BRPI0520294B1

BRPI0520294B1 - Método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel utilizando dados de assistência, aparelho, dispositivo móvel e sistema

Info

Publication number: BRPI0520294B1
Application number: BRPI0520294-9A
Authority: BR
Inventors: Jari Syrjärinne
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2021-10-13
Also published as: CN101198883A; AU2005333117A1; TWI406556B; WO2006134414A1; IL188049A0; BRPI0520294A2; US8077084B2; JP2008545992A; TW200708053A; AU2005333117B2; MX2007015673A; EP1891456A1; BRPI0520294A8; US20120062416A1; US8878723B2; CA2611933A1; KR100984369B1; CN101198883B; IL188049A; EP1891456B1

Abstract

método, aparelho e código de software para suportar o posicionamento baseado no satélite de um dispositivo móvel usando os dados de assistência. para suportar o posicionamento baseado no satélite de um dispositivo móvel (30, 40) usando os dados de assistência, as redes de comunicação convertem os parâmetros de um modelo de órbita dedicado que descreve o movimento do satélite (50, 60), cujo modelo de órbita dedicado é definido para um sistema de posicionamento baseado em um satélite particular, dentro dos parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento do satélite (50, 60). alternativamente ou em adição, a rede substitui o valor de referência que é baseado no tempo do sistema de posicionamento baseado no satélite nos parâmetros disponíveis de um modelo de órbita por um valor de referência que é baseado no tempo do sistema de comunicação. após a conversão do parâmetro e/ou a substituição do valor de referência, os parâmetros são fornecidos como parte dos dados de assistência para o sistema de posicionamento baseado no satélite. alternativamente ou em adição, um grupo de dados é transmitido em uma direção entre a disposição móvel e a rede de comunicação, que é independente do modo de posicionamento empregado.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção diz respeito a métodos para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência e usando dados de assistência. A invenção diz respeito igualmente a elementos de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência e a dispositivos móveis que suportam um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. A invenção diz respeito igualmente a sistemas que compreendem tais elementos de rede e tais dispositivos móveis. A invenção diz respeito igualmente a códigos de software correspondentes e aos produtos programa software correspondentes.

Antecedentes da Invenção

[002] Atualmente, existem dois sistemas de posicionamento baseado em satélite operando, o sistema americano GPS (Sistema de Posicionamento Global) e o sistema russo GLONASS (Sistema de Radionavegação por Satélite). No futuro haverá, além desses, um sistema europeu denominado GALILEO. Um termo geral para esses sistemas é GNSS (Sistema de Navegação Global por Satélite).

[003] Para GPS, por exemplo, mais de 20 satélites - também referidos como veículos espaciais (SV) - orbitam a terra. Cada um dos satélites transmite dois sinais da portadora L1 e L2. Um desses sinais da portadora L1 é empregado para levar uma mensagem de navegação e sinais de código de um serviço de posicionamento padrão (SPS). A fase da portadora L1 é modulada por cada satélite com um código C/A diferente (Aquisição Grosseira). Assim, diferentes canais são obtidos para a transmissão pelos diferentes satélites. O código C/A é um código de ruído pseudoaleatório (PRN), que está espalhando o espectro em uma largura de banda nominal de 20.46 MHz. Ele é repetido a cada 1.023 bits, o instante de referência do código sendo 1 ms. Os bits do código C/A também são referidos como chips. A frequência da portadora do sinal L1 é adicionalmente modulada com a informação de navegação a uma taxa de bits de 50 bit/s. A informação de navegação compreende em particular uma etiqueta de tempo indicando a hora da transmissão e parâmetros de efemérides e almanaque.

[004] Parâmetros de efemérides e almanaque de GPS são basicamente parâmetros de órbita de satélite para um modelo de órbita polinomial de curto prazo da verdadeira trajetória do satélite. Os parâmetros são mantidos e atualizados em um servidor de controle de GPS e adicionalmente atualizados nos satélites. Com base nos parâmetros de efemérides ou almanaque disponíveis, um algoritmo pode estimar a posição do satélite para qualquer momento enquanto o satélite está na respectiva seção descrita. Os modelos de órbita polinomial têm somente um grau de liberdade, ou seja, o tempo. A base do tempo para parâmetros efemérides e almanaque é o tempo do GPS, a saber, a hora da semana do GPS (TOW). O cálculo da posição do satélite é basicamente uma extrapolação das posições do satélite ao longo da órbita em função do tempo começando de uma posição inicial conhecida. A posição inicial é também definida pelos parâmetros nos dados de efemérides e almanaque. Uma etiqueta de tempo além disso indica quando o satélite está na dada posição orbital inicial. As etiquetas de tempo são denominadas hora para efemérides (TOE) para parâmetros efemérides e hora de aplicabilidade (TOA) para parâmetros almanaque. Tanto o TOE quanto o TOA são referenciados no TOW de GPS.

[005] Parâmetros de efemérides podem no geral ser usados somente durante 24 horas para determinar a posição de um satélite, por causa do ajuste bem a curto prazo. Por outro lado, uma melhor precisão pode ser conseguida com este ajuste curto do que com o ajuste maior. A precisão obtenível é 2-5 metros. Parâmetros almanaque, ao contrário, podem ser usados para um posicionamento de satélite grosseiro, mesmo para semanas, mas eles não são adequados para o real posicionamento preciso por causa da pouca precisão decorrente do ajuste a longo prazo e também de um menor número de parâmetros. Dados de efemérides e almanaque são transmitidos dos satélites GPS em um formato especificado no documento de controle de interface GPS (ICD) denominado ICD-GPS-200. Atualmente, todos receptores GPS têm que suportar este formato.

[006] Um receptor GPS do qual a posição deve ser determinada recebe os sinais transmitidos pelos satélites atualmente disponíveis e detecta e rastreia os canais usados pelos diferentes satélites com base nos diferentes códigos C/A compreendidos. Para a aquisição e rastreamento de um sinal de satélite, um sinal recebido por uma parte de rádio frequência (RF) do receptor GPS é primeiramente convertido na banda base. Em uma parte da banda base, erros de frequência, por exemplo, por causa do efeito Doppler, são removidos por um misturador. Então, o sinal é correlacionado com códigos de réplica que encontram-se disponíveis para todos os satélites. A correlação pode ser feita, por exemplo, usando um filtro casado. Os valores de correlação podem adicionalmente ser integrados coerentemente e/ou incoerentemente a fim de aumentar a sensibilidade da aquisição. Um valor de correlação acima de um valor limite indica o código C/A e a fase do código, que são necessários para desdobrar o sinal e assim obter novamente informação de navegação.

[007] Então, o receptor determina a hora de transmissão do código transmitido por cada satélite, normalmente baseado na data nas mensagens de navegação decodificadas e por causa de instantes de referência e chips dos códigos C/A. A hora da transmissão e o tempo medido de chegada de um sinal no receptor permitem determinar o tempo de vôo exigido pelo sinal para propagar do satélite até o receptor. Multiplicando este tempo de vôo pela velocidade da luz, ele é convertido em distância, ou faixa, entre o receptor e o respectivo satélite. Adicionalmente, o receptor estima as posições dos satélites no momento da transmissão, normalmente baseado nos parâmetros de efemérides nas mensagens de navegação decodificadas.

[008] As distâncias computadas e as posições estimadas dos satélites entãopermitem um cálculo da posição atual do receptor, uma vez que o receptor fica localizado em uma interseção das faixas de um conjunto de satélites.

[009] Similarmente, é a ideia geral de posicionamento GNSS receber sinais de satélite em um receptor que deve ser posicionado, medir o tempo que os sinais levam para propagar de uma posição do satélite estimada para o receptor, calcular a partir deste tempo de propagação a distância entre o receptor e o respectivo satélite e adicionalmente a posição atual do receptor, fazendo uso além das posições estimadas dos satélites. Espera-se que o Sistema de Navegação por Satélite Europeu, Galileo, tenha um ICD em si próprio. De acordo com o esboço "parte da banda L1 do Sinal do Galileo no Espaço ICD (SIS ICD)", 2005, pela Galileo Joint Undertaking, o ICD do Galileo estará bastante próximo do GPS ICD, mas não será exatamente o mesmo. Haverá dados de efemérides e almanaque do Galileo, e ambos estarão relacionados a um tempo do sistema Galileo.

[010] Um posicionamento por GPS pode ser feito em três diferentes modos de posicionamento. O primeiro modo é um posicionamento baseado em GPS independente. Isto significa que o receptor GPS recebe sinais de satélites GPS e calcula a partir desses sinais sua posição sem nenhuma informação adicional de outras fontes. O segundo modo é um posicionamento GPS baseado em estação móvel assistida por rede. Para este modo, o receptor GPS pode ser associado com um dispositivo de comunicação móvel. O receptor GPS pode ser integrado no dispositivo de comunicação móvel ou ser um acessório para o dispositivo de comunicação móvel. Uma rede de comunicação móvel fornece dados de assistência, que são recebidos pelo dispositivo de comunicação móvel e encaminhados ao receptor GPS para melhorar seu desempenho. Tais dados de assistência podem ser, por exemplo, pelo menos informação de efemérides, posição e tempo. Os cálculos do posicionamento são realizados também neste caso no receptor GPS. O terceiro modo é um posicionamento GPS assistido por estação móvel baseada em rede. Para este modo, o receptor GPS é igualmente associado com um dispositivo de comunicação móvel. Neste modo, a rede de comunicação móvel fornece pelo menos assistência de aquisição e informação de hora por meio do dispositivo de comunicação móvel ao receptor GPS para suportar as medições. Os resultados da medição são então fornecidos por meio do dispositivo de comunicação móvel à rede de comunicação móvel, que calcula a posição. A segunda e a terceira abordagem são também referidas em comum como assistidas por GPS (A-GPS). Se os dados de assistência compreenderem uma posição de referência e dados de efemérides para um satélite particular, por exemplo, o receptor GPS pode determinar a posição e movimento do satélite aproximados e assim limitar a possível hora de propagação do sinal do satélite e a frequência Doppler que ocorre. Com limites conhecidos do tempo de propagação e da frequência Doppler, também as fases de código possíveis que têm que ser verificadas podem ser limitadas.

[011] Dados de assistência para A-GPS foram especificados e padronizados para todos os sistemas de comunicação celular. A distribuição de dados de assistência é construída por cima de protocolos específicos do sistema de comunicação celular, a saber, RRLP para o Sistema Global para Comunicação Móvel (GSM), IS-801 para o Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), RRC para DCMA de Banda Larga (WCDMA) e OMA SUPL. O modo assistido pela estação móvel é atualmente desdobrado em redes CDMA nos Estados Unidos para posicionamento de chamadas de emergência.

[012] Existem muitos recursos comuns em todos os protocolos celulares, por exemplo, os modos GPS suportados. Ou seja, todos protocolos celulares suportam GPS baseado em estação, GPS assistido por estação móvel e GPS independente. Adicionalmente, todos protocolos têm uma alta dependência do GPS. Conforme indicado anteriormente, os dados de assistência que são providos para A-GPS por uma rede de comunicação celular podem compreender dados de navegação de satélite incluindo dados efemérides e almanaque de GPS. Todos protocolos celulares para dados de assistência GPS definem com esta finalidade elementos de informação de dados de efemérides e almanaque (IE) apenas com ligeiras diferenças. IEs de efemérides e almanaque definidos nos protocolos celulares são praticamente idênticos aos definidos no ICD-GPS-200. Assim, eles têm também as mesmas limitações e precisão esperada dos dados de efemérides e almanaque que são transmitidos pelos satélites. Esta correspondência facilita um receptor GPS usar os dados de assistência em cálculos de posição, já que praticamente não exige conversões ou software extra. Também, um modelo de ionosfera GPS está transmitindo pela ligação celular de acordo com todos os protocolos celulares. Os elementos de dados de assistência GPS são ligados no tempo do GPS de acordo com todos os protocolos celulares. Além disso, a assistência de aquisição é talhada apenas para GPS e não pode ser usada para cálculo de posição na estação móvel de acordo com todos os protocolos celulares. Finalmente, todos elementos de dados são indexados de acordo com a constelação de satélite GPS de acordo com todos protocolos celulares.

[013] Entretanto, embora existam muitos recursos comuns em todos os protocolos celulares relacionados a GPS, existem também diferenças. Isto significa que o software terminal que recebe os dados de assistência tanto tem que ter uma camada de adaptação para os protocolos celulares como suportar somente alguns dos protocolos celulares. Além disso, as diferenças nos protocolos celulares, especialmente nos conteúdos de mensagens, têm efeitos no desempenho do A-GPS em termos de tempo para o primeiro posicionamento e de sensibilidade.

[014] Um problema adicional é que, a fim de usar os parâmetros de efemérides ou almanaque para prever precisamente as fases de código de satélite e frequência Doppler esperadas no receptor GPS para a aquisição de sinal inicial, os dados de assistência da rede têm também que incluir uma assistência TOW GPS precisa. Em redes GSM e WCDMA, uma distribuição TOW GPS precisa exige o desdobramento de Unidades de Medição de Localização (LMU) em cada estação base celular, que por si podem adquirir e avaliar sinais GPS. Entretanto, LMUs são caras e exigem manutenção continua.

[015] Além disso, formatos de dados de efemérides e almanaque atuais em protocolos celulares são baseados em formatos definidos especificamente para GPS. Dados de assistência também serão de importância para o Galileo, a fim de garantir que o desempenho do Galileo será igual ao A-GPS. Pode-se esperar que o formato de efemérides do Galileo seja diferente dos formatos de efemérides e almanaque de GPS, e assim o formato de dados de assistência de GPS não pode ser simplesmente usado igualmente para Galileo. Se as efemérides do Galileo forem diferentes das efemérides do GPS, os padrões celulares têm que ser incrementados com elementos de informação específicos do Galileo e o uso do Galileo para um posicionamento exige software extra nos receptores. Além disso, Galileo e GPS podem ter uma qualidade de serviço diferente, ou seja, os dados de efemérides do Galileo podem ser mais precisos que os dados de efemérides do GPS, resultando em uma maior precisão de um posicionamento baseado em Galileo. Além disso, parâmetros de efemérides de Galileo e GPS podem ter diferentes vidas úteis. Neste caso, a atualização de dados de assistência simultânea não é possível, mas as atualizações nos dados de assistência têm que ser programadas independentemente para o Galileo e GPS.

[016] Assim, existem vários problemas com os dados de assistência GPS atuais.

[017] Foi proposto aumentar os elementos de dados de assistência de GPS 3GPP para sinais Galileo, modificando a indexação dos elementos de dados de efemérides para que a indexação pudesse também incluir satélites Galileo. O formato dos dados de efemérides seria então essencialmente o mesmo para satélites GPS e Galileo. Com esta solução, dados de assistência de GPS e Galileo ainda estariam restritos às limitações dos dados de efemérides e almanaque de GPS atuais, e também uma distribuição TOW GPS é ainda necessária.

[018] Adicionalmente, sabe-se como melhorar a precisão e integridade demodelos de órbitas por meio de dados de correção. O Serviço Europeu de Complementar de Navegação Geoestacionária (EGNOS) e Sistema de Ampliação de Área Estendida (WAAS), por exemplo, determinam dados de correção de GPS, que leva em conta, por exemplo, atrasos de sinal GPS causados pela atmosfera e a ionosfera. Os dados de correção são transmitidos por meio de satélites geoestacionários e os dados podem ser recebidos por receptores GPS adequados e ser usados para aumentar a precisão de um posicionamento baseado em GPS. Adicionalmente, correções diferenciais de GPS (DGPS) foram introduzidas para atenuar o efeito da disponibilidade seletiva. Eles são adequados para remover os efeitos da atmosfera e variações de posição do satélite e do relógio. Correções WAAS, EGNOS e DGPS, no entanto, são sempre limitadas a um único conjunto de efemérides. Quando são usados parâmetros orbitais de efemérides normais, correções WAAS, EGNOS e DGPS não podem ser usadas, em virtude de elas serem limitadas a dados de efemérides normais.

Sumário da Invenção

[019] A invenção fornece alternativas para provisão e uso convencional de dados de assistência para um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel.

[020] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proposto um primeiro método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende converter na rede de comunicação parâmetros disponíveis de um modelo de órbita dedicado que descreve o movimento de um satélite, modelo de órbita dedicado este que é definido para um sistema de posicionamento baseado em satélite particular, em parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O método compreende adicionalmente prover os parâmetros convertidos como uma parte de dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[021] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um segundo método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Este método compreende receber no dispositivo móvel dados de assistência da rede de comunicação incluindo parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O método compreende adicionalmente estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite com base nos parâmetros recebidos do modelo de órbita comum.

[022] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com a rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreende dispositivo de processamento. O dispositivo de processamento é adaptado para converter parâmetros disponíveis de um modelo de órbita dedicado que descreve o movimento de um satélite, modelo de órbita dedicado este que é definido para um sistema de posicionamento baseado em satélite particular, em parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O dispositivo de processamento é adicionalmente adaptado para fornecer os parâmetros convertidos como uma parte de dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[023] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, além do mais é proposto um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do sistema móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor de sinal de satélite adaptado para adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende adicionalmente um componente de comunicação adaptado para receber da rede de comunicação dados de assistência com parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O sistema móvel compreende adicionalmente dispositivo de processamento adaptado para estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite com base em parâmetros recebidos do modelo de órbita comum.

[024] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um sistema que compreende o elemento de rede proposto do primeiro aspecto da invenção e o dispositivo móvel proposto do primeiro aspecto da invenção.

[025] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software realiza o primeiro método do primeiro aspecto da invenção.

[026] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro produto programa de software, no qual o primeiro código de software proposto para o primeiro aspecto da invenção é armazenado.

[027] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando executado por uma unidade de processamento de um dispositivo móvel, o código de software realiza o segundo método do primeiro aspecto da invenção.

[028] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um segundo produto programa de software, no qual o segundo código de software proposto para o primeiro aspecto da invenção é armazenado.

[029] O primeiro aspecto da invenção é baseado na ideia de que o formato de parâmetros de um modelo de órbita, que são providos como dados de assistência para um posicionamento baseado em satélite, poderia ser desacoplado do formato de parâmetros de órbita que são definidos no escopo de um respectivo sistema de posicionamento baseado em satélite. É proposto com esta finalidade que os parâmetros de órbita disponíveis para um sistema de posicionamento baseado em satélite particular sejam convertidos em parâmetros de um modelo de órbita comum. O modelo de órbita comum pode ser, mas não é imperativo, definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseado em satélite. Deve-se notar que o termo "conversão” deve incluir igualmente um recálculo dos parâmetros para o modelo de órbita comum.

[030] É uma vantagem do primeiro aspecto da invenção que o mesmo modelo pode ser usado para os dados de assistência de vários sistemas de posicionamento baseado em satélite. Com o modelo de órbita comum, um desempenho similar em termos de precisão pode ser alcançado para todos sistemas de posicionamento baseado em satélite suportados. Também, novos sistemas de posicionamento baseado em satélite podem ser facilmente adicionados. Assim, posicionamento assistido, como A-GNSS, poderia ser harmonizado em vários padrões de comunicação, por exemplo, em todos padrões celulares. Nos dispositivos móveis, o modelo de órbita comum facilita além disso uma hibridização, por exemplo, uma hibridização de Galileo-GPS que permite que um dispositivo móvel realize cálculos de posicionamento baseado nos sinais de satélite dos satélites GPS e satélites Galileo. É também possível usar o modelo de órbita comum como um único modelo de órbita para um sistema de posicionamento baseado em satélite particular, por exemplo, em vez de o modelo de efemérides e almanaque de GPS, e igualmente um único modelo de órbita para todos os modos de posicionamento, por exemplo, para GNSS assistido por estação móvel e GNSS baseado em estação móvel. O uso de um modelo de órbita comum assim reduz o número de elementos de dados que tem que ser suportado nos padrões de comunicação. O tamanho e complexidade de um software de posicionamento em um dispositivo móvel pode ser minimizado quando se usa o modelo de órbita comum em um dispositivo móvel, possivelmente para um receptor híbrido GPS/Galileo, que dispensa um posicionamento independente. Ou seja, no caso de o próprio dispositivo não ter nenhum software para decodificar dados de navegação de satélite, mas somente software que suporta o modelo de órbita comum proposto, mesmo que esta não seja uma modalidade preferida. O mesmo modelo de órbita comum poderia ser ainda usado além do mais para prover dados de assistência para sistemas de posicionamento terrestre.

[031] É também uma vantagem do primeiro aspecto da invenção que possíveis mudanças no formato de parâmetros de modelos de órbita dedicados, como os parâmetros definidos no ICD-GPS-200, não necessita mudanças nos parâmetros convertidos. A interface da rede de comunicação e os dispositivos móveis podem assim permanecer os mesmos. Somente a conversão do parâmetro implementado tem que ser adaptada.

[032] É também uma vantagem do primeiro aspecto da invenção que o formato dos parâmetros convertidos não é ligado no formato dos parâmetros originais. A conversão assim permite uma provisão de parâmetros intensificados e assim uma melhoria no desempenho do posicionamento assistido.

[033] O modelo de órbita comum pode compreender, por exemplo, mais parâmetros que um modelo de órbita dedicada ou parâmetros que têm um maior comprimento de palavra que parâmetros correspondentes de um modelo de órbita dedicado. Isto permite aumentar a precisão do modelo de órbita e/ou o tempo de validade dos respectivos parâmetros. Se o modelo de órbita for mais preciso, também o posicionamento alcançável pode ser mais preciso. Se os parâmetros forem válidos por um maior tempo, menos atualizações são necessárias, o que economiza largura de banda de comunicação no sistema de comunicação.

[034] O Laboratório de Propulsão a Jato do Instituto de Tecnologia da Califórnia (JPL) já mostrou que é possível aumentar a precisão e a vida útil dos modelos de órbita de satélite aumentando o comprimento de palavra dos parâmetros orbitais. O Serviço GPS Internacional, IGS, pelo JPL compartilha modelos de órbita de alta precisão por um período de tempo de 48 horas pela Internet. Publicantes do JPL assim denominaram dados de posição de órbita ultra rápida, que é válido e preciso em nível de decímetro pelo menos ± 24 horas, ou seja, 24 horas à frente no tempo. Os dados são tipicamente no formato sp3, que contêm posição de satélite e coordenadas de velocidade no quadro ECEF (Centrado na Terra e a Terra Fixa), tempo de relógio e estimativas de precisão amostradas em algum intervalo, tipicamente 15 minutos. Os dados são providos para toda a constelação de satélites GPS. Os dados não são adequados para posicionamento de terminal como tal, mas devem ser modelados, por exemplo, por ajuste polinomial para fornecer um conjunto compacto de parâmetros para um terminal para extrapolação de posição e velocidade do satélite em função do tempo. Para o ajuste polinomial, é possível usar o "formato polinomial" definido para os dados de efemérides de GPS. O modelamento é também necessário para a variação de tempo do relógio do satélite. O IGS oferece informação precisa também para relógios de satélite que precisam ser modelados, por exemplo, também como polinômios. Um modelo de relógio está incluído na difusão de satélite padrão no subquadro 1 de acordo com o GPS ICD, e ele é provido igualmente em assistência celular. O modelo de relógio é tipicamente considerado uma parte de efemérides, mas ele é ainda um modelo por si.

[035] Global Locate Inc. já mostrou que é possível aumentar a precisão e a vida útil dos modelos de órbita de satélite calculando o ajuste polinominal compatível ICD-GPS- 200 usando critérios de ajuste alternativos sem ser os usados por GPS. O serviço de efemérides de satélite pelo Global Locate Inc. usa o formato ICD-GPS-200 para levar modelos de órbita a longo prazo para toda a constelação de GPS. A vida útil do modelo de longo prazo pode ser muito maior que a vida útil da efemérides difundidas, entretanto, esta última abordagem é ainda ligada no formato de efemérides de GPS.

[036] Os parâmetros disponíveis de um modelo de órbita dedicado podem ser, por exemplo, efemérides difundida ou outros dados orbitais, efemérides ou outros dados orbitais providos pelos segmentos de controle GNSS e/ou efemérides ou outros dados orbitais providos por uma fonte externa, tal como IGS.

[037] O modelo de órbita comum pode ser baseado em órbitas e parâmetros Keplerianos usados para modelos de efemérides e almanaque de GPS. Mas é também possível usar várias outras representações para modelar a informação de posição do satélite. Exemplos são polinômios de Spline, polinômios de Hermitean, polinômios contínuos por partes, etc. A título de exemplo, um modelo polinomial de quarta ordem poderia ser ajustado à verdadeira trajetória orbital do satélite dada em um quadro ECEF. O modelo polinomial pode ser ajustado usando um critério que minimiza os erros médios quadráticos (RMSE). O modelo polinomial pode então ser usado para extrapolar a informação de posição de satélite encaminhada no tempo.

[038] Por causa de seu formato sp3, incluindo uma posição ECEF, uma velocidade ECEF e precisões de tendenciosidade/deriva do relógio (std), os dados IGS são muito fáceis de usar, por exemplo, no ajuste polinomial. A modelagem pode ser feita, por exemplo, por ajuste polinomial de Spline ou Hermitean para que os polinômios sejam ajustados nos dados de posição e velocidade de satélite para período das 24-48 horas prévias. Com o modelo de órbita comum proposto, existe mais liberdade para selecionar os parâmetros, comparado com simplesmente usar o "formato polinomial" definido para os dados de efemérides de GPS. A ordem do polinômio, o número de parâmetros e os comprimentos das palavras podem ser selecionados de acordo com a precisão desejada e a vida útil esperada do ajuste.

[039] Os parâmetros do modelo de órbita comum que são eventualmente providos como uma parte de dados de assistência podem compreender parâmetros para toda a constelação de satélites de um sistema de posicionamento baseado em satélite particular, toda a constelação de satélites de uma pluralidade de sistemas de posicionamento baseado em satélite, ou uma parte de uma ou mais constelações de satélites, dependendo das capacidades do dispositivo móvel.

[040] Os sistemas de posicionamento baseado em satélite suportados podem ser selecionados arbitrariamente. Eles podem compreender, por exemplo, GPS, GLONASS e Galileo, mas igualmente EGNOS e WAAS, etc.

[041] Além dos parâmetros convertidos, os dados de assistência providos podem compreender em particular um tempo de referência, por exemplo, na forma de parâmetros de modelo de relógio, e um local de referência. Deve se notar que também o próprio modelo de órbita comum poderia conter, além de um modelo para dados de posição e velocidade de satélite, um modelo para tendenciosidade e deriva do relógio do satélite, uma referência de tempo para iniciação, estimativas da posição do satélite, precisão de velocidade e relógio e possivelmente também um modelo para atitude de satélite para correção de rotação de fase para cálculo de posicionamento de ponto preciso (PPP). O quadro de coordenadas para modelos de posição e velocidade é vantajosamente o quadro ECEF, já que uma correção de rotação da terra pode ser feita facilmente em um quadro ECEF. Uma conversão em quadros locais (Leste-Norte- Para cima) pode ser obtida com uma simples multiplicação de matriz. Dados IGS podem ser compreendidos no quadro ECEF.

[042] Adicionalmente, os dados de assistência providos podem compreender diversas outras informações. Exemplos são correções DGPS, correções Cinemáticas em Tempo Real (RTK) e medições de fase da portadora para sinais de satélite. Para um posicionamento de alta precisão RTK, é feita referência ao documento WO 2004/000732 A1. Medições de fase da portadora e dados de referência RTK, por exemplo, são adequados para suportar um posicionamento de alta precisão. Deve-se entender que correções RK conhecidas para GPS podem ser adaptadas da maneira necessária para o suporte de um posicionamento baseado em Galileo, etc. Exemplos adicionais de dados de assistência adicionais são correções EGNOS e WAAS. Os dados transmitidos de satélites EGNOS e WAAS geoestacionários são difíceis de receber em áreas de alta latitude. Do contrário, os dados podem, portanto, ser providos como dados de assistência de rede, em particular se o modelo de órbita comum for um modelo de órbita de curto prazo, como as correções EGNOS/WAAS atuais, já que tais não são adequados para modelos de órbita a longo prazo. Um exemplo adicional de dados de assistência adicionais são correções diferenciais a curto prazo para modelos de órbita a longo prazo. Ainda mais um exemplo de dados de assistência adicionais são alertas de integridade de curto prazo, que podem ser providos no caso de uma falha repentina no satélite, a fim de excluir o satélite do cálculo da posição. Ainda mais um exemplo de dados de assistência adicionais são bits de dados de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite que habilita eliminação de dados mediante uma solicitação por um dispositivo móvel. Eliminação de dados é um método de melhorar a sensibilidade em um receptor de sinal de satélite. Por exemplo, se conteúdo de dados GPS for desconhecido, é possível integrar coerentemente os sinais GPS somente para períodos de 20 ms (1 GPS bit). No caso em que os bits de dados são conhecidos, integração de sinal coerente pode ter continuidade por diversos bits de GPS, dando aproximadamente 1,5 dB de ganho na sensibilidade cada vez que o tempo de integração é duplicado. Por exemplo, 40 ms (2 bits) poderiam resultar em um ganho de 1,5 dB, e 80 ms (4 bits) em um ganho de 3 dB.

[043] Em uma modalidade da invenção, o mesmo ou um outro elemento de rede da rede de comunicação substitui adicionalmente um valor de referência nos parâmetros convertidos que é baseado em um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite por um valor de referência que é baseado em um tempo do sistema de comunicação. Ou seja, o modelo de órbita comum é referenciado apenas a uma base de tempo do sistema de comunicação, e a informação de posição do satélite pode assim ser calculado em função do tempo do sistema de comunicação, em vez de, por exemplo, tempo de GPS ou Galileo.

[044] A base de tempo do sistema de comunicação pode ser usada se a relação entre o sistema GNSS e os tempos do sistema de comunicação forem precisamente conhecidos para habilitar previsão de sinal de fase e Doppler preciso para uma alta sensibilidade. Para o tempo do sistema de comunicação, campos opcionais podem ser providos nos dados de assistência, dependendo do sistema de comunicação. Informação específica do sistema poderia ser o quadro, espaço de tempo e bit para GSM, número de quadro do sistema, fenda e chip para WCDMA, e tempo UTC para CDMA. Considerando a fenda e bit ou chip, respectivamente, bem como em GSM e WCDMA garante-se uma resolução suficiente. Os campos podem também conter uma estimativa de incerteza do tempo (std) para estimar a incerteza de previsões de fase de sinal e Doppler.

[045] Em uma outra modalidade da invenção, o modelo de órbita comum é referenciado em duas bases de tempo, por exemplo, tempo UTC e/ou tempo do sistema de comunicação. O tempo UTC fornece uma referência de tempo universal para todos os sistemas GNSS e possibilita avaliar o número de possíveis rolagens de quadro/superquadro específico, por exemplo, para sistemas celulares. A referência do tempo UTC é também adequada para remover os problemas de possíveis diferenças de tempo do sistema GNSS. GPS, Galileo e Glonass têm diferentes tempos do sistema. Assim, as tendenciosidades entre os tempos de sistema têm que ser conhecidas, se os sistemas forem usados em posicionamento híbrido, tal como, por exemplo, usando um sinal GPS para prever a fase de sinais Galileo. Este problema é removido tendendo o modelo para uma base de tempo comum, ou seja, tempo UTC. As diferenças entre os tempos de sistema GNSS podem ser compensadas no modelo de relógio. Um modelo de relógio comum pode usar, por exemplo, um ajuste polinomial contínuo de segunda ordem com três parâmetros, tendenciosidade, derivação e traslado. Isto é grosseiramente o mesmo que o modelo de relógio no GPS ICD atual. Ainda, qualquer outro modelo pode ser igualmente usado. O modelo de relógio poderia também incluir uma estimativa de precisão ou incerteza para o erro de relógio. O tempo UTC pode também ser uma etiqueta de tempo/ID para o modelo de órbita.

[046] Os dados de assistência podem ser transmitidos a um dispositivo móvel particular, em particular mediante uma solicitação pelo dispositivo móvel. Alternativamente, entretanto, ele poderia também ser difundido, por exemplo, em uma respectiva célula de um sistema de comunicação celular.

[047] Um dispositivo móvel que recebe os dados de assistência pode então estimar uma posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros convertidos.

[048] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é proposto um primeiro método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende substituir na rede de comunicação um valor de referência que é baseado em um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite em parâmetros disponíveis de um modelo de órbita que descreve o movimento de um satélite por um valor de referência que é baseado em um tempo do sistema de comunicação. O método compreende adicionalmente prover os parâmetros incluindo o valor de referência substituído como uma parte de dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[049] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além do mais, é proposto um segundo método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o sistema móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Este método compreende receber no dispositivo móvel dados de assistência da rede de comunicação incluindo uma etiqueta de tempo que é baseada em um tempo do sistema de comunicação. O método compreende adicionalmente determinar no dispositivo móvel um tempo do sistema de comunicação. O método compreende adicionalmente estimar no dispositivo móvel uma posição de um satélite de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros nos dados de assistência baseados no tempo do sistema de comunicação determinado.

[050] De acordo com o segundo aspecto proposto da invenção, além disso, é proposto um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com a rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreendendo dispositivo de processamento. O dispositivo de processamento é adaptado para substituir um valor de referência que é baseado em um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite em parâmetros disponíveis de um modelo de órbita que descreve um movimento de um satélite por um valor de referência que é baseado em um tempo do sistema de comunicação. O dispositivo de processamento é adicionalmente adaptado para fornecer parâmetros incluindo um valor de referência substituído como uma parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[051] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além disso, é proposto um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor de sinal de satélite adaptado para adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende adicionalmente um componente de comunicação adaptado para receber da rede de comunicação dados de assistência com uma etiqueta de tempo que é baseada em um tempo do sistema de comunicação. O dispositivo móvel compreende adicionalmente dispositivo de processamento adaptado para determinar um tempo do sistema de comunicação. O dispositivo móvel compreende adicionalmente dispositivo de processamento adaptado para estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando parâmetros nos dados de assistência recebidos baseado em um tempo do sistema de comunicação determinado.

[052] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além disso, é proposto um sistema que compreende o elemento de rede proposto do segundo aspecto da invenção e o dispositivo móvel proposto do segundo aspecto da invenção.

[053] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software realiza o primeiro método do segundo aspecto da invenção.

[054] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro produto programa software, em que o primeiro código de software proposto para o segundo aspecto da invenção é armazenado.

[055] De acordo com o segundo aspecto, além disso, é proposto um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento de um dispositivo móvel, o código de software realiza o segundo método do segundo aspecto da invenção.

[056] De acordo com o segundo aspecto da invenção, além disso, é proposto um segundo produto programa software, no qual o segundo código de software proposto para o segundo aspecto da invenção é armazenado.

[057] O segundo aspecto da invenção é baseado na ideia de que posições de satélite poderiam ser estimadas com base em parâmetros de um modelo de órbita usando um tempo do sistema de comunicação, em vez de um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite. Para permitir uma estimativa como esta, é proposto que um valor de referência nos parâmetros disponíveis que é baseado em um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite seja substituído por um valor de referência baseado no tempo do sistema de comunicação. Por exemplo, no caso de parâmetros de efemérides GPS, o TOE é substituído por um tempo do sistema de comunicação e, no caso de parâmetros do almanaque GPS, o TOA é substituído por um tempo do sistema de comunicação. A relação entre o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite e o tempo do sistema de comunicação tem que ser conhecido na rede de comunicação a fim de substituir os valores de referência da maneira proposta. Mas, como a precisão para a relação de tempo não é muito justa, a relação pode se tomar disponível para a rede de diversas maneiras.

[058] É uma vantagem do segundo aspecto da invenção que os dados de assistência são feitos independentes do tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite, e que o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite não tem que se tomar disponível para o dispositivo móvel.

[059] O segundo aspecto da invenção pode ser empregado para qualquer sistema de posicionamento baseado em satélite assistido, por exemplo, para A-GPS ou Galileo assistido.

[060] Se a rede de comunicação for uma rede GSM, por exemplo, o tempo do sistema de comunicação pode ser definido por uma respectiva combinação de um número de quadro, uma janela de tempo ou um número de bit. Se a rede de comunicação for uma rede WCDMA, por exemplo, o tempo do sistema de comunicação pode ser definido por um respectivo número de quadro, janela e chip. Todos terminais celulares atuais, por exemplo, já decodificam os números de quadro. Assim, informação de tempo de satélite já está disponível para cálculos de posição de satélite, ou seja, para extrapolação das posições de satélite usando um tempo do sistema de comunicação celular.

[061] No caso de GPS, uma extensão do padrão celular GSM e WCDMA atual com etiquetas de tempo celulares é fácil. Já existem IEs para uma transferência de tempo precisa. Os mesmos parâmetros podem ser adicionados aos IEs de efemérides e almanaque para ser usados, em vez de TOE e TOA, mas com a mesma informação temporal e uso do TOW. Esta abordagem seria retrocompatível também.

[062] Um dispositivo móvel pode receber os dados de assistência com o valor de referência substituído da rede de comunicação. Ele pode então determinar um tempo do sistema de comunicação e estimar uma posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros dos dados de assistência baseados no tempo do sistema de comunicação. Com a informação de posição do satélite, é possível uma previsão precisa de fases de código e frequências Doppler dos sinais de satélite recebidos, como é de conhecimento na tecnologia, mesmo que um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite não tenha sido provido ao dispositivo móvel.

[063] Um dispositivo móvel tendo recebido dados de assistência da rede de comunicação pode fornecer por padrão um conjunto predeterminado de itens de realimentação à rede de comunicação. Em abordagens existentes, o conjunto de itens de realimentação depende ao contrário do modo de posicionamento, ou seja, se o posicionamento é baseado em estação móvel ou assistido por estação móvel. Os dados de realimentação podem incluir informação de posição, como uma posição determinada do dispositivo móvel, uma velocidade determinada do dispositivo móvel, um tempo determinado de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite e incertezas de medição e/ou posição determinadas. Os dados de realimentação podem incluir adicionalmente medições nos sinais de satélite recebidos e/ou uma relação entre um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite e um tempo do sistema de comunicação. Os dados de realimentação podem também incluir medições de Diferença de Tempo Observada (OTD) realizadas em sinais recebidos de uma pluralidade de estações bases de uma rede de comunicação. O dispositivo móvel pode retornar medições OTD à rede de comunicação nas unidades de segundos, ou seja, micro ou nanosegundos, em vez de diferenças de quadros ou subquadros, a fim de tornar a informação independente.

[064] O dispositivo móvel pode também ser necessário para manter uma relação entre um tempo do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite e um tempo do sistema de comunicação. Se o dispositivo móvel tiver obtido um GNSS fixo, ele pode associar com esta finalidade o tempo do sistema de comunicação atual, por exemplo, em termos de quadro, subquadro, janela bit e chip, com o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite determinado. Alternativamente, o dispositivo móvel pode receber uma relação de tempo inicial como dados de assistência. A relação de tempo pode ser mantida, por exemplo, avaliando-se informação de diferença de tempo da rede, avaliando-se medições OTD realizadas no dispositivo móvel e estabelecendo-se uma relação de tempo UTC-celular, novamente se a incerteza da relação ficar muito grande, ou avaliando-se a assistência de tempo GNSS da rede. Por exemplo, em redes CDMA, tempos GPS e UTC são disponíveis por padrão. Se um dispositivo móvel tiver uma relação de tempo válida, esta relação pode ser usada para melhorar o desempenho em termos de tempo para o primeiro posicionamento e de sensibilidade. Melhorias de desempenho podem ser obtidas com uma relação de tempo com uma precisão de centenas de micro-segundos. A relação de tempo mantida pode também ser incluída em uma solicitação de dados de assistência pelo dispositivo móvel à rede de comunicação.

[065] A rede de comunicação pode coletar os dados de posição, os dados de relação de tempo e as medições OTD providas como uma realimentação pelos dispositivos móveis para criar uma base de dados de diferenças de tempo entre as estações base. Esta base de dados pode ser usada para distribuir dados de assistência precisa no tempo sem distribuir um tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite per se.

[066] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é proposto um método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite, e em que a rede de comunicação é adaptada para suportar pelo menos dois modos de posicionamento diferentes. O método compreende transmitir pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado em pelo menos uma direção entre o dispositivo móvel e a rede de comunicação no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[067] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com a rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreende dispositivos de processamento que são adaptados para transmitir pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado para o dispositivo móvel e/ou receber pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado do dispositivo móvel no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[068] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor de sinal de satélite adaptado para adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende adicionalmente um componente de comunicação adaptado para transmitir pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado a uma rede de comunicação e/ou receber pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado da rede de comunicação no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[069] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um sistema que compreende o elemento de rede proposto no terceiro aspecto da invenção e o dispositivo móvel proposto do terceiro aspecto da invenção.

[070] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software transmite pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado ao dispositivo móvel e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado do dispositivo móvel no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[071] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software transmite pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado ao dispositivo móvel e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado ao dispositivo móvel e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado do dispositivo móvel no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[072] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um primeiro produto programa de software, no qual o primeiro código de software proposto para o terceiro aspecto da invenção é armazenado.

[073] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, além disso, é proposto um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, em que o dispositivo móvel é adaptado para comunicar com uma rede de comunicação e adquirir sinais transmitidos por satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando é executado por uma unidade de processamento do dispositivo móvel, o código de software transmite pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado à rede de comunicação e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados que é independente de um modo de posicionamento empregado da rede de comunicação no escopo de um posicionamento do dispositivo móvel.

[074] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, finalmente é proposto um segundo produto programa de software, no qual o segundo código de software para o terceiro aspecto da invenção é armazenado.

[075] O terceiro aspecto da invenção vem da consideração de que padrões de assistência atuais fornecem todos diferentes especificações para diferentes modos de posicionamento. A fim de unificar e simplificar as especificações e processamento, é proposto que pelo menos um conjunto de dados que é trocado entre um dispositivo móvel e uma rede de comunicação no escopo de um posicionamento é substancialmente o mesmo, não importa qual modo de posicionamento é empregado.

[076] O pelo menos um conjunto de dados pode pertencer, por exemplo, a dados de assistência que são transmitidos da rede de comunicação para o dispositivo móvel. Isto permite prover igualmente que as operações realizadas no dispositivo móvel para o posicionamento baseado em satélite sejam substancialmente as mesmas, independente de um modo de posicionamentos empregado.

[077] O pelo menos um conjunto de dados pode adicionalmente pertencer a informação de realimentação transmitida do dispositivo móvel à rede de comunicação. Neste caso, o pelo menos um conjunto de dados pode compreender, por exemplo, informação de medição para sinais de satélite adquiridos pelo dispositivo móvel. Se o dispositivo móvel determinar sua própria posição com base nos sinais de satélite adquiridos, a posição determinada pode ser adicionada ao conjunto comum de dados.

[078] Deve-se notar que a posição do dispositivo móvel pode ser calculada tanto no dispositivo móvel quanto na rede de comunicação.

[079] Um aspecto adicional da invenção vem da consideração de que, em vez de calcular qualquer tipo de dados de correção com base em parâmetros de efemérides normais, estes dados de correção poderiam ser calculados com base em parâmetros de um modelo de órbita a longo prazo que tem uma validade de pelo menos um dia. Em decorrência disto, os dados de correção podem ser utilizados com os parâmetros orbitais a longo prazo, não somente com parâmetros de efemérides de curto prazo. Os parâmetros podem ter sido providos anteriormente aos dados de correção, ou podem ser providos ao mesmo tempo que os dados de correção. Os dados de correção poderiam ser, por exemplo, dados de correção WAAS, EGNOS ou DGPS, mas também um outro tipo, ou um novo tipo de dados de correção.

[080] Também, a precisão de parâmetros de um modelo de órbita a longo prazo degrada-se com o tempo. Mas, com os dados de correção propostos, é possível estender ainda mais a vida útil desses parâmetros orbitais a longo prazo.

[081] Os dados de correção propostos permitem assim melhorar a precisão e a integridade de modelos de órbita a longo prazo. Como as atualizações do modelo de órbita têm que ser menos frequentes com dados de correção precisos, a quantidade de dados que tem que ser transferida entre uma rede de comunicação e um dispositivo móvel é reduzida, e a carga na largura de banda é diminuída. Também, os modelos de correção podem ser mais precisos e de maior duração que os modelos existentes. Por causa da natureza da disponibilidade seletiva, correções DGPS, por exemplo, foram inicialmente desenvolvidas para ser correções de muito curto prazo, e não muito precisas. Em virtude de a disponibilidade seletiva ser atualmente desativada, um novo tipo de correções DGPS pode ser projetado para ser muito preciso. Adicionalmente, um formato simples de dados de correção pode ser usado para todas as constelações de satélites, como GPS, Galileo, Glonass, etc.

[082] No lado da rede, um servidor pode calcular os dados de correção para os modelos de órbita a longo prazo de acordo com o terceiro aspecto da invenção. Os parâmetros do modelo de órbita a longo prazo podem ser válidos por diversos dias e exigem uma certa largura de banda de rede quando são transmitidos como uma parte dos dados de assistência ao dispositivo móvel. Os dados de correção podem ser válidos por diversas horas, mas exigem menos largura de banda que uma transmissão dos parâmetros do modelo de órbita a longo prazo. Um respectivo conjunto de dados de correção pode ser calculado de várias maneiras. Os dados de correção reais podem ser calculados, por exemplo, com base em medições reais a partir de estações de referência ou com base em um modelo EGNOS/WAAS existente. A forma dos dados de correção reais não depende de como as correções são calculadas.

[083] No lado de um dispositivo móvel, os dados de correção são recebidos e usados para corrigir os parâmetros de um modelo de órbita a longo prazo antes de uma respectiva estimativa de uma posição de satélite ser feita. A implementação no dispositivo móvel pode usar os dados de correção providos de uma maneira similar às correções DGPS convencionais. Entretanto, o cálculo de uma quantidade de correção de pseudofaixa por satélite depende do modelo de correção.

[084] O modelo que é empregado para computar os dados de correção pode ser, por exemplo, algum modelo polinomial de alto grau, como um polinômio de segunda ou terceira ordem, um polinômio continuo passo a passo, ou mesmo um modelo mais complexo.

[085] Deve-se entender que o cálculo proposto de dados de correção pode ser usado com cada um do primeiro aspecto da invenção, do segundo aspecto da invenção e do terceiro aspecto da invenção.

[086] Qualquer dos elementos de rede do primeiro, do segundo e do terceiro aspecto da invenção pode ser, por exemplo, um servidor de rede ou uma estação base da rede de comunicação. A rede de comunicação no primeiro, no segundo e no terceiro aspecto da invenção pode ser, por exemplo, uma rede de comunicação celular como uma rede GSM, uma rede WCDMA ou uma rede CDMA, etc., mas igualmente uma rede não celular, como uma WLAN, uma rede Bluetooth™ ou uma rede WiMax, etc. Os dispositivos móveis no primeiro, no segundo e no terceiro aspecto da invenção podem compreender um dispositivo de comunicação móvel como um telefone móvel, no qual o receptor de sinal de satélite é integrado. Alternativamente, o receptor de sinal de satélite pode ser um dispositivo acessório para o dispositivo de comunicação móvel.

[087] Deve-se entender que todos detalhes descritos para o primeiro aspecto da invenção podem também ser combinados com modalidades do segundo aspecto da invenção e vice-versa.

Descrição Resumida dos Desenhos

[088] Outros objetivos e recursos da presente invenção ficarão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos anexos.

[089] A figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema que suporta A-GNSS; e

[090] A figura 2 é um fluxograma que ilustra uma operação no sistema da figura 1.

Descrição Detalhada da Invenção

[091] A figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema que suporta A-GNSS de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema evita a necessidade de prover tempo GNSS como dados de assistência e unitiza os dados de assistência providos.

[092] O sistema compreende uma estação base 10 e um servidor de rede 20 de uma rede GSM ou de qualquer outra rede de comunicação celular. O sistema compreende adicionalmente uma primeira estação móvel (MS1) 30, uma segunda estação móvel (MS2) 40, satélites GPS (GPS SV) 50 e satélites Galileo (GPS SV) 60.

[093] A estação base 10 fornece uma interface de rádio às estações móveis 20, 30 localizadas nas suas proximidades. Ela compreende uma unidade de processamento 11 que pode executar vários componentes de código de software implementados, incluindo um componente de recuperação de parâmetros 12, um componente de substituição de tempo de referência 13, um componente de montagem de mensagem 14 e um componente de encaminhamento de realimentação 15.

[094] O servidor de rede 20 pode ser acessado por várias estações base 10 da rede de comunicação celular.

[095] Além disso, ele é conectado a um servidor de controle GPS e a um servidor de controle do Galileo (não mostrado). Ele compreende uma memória 21 que armazena uma base de dados e uma unidade de processamento 22 que pode executar vários componentes de código de software implementados, incluindo um componente de computação de parâmetros 23, um componente de atualização de base de dados 24 e um componente de estimativa de posição 25.

[096] A primeira estação móvel 30 é um dispositivo móvel que inclui um receptor GPS 31. O receptor GPS 31 compreende um componente de aquisição e rastreamento 32, que pode ser realizado em hardware e/ou em software. Por exemplo, para adquirir e rastrear sinais recebidos de satélites GPS 50, tarefas de medição de sinal, incluindo tarefas de correlação, poderiam ser feitas por hardware pelo controle de um código de software que é executado por uma unidade de processamento do receptor GPS 31.

[097] A estação móvel 30 inclui adicionalmente um motor celular 35 como um componente de comunicação celular. Um motor celular é um módulo que compreende todos componentes necessários para uma comunicação móvel convencional entre o telefone móvel 30 e uma rede de comunicação celular, e que pode ser melhorado ainda mais com funções adicionais. O motor celular compreende com esta finalidade uma unidade de processamento de dados que pode executar vários componentes de código de software implementados. Na modalidade apresentada, esses componentes de código de software incluem um componente de aplicação 36, um componente de avaliação de mensagem 37 e um componente de estimativa de posição 38. A aplicação realizada pelo componente de aplicação 36 pode ser qualquer aplicação que exija informação relacionada com a posição, por exemplo, uma aplicação de navegação ou uma aplicação que garanta que serviços específicos são oferecidos a um usuário da estação móvel 30 em locais específicos, etc. Deve-se entender que, alternativamente, o componente de aplicação 36 e o componente de estimativa de posição 38 poderiam ser executados por alguma outra unidade de processamento, por exemplo, por uma unidade de processamento do receptor GPS 31.

[098] A segunda estação móvel 40 tem um projeto similar ao da primeira estação móvel 30, mas, em vez de um receptor GPS, ela inclui um receptor Galileo adaptado para adquirir e rastrear sinais recebidos de satélites Galileo 60. Alternativamente, a segunda estação móvel 40 poderia compreender, por exemplo, um receptor híbrido GPS e Galileo.

[099] A determinação de informação de posição para uma estação móvel 30, 40 no sistema da figura 1 será agora descrita com referência à figura 2. A figura 2 é um fluxograma que ilustra no lado esquerdo uma operação em uma das estações móveis 30, 40, no meio uma operação na estação base 10 e no lado direito uma operação no servidor de rede 20.

[100] O servidor de rede 20 recebe em intervalos regulares parâmetros de efemérides e almanaque GPS do servidor de controle GPS para todos satélites GPS disponíveis 50, e parâmetros do Galileo correspondentes do servidor de controle do Galileo para todos satélites Galileo disponíveis 60. Os parâmetros GPS atendem o GPS ICD e pertencem assim a um modelo de órbita de efemérides ou almanaque específicos de GPS, respectivamente. Os parâmetros do Galileo estão de acordo com ICD Galileo e pertencem assim a um modelo de órbita específico de Galileo. O servidor de rede 20 pode também receber informação adicional do servidor de controle GPS, do servidor de controle do Galileo ou de uma outra entidade. Tal outra entidade pode fornecer, por exemplo, correções EGNOS E WAAS que são transmitidas por satélites EGNOS e WAAS geoestacionários.

[101] O componente de computação de parâmetros 23 converte os parâmetros GPS recebidos em parâmetros de um modelo de órbita comum (etapa 201). Adicionalmente, ele converte os parâmetros do Galileo recebidos em parâmetros do mesmo modelo de órbita comum. O satélite para o qual os respectivos parâmetros são válidos pode ser identificado, por exemplo, usando índices contendo não somente PRN, mas também um ID da constelação. O modelo de órbita comum é uma especificação que descreve parâmetros e algoritmos orbitais para calcular informação de posição de satélite, como posição, velocidade e aceleração para satélites GPS e Galileo, e possivelmente também para satélites de qualquer outro GNSS, como GLONASS, EGNOS e/ou WAAS. Além do mais, o modelo de órbita comum pode permitir correções de cálculo nos sinais de satélite por causa de derivação do relógio. Deve-se notar que qualquer dado de correção, incluindo dados de correção como WAAS, EGNOS e DGPS, pode ser calculado ou recalculado especificamente para o modelo de órbita comum empregado.

[102] Pela conversão de parâmetro, os parâmetros de diferentes GNSSs são utilizados, ou seja, o número de parâmetros e o comprimento de palavra dos parâmetros são exatamente os mesmos para GPS e Galíleo, etc. Os parâmetros do modelo de órbita comum podem adicionalmente ser válidos para um maior período de tempo que os parâmetros de efemérides GPS. Além disso, eles podem definir a posição dos satélites mais precisamente que, por exemplo, o modelo de órbita de almanaque GPS. Isto pode ser obtido, por exemplo, usando mais parâmetros, ou usando maiores comprimentos de palavra que os definidos para os parâmetros transmitidos por satélites. Assim, o modelo de órbita comum pode também ser somente modelo orbital, por exemplo, para GPS. Deve-se entender que a conversão dos parâmetros compreende também um recálculo dos parâmetros.

[103] Os parâmetros gerados do modelo de órbita comum para um respectivo satélite compreende um valor de referência, que constitui um tempo de referência para a informação incluída que é baseado no tempo do sistema do GNSS ao qual o satélite pertence, exatamente como os dados de efemérides de TOE para GPS, ou os dados de almanaque de TOA para GPS. Por exemplo, para um satélite GPS, o tempo de referência é baseado na contagem TOW de GPS, como o TOE ou o TOA.

[104] Agora, o componente da aplicação 36 de uma estação móvel 30, 40 pode necessitar de alguma informação relacionada a posição. Para obter a informação necessária ele pode solicitar dados de assistência para GPS e/ou Galileo da rede de comunicação celular (etapa 301). A solicitação de assistência indica o tipo de GNSS que é suportado pela estação móvel 30, 40.

[105] Quando a estação base 10 recebe a solicitação de assistência, o componente de recuperação de parâmetro 12 instruí o servidor de rede 20 a fornecer os parâmetros do modelo de órbita comum para esses satélites 50, 60 do GHSS ou GNSSs suportado que estão atualmente visíveis no local da estação base 10 (etapa 101). A instrução compreende uma identificação dessa estação base 10 e uma identificação do GNSS ou BNSSs.

[106] Em seguida o componente de computação de parâmetro 23 do servidor de rede 20 determina os satélites 50, 60 que estão atualmente visíveis no local da estação base 10 e que pertencem ao GNSS ou GNSSs indicado (etapa 202). A posição atual dos satélites pode ser determinada por meio dos parâmetros do modelo de órbita gerados. Os satélites que são atualmente visíveis em uma estação base identificada 10 podem assim ser determinados facilmente, se uma associação entre as respectivas identificações de todas estações bases e seus locais estiver armazenada no servidor de rede 20, por exemplo, na base de dados na memória 21. O componente de computação de parâmetro 23 seleciona os parâmetros do modelo de órbita para os satélites atualmente visíveis e fornece-os à estação base 10, possivelmente junto com informação adicional. Tal informação adicional pode compreender, por exemplo, correções DGPS e RTK, correções EGNOS e/ou WAAS, correções diferenciais de curto prazo, avisos de integridade de curto prazo e medições de fase da portadora. Mediante uma solicitação especial por uma estação móvel 30, 40 encaminhada pela estação base 10, a informação adicional pode transversal compreender bits de dados para uma eliminação de dados.

[107] O componente de recuperação de parâmetros 12 da estação base 10 recebe a informação fornecida e fornece-a ao componente de substituição do tempo de referência 13.

[108] O componente de substituição do tempo de referência 13 da estação base 10 substitui o tempo de referência baseado em GNSS dos parâmetros do modelo de órbita para cada satélite visível 50, 60 por um tempo de referência baseado em sistema celular (etapa 102). No caso de a rede de comunicação celular ser uma rede GSM, o tempo de referência baseado no sistema celular pode compreender, por exemplo, uma constelação de um número do quadro, um intervalo de tempo e um número de bit {FN, TS, BN}, que representa o tempo do tempo de referência baseado em GNSS. No caso de a rede de comunicação celular ser uma rede WCDMA, o tempo de referência baseado no sistema celular pode compreender, por exemplo, um número do quadro do sistema (SFN), intervalo e chip, que representa o tempo do tempo de referência baseado em GNSS.

[109] A fim de poder substituir o tempo de referência baseado em GNSS pelo tempo de referência baseado em sistema celular, a estação base 10 tem que estar a par da relação atual entre o tempo GNSS e o tempo do sistema de comunicação celular. Existem diversas alternativas de prover a estação base 10 com esta relação, uma vez que a exigência a respeito da precisão da relação não é muito rigorosa. Basta ter uma relação com uma precisão de 10-100 μs, ou mesmo com uma precisão de 1 ms. Um satélite move a aproximadamente 3,8 km/s, e assim o erro de posição na posição do satélite em 1 ms é 4 metros no máximo, que é desprezível.

[110] Em uma primeira alternativa, uma LMU é associada com a estação base 10. Neste caso, a LMU pode determinar o tempo GNSS e fornecê-lo à estação base 10. A estação base 10 pode então determinar a própria relação. Deve-se notar, no entanto, que seria bastante caro prover todas estações base da rede com uma própria LMU.

[111] Em uma segunda alternativa, existe apenas uma LMU disponível na rede de celular e as diferenças de tempo para todas estações base 10 são medidas pela rede de comunicação celular no local desta LMU. Por exemplo, uma única estação base na rede pode ser equipada com uma LMU para criar uma relação entre um tempo GNSS e um tempo do sistema de comunicação celular. As diferenças de tempo entre a estação base equipada com LMU e todas outras estações base 10 na rede são medidas a fim de criar um tempo GNSS para a relação de tempo do sistema de comunicação celular para qualquer estação base 10 na rede de comunicação celular. As diferenças de tempo podem ser medidas, por exemplo, coletando e avaliando medições OTD reportadas por padrão pelas estações móveis 30, 40 à rede de comunicação celular.

[112] Em uma terceira alternativa, existe igualmente uma LMU disponível na rede de comunicação celular, e as diferenças de tempo são medidas com uma solução de Matriz. Nesta alternativa, as estações móveis 30, 40 são utilizadas para medir as diferenças de tempo da estação base com base em medições OTD. Cambridge Positioning Systems Ltd (CPS), por exemplo, propôs um método de posicionamento e manutenção usando esta abordagem. Este método compreende mais especificamente medir diferenças de tempo da estação base na estação móvel, mantendo uma base de dados correspondente na estação móvel e usando esta base de dados para posicionar e manter o tempo GPS. O método é denominado Enhanced- GPS (E-GPS). O uso do método E-GPS permite que a rede de comunicação celular igualmente obtenha as diferenças de tempo no sistema celular entre a LMU da estação base e as outras estações base 10, se as diferenças de tempo determinadas nas estações móveis 30, 40 forem reportadas à rede de comunicação celular.

[113] Em uma quarta alternativa, não é necessária nenhuma LMU na rede de comunicação celular. Em vez disso, a estação móvel 30, 40 fornece a relação entre o tempo GNSS e o tempo do sistema de comunicação celular. Se a estação móvel 30, 40 já tiver uma relação válida tanto de uma seção de posicionamento anterior quanto da solução E-GPS, esta informação pode ser transmitida à rede de comunicação celular juntamente com a solicitação de assistência. Algumas opções para obter e manter uma relação de tempo válida em uma estação móvel 30, 40 serão descritas com um pouco mais de detalhes a seguir com referência à etapa 306. A estação base 10 pode então usar a relação de tempo fornecida pela estação móvel 30, 40 para calcular o tempo de referência baseado em sistema celular para os parâmetros de modelo de órbita.

[114] A associação de um tempo GNSS com um tempo do sistema de comunicação celular foi também descrita nas patentes U.S. 6.678.510 B2 e 6.748.202 B2, às quais é feita referência.

[115] Uma vez que o tempo de referência baseado em GNSS nos parâmetros de modelo de órbita para cada satélite visível 50, 60 do GNSS suportado tenha sido substituído por um respectivo tempo de referência baseado em sistema celular, o componente de montagem de mensagem 14 monta uma mensagem para cada um desses satélites 50, 60 (etapa 103). A mensagem é a mesma para qualquer tipo de modo de posicionamento. A mensagem inclui Elementos de Informação (IE) com os parâmetros do modelo de órbita, incluindo o tempo de referência substituído. Além do mais, ele pode incluir um local de referência, a saber, o local conhecido da estação base 10. Adicionalmente, ele pode incluir qualquer das informações provida pelo servidor de referência 20, informação provida por alguma outra entidade, ou informação gerada na própria estação base 10.

[116] As mensagens são então transmitidas à estação móvel solicitante 30, 40.

[117] Deve-se notar que, alternativamente, a estação base 10 poderia montartais mensagens em intervalos regulares para todos satélites visíveis respectivamente 50, 60 e difundir as mensagens a todas estações móveis 30, 40 localizadas na célula que é servida pela estação base 10.

[118] O componente de avaliação de mensagem 37 da estação móvel 30, 40 recebe as mensagens e decodifica o número do quadro, intervalo de tempo e número de bit a fim de determinar o tempo do sistema de comunicação celular. Adicionalmente, ele extrai a informação incluída nas mensagens recebidas (etapa 302). Uma indicação do tempo do sistema de comunicação celular, possivelmente em relação ao tempo local, e a informação extraída, incluindo os parâmetros de modelo de órbita, são providos ao componente de estimativa de posição 38.

[119] O componente de estimativa de posição 38 conhece os algoritmos do modelo de órbita comum. Com base nesses algoritmos, o componente de estimativa de posição 38 extrapola a respectiva trajetória do satélite em função do tempo do sistema de comunicação celular atual usando os parâmetros do modelo de órbita providos, e possivelmente levando-se em conta as correções diferencias a curto prazo, etc. (etapa 303). Com base na trajetória de satélite obtida, o componente de estimativa de posição 38 pode limitar o tempo de propagação possível do sinal de satélite e a frequência Doppler que ocorre de uma maneira convencional. Com limites conhecidos do tempo de propagação e a frequência Doppler, também as possíveis fases de código que têm que ser verificadas podem ser limitadas. Tais limitações de fase de código são realizadas para todos os satélites para os quais os parâmetros de modelo de órbita foram providos, exceto para aqueles para os quais o alerta de integridade de curto prazo foi provido adicionalmente. Um alerta de integridade de curto prazo pode ser provido pelo servidor de referência 20 por meio da estação base 10 sempre que houver uma falha de satélite repentina.

[120] O componente de estimativa de posição 38 encaminha as limitações de fase de código determinadas e possivelmente informação adicional incluída nas mensagens recebidas para o componente de aquisição e rastreamento 32. O componente de aquisição e rastreamento 32 adquire os satélites visíveis (etapa 304). A informação é usada de uma maneira convencional para acelerar a aquisição de sinais de satélite, limitando as opções de busca. O componente de aquisição e rastreamento 32 pode também ser responsável pela decodificação dos dados de navegação nos sinais de satélite adquiridos. O componente de aquisição e rastreamento 32 fornece os resultados da medição, incluindo qualquer dado de navegação decodificado, ao componente de estimativa de posição 38.

[121] O componente de estimativa de posição 38 pode agora determinar a posição da estação móvel 30, 40 de uma maneira convencional (etapa 305). Ou seja, ele determina pseudofaixas para esses satélites 50, 60 dos quais sinais foram adquiridos. Adicionalmente, ele determina as exatas posições do satélite com base nos dados de navegação decodificados no momento da transmissão dos sinais, que é indicado nos dados de navegação decodificados e refinados pelos resultados da medição. O componente de estimativa de posição 38 então usa as pseudofaixas com as posições de satélite determinadas para estimar a posição da estação móvel. O componente de estimativa de posição 38 pode igualmente determinar de uma maneira convencional qualquer outra informação relacionada à posição desejada, como velocidade, tempo GNSS, incertezas de medição e posição, etc. A informação de posição relacionada a posição determinada pode então ser fornecida ao componente de aplicação 36 para o uso pretendido.

[122] Por padrão, o componente de estimativa de posição 38 da estação móvel 10 fornece a informação relacionada à posição determinada, os resultados da medição recebidos e uma relação entre o tempo do sistema de comunicação celular e o tempo GNSS como dados de realimentação à rede de comunicação celular. Os dados de realimentação são sempre os mesmos, independente do modo de posicionamento empregado, exceto que a posição da estação móvel 10 pode ser provida somente se ela for determinada pela estação móvel 10. Os dados de realimentação são encaminhados pelo componente de encaminhamento de realimentação 15 da estação base 10 ao servidor de rede 20 (etapa 104).

[123] O componente de atualização da base de dados 24 do servidor de rede 20 pode coletar a informação de posição, a relação entre o tempo do sistema de comunicação celular e o tempo GNSS e, além do mais, medições OTD para criar e atualizar uma base de dados 21 de diferenças de tempo entre várias estações base (etapa 203). Esta base de dados 21 pode ser usada para distribuir dados de assistência precisos no tempo às estações móveis 30, 40 para melhorar a sensibilidade sem distribuir tempo GNSS per se.

[124] O componente de cálculo de posicionamento 25 do servidor de rede 20 pode usar resultados de medição nos dados de realimentação, caso haja, para estimar a posição da estação móvel 30, 40, no caso de a estação móvel 30, 40 falhar no cálculo de uma posição propriamente dita (204).

[125] A estação móvel 30, 40 pode também manter a relação entre o tempo do sistema de comunicação celular e o tempo GNSS por padrão (etapa 306). Isto pode ser feito se a estação móvel 30, 40 tiver obtido um GNSS fixo válido e puder associar o tempo do sistema de comunicação celular atual, por exemplo, em termos de quadros, subquadros, intervalos de tempo, bit e chip, com o tempo GNSS, ou se tiver recebido a relação inicial como dados de assistência. Neste caso, a estação móvel 30, 40 pode reconstruir ou recuperar o tempo GNSS a qualquer momento apenas estimando o tempo transcorrido do último posicionamento GNSS usando o tempo do sistema de comunicação celular a considerando que a estação móvel 30, 40 não move de uma célula para uma outra. Se a estação móvel 30, 40 mover-se de uma célula para outra, a relação entre o tempo GNSS e o tempo do sistema de comunicação celular tem que ser criado novamente com base em um novo posicionamento GNSS. Alternativamente, a relação existente pode ser atualizada com a diferença de tempo entre a estação base que serve à célula anterior e a estação base que serve à célula atual. A diferença de tempo pode ser obtida da assistência de rede OTD, considerando que existe uma base de dados de diferença de tempo disponível. A diferença de tempo pode adicionalmente ser obtida de medições OTD que o terminal realiza por si próprio. A diferença de tempo pode adicionalmente ser obtida da diferença de medições de avanço de sincronismo e/ou tempo de ida e volta na célula anterior e atual.

[126] Ainda alternativamente, a relação de tempo pode ser mantida, por exemplo, a partir da assistência de tempo GPS da rede de comunicação celular. Em redes CDMA, por exemplo, o tempo GPS é disponível por padrão.

[127] Se a estação móvel 30, 40 tiver uma relação de tempo do sistema de comunicação GNSS para celular válida, esta relação pode ser usada para melhorar o desempenho em termos de tempo para o primeiro posicionamento e sensibilidade. A relação de tempo do sistema de comunicação GNSS para celular que tem uma precisão de centenas de microssegundos é suficiente para essas melhorias de desempenho.

[128] A estação móvel 30, 40 pode retomar medições OTD realizadas para a rede de comunicação celular com cada solicitação de dados de assistência (etapa 301). Ele pode retomar as medições OTD, por exemplo, nas unidades de segundos, em particular microssegundos, ou nano-segundos, em vez de diferenças de quadros e subquadros, para tomar a informação independente do tempo do sistema de comunicação celular.

[129] Deve-se notar que a modalidade descrita constitui somente uma de uma variedade de possíveis modalidades da invenção. Por exemplo, em vez de GPS e/ou Galileo, outros GNSS, ou GNSS adicionais poderiam ser igualmente suportados. Conforme mencionado anteriormente, em vez de uma rede GSM, qualquer outro tipo de rede de comunicação celular poderia ser também empregado. Também, algum processamento poderia ser comutado entre os diferentes elementos. A título de exemplo, a substituição do tempo de referência poderia ser igualmente realizada de forma centralizada para todas estações base no servidor de rede. Adicionalmente, a informação provida pode variar. Além disso, em vez de um novo modelo de órbita, os modelos de efemérides GPS e/ou almanaque GPS conhecidos poderiam ser usados para os satélites GPS e também para outros satélites GNSS. Também, um ou mais modelos de órbita padronizados para um outro GNSS específico poderia ser usado. Adicionalmente, a substituição do tempo de referência não é necessária, no caso de o tempo GNSS ser facilmente disponível nas estações móveis, etc.

Claims

1. Um método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30, 40) utilizando dados de assistência, o referido método sendo caracterizado por compreender: - converter, por um servidor, na rede de comunicação os parâmetros disponíveis de um modelo orbital dedicado que descreve o movimento do satélite (50, 60), cujo modelo orbital dedicado é definido para um sistema de posicionamento por satélite, em parâmetros de um modelo orbital comum que descreve o movimento do satélite (50, 60), em que o referido modelo orbital comum é um modelo orbital definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseados em satélite incluindo pelo menos dois dos seguintes: sistema Galileo, Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Navegação orbital Global por Satélite; e - fornecer os parâmetros convertidos como parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite para transmissão ao referido dispositivo móvel (30, 40).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema baseado em satélite ser um dos seguintes: - Serviço Europeu Complementar de Navegação Geoestacionária, EGNOS; e - Sistema de Aumento de Área Ampla, WAAS.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo orbital comum ser mais preciso do que o modelo orbital dedicado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo orbital comum compreender mais parâmetros que o modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento por satélite.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem um período de validade maior do que os parâmetros de um modelo dedicado definido para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo orbital comum compreender pelo menos um parâmetro com comprimento de palavras mais longos do que um parâmetro correspondente de um modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dados de assistência compreenderem um horário de referência e um local de referência, além dos parâmetros convertidos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dados de assistência compreenderem ainda pelo menos um dos seguintes: - correções do Sistema de Posicionamento Global Diferencial; - correções da Cinemática em Tempo Real (RTK); - medições de fase de portadora para sinais de satélite; - correções do Serviço Europeu de Sobreposição de Navegação Geoestacionária; - correções do Sistema de Ampliação de Área Ampla; - correções diferenciais de curto prazo para os parâmetros convertidos; - parâmetros do modelo de ionosfera; - parâmetros do modelo de troposfera; - advertências de integridade de curto prazo; - bits de dados de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite permitindo a limpeza de dados quando solicitado pelo dispositivo móvel (30, 40).

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem uma validade de pelo menos um dia.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda os dados de correção especificamente para o modelo orbital comum, fornecendo os dados de correção como parte dos dados de assistência para posicionamento baseado em satélite.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda pelo menos um elemento de rede (10) da rede de comunicações substituindo o valor de referência nos parâmetros convertidos que é baseado no horário do sistema de posicionamento baseado em satélite por um valor de referência que é baseado no horário do sistema de comunicação.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos dados de assistência serem transmitidos para um dispositivo móvel particular (30, 40) a pedido do referido dispositivo móvel (30, 40) ou serem disseminados na rede de comunicação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dispositivo móvel (30, 40) receber os dados de assistência e estimar a posição de um satélite (50, 60) do sistema de posicionamento baseado em satélite, utilizando os parâmetros convertidos.

14. Método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30, 40) utilizando dados de assistência, o referido método sendo caracterizado por compreender: - receber no dispositivo móvel (30, 40) os dados de assistência da rede de comunicações, incluindo parâmetros de um modelo orbital comum que descreve o movimento de um satélite (50, 60) de um sistema de posicionamento baseado em satélites em particular, em que o referido modelo orbital comum é um modelo orbital definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseados em satélite, incluindo pelo menos dois dos seguintes: sistema Galileo, Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Navegação orbital Global por Satélite; e - estimar uma posição de um satélite (50, 60) de um sistema de posicionamento baseado em satélites, com base nos parâmetros recebidos do modelo orbital comum.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o modelo orbital comum compreender mais parâmetros que o modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem um período de validade maior do que os parâmetros de um modelo dedicado para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum permanecerem válidos por pelo menos um dia.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender ainda a recepção dos dados de correção que foram calculados especificamente para os parâmetros recebidos do modelo orbital comum e a correção dos parâmetros recebidos do modelo orbital comum com base nos dados de correção antes de uma respectiva estimativa de uma posição de um satélite.

19. Um aparelho (20) para uma rede de comunicação para suportar o posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30, 40) com os dados de assistência, em que o aparelho (20) compreende um componente de processamento (22, 23) caracterizado por o componente (22, 23) estar adaptado para converter os parâmetros disponíveis de um modelo orbital dedicado que descreve o movimento do satélite (50, 60), cujo modelo orbital dedicado é definido para um sistema de posicionamento baseado em satélite, dentro dos parâmetros de um modelo orbital comum que descreve o movimento do satélite (50, 60), em que o referido modelo orbital comum é um modelo orbital definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseados em satélite, incluindo pelo menos dois dos seguintes: sistema Galileo, Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Navegação orbital Global por Satélite, e o componente de processamento (22, 23) estando adaptado para fornecer os parâmetros convertidos como parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite para transmissão ao referido dispositivo móvel (30, 40).

20. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o modelo orbital comum compreender mais parâmetros que o modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento por satélite.

21. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem um período de validade maior do que os parâmetros de um modelo dedicado para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

22. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o aparelho ser um servidor de rede (20) ligado a uma estação base (10).

23. Um dispositivo móvel (30, 40) para suportar o posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30, 40) utilizando dados de assistência, em que o dispositivo móvel (30, 40) compreende: - um receptor de sinal de satélite (31), adaptado para adquirir os sinais transmitidos pelos satélites (50, 60) de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite, caracterizado por compreender ainda: - um componente de comunicação (35), adaptado para receber de uma rede de comunicação os dados de assistência com parâmetros de um modelo orbital dedicado que descreve o movimento do satélite (50, 60) de um sistema de posicionamento baseado em satélites em particular, em que o referido modelo orbital comum é um modelo orbital definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseados em satélite, incluindo pelo menos dois dos seguintes: sistema Galileo, Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Navegação orbital Global por Satélite; e - um componente de processamento (35, 38), adaptado para estimar a posição de satélite para pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite com base nos parâmetros recebidos do modelo orbital comum.

24. Dispositivo (30, 40), de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o modelo orbital comum compreender mais parâmetros que o modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento por satélite.

25. Dispositivo (30, 40), de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem um período de validade maior do que os parâmetros de um modelo dedicado para pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite.

26. Um sistema caracterizado por compreender o aparelho de acordo com a reivindicação 19 e um dispositivo móvel.

27. Um aparelho (30) caracterizado por compreender um componente de processamento (35, 38) adaptado para estimar uma posição de um satélite (50, 60) de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite, baseado em parâmetros recebidos de um modelo orbital comum que descreve o movimento de um satélite (50, 60) de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em que o referido modelo orbital comum é um modelo orbital definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseados em satélite, incluindo pelo menos dois dos seguintes: sistema Galileo, Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Navegação orbital Global por Satélite.

28. Aparelho (30), de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o modelo orbital comum compreender mais parâmetros que o modelo orbital dedicado para o sistema de posicionamento baseado em satélite.

29. Aparelho (30) de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por os parâmetros do modelo orbital comum possuírem um período de validade maior que os parâmetros de um modelo dedicado para pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite.