от сервера 130 содействия определению местоположения, поскольку загрузка таких данных со спутников может занять много минут. Сервер 130 содействия определению местоположения может предоставлять мобильной станции 120 грубые орбитальные данные в сообщении/файле вместе с поправочными данными. Понятно, что «поправочные данные», относящиеся к мобильной станции 120, могут быть приближением к поправке, вычисленной на сервере 130 содействия определению местоположения. В блоке 32 мобильная станция 120 формирует положения спутников в геоцентрических, связанных с Землей (ГСЗ) координатах, используя свою копию грубых орбитальных данных. Положения спутников, вычисленные на основании грубых орбитальных данных и представленные в стандартной системе координат, например в геоцентрических, связанных с Землей координатах, обозначены PosAlm (в данном случае нижний индекс «Alm», который символизирует «альманах», используется в качестве примера грубых орбитальных данных). В блоке 33 мобильная станция 120 принимает коэффициенты одного или нескольких рядов математических функций от сервера 130 содействия определению местоположения. В блоке 34 мобильная станция 120 восстанавливает пространственные поправочные данные по грубым орбитальным данным для времени применимости (например, текущего времени) путем оценивания математических функций для текущего времени с использованием принятых коэффициентов. В блоке 35 мобильная станция 120 преобразует пространственные поправки, найденные в блоке 34, из системы координат (например, системы 23 координат (Ra, At, Xt) из фигуры 2) в геоцентрические, связанные с Землей координаты. Преобразованные поправки обозначены PosCor. После этого в блоке 36 мобильная станция 120 вычисляет местоположения (PosSat) спутников в геоцентрических, связанных с Землей координатах путем вычисления PosSat=PosAlm+PosCor. В блоке 37 мобильная станция 120 выполняет такие же операции, что и в блоках 34 и 36, для определения точной ошибки часов. Понятно, что операции мобильной станции могут осуществляться в порядке, отличающемся от описанного выше, и также могут выполняться дополнительные операции. Например, в блоке 36 вместо вычисления PosSat=PosAlm+PosCor может выбираться применение PosCor в пространстве расстояний, RSat=RAlm+RCor, где R представляет собой вычисленное расстояние от мобильной станции 120 до спутника.At block 31, the mobile station 120 receives coarse orbital data (eg, almanac data) from satellites within sight or from a location assistance server 130. It is often preferable and more efficient that the mobile station 120 receives coarse orbital data from the location assistance server 130, since downloading such data from satellites can take many minutes. The location assistance server 130 may provide the coarse orbital data in the message / file with the correction data to the mobile station 120. It will be appreciated that the “correction data” related to the mobile station 120 may be an approximation to the correction calculated on the location assistance server 130. At block 32, the mobile station 120 generates satellite positions in geocentric Earth-related (DSS) coordinates using its copy of the rough orbital data. The satellite positions calculated on the basis of rough orbital data and presented in a standard coordinate system, for example, in geocentric, Earth-related coordinates, are denoted by Pos Alm (in this case, the subscript “Alm”, which symbolizes the “almanac”, is used as an example of rough orbital data). At block 33, the mobile station 120 receives the coefficients of one or more series of mathematical functions from the location assistance server 130. At block 34, the mobile station 120 reconstructs the spatial correction data from the rough orbital data for the applicability time (eg, current time) by evaluating the mathematical functions for the current time using the received coefficients. In block 35, the mobile station 120 converts the spatial corrections found in block 34 from a coordinate system (for example, coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ) from Figure 2) to geocentric, Earth-related coordinates. Converted amendments are indicated by Pos Cor . After that, in block 36, the mobile station 120 calculates the locations (Pos Sat ) of the satellites in geocentric Earth-related coordinates by calculating Pos Sat = Pos Alm + Pos Cor . In block 37, the mobile station 120 performs the same operations as in blocks 34 and 36 to determine the exact error of the clock. It is understood that the operations of the mobile station may be carried out in a manner different from that described above, and additional operations may also be performed. For example, in block 36, instead of calculating Pos Sat = Pos Alm + Pos Cor , the application of Pos Cor in the distance space, R Sat = R Alm + R Cor , where R is the calculated distance from the mobile station 120 to the satellite, can be selected.

На фигуре 4 показан пример операций, выполняемых сервером 130 содействия определению местоположения. Отметим, что процессы, показанные на фигуре 4, могут выполняться логическими схемами обработки информации, которые могут включать в себя программное обеспечение, аппаратное обеспечение или сочетание обоих. Сервер 130 содействия определению местоположения вычисляет полиномиальные коэффициенты, которые описывают поправочные данные, при выполнении последующих операций.4 shows an example of operations performed by the location assistance server 130. Note that the processes shown in FIG. 4 may be performed by information processing logic, which may include software, hardware, or a combination of both. The location assistance server 130 calculates polynomial coefficients that describe the correction data during subsequent operations.

В блоке 410 сервер 130 содействия определению местоположения получает точные орбитальные данные для орбит спутников и ошибки часов, например, из широковещательных сигналов спутников или от внешнего провайдера данных. Точные орбитальные данные являются достоверными в течение определенного периода достоверности. В блоке 420 сервер 130 содействия определению местоположения получает грубые орбитальные данные в формате, поддерживаемом конкретной спутниковой навигационной системой. В блоке 430 сервер 130 содействия определению местоположения определяет, разделить ли период достоверности на несколько N-часовых временных интервалов годности или использовать весь период достоверности в качестве одного временного интервала годности. В данном случае временным интервалом годности называется период времени, для которого полиномиальные коэффициенты вычисляются, чтобы описать поправочные данные этого периода времени. Примером временного интервала годности являются 4-6 ч, хотя также можно использовать другие периоды времени. Если сервер 130 содействию определению местоположения имеет точные орбитальные данные с продолжительным периодом достоверности, то сервер содействия определению местоположения может разделить точные орбитальные данные на множество временных интервалов годности для повышения точности соответствий. В блоке 440 для каждого N-часового временного интервала годности сервер 130 содействия определению местоположения выполняет операции, описанные ниже на фигуре 5, для вычисления поправочных данных и аппроксимирования их. В блоке 450 сервер 130 содействия определению местоположения передает приближение поправочных данных на мобильную станцию 120.At block 410, the location assistance server 130 obtains accurate orbital data for satellite orbits and clock errors, for example, from satellite broadcast signals or from an external data provider. Accurate orbital data are valid over a period of validity. In block 420, the location assistance server 130 receives coarse orbital data in a format supported by a particular satellite navigation system. At block 430, the location assistance server 130 determines whether to divide the validity period into several N-hour validity intervals or to use the entire validity period as one valid validity period. In this case, the expiration time interval is the time period for which polynomial coefficients are calculated to describe the correction data for this time period. An example of a shelf life is 4-6 hours, although other time periods can also be used. If the location assistance server 130 has accurate orbital data with a long validity period, then the location assistance server can divide the accurate orbital data into a plurality of validity time intervals to improve match accuracy. At block 440, for each N-hour validity interval, the location assistance server 130 performs the operations described below in FIG. 5 to calculate correction data and approximate it. At block 450, the location assistance server 130 transmits the correction data approximation to the mobile station 120.

Обратимся к фигуре 5, где в блоке 510 сервер 130 содействия определению местоположения использует точные орбитальные данные, чтобы сформировать временную последовательность положений спутников в геоцентрических, связанных с Землей (ГСЗ) координатах. Эти положения спутников обозначаются PosSat. В блоке 512 сервер 130 содействия определению местоположения использует грубые орбитальные данные, чтобы вычислить положения спутников в геоцентрических, связанных с Землей координатах. Эти положения спутников обозначаются PosAlm. В блоке 514 сервер содействия определению местоположения вычисляет векторы (PosCor) поправочных данных в геоцентрических, связанных с Землей координатах путем вычисления PosCor=PosSat-PosAlm. В блоке 516 сервер 130 содействия определению местоположения использует положение PosSat спутника для вычисления единичных векторов Ra, Xt и At в ортогональной системе 23 координат или в других системах координат, описанных выше. В блоке 518 временная последовательность составляющей коррекции по радиальной оси Ra находится путем вычисления скалярного произведения Ra Cor=PosCor ·Ra. В блоке 520 аналогичным образом вычисляются временные последовательности Xt Cor и At Cor поперечного трека и трека по направлению движения. В блоке 522 поправочные данные для ошибки часов вычисляются как CBCor=CBSat-CBAlm, где CBSat и CBAlm представляют собой поправки часов с использованием точной модели часов и грубой оценки из модели часов, соответственно.Referring to FIG. 5, in block 510, the location assistance server 130 uses accurate orbital data to form a time sequence of satellite positions in geocentric Earth-related (DSS) coordinates. These satellite positions are denoted by Pos Sat. In block 512, the location assistance server 130 uses coarse orbital data to calculate satellite positions in geocentric, Earth-related coordinates. These satellite positions are denoted by Pos Alm . At block 514, the location assistance server computes correction vector (Pos Cor ) vectors in geocentric, Earth-related coordinates by calculating Pos Cor = Pos Sat -Pos Alm . At block 516, the location assistance server 130 uses the satellite position Pos Sat to compute the unit vectors Ra , Xt, and At in the orthogonal coordinate system 23 or other coordinate systems described above. At block 518, the time sequence of the correction component along the radial axis Ra is found by calculating the scalar product Ra Cor = Pos Cor · Ra . At block 520, the time sequences Xt Cor and At Cor of the transverse track and the track in the direction of travel are likewise calculated. At block 522, the correction data for the clock error is calculated as CB Cor = CB Sat —CB Alm , where CB Sat and CB Alm are clock corrections using an accurate clock model and a rough estimate from the clock model, respectively.

В блоке 524 сервер 130 содействия определению местоположения может масштабировать и/или нормировать временную ось полиномиальной интерполяции для улучшения характеристик интерполяции. Предполагается, что в сервере 130 содействия определению местоположения и мобильной станции 120 используются одни и те же множители масштабирования и/или нормирования для правильного восстановления поправочных данных в программном обеспечении мобильной станции.At block 524, the location assistance server 130 may scale and / or normalize the time axis of the polynomial interpolation to improve interpolation characteristics. It is assumed that the location assistance server 130 and the mobile station 120 use the same scaling and / or normalization factors to correctly restore the correction data in the mobile station software.

В блоке 526 сервер 130 содействия определению местоположения находит полиномиальные коэффициенты для интерполирования поправок Ra Cor, At Cor и Xt Cor, радиальной, для трека по направлению движения и поперечного трека. Полиномиальные коэффициенты (Ra0, Ra1, … Raj) для Ra Cor выбираются так, что Ra0f0(d)+Ra1f1(d)+…+Rajfj(d) является хорошим приближением к Ra Cor, где d представляет собой точку поправочных данных и f0, f1,…fj являются интерполирующими функциями. Коэффициенты могут быть выбраны из условия минимальной среднеквадратической ошибки полиномиальных приближений Ra Cor. Сервер 130 содействия определению местоположения аналогичным образом находит полиномиальный коэффициенты для Xt Cor и At Cor так, чтобы эти коэффициенты Xt0, Xt1, Xt2, …, Xtk, At0, At1, …, Atm обеспечивали хорошие приближения к Xt Cor и At Cor. В заключение в блоке 530 сервер 130 содействия определению местоположений находит коэффициенты интерполирующих функций для коррекции CBCor ошибки часов. Понятно, что число членов-коэффициентов для представления поправок в каждом из пространственных и временном измерениях может не быть одним и тем же. Большее количество коэффициентов для измерения обычно соответствует более высокой точности при представлении поправочных данных в этом измерении.At block 526, the location assistance server 130 finds polynomial coefficients for interpolating the corrections Ra Cor , At Cor and Xt Cor , radial, for the track in the direction of travel and the transverse track. The polynomial coefficients (Ra 0 , Ra 1 , ... Ra j ) for Ra Cor are chosen so that Ra 0 f 0 (d) + Ra 1 f 1 (d) + ... + Ra j f j (d) is a good approximation to Ra Cor , where d is the correction data point and f 0 , f 1 , ... f j are interpolating functions. The coefficients can be selected from the condition of the minimum mean square error of the polynomial approximations Ra Cor . The location assistance server 130 similarly finds polynomial coefficients for Xt Cor and At Cor so that these coefficients Xt 0 , Xt 1 , Xt 2 , ..., Xt k , At 0 , At 1 , ..., At m provide good approximations to Xt Cor and At Cor . Finally, at block 530, the location assistance server 130 finds the coefficients of the interpolation functions to correct the CB Cor of the clock error. It is understood that the number of coefficient terms for representing corrections in each of the spatial and temporal dimensions may not be the same. More coefficients for a measurement usually correspond to higher accuracy when presenting correction data in that measurement.

Операции из блоков 510-530 повторяются, если имеются несколько N-часовых временных интервалов годности в течение периода достоверности. Порядок операций может отличаться от описанного выше и могут быть включены дополнительные операции.Operations from blocks 510-530 are repeated if there are several N-hour shelf life intervals during the validity period. The order of operations may differ from that described above and additional operations may be included.

Поправочные данные, формируемые сервером 130 содействия определению местоположения из фигуры 1, могут быть глобальными или локальными. Когда местоположение мобильной станции 120 полностью неизвестно или местоположение не может быть оценено с точностью нескольких сотен километров, сервер 130 содействия определению местоположения создает глобальное сообщение для мобильной станции. Для получения точных положений спутников глобальные сообщения могут посылаться на мобильные станции, расположенные на Земле где-угодно. Локальные сообщения являются более краткими, но они являются точными только в пределах радиуса в несколько сотен километров от некоторой намеченной опорной точки на поверхности Земли. Поэтому более короткие локальные сообщения могут посланы, когда заранее известно, что мобильная станция находится в пределах нескольких сотен километров. Когда местоположение мобильной станции неизвестно, на мобильную станцию могут посылаться глобальные сообщения. Различие между глобальным сообщением и локальным сообщением описывается ниже.The correction data generated by the location assistance server 130 of FIG. 1 may be global or local. When the location of the mobile station 120 is completely unknown or the location cannot be estimated with an accuracy of several hundred kilometers, the location assistance server 130 creates a global message for the mobile station. To obtain accurate satellite positions, global messages can be sent to mobile stations located on Earth anywhere. Local communications are more concise, but they are accurate only within a radius of several hundred kilometers from some intended reference point on the surface of the Earth. Therefore, shorter local messages can be sent when it is known in advance that the mobile station is within a few hundred kilometers. When the location of the mobile station is unknown, global messages may be sent to the mobile station. The difference between a global message and a local message is described below.

В глобальном сообщении центр Земли используется как начальная точка системы координат (Ra, At, Xt). Ошибки альманаха имеют четыре независимых измерения (три пространственных измерения и ошибку часов), глобальное сообщение включает в себя четыре полинома, три для соответствия ортогональным пространственным составляющим ошибки положения спутника и четвертый полином для более точного описания ошибки часов.In global communication, the center of the earth is used as the starting point of the coordinate system ( Ra , At , Xt ). Almanac errors have four independent dimensions (three spatial dimensions and a clock error), the global message includes four polynomials, three to correspond to the orthogonal spatial components of the satellite position error, and a fourth polynomial to more accurately describe the clock error.

В локальном сообщении точка на поверхности Земли используется в качестве начальной точки системы координат (Ra, At, Xt). Обычно в сервере 130 содействия определению местоположения оценка текущего местоположения мобильной станции используется в качестве начальной точки (например, местоположение мачты антенны сотовой связи, с которой мобильная станция находится на связи). Локальное сообщение содержит единственный полином, подобранный для коррекции. Одномерная коррекция включает в себя коррекцию на пространственное расстояние до спутника (также называемое псевдодальностью), а также коррекцию ошибки часов. Поскольку посылается только один полином, локальное сообщение является значительно более коротким, чем глобальное сообщение.In local communication, a point on the surface of the Earth is used as the starting point of the coordinate system ( Ra , At , Xt ). Typically, in the location assistance server 130, an estimate of the current location of the mobile station is used as a starting point (for example, the location of the mast of the cellular antenna with which the mobile station is in communication). The local message contains a single polynomial selected for correction. One-dimensional correction includes correction for the spatial distance to the satellite (also called pseudorange), as well as correction of clock errors. Since only one polynomial is sent, the local message is much shorter than the global message.

Поправка на псевдодальность вычисляется для начальной точки, которая в идеальном случае находится по возможности близко к месту, где мобильная станция фактически расположена. При условии, что мобильная станция находится от оцененной начальной точки на расстоянии в пределах около 100 км, результат позиционирования является достаточно точным. Точность медленно ухудшается по мере того, как истинное положение мобильной станции отличается больше чем на 100 км от оцененной начальной точки. Мобильная станция может определять ухудшение точности позиционирования путем сначала вычисления своего местоположения и затем сравнения местоположения с начальной точкой из поправочных данных.The pseudorange correction is calculated for the starting point, which ideally is as close as possible to the place where the mobile station is actually located. Provided that the mobile station is located at a distance of about 100 km from the estimated starting point, the positioning result is quite accurate. Accuracy is slowly deteriorating as the true position of the mobile station differs by more than 100 km from the estimated starting point. The mobile station can determine the deterioration in positioning accuracy by first calculating its location and then comparing the location with the starting point from the correction data.

Согласно другому аспекту в мобильной станции 120 из фигуры 1 может использоваться сочетание орбитальных данных для определения положений спутников и показаний часов. В некоторых вариантах мобильная станция 120 принимает орбитальные данные в реальном времени (например, эфемериды) в дополнение к поправочным данным. В случае единственного спутника мобильная станция 120 может использовать орбитальные данные в реальном времени для одного периода времени, скорректированные орбитальные данные (которые содержат поправочные данные, применяемые к грубым орбитальным данным) для другого периода времени и сочетание (например, взвешенное среднее) обоих данных для еще одного периода времени. Для определения своего местоположения по нескольким спутникам на мобильной станции 120 могут использоваться орбитальные данные в реальном времени для одного спутника, скорректированные орбитальные данные для другого спутника и сочетание обоих данных для еще одного спутника. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные сочетания, описанные выше, являются только иллюстративными. Любое сочетание, по времени или различных спутников, орбитальных данных в реальном времени и скорректированных орбитальных данных может быть использовано мобильной станцией 120.According to another aspect, a combination of orbital data may be used in the mobile station 120 of FIG. 1 to determine satellite positions and clock readings. In some embodiments, the mobile station 120 receives real-time orbital data (eg, ephemeris) in addition to the correction data. In the case of a single satellite, mobile station 120 may use real-time orbital data for one time period, adjusted orbital data (which contains correction data applied to rough orbital data) for another time period, and a combination (e.g., weighted average) of both data for one time period. Real-time orbital data for one satellite, adjusted orbital data for another satellite, and a combination of both data for another satellite can be used to determine their location across multiple satellites at mobile station 120. One skilled in the art will appreciate that the various combinations described above are only illustrative. Any combination of time or various satellites, real-time orbital data and adjusted orbital data may be used by mobile station 120.

Согласно одному аспекту мобильная станция 120 может использовать декодированные орбитальные данные в реальном времени со спутников всякий раз, когда орбитальные данные в реальном времени являются доступными. Орбитальные данные в реальном времени обычно являются более точными, чем более ранние спрогнозированные орбитальные данные, которые могут постепенно ухудшаться на протяжении периода времени. Поэтому скорректированные орбитальные данные, которые аппроксимируют спрогнозированные орбитальные данные, также постепенно ухудшаются со временем. Кроме того, орбитальные данные реального времени могут содержать новую информацию о спутниках, неизвестную во время выполнения прогнозов (например, информацию о «здоровье» и целостности спутника). Однако иногда орбитальные данные в реальном времени недоступны для мобильной станции 120 вследствие отсутствия прямой видимости, затенения или других проблем приема, которые препятствуют мобильной станции 120 принимать спутниковые широковещательные передачи. Когда орбитальные данные в реальном времени недоступны, мобильная станция 120 может переключиться на поправочные данные, описанные выше на фигурах 2-5 выше, для определения местоположения спутников. Поэтому в зависимости от доступности орбитальных данных в реальном времени мобильная станция 120 может использовать скорректированные орбитальные данные для одного периода времени и орбитальные данные реального времени для другого периода времени. Для определения своего собственного положения в любой момент времени мобильная станция 120 может использовать скорректированные орбитальные данные от одного или нескольких спутников и орбитальные данные в реальном времени от одного или нескольких других спутников.In one aspect, the mobile station 120 may use real-time decoded orbital data from satellites whenever real-time orbital data is available. Real-time orbital data is usually more accurate than earlier predicted orbital data, which may gradually degrade over time. Therefore, the corrected orbital data, which approximate the predicted orbital data, also gradually deteriorate over time. In addition, real-time orbital data may contain new satellite information unknown during the execution of forecasts (for example, information about the "health" and integrity of the satellite). However, sometimes real-time orbital data is not available to the mobile station 120 due to the lack of line of sight, shadowing, or other reception problems that prevent the mobile station 120 from receiving satellite broadcasts. When real-time orbital data is not available, mobile station 120 may switch to the correction data described above in FIGS. 2-5 above to determine the location of satellites. Therefore, depending on the availability of real-time orbital data, mobile station 120 may use adjusted orbital data for one time period and real-time orbital data for another time period. To determine its own position at any time, the mobile station 120 may use the corrected orbital data from one or more satellites and real-time orbital data from one or more other satellites.

В предшествующем абзаце описан случай, когда скорректированные орбитальные данные могли быть заменены доступными орбитальный данными в реальном времени для продления достоверности орбитальных данных в реальном времени. Например, после того как эфемериды не будут больше достоверными (+/- 2 ч от эпохи эфемерид), мобильная станция 120 может переключиться обратно на скорректированные орбитальные данные. В качестве варианта орбитальные данные в реальном времени из раннего периода времени могут использоваться для повышения точности скорректированных орбитальных данных. Например, мобильная станция 120 может использовать орбитальные данные в реальном времени для определения степени изменения параметром, применяемого для будущего периода времени скорректированных орбитальных данных, которые можно использовать, когда орбитальные данные реального времени являются недоступными (или несостоятельными). Это особенно полезно для часов спутников, поскольку метка времени часов не является столь предсказуемой, как траектория спутника. В простом случае скорректированные показания часов искусственного спутника можно оценивать при сравнении с широковещательными параметрами часов спутника в реальном времени (например, из подкадра 1 навигации на основе глобальной системы позиционирования), чтобы определять степень изменения показаний скорректированных часов. Изменение параметров (например, включающее в себя дифференциальный сдвиг и наклон) можно применять к скорректированной информации о показаниях часов для использования в случае, когда показание часов в реальном времени недоступно. В более сложном случае изменение параметров может быть осуществлено для всех скорректированных орбитальных данных, включая положения спутников в трех пространственных измерения и показания часов спутников.The preceding paragraph describes the case where the adjusted orbital data could be replaced by available orbital data in real time to extend the reliability of orbital data in real time. For example, after the ephemeris is no longer reliable (+/- 2 hours from the ephemeris era), the mobile station 120 may switch back to the corrected orbital data. Alternatively, real-time orbital data from an early time period can be used to improve the accuracy of the corrected orbital data. For example, the mobile station 120 may use real-time orbital data to determine the degree to which a parameter changes for a future time period of the corrected orbital data that can be used when the real-time orbital data is unavailable (or insolvent). This is especially useful for satellite watches, since the time stamp of the clock is not as predictable as the satellite trajectory. In the simple case, the corrected clock readings of the artificial satellite can be estimated by comparing with the broadcast parameters of the satellite clock in real time (for example, from the navigation subframe 1 based on the global positioning system) to determine the degree of change in the readings of the adjusted clocks. Changing the parameters (for example, including differential shift and slope) can be applied to the corrected information about the clock for use when the clock is not available in real time. In a more complex case, a change in parameters can be made for all corrected orbital data, including the positions of the satellites in three spatial dimensions and the clock of the satellites.

Кроме того, орбитальные данные в реальном времени и спрогнозированные орбитальные данные можно взвешивать в соответствии с их точными оценками. Мобильная станция 120 может соответствующим образом взвешивать имеющиеся результаты спутниковых измерений в решении для своего положения и учитывать ухудшающуюся точность спрогнозированных данных. Оценки точности для орбитальных данных в реальном времени и спрогнозированных орбитальных данных известны как «оценка ошибки точных или краткосрочных спрогнозированных данных» и «оценка ошибки долгосрочных спрогнозированных данных», соответственно. Например, альманах содержит оценку неопределенности в виде пользовательской ошибки дальности (вычисленной или предоставленной сервером 130 содействия определению местоположения), а эфемериды в реальном времени содержат оценку неопределенности в виде пользовательской точности дальности (предоставляемой, например, сегментом управления и контроля глобальной системы позиционирования). Пользовательская точность дальности (URA) обычно составляет пару метров, а пользовательская ошибка дальности (URE) может составлять десятки метров после пары дней. Например, обе оценки ошибок могут быть использованы в качестве весов в модели взвешенных наименьших квадратов. Веса можно вычислять как: W(краткосрочной спрогнозированной орбиты)=1/URA2 и Wдолгосрочной спрогнозированной орбиты)=1/URE2.In addition, real-time orbital data and predicted orbital data can be weighted according to their accurate estimates. The mobile station 120 may appropriately weight the available satellite measurement results in a solution for its position and take into account the deteriorating accuracy of the predicted data. Accuracy estimates for real-time orbital data and predicted orbital data are known as “estimating the error of accurate or short-term predicted data” and “estimating the error of long-term predicted data”, respectively. For example, the almanac contains an estimate of the uncertainty in the form of a user range error (calculated or provided by the location assistance server 130), and the real-time ephemeris contains an estimate of the uncertainty in the form of a user range accuracy (provided, for example, by the control and monitoring segment of the global positioning system). User range accuracy (URA) is usually a couple of meters, and user range error (URE) can be tens of meters after a couple of days. For example, both error estimates can be used as weights in a weighted least squares model. Weights can be calculated as: W (short-term predicted orbit) = 1 / URA 2 and W long-term predicted orbit) = 1 / URE 2 .

В частности, результаты спутниковых измерений с меньшими ошибками положений спутников (представленные URA в приведенном выше примере) взвешиваются с более высоким весом, чем результаты спутниковых измерений с большими ошибками спрогнозированных положений спутников (представленные URE в приведенном выше примере). Результаты спутниковых измерений применительно к решению для положения, скорости, времени или любому сочетанию из решения для положения/скорости/времени можно взвешивать. Взвешенное решение для положения/скорости/времени можно вычислять на основании результатов спутниковых измерений с помощью модели взвешенных наименьших квадратов или фильтра Калмана, или любого другого линейного, линеаризованного или нелинейного метода оценивания.In particular, satellite measurements with smaller satellite position errors (represented by the URA in the above example) are weighted with a higher weight than satellite results with larger satellite position errors (represented by the URE in the above example). Satellite measurement results for a position, speed, time solution, or any combination of a position / speed / time solution can be weighted. A weighted position / speed / time solution can be calculated based on satellite measurements using a weighted least squares model or Kalman filter, or any other linear, linearized or non-linear estimation method.

Чтобы вычислить суммарную ошибку результатов измерений, во время вычислений положения/скорости/времени на мобильной станции 120 оценки ошибок позиционирования спутников (эфемериды реального времени (пользовательские точности дальности) или спрогнозированные орбитальные ошибки (пользовательские ошибки дальности) комбинируются с измеренными ошибками псевдодальностей (обусловленными уровнем сигнала, атмосферой, квантованием, преобразованием радиочастотного сигнала в цифровую форму и т.д.). Иначе говоря, суммарная ошибка псевдодальности на мобильной станции 120: дисперсия суммарной ошибки измерения = дисперсия ошибки позиционирования спутника + дисперсия ошибки измерения.To calculate the total error of the measurement results, during position / speed / time calculations at the mobile station 120, estimates of satellite positioning errors (real-time ephemeris (user range accuracy) or predicted orbital errors (user range error) are combined with measured pseudorange errors (due to signal level , atmosphere, quantization, conversion of the radio frequency signal into digital form, etc.) In other words, the total pseudorange error and the mobile station 120, the variance of the total measurement error = error variance satellite positioning + variance measurement errors.

Кроме того, когда на мобильной станции 120 набор информации об орбитах в реальном времени и спрогнозированных орбитах от нескольких спутников используется для определения ее собственного местоположения, дополнительный результат спутникового измерения можно использовать, чтобы находить решение для спрогнозированной погрешности часов спутников. Этот дополнительный результат спутникового измерения может представлять собой орбитальные данные в реальном времени для спутника и может быть использован для оценивания спрогнозированной погрешности часов того же самого спутника. В качестве варианта дополнительный результат спутникового измерения может представлять собой орбитальные данные в реальном времени для первого спутника и может быть использован для оценивания спрогнозированной погрешности часов второго спутника. Спрогнозированная погрешность часов может быть удалена из показания корректируемых часов для повышения точности показания корректируемых часов, вычисленной на мобильной станции. Таким образом орбитальные данные в реальном времени и поправочные данные часов спутников могут быть использованы для осуществления изменения в реальном времени информации о спрогнозированном показании часов спутников.In addition, when at the mobile station 120, a set of real-time orbit information and predicted orbits from several satellites is used to determine its own location, an additional satellite measurement result can be used to find a solution for the predicted satellite clock error. This additional satellite measurement result can be real-time orbital data for a satellite and can be used to estimate the predicted clock error of the same satellite. Alternatively, the additional satellite measurement result can be real-time orbital data for the first satellite and can be used to estimate the predicted clock error of the second satellite. The predicted clock error can be removed from the readings of the corrected hours to increase the accuracy of the readings of the corrected hours calculated at the mobile station. Thus, real-time orbital data and satellite clock correction data can be used to make real-time changes to information about the predicted satellite clock readings.

Поскольку спрогнозированное показание часов спутника ухудшается быстрее, чем спрогнозированные положения спутника, дополнительный результат спутникового измерения может быть использован совместно со спрогнозированными положениями спутника для вычисления спрогнозированных погрешностей часов спутника и осуществления изменений в спрогнозированных показаниях часов для использования в будущем. Аналогичным образом, если текущие орбитальные данные в реальном времени доступны для по меньшей мере одного дополнительного спутника в пределах видимости, то эти данные в реальном времени можно использовать совместно с результатами измерений псевдодальности этого спутника и скорости изменения дальности для вычисления спрогнозированной погрешности спутниковых часов другого спутника в пределах видимости. Для двумерной оценки положения (имеются некоторые сведения об угловой высоте) необходимы по меньшей мере четыре спутника в пределах видимости для оценивания спрогнозированной погрешности спутниковых часов для одного спутника. Для трехмерной оценки положения необходимы по меньшей мере пять спутников в пределах видимости для оценивания спрогнозированной погрешности спутниковых часов для одного спутника. Каждый дополнительный спутник можно использовать для оценивания еще одной спрогнозированной погрешности спутниковых часов. Например, в трехмерном случае (с четырьмя неизвестными), если доступны результаты измерений от 7 спутников, прогнозируемые погрешности спутниковых часов можно оценивать для трех спутников.Because the predicted satellite clock reading deteriorates faster than the predicted satellite position, an additional satellite measurement result can be used in conjunction with the predicted satellite position to calculate the predicted satellite clock errors and make changes to the predicted clock readings for future use. Similarly, if the current real-time orbital data is available for at least one additional satellite within sight, then this real-time data can be used together with the results of measurements of the pseudorange of this satellite and the rate of change of range to calculate the predicted error of the satellite clock of another satellite in limits of visibility. For a two-dimensional position estimate (there is some information about the angular height), at least four satellites are needed within sight to estimate the predicted satellite clock error for one satellite. For a three-dimensional position estimate, at least five satellites are needed within sight to estimate the predicted satellite clock error for one satellite. Each additional satellite can be used to estimate another predicted error of the satellite clock. For example, in the three-dimensional case (with four unknowns), if measurement results from 7 satellites are available, the predicted errors of satellite clocks can be estimated for three satellites.

На фигуре 6А показан пример структурной схемы сервера 130 содействия определению местоположения из фигуры 1. Сервер 130 содействия определению местоположений включает в себя запоминающее устройство 604 и процессор 605. Сервер 130 содействия определению местоположения также включает в себя защищенный интерфейс 61 для защищенного приема спрогнозированных орбитальных данных от внешнего провайдера данных, интерфейс 62 приемника для приема широковещательных данных (например, альманаха), а также информации, передаваемой по сети (например, спрогнозированных орбитальных данных), и интерфейс 65 передатчика для передачи коэффициентов на мобильную станцию 120, предназначенных для определения прогнозируемых орбитальных данных спутника. Интерфейс 65 передатчика может передавать коэффициенты по проводным и беспроводным сетям, через широковещательное средство или любое подходящее средство передачи данных.Figure 6A shows an example structural diagram of the location assistance server 130 of Figure 1. Location assistance server 130 includes a storage device 604 and processor 605. Location assistance server 130 also includes a secure interface 61 for securely receiving predicted orbital data from an external data provider, a receiver interface 62 for receiving broadcast data (e.g., an almanac), as well as information transmitted over the network (e.g., a forecast orbital data), and a transmitter interface 65 for transmitting coefficients to mobile station 120 for determining predicted satellite orbital data. The transmitter interface 65 may transmit coefficients over wired and wireless networks, via broadcast means, or any suitable means of transmitting data.

В одном варианте сервер 130 содействия определению местоположения также может включать в себя блок 63 коррекции для вычисления разностей («поправки») между грубыми орбитальными данными и спрогнозированными орбитальными данными. Сервер 130 содействия определению местоположения также может включать в себя аппроксимирующий блок 64 для вычисления приближения поправки с использованием системы координат, которая выбирается так, чтобы изменение поправки было по существу плавным с течение времени (например, системы 23 координат (Ra, At, Xt) из фигуры 2). В одном варианте приближение вычисляется путем интерполирования точек поправочных данных с использованием одной или нескольких математических функций низшего порядка. Кодирующий блок 610 кодирует приближение для передачи на мобильную станцию 120.In one embodiment, the location assistance server 130 may also include a correction unit 63 for calculating the differences (“corrections”) between the rough orbital data and the predicted orbital data. The location assistance server 130 may also include an approximation unit 64 for calculating the approximation of the correction using a coordinate system that is selected so that the change in the correction is substantially smooth over time (for example, a coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ) from figures 2). In one embodiment, the approximation is calculated by interpolating the correction data points using one or more lower order mathematical functions. The coding unit 610 encodes the approximation for transmission to the mobile station 120.

На фигуре 6В представлен пример структурной схемы компонентов мобильной станции 120. Мобильная станция 120 включает в себя запоминающее устройство 608 и процессор 609. Мобильная станция 120 также включает в себя интерфейс 66 приемника для приема последовательностей коэффициентов от сервера 130 содействия определению местоположения. Интерфейс 66 приемника также принимает грубые орбитальные данные и/или орбитальные данные в реальном времени, например альманах, эфемериды и/или другую информацию о положении и метке времени спутника, от спутниковых широковещательных станций, от сервера 130 содействия определению местоположения или от других источников данных. Интерфейс 66 приемника может принимать коэффициенты по проводным и беспроводным сетям, через широковещательное средство или любое подходящее средство передачи данных. Мобильная станция 120 включает в себя декодирующий блок 620 для декодирования последовательностей коэффициентов, посылаемых с сервера 130 содействия определению местоположения. В одном варианте мобильная станция 120 может включать в себя оценивающий блок 602, преобразующий блок 68 и восстанавливающий блок 67. Оценивающий блок 602 оценивает математические функции, используя коэффициенты и время применимости (например, текущее время). Преобразующий блок 68 преобразует оцененный результат из системы координат, используемой сервером 130 содействия определению местоположения (например, из системы 23 координат (Ra, At, Xt) из фигуры 2), в геоцентрическую, связанную с Землей систему координат. Затем восстанавливающий блок 67 восстанавливает спрогнозированные орбитальные данные путем применения результата преобразования к грубым орбитальным данным.6B shows an example block diagram of components of a mobile station 120. The mobile station 120 includes a storage device 608 and a processor 609. The mobile station 120 also includes a receiver interface 66 for receiving coefficient sequences from the location assistance server 130. The receiver interface 66 also receives coarse orbital data and / or orbital data in real time, such as almanacs, ephemeris and / or other satellite position and timestamp information, from satellite broadcast stations, from a location assistance server 130, or from other data sources. The receiver interface 66 may receive coefficients over wired and wireless networks, via broadcast means, or any suitable means of transmitting data. The mobile station 120 includes a decoding unit 620 for decoding sequences of coefficients sent from the location assistance server 130. In one embodiment, the mobile station 120 may include an evaluation unit 602, a conversion unit 68, and a recovery unit 67. The evaluation unit 602 evaluates the mathematical functions using coefficients and applicability time (eg, current time). Transform unit 68 converts the estimated result from the coordinate system used by the location assistance server 130 (for example, from the coordinate system 23 ( Ra , At , Xt ) of FIG. 2) into a geocentric, Earth-related coordinate system. Then, the recovery unit 67 restores the predicted orbital data by applying the conversion result to the rough orbital data.

В зависимости от применения методики, описанные в настоящей заявке, могут быть реализованы различными средствами. Например, указанные выше компоненты сервера 130 содействия определению местоположения и мобильной станции 120 могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, микропрограммных средствах, программном обеспечении или в сочетании из них. В случае реализации в аппаратном обеспечении блоки обработки могут быть реализованы в рамках одной или нескольких специализированных интегральных схем (ASIC), процессоров для цифровой обработки сигналов (DSP), устройств для цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), логических микросхем (FPGA), программируемых в условиях эксплуатации, процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, электронных устройств, других электронных блоков, предназначенных для выполнения функций, описанных в настоящей заявке, или сочетаний из них.Depending on the application, the techniques described in this application can be implemented by various means. For example, the above components of the location assistance server 130 and the mobile station 120 may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof. If implemented in hardware, the processing units can be implemented within one or more specialized integrated circuits (ASICs), processors for digital signal processing (DSP), devices for digital signal processing (DSPD), programmable logic devices (PLD), logic circuits (FPGA), programmable in the field, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described in this application, or combinations of them.

В случае реализации микропрограммными средствами или программным обеспечением методики могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и т.д.), которые выполняют функции, описанные выше. Любой машиночитаемый носитель, реально заключающий в себе команды, может быть использован при реализации методик, описанных в настоящей заявке. Например, снова обратимся к фигурам 6А и 6В, где коды программного обеспечения могут сохраняться в запоминающем устройстве (например, запоминающем устройстве 604 сервера 130 обеспечения содействия определению местоположения и запоминающем устройстве 608 мобильной станции 120) и выполняться процессором (например, процессором 605 сервера 130 содействия определению местоположения и процессором 608 мобильной станции 120). Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или как внешнее по отношению к процессору. Использованный в настоящей заявке термин «запоминающее устройство» относится к долговременному, кратковременному, энергозависимому, энергонезависимому или другому запоминающему устройству любого типа и не ограничен никаким конкретным типом запоминающего устройства или числом запоминающих устройств или типом среды, на основе которой запоминающее устройство реализуется.If implemented by firmware or software, the techniques may be implemented by modules (e.g., procedures, functions, etc.) that perform the functions described above. Any machine-readable medium that actually contains commands can be used to implement the techniques described in this application. For example, referring again to FIGS. 6A and 6B, where software codes can be stored in a storage device (e.g., storage device 604 of location assistance assistance server 130 and storage device 608 of mobile station 120) and executed by a processor (e.g., processor 605 of assistance server 130 location and processor 608 of mobile station 120). The storage device may be implemented in the processor or as external to the processor. As used herein, the term “storage device” refers to long-term, short-term, volatile, non-volatile, or other type of storage device of any type and is not limited to any particular type of storage device or the number of storage devices or the type of medium on which the storage device is based.

Способ и устройство, описанные в настоящей заявке, могут быть использованы совместно с различными спутниковыми системами позиционирования (SPS) или глобальной навигационной спутниковой системой (GNSS), такими как, но без ограничения ими, глобальная система позиционирования США, российская система «ГЛОНАСС», европейская система «Галилео», любая система, в которой используются спутники из сочетания спутниковых систем, или любая спутниковая система, которая будет разработана в будущем. Кроме того, раскрытые способ и устройство могут быть использованы совместно с системами определения местоположения, в которых используются псевдолиты или сочетание спутников и псевдолитов. Псевдолиты представляют собой наземные передатчики, которые передают псевдослучайный код или другой код дальности (такой же, как в глобальной системе позиционирования, или сотовый сигнал системы многостанционного доступа с кодовым разделением (CDMA)), модулированный на несущем сигнале L-диапазона (или на другой частоте), который может быть синхронизирован со временем глобальной системы позиционирования. Каждому такому передатчику можно назначать уникальный псевдослучайный код с тем, чтобы обеспечивать идентификацию удаленным приемником. Псевдолиты являются полезными в ситуациях, когда сигналы глобальной системы позиционирования от обращающихся по орбите спутников могут быть недоступными, например в туннелях, шахтах, зданиях, городских теснинах и на других закрытых участках. Другая реализация псевдолитов известна как радиомаяки. Термин «спутник», использованный в настоящей заявке, предполагается включающим в себя псевдолиты, эквиваленты псевдолитов и по возможности другие. Термин «сигналы глобальной системы позиционирования», использованный в настоящей заявке, предполагается включающим в себя сигналы от псевдолитов или эквивалентов псевдолитов, аналогичные сигналам глобальной системы позиционирования.The method and device described in this application can be used in conjunction with various satellite positioning systems (SPS) or global navigation satellite system (GNSS), such as, but not limited to, the global positioning system of the United States, the Russian GLONASS system, European Galileo system, any system that uses satellites from a combination of satellite systems, or any satellite system that will be developed in the future. In addition, the disclosed method and apparatus can be used in conjunction with positioning systems that use pseudoliths or a combination of satellites and pseudoliths. Pseudo-latches are terrestrial transmitters that transmit a pseudo-random code or another range code (the same as in the global positioning system, or a cellular signal of a code division multiple access system (CDMA)), modulated on an L-band carrier signal (or on a different frequency ), which can be synchronized with the time of the global positioning system. Each such transmitter can be assigned a unique pseudo-random code in order to provide identification by the remote receiver. Pseudoliths are useful in situations where the signals of the global positioning system from orbiting satellites may be unavailable, for example, in tunnels, mines, buildings, urban gorges and other closed areas. Another implementation of pseudoliths is known as beacons. The term "satellite" used in this application is intended to include pseudoliths, equivalents of pseudoliths, and possibly others. The term "global positioning system signals" used in this application is intended to include signals from pseudoliths or pseudolith equivalents similar to signals of a global positioning system.

Способы определения положения, описанные в настоящей заявке, могут быть использованы применительно к различным беспроводным сетям связи, таким как беспроводная региональная сеть (WWAN), беспроводная локальная сеть (WLAN), беспроводная персональная сеть (WPAN) и т.д. Термины «сеть» и «система» часто используются на равных основаниях. Беспроводная региональная сеть (WWAN) может быть сетью многостанционного доступа с кодовым разделением (CDMA), сетью многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), сетью многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), сетью многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), сетью многостанционного доступа с частотным разделением каналов на одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Сетью многостанционного доступа с кодовым разделением (CDMA) может реализовываться одна или несколько технологий радиодоступа (RAT), таких как многостанционный доступ с кодовым разделением третьего поколения (CDMA-2000), широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением (W-CDMA) и т.д. Многостанционный доступ с кодовым разделением третьего поколения (CDMA-2000) охватывает временные стандарты IS-95, IS-2000 и IS-856. Сетью многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA) может реализовываться глобальная система подвижной связи (GSM), цифровая модификация усовершенствованной системы мобильной телефонной связи (D-AMPS) или некоторые другие технологии радиодоступа. Глобальная система подвижной связи (GSM) и система широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением (W-CDMA) описаны в документах консорциума под названием “3rd generation partnership project” (3GPP). Система многостанционного доступа с кодовым разделением третьего поколения (CDMA-2000) описана в документах консорциума под названием “3rd generation partnership project 2” (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 являются общедоступными. Беспроводная локальная сеть (WLAN) может быть сетью IEEE 802.11x, а беспроводная персональная сеть (WPAN) может быть сетью Bluetooth (по технологии беспроводного обмена данными между разнообразными устройствами), IEEE 802.15x, или некоторого другого типа. Способы также могут использоваться применительно к любому сочетанию из беспроводной региональной сети (WWAN), беспроводной локальной сеть (WLAN) и/или беспроводной персональной сети (WPAN).The positioning methods described in this application can be used for various wireless communication networks, such as a wireless regional area network (WWAN), a wireless local area network (WLAN), a wireless personal area network (WPAN), etc. The terms “network” and “system” are often used on an equal footing. A wireless regional area network (WWAN) can be a code division multiple access (CDMA) network, a time division multiple access network (TDMA), a frequency division multiple access network (FDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) network ), a single-carrier frequency division multiple access network (SC-FDMA), etc. A code division multiple access (CDMA) network may implement one or more radio access technologies (RAT), such as third generation code division multiple access (CDMA-2000), code division multiple access (W-CDMA), etc. . Third Generation Code Division Multiple Access (CDMA-2000) covers the IS-95, IS-2000, and IS-856 time standards. A time division multiple access (TDMA) network may implement a global mobile communications system (GSM), a digital modification of an advanced mobile telephone system (D-AMPS), or some other radio access technology. The Global System for Mobile Communications (GSM) and Code Division Broadband Multiple Access (W-CDMA) are described in consortium documents called “3rd generation partnership project” (3GPP). The third generation code division multiple access system (CDMA-2000) is described in the consortium’s documents as “3rd generation partnership project 2” (3GPP2). 3GPP and 3GPP2 documents are publicly available. A wireless local area network (WLAN) can be an IEEE 802.11x network, and a wireless personal area network (WPAN) can be a Bluetooth network (using technology for wireless data exchange between various devices), IEEE 802.15x, or some other type. The methods can also be applied to any combination of a wireless regional area network (WWAN), a wireless local area network (WLAN) and / or a wireless personal area network (WPAN).

Хотя настоящее изобретение было описано с обращением к конкретным примерам особенностей, очевидно, что различные модификации и изменения могут быть сделаны к этим особенностям без отступления от широкой сущности и объема изобретения, изложенных в формуле изобретения. Поэтому описание и чертежи должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничивающие.Although the present invention has been described with reference to specific examples of features, it is obvious that various modifications and changes can be made to these features without departing from the broad essence and scope of the invention set forth in the claims. Therefore, the description and drawings should be considered as illustrative and not restrictive.

Claims (74)

1. Способ содействия мобильной станции в получении орбитальной информации спутника, содержащей этапы, на которых:
вычисляют поправку с помощью процессора сервера между первыми орбитальными данными спутника и вторыми орбитальными данными спутника, причем вторые орбитальные данные спутника являются более точными, чем первые орбитальные данные спутника; и
преобразуют пространственные составляющие поправки из первой системы координат во вторую систему координат с использованием процессора сервера, причем вторую систему координат выбирают так, что изменение поправки во второй системе координат является по существу плавным с течением времени, и передают поправку, закодированную во второй системе координат из сервера на мобильную станцию для обеспечения возможности мобильной станции оценивать более точные орбитальные данные для спутника посредством применения поправки к первым орбитальным данным спутника, сохраненным на мобильной станции, причем поправка, закодированная во второй системе координат, представлена одним или более полиномов.
1. A method of assisting a mobile station in acquiring satellite orbital information comprising the steps of:
calculating a correction by the server processor between the first satellite orbital data and the second satellite orbital data, the second satellite orbital data being more accurate than the first satellite orbital data; and
converting the spatial components of the correction from the first coordinate system to the second coordinate system using the server processor, the second coordinate system being chosen so that the correction in the second coordinate system is essentially smooth over time, and transmitting the correction encoded in the second coordinate system from the server to a mobile station to enable the mobile station to estimate more accurate orbital data for the satellite by applying an amendment to the first orbital satellite data stored on the mobile station, and the correction encoded in the second coordinate system is represented by one or more polynomials.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
аппроксимируют поправку во второй системе координат, чтобы уменьшить число битов, используемых для передачи на мобильную станцию.
2. The method according to claim 1, additionally containing phase, in which:
approximate the correction in the second coordinate system to reduce the number of bits used for transmission to the mobile station.
3. Способ по п.2, в котором указанное аппроксимирование поправки содержит этап, на котором:
используют коэффициенты одного или более полиномов в качестве аппроксимированной поправки.
3. The method according to claim 2, in which said approximation of the amendment comprises the step of:
using the coefficients of one or more polynomials as an approximate correction.
4. Способ по п.1, в котором полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.4. The method according to claim 1, in which the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 5. Способ по п.1, в котором вторая система координат имеет оси, которые движутся вместе со спутником.5. The method according to claim 1, in which the second coordinate system has axes that move with the satellite. 6. Способ по п.5, в котором вторая система координат содержит радиальную ось, при этом радиальная ось является параллельной или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника.6. The method according to claim 5, in which the second coordinate system contains a radial axis, while the radial axis is parallel or coinciding with the line that connects the starting point with the estimated position of the satellite. 7. Способ по п.6, в котором вторая система координат дополнительно включает в себя ось поперечного трека, перпендикулярную к радиальной оси и направлению движения спутника.7. The method according to claim 6, in which the second coordinate system further includes an axis of the transverse track perpendicular to the radial axis and the direction of motion of the satellite. 8. Способ по п.2, в котором указанное аппроксимирование поправки содержит этапы, на которых:
используют местоположение мобильной станции в качестве начальной точки для второй системы координат; и
передают аппроксимированную поправку из серверной вычислительной платформы к мобильной станции как одномерные данные, при этом поправка включает в себя пространственное измерение, объединенное с поправкой часов.
8. The method according to claim 2, in which said approximation of the amendment comprises the steps of:
using the location of the mobile station as a starting point for a second coordinate system; and
transmitting the approximated correction from the server computing platform to the mobile station as one-dimensional data, the correction including the spatial measurement combined with the clock correction.
9. Способ по п.2, в котором указанное аппроксимирование поправки содержит этапы, на которых:
используют центр Земли в качестве начальной точки для второй системы координат; и
передают аппроксимированную поправку как четырехмерные данные, при этом поправка включает в себя три пространственных измерения второй системы координат и временное измерение для поправки часов.
9. The method according to claim 2, in which said approximation of the amendment comprises the steps of:
use the center of the earth as a starting point for a second coordinate system; and
the approximated correction is transmitted as four-dimensional data, wherein the correction includes three spatial measurements of the second coordinate system and a time measurement for correcting the clock.
10. Способ по п.1, в котором поправка по одному пространственному измерению является по существу более точной, чем по другим пространственным измерениям.10. The method according to claim 1, in which the correction in one spatial dimension is essentially more accurate than in other spatial dimensions. 11. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
получают опорное время от сервера времени; и
передают опорное время вместе с оценкой положений спутника из сервера на мобильную станцию.
11. The method according to claim 1, further comprising stages in which:
receive the reference time from the time server; and
transmit the reference time along with the evaluation of the satellite positions from the server to the mobile station.
12. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых:
повышают точность опорного времени, получаемого от сервера времени; и
приобщают опорное время к оценке положений спутника, чтобы образовать сообщение для передачи на мобильную станцию.
12. The method according to claim 11, further comprising stages in which:
increase the accuracy of the reference time received from the time server; and
the reference time is attached to the evaluation of satellite positions in order to form a message for transmission to a mobile station.
13. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
аппроксимируют поправку для метки времени спутника; и
передают аппроксимированную поправку для метки времени спутника из сервера на мобильную станцию для определения ошибки часов спутника.
13. The method according to claim 1, additionally containing stages in which:
approximate the correction for the time stamp of the satellite; and
transmit the approximate correction for the timestamp of the satellite from the server to the mobile station to determine the error of the satellite clock.
14. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают поправку на файловый хост данных для осуществления доступа мобильной станцией.
14. The method according to claim 1, additionally containing phase, in which:
transmitting the correction to the file data host for access by the mobile station.
15. Способ определения орбитальной информации спутника, содержащий этапы, на которых:
преобразуют поправку для орбитальных данных спутника из первой системы координат во вторую систему координат с помощью процессора; и применяют преобразованную поправку к первым орбитальным данным спутника с использованием процессора для оценки более точной орбитальной информации спутника, причем преобразованная поправка представлена одним или более полиномов.
15. A method for determining satellite orbital information, comprising the steps of:
converting the correction for satellite orbital data from a first coordinate system to a second coordinate system using a processor; and applying the converted correction to the first satellite orbital data using a processor to estimate more accurate satellite orbital information, the converted correction being one or more polynomials.
16. Способ по п.15, в котором поправка в первой системе координат имеет по существу плавное изменение во времени.16. The method according to clause 15, in which the correction in the first coordinate system has a substantially smooth change in time. 17. Способ по п.15, в котором поправка в первой системе координат имеет более высокую точность по одному пространственному измерению, чем по другим пространственным измерениям.17. The method according to clause 15, in which the correction in the first coordinate system has a higher accuracy in one spatial dimension than in other spatial dimensions. 18. Способ по п.15, в котором оси первой системы координат поворачиваются с движением спутника.18. The method according to clause 15, in which the axis of the first coordinate system rotates with the movement of the satellite. 19. Способ по п.15, в котором одна или более осей первой системы координат определяются положением или движением спутника.19. The method according to clause 15, in which one or more axes of the first coordinate system are determined by the position or movement of the satellite. 20. Способ по п.15, в котором преобразование и применение выполняются мобильной станцией.20. The method according to clause 15, in which the conversion and application are performed by the mobile station. 21. Способ по п.15, дополнительно содержащий этапы, на которых:
на сервере вычисляют поправку для орбитальных данных спутника, причем сервер содержит процессор; и
на сервере с использованием процессора преобразуют поправку из второй системы координат в первую систему координат.
21. The method according to clause 15, further comprising stages in which:
on the server calculate the correction for the satellite orbital data, and the server contains a processor; and
on the server using the processor, the correction is converted from the second coordinate system to the first coordinate system.
22. Способ определения орбитальной информации спутника мобильной станцией, содержащий этапы, на которых:
принимают поправку для первых орбитальных данных спутника на мобильной станции, причем первые орбитальные данные получены мобильной станцией, причем поправка представлена одним или более полиномов;
преобразуют с использованием процессора поправку, представленную одним или более полиномов из первой системы координат во вторую систему координат, при этом поправка, представленная в первой системе координат, имеет более высокую точность по одному пространственному измерению, чем по другим пространственным измерениям; и
применяют поправку к первым орбитальным данным для оценки более точной орбитальной информации спутника.
22. A method for determining satellite orbital information by a mobile station, comprising the steps of:
accepting the correction for the first satellite orbital data at the mobile station, wherein the first orbital data is received by the mobile station, wherein the correction is represented by one or more polynomials;
using the processor, convert the correction represented by one or more polynomials from the first coordinate system to the second coordinate system, while the correction presented in the first coordinate system has higher accuracy in one spatial dimension than in other spatial dimensions; and
apply the correction to the first orbital data to evaluate more accurate satellite orbital information.
23. Способ по п.22, в котором первая система координат включает в себя три ортогональные оси.23. The method of claim 22, wherein the first coordinate system includes three orthogonal axes. 24. Способ по п.22, в котором первая система координат включает в себя неортогональные оси.24. The method of claim 22, wherein the first coordinate system includes non-orthogonal axes. 25. Способ по п.22, в котором первая система координат включает в себя радиальную ось, при этом радиальная ось является параллельной или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника.25. The method according to item 22, in which the first coordinate system includes a radial axis, the radial axis being parallel or coinciding with the line that connects the starting point with the estimated position of the satellite. 26. Способ по п.25, в котором начальная точка является центром Земли.26. The method according A.25, in which the starting point is the center of the Earth. 27. Способ по п.25, в котором начальная точка представляет собой оцененное местоположение мобильной станции.27. The method according A.25, in which the starting point is the estimated location of the mobile station. 28. Способ по п.22, в котором поправку представляют коэффициентами одного или более полиномов для каждого из пространственных измерений.28. The method according to item 22, in which the amendment is represented by the coefficients of one or more polynomials for each of the spatial dimensions. 29. Способ по п.28, в котором полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.29. The method of claim 28, wherein the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 30. Способ определения орбитальной информации спутника мобильной станцией, содержащий этапы, на которых:
получают первые орбитальные данные спутника на мобильной станции из информации эфемерид, полученной из спутника;
принимают поправочные данные для первых орбитальных данных спутника на мобильной станции, причем поправочные данные представлены одним или более полиномов;
преобразуют с использованием процессора поправочные данные, представленные одним или более полиномов, из первой системы координат во вторую систему координат, при этом первую систему координат выбирают для плавного изменения поправки с течением времени; и
применяют поправочные данные к первым орбитальным данным с использованием процессора мобильной станции для оценки более точной орбитальной информации спутника.
30. A method for determining satellite orbital information by a mobile station, comprising the steps of:
receive the first orbital satellite data at the mobile station from the ephemeris information obtained from the satellite;
receiving correction data for the first satellite orbital data at the mobile station, the correction data being one or more polynomials;
using the processor, convert correction data represented by one or more polynomials from the first coordinate system to the second coordinate system, while the first coordinate system is selected to smoothly change the correction over time; and
apply correction data to the first orbital data using a mobile station processor to estimate more accurate satellite orbital information.
31. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют положение и метку времени спутника на основании поправочных данных.
31. The method according to item 30, further containing a stage on which:
determine the position and time stamp of the satellite based on the correction data.
32. Способ по п.30, в котором указанный прием поправочных данных содержит этапы, на которых:
принимают последовательность коэффициентов одного или более полиномов для по меньшей мере одной оси первой системы координат; и
оценивают с помощью процессора мобильной станции один или более полиномов, используя последовательность коэффициентов и время применимости, чтобы получить поправочные данные.
32. The method according to claim 30, wherein said receiving correction data comprises the steps of:
receiving a sequence of coefficients of one or more polynomials for at least one axis of the first coordinate system; and
evaluate one or more polynomials using a mobile station processor using a sequence of coefficients and an applicability time to obtain correction data.
33. Способ по п.32, в котором полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.33. The method according to p, in which the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 34. Способ по п.30, в котором первая система координат содержит одну или более осей, которые движутся вместе со спутником.34. The method according to item 30, in which the first coordinate system contains one or more axes that move with the satellite. 35. Способ по п.34, в котором первая система координат включает в себя радиальную ось, при этом радиальная ось является параллельной или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника.35. The method according to clause 34, in which the first coordinate system includes a radial axis, while the radial axis is parallel or coincident with the line that connects the starting point with the estimated position of the satellite. 36. Способ по п.30, в котором первая система координат дополнительно включает в себя ось поперечного трека, перпендикулярную к радиальной оси и направлению движения спутника.36. The method according to clause 30, in which the first coordinate system further includes an axis of the transverse track perpendicular to the radial axis and the direction of motion of the satellite. 37. Способ по п.30, дополнительно содержащий этапы, на которых:
используют местоположение мобильной станции в качестве начальной точки для первой системы координат; и
принимают на мобильной станции коэффициенты одного или более полиномов, при этом коэффициенты представляют одномерные данные, которые включают в себя пространственное измерение, объединенное с поправкой часов.
37. The method according to clause 30, further comprising stages in which:
using the location of the mobile station as a starting point for the first coordinate system; and
receiving the coefficients of one or more polynomials at the mobile station, the coefficients representing one-dimensional data that include a spatial measurement combined with a clock correction.
38. Способ по п.30, дополнительно содержащий этапы, на которых:
используют центр Земли в качестве начальной точки для первой системы координат; и
принимают на мобильной станции коэффициенты одного или более полиномов, при этом коэффициенты представляют четырехмерные данные, которые включают в себя три пространственные измерения первой системы координат и временное измерение для поправки часов.
38. The method according to clause 30, further comprising stages in which:
use the center of the earth as a starting point for the first coordinate system; and
the coefficients of one or more polynomials are received at the mobile station, the coefficients representing four-dimensional data, which include three spatial measurements of the first coordinate system and a time measurement for adjusting the clock.
39. Способ по п.30, в котором поправочные данные представляют в первой системе координат с более высокой точностью по одному пространственному измерению, чем по другим пространственным измерениям.39. The method according to claim 30, wherein the correction data is presented in the first coordinate system with higher accuracy in one spatial dimension than in other spatial dimensions. 40. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап, на котором:
принимают опорное время от одного из следующих: сетевого сервера времени, сервера содействия определению местоположения, сети с коммутацией пакетов данных, или из данных глобальной системы позиционирования, принятых от опорного приемника.
40. The method according to clause 30, further containing a stage in which:
receive a reference time from one of the following: a network time server, a location assistance server, a packet data network, or from global positioning system data received from a reference receiver.
41. Серверная система для формирования поправочных данных для получения орбитальной информации спутника мобильной станцией, содержащая:
корректирующий блок для вычисления поправки между первыми орбитальными данными спутника и вторыми орбитальными данными спутника, причем вторые орбитальные данные являются более точными, чем первые орбитальные данные, причем корректирующий блок дополнительно представляет пространственные составляющие поправки с использованием системы координат, имеющей оси, которые движутся вместе со спутником, причем поправка представлена одним или более полиномов, и
интерфейс передатчика для передачи поправки на мобильную станцию для обеспечения возможности мобильной станции оценивать более точные орбитальные данные для спутника посредством применения поправки к первым орбитальным данным спутника, сохраненным на мобильной станции.
41. A server system for generating correction data for obtaining satellite orbital information by a mobile station, comprising:
a correction unit for calculating a correction between the first orbital data of the satellite and the second orbital data of the satellite, the second orbital data being more accurate than the first orbital data, the correction unit additionally representing the spatial components of the correction using a coordinate system having axes that move with the satellite moreover, the amendment is represented by one or more polynomials, and
a transmitter interface for transmitting corrections to the mobile station to enable the mobile station to estimate more accurate orbital data for the satellite by applying the correction to the first satellite orbital data stored in the mobile station.
42. Серверная система по п.41, дополнительно содержащая:
аппроксимирующий блок для аппроксимирования поправки в системе координат, чтобы уменьшить число битов, необходимых для передачи на мобильную станцию.
42. The server system according to paragraph 41, further comprising:
an approximating unit for approximating a correction in a coordinate system in order to reduce the number of bits required for transmission to a mobile station.
43. Серверная система по п.41, в которой полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.43. The server system according to paragraph 41, in which the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 44. Серверная система по п.42, в которой аппроксимирующий блок использует коэффициенты одного или более полиномов для аппроксимирования поправки.44. The server system of claim 42, wherein the approximating unit uses coefficients of one or more polynomials to approximate the correction. 45. Серверная система по п.42, где серверная система связана с запоминающим устройством для данных, чтобы сохранять аппроксимированную поправку для использования мобильной станцией.45. The server system according to § 42, where the server system is associated with a storage device for data to save an approximate correction for use by a mobile station. 46. Серверная система по п.42, дополнительно содержащая:
передающий блок для передачи аппроксимированной поправки на мобильную станцию по сети.
46. The server system according to paragraph 42, further comprising:
a transmitting unit for transmitting the approximated correction to the mobile station over the network.
47. Серверная система по п.42, дополнительно содержащая:
интерфейс передатчика для широковещательной передачи аппроксимированной поправки на одно или более принимающих устройств, включая мобильную станцию.
47. The server system of claim 42, further comprising:
a transmitter interface for broadcasting the approximated correction to one or more receiving devices, including a mobile station.
48. Серверная система по п.41, в которой система координат содержит радиальную ось, параллельную линии или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника.48. The server system according to paragraph 41, in which the coordinate system contains a radial axis parallel to the line or coinciding with the line that connects the starting point with the estimated position of the satellite. 49. Серверная система по п.41, в которой корректирующий блок содержит логический узел для вычисления поправки часов для спутника.49. The server system according to paragraph 41, in which the correction unit contains a logical node for calculating the clock correction for the satellite. 50. Серверная система по п.49, в которой поправка часов является аппроксимированной одним или более коэффициентами ряда из одной или более математических функций.50. The server system of claim 49, wherein the clock correction is approximated by one or more coefficients of a series of one or more mathematical functions. 51. Серверная система по п.41, дополнительно содержащая:
интерфейс приемника для приема опорного времени от сервера времени; и
интерфейс передатчика для передачи опорного времени вместе с оценкой положений спутника на мобильную станцию.
51. The server system according to paragraph 41, further comprising:
a receiver interface for receiving a reference time from a time server; and
a transmitter interface for transmitting a reference time together with an estimate of satellite positions to a mobile station.
52. Машиночитаемый носитель, имеющий сохраненные на нем команды, исполняемые процессором на сервере для:
вычисления поправки между первыми орбитальными данными спутника и вторыми орбитальными данными спутника, причем вторые орбитальные данные являются более точными, чем первые орбитальные данные; и
преобразования пространственных составляющих поправки из первой системы координат во вторую систему координат так, что поправка во второй системе координат имеет по существу плавное изменение с течением времени, и
управления интерфейсом передатчика сервера для передачи поправки, закодированной во второй системе координат из сервера на мобильную станцию для обеспечения возможности мобильной станции оценивать более точные орбитальные данные для спутника посредством применения поправки к первыми орбитальным данным спутника, сохраненным на мобильной станции, причем поправка во второй системе координат представлена одним или более полиномов.
52. A machine-readable medium having instructions stored on it executed by a processor on a server for:
calculating corrections between the first orbital data of the satellite and the second orbital data of the satellite, the second orbital data being more accurate than the first orbital data; and
transforming the spatial components of the correction from the first coordinate system to the second coordinate system so that the correction in the second coordinate system has a substantially smooth change over time, and
controlling the server transmitter interface to transmit the correction encoded in the second coordinate system from the server to the mobile station to enable the mobile station to estimate more accurate orbital data for the satellite by applying the correction to the first satellite orbital data stored in the mobile station, the correction in the second coordinate system represented by one or more polynomials.
53. Машиночитаемый носитель по п.52, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для интерполирования поправки во второй системе координат с использованием одного или более полиномов с усеченными членами для уменьшения числа битов, необходимых для передачи на мобильную станцию.53. The computer-readable medium of claim 52, further comprising instructions executed by the processor to interpolate the correction in the second coordinate system using one or more truncated polynomials to reduce the number of bits required for transmission to the mobile station. 54. Машиночитаемый носитель по п.52, в котором вторая система координат содержит радиальную ось, параллельную линии или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника, и ось поперечного трека, перпендикулярную к радиальной оси и направлению движения спутника.54. The computer-readable medium of claim 52, wherein the second coordinate system comprises a radial axis parallel to a line or coinciding with a line that connects the starting point with the estimated position of the satellite, and the axis of the transverse track perpendicular to the radial axis and direction of movement of the satellite. 55. Машиночитаемый носитель по п.52, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для аппроксимирования поправки большим количеством коэффициентов в по меньшей мере одном пространственном измерении, чем по другим пространственным измерениям.55. The computer-readable medium of claim 52, further comprising instructions executed by the processor to approximate the correction with a larger number of coefficients in at least one spatial dimension than other spatial dimensions. 56. Машиночитаемый носитель по п.55, дополнительно содержащий команды, выполняемые процессором для:
аппроксимирования поправки с большим количеством коэффициентов в по меньшей мере одном пространственном измерении, чем в другом пространственном изменении, по меньшей мере частично посредством представления поправки с использованием коэффициентов одного или более полиномов в качестве аппроксимированной поправки.
56. The computer-readable medium of claim 55, further comprising instructions executed by the processor for:
approximating corrections with more coefficients in at least one spatial dimension than another spatial change, at least in part by presenting the correction using the coefficients of one or more polynomials as an approximated correction.
57. Машиночитаемый носитель по п.56, в котором полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.57. The computer-readable medium of claim 56, wherein the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 58. Машиночитаемый носитель по п.52, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для вычисления поправки часов для спутника.58. The computer-readable medium of claim 52, further comprising instructions executed by the processor to calculate a clock correction for the satellite. 59. Машиночитаемый носитель по п.52, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для управления интерфейсом приемника для получения опорного времени от сервера времени; и управления интерфейсом передатчика для передачи опорного времени совместно с грубой оценкой положений спутника на мобильную станцию.59. The computer-readable medium of claim 52, further comprising instructions executed by a processor to control a receiver interface to obtain a reference time from a time server; and controlling a transmitter interface for transmitting a reference time together with a rough estimate of satellite positions to a mobile station. 60. Мобильная станция для определения орбитальной информации спутника, содержащая:
интерфейс приемника для приема входных данных от сервера местоположения;
оценивающий блок для вычисления поправочных данных для первых орбитальных данных спутника, на основании входных данных от сервера местоположения, причем поправочные данные представлены одним или более полиномов;
преобразующий блок для преобразования поправочных данных, представленных одним или более полиномов из первой системы координат во вторую систему координат, при этом первая система координат выбрана для плавного изменения поправочных данных с течением времени; и
восстанавливающий блок для применения поправочных данных к первым орбитальным данным для оценки более точной орбитальной информации спутника.
60. A mobile station for determining satellite orbital information, comprising:
a receiver interface for receiving input from a location server;
an evaluation unit for calculating correction data for the first satellite orbital data based on input from a location server, the correction data being one or more polynomials;
a conversion unit for converting the correction data represented by one or more polynomials from the first coordinate system to the second coordinate system, wherein the first coordinate system is selected to smoothly change the correction data over time; and
a recovery unit for applying correction data to the first orbital data to evaluate more accurate satellite orbital information.
61. Мобильная станция по п.60, в которой оси первой системы координат включают в себя радиальную ось, при этом радиальная ось является параллельной или совпадающей с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника.61. The mobile station of claim 60, wherein the axes of the first coordinate system include a radial axis, wherein the radial axis is parallel or coincident with a line that connects the starting point with the estimated satellite position. 62. Мобильная станция по п.60, в которой восстанавливающий блок формирует по существу скорректированные орбитальные данные для оценки положения и метки времени спутника.62. The mobile station of claim 60, wherein the reconstructing unit generates substantially corrected orbital data to estimate a satellite’s position and timestamp. 63. Мобильная станция по п.60, в которой входные данные из сервера местоположения содержат один или более коэффициентов одного или более полиномов для, по меньшей мере, одной оси системы координат.63. The mobile station of claim 60, wherein the input from the location server contains one or more coefficients of one or more polynomials for at least one axis of the coordinate system. 64. Мобильная станция по п.60, в которой полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра.64. The mobile station of claim 60, wherein the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials. 65. Мобильная станция по п.63, в которой оценивающий блок содержит логический узел для оценивания одного или более полиномов с использованием одного или более коэффициентов и времени применимости для получения поправочных данных.65. The mobile station of claim 63, wherein the estimating unit comprises a logic node for evaluating one or more polynomials using one or more coefficients and applicability time to obtain correction data. 66. Мобильная станция по п.60, в которой интерфейс приемника принимает входные данные из сервера местоположения посредством передачи файла из запоминающего устройства для данных.66. The mobile station of claim 60, wherein the receiver interface receives input from a location server by transmitting a file from the data storage device. 67. Мобильная станция по п.60, в которой интерфейс приемника принимает входные данные посредством приема сообщения, передаваемого из сервера.67. The mobile station of claim 60, wherein the receiver interface receives input by receiving a message transmitted from the server. 68. Мобильная станция по п.60, в которой поправочные данные представлены в первой системе координат с более высокой точностью по одному пространственному измерению, чем по другим пространственным измерениям.68. The mobile station of claim 60, wherein the correction data is presented in the first coordinate system with higher accuracy in one spatial dimension than in other spatial dimensions. 69. Машиночитаемый носитель, имеющий сохраненные на нем команды, исполняемые процессором на мобильной станции для:
преобразования орбитальных поправочных данных спутника представленных одним или более полиномов из первой системы координат во вторую систему координат, при этом первая система координат выбрана для плавного изменения поправочных данных с течением времени; и
применения поправочных данных к первым орбитальным данным спутника для оценки более точной орбитальной информации спутника.
69. A machine-readable medium having instructions stored on it executed by a processor on a mobile station for:
transforming the satellite orbital correction data represented by one or more polynomials from the first coordinate system to the second coordinate system, with the first coordinate system selected to smoothly change the correction data over time; and
applying correction data to the first satellite orbital data to estimate more accurate satellite orbital information.
70. Машиночитаемый носитель по п.69, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для определения положения и метки времени спутника на основании поправочных данных.70. The computer-readable medium of claim 69, further comprising instructions executed by the processor to determine a satellite’s position and timestamp based on the correction data. 71. Машиночитаемый носитель по п.69, в котором первая система координат включает в себя радиальную ось, параллельную линии или совпадающую с линией, которая соединяет начальную точку с оцененным положением спутника, и ось поперечного трека, перпендикулярную к радиальной оси и направлению движения спутника.71. The computer-readable medium of claim 69, wherein the first coordinate system includes a radial axis parallel to or coinciding with a line that connects the starting point with the estimated position of the satellite, and the axis of the transverse track perpendicular to the radial axis and direction of movement of the satellite. 72. Машиночитаемый носитель по п.69, в котором поправочные данные представлены в первой системе координат с более высокой точностью по одному пространственному измерению, чем по другим пространственным измерениям.72. The computer-readable medium of claim 69, wherein the correction data is presented in the first coordinate system with higher accuracy in one spatial dimension than in other spatial dimensions. 73. Машиночитаемый носитель по п.69, дополнительно содержащий команды, исполняемые процессором для приема одного или более коэффициентов полиномов для по меньшей мере одной оси системы координат; и оценивания одного или более полиномов с использованием одного или более коэффициентов и времени применимости.73. The computer-readable medium of claim 69, further comprising instructions executed by a processor to receive one or more polynomial coefficients for at least one axis of the coordinate system; and evaluating one or more polynomials using one or more coefficients and time of applicability. 74. Машиночитаемый носитель по п.73, в котором полиномы представляют собой один или более полиномов Эрмита или полиномов Лежандра. 74. The computer-readable medium of claim 73, wherein the polynomials are one or more Hermite polynomials or Legendre polynomials.
RU2009122383/09A 2006-11-10 2007-11-02 Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information RU2445645C2 (en)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85797206P 2006-11-10 2006-11-10
US60/857,972 2006-11-10
US88623007P 2007-01-23 2007-01-23
US60/886,230 2007-01-23
US60/888,738 2007-02-07
US89649307P 2007-03-22 2007-03-22
US60/896,493 2007-03-22
US60/917,622 2007-05-11
US93996407P 2007-05-24 2007-05-24
US60/939,964 2007-05-24
US11/833,962 2007-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009122383A RU2009122383A (en) 2010-12-20
RU2445645C2 true RU2445645C2 (en) 2012-03-20

Family

ID=44056298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009122383/09A RU2445645C2 (en) 2006-11-10 2007-11-02 Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445645C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323322A (en) * 1992-03-05 1994-06-21 Trimble Navigation Limited Networked differential GPS system
US5828336A (en) * 1996-03-29 1998-10-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Robust real-time wide-area differential GPS navigation
RU2161317C1 (en) * 2000-05-11 2000-12-27 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections
RU2197780C2 (en) * 1997-10-15 2003-01-27 Эрикссон, Инк. Global positioning system receiver with limited code-shift spatial search for cellular telephone system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323322A (en) * 1992-03-05 1994-06-21 Trimble Navigation Limited Networked differential GPS system
US5828336A (en) * 1996-03-29 1998-10-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Robust real-time wide-area differential GPS navigation
RU2197780C2 (en) * 1997-10-15 2003-01-27 Эрикссон, Инк. Global positioning system receiver with limited code-shift spatial search for cellular telephone system
RU2161317C1 (en) * 2000-05-11 2000-12-27 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANMING FENG ET AL: "Representing GPS Orbits and Corrections Efficiently for Precise Wide Area Positioning" ION GNSS. INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITEDIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION, WASHINGTON, DC, US, 21 September 2004, pages 2316-2323. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009122383A (en) 2010-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10534088B2 (en) Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information
JP2010509592A5 (en)
US7839331B2 (en) Satellite clock prediction
US9366763B2 (en) Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data
RU2457507C1 (en) Method and device for determination of position by means of hybrid data on sps orbit
US8259011B2 (en) Long term compact satellite models
US20220244403A1 (en) Method and apparatus for distributing high precision predicted satellite orbits and clocks data
RU2445645C2 (en) Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information
EP2541276B1 (en) Long term compact satellite models

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151103