BRPI0716585B1

BRPI0716585B1 - Método para gerar uma medição de fase de portadora, e, sistema de posicionamento ou navegação

Info

Publication number: BRPI0716585B1
Application number: BRPI0716585-4A
Authority: BR
Inventors: Ronald R. Hatch
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2023-05-16
Also published as: BRPI0716585A8; CN101506682B; EP2067053B1; RU2451947C2; AU2007300586A1; BRPI0716585A2; AU2007300586B2; JP2010504523A; EP2067053A1; WO2008039383A1; US20080122688A1; US7633437B2; RU2009113172A; JP5357760B2; CA2662912C; CA2662912A1; CN101506682A

Abstract

MÉTODO PARA GERAR UMA MEDIÇÃO DE FASE DE PORTADORA, E, SISTEMA DE POSICIONAMENTO OU NAVEGAÇÃO Uma nova técnica de três freqüências para obter medições de fase de portadora livres de geometria, corrigidas em refração, resolvidas em ambigüidade, foi descrita. Primeiro, as ambigüidade em pelo menos duas diferenças de medição de fase de portadora de faixa larga são obtidas 210 calculando em média as medições de código ponderadas em freqüência correspondentes. Estas duas medições resolvidas em ambigüidade são estão combinadas em uma medição corrigida em refração compósita 220. A medição compósita resultante é bastante ruidosa devida à amplificação do ruído de multitrajeto nas medições de fase de portadora originais. Mas esta medição de fase de portadora corrigida em refração ruidosa pode ser suavizada com outra medição compósita de fase de portadora de mínimo ruído, corrigida em refração. A medição compósita corrigida em refração de mínimo ruído 230 é construída das medições de fase de portadora primárias antes de resolver suas ambigüidades de ciclo inteiro. Suavizando 240 a diferença nas duas medições corrigidas em refração, o ruído pode ser reduzido e a polarização na medição de baixo ruído (devido a ambigüidades incorretas) pode ser estimada e subseqüentemente corrigida.

Description

[001] A presente invenção relaciona-se geralmente a receptores e métodos de determinar a posição de um objeto em sistemas de posicionamento, tal como o Sistema de Posicionamento Global (GPS) ou o Sistema Galileo Europeu, e em particular, a métodos de resolver ambiguidades de ciclo inteiro em medidas de fase de portadora nos sistemas de posicionamento usando três frequências.

FUNDAMENTO

[002] Um sistema de posicionamento de área ampla, tal como o sistema de posicionamento global (GPS), usa uma constelação de satélites para posicionar ou navegar objetos na terra. Atualmente, a constelação de satélites radiodifunde sinais a duas frequências de portadora, frequência L1 a (154*10,23 MHz) ou 1575,42 MHz e frequência L2 a (120*10,23 MHz) ou 1227,6 MHz, que corresponde a um comprimento de onda de L1 de 0,1903 m e comprimento de onda de L2 de 0,2442 m, respectivamente. Para cada frequência de portadora, dois tipos de medições são feitos normalmente por um receptor de GPS com um objeto a ser posicionado. Os dois tipos de medições são medição de pseudo-alcance e medição de fase de portadora integrada. A medição de pseudo-alcance (ou medição de código) é um observável de GPS básico que todos os tipos de receptores de GPS podem fazer. Utiliza os códigos de C/A ou P modulados sobre os sinais de portadora. A medição de fase de portadora é obtida integrando uma portadora reconstruída do sinal quando chega no receptor. Por causa de um número desconhecido de ciclos inteiros em trânsito entre o satélite e o receptor quando o receptor começa a rastrear a fase de portadora do sinal, há uma ambiguidade de ciclo inteiro na medição de fase de portadora. Esta ambiguidade de ciclo inteiro deve ser resolvida a fim de alcançar alta precisão na medição de fase de portadora.

[003] Com as medições disponíveis, o alcance ou distância entre um receptor de GPS e cada uma de uma pluralidade de satélites é calculada multiplicando o tempo de viagem de um sinal pela velocidade da luz. Estes alcances são referidos normalmente como pseudo-alcances (falsos alcances) porque as medições podem incluir erros devido a vários fatores de erro, tais como erro de temporização de relógio de satélite, erro de efeméride, efeitos de refração ionosférica e troposférica, erro de ruído e multitrajeto de rastreamento de receptor, etc. Para eliminar ou reduzir estes erros, operações diferenciais são usadas tipicamente em aplicações de GPS. Operações de GPS diferenciais (DGPS) envolvem tipicamente um receptor de GPS de referência de base, um receptor de GPS de usuário, e um mecanismo de comunicação entre os receptores de usuário e de referência. O receptor de referência está colocado em um local conhecido e a posição conhecida é usada para gerar correções associadas com alguns ou todos os fatores de erro anteriores. As correções geradas ou dados brutos medidos na estação de referência são providos ao receptor de usuário, que então usa as correções ou dados brutos para corrigir apropriadamente sua posição computada. Operações diferenciais usando medições de fase de portadora são freqüentemente referidas como operações de posicionamento/navegação de cinemática em tempo real (RTK).

[004] As correções geradas ou dados brutos medidos no receptor de referência, porém, são úteis no receptor de GPS de usuário só quando há correlações espaciais e temporais dos erros no receptor de referência e no receptor de usuário. Enquanto o erro de temporização de relógio de satélite de GPS, que aparece como uma polarização na medição de pseudo-alcance ou fase de portadora, está correlatado perfeitamente entre o receptor de referência e o receptor de usuário, a maioria dos outros fatores de erro está tanto não correlatada ou a correlação diminui em aplicações de área ampla, isto é, quando a distância entre a os receptores de referência e de usuário se torna grande. Além disso, quando a distância entre o receptor de usuário e o receptor de referência se torna grande, tal como mais que cerca de 10 a 20 quilômetros, as duas frequências de portadora no sistema de GPS existente são inadequadas para resolver as ambiguidades de fase de portadora de ciclo inteiro.

SUMÁRIO

[005] A presente invenção inclui um método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração e mínimo ruído. Em uma concretização, uma primeira medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade de faixa larga, corrigida em refração é formada usando medições de fase de portadora primária em três frequências de portadora. Uma segunda medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração é formada usando as medições de fase de portadora primária. Finalmente, a primeira medição de fase de portadora compósita é suavizada com a segunda medição de fase de portadora compósita.

[006] Em algumas concretizações, a segunda medição compósita inclui uma ambiguidade de ciclo inteiro não resolvida. A ambiguidade de ciclo inteiro é resolvida primeiro estimando um comprimento de onda corrigido em refração para a segunda medição compósita. Um valor de compensação suavizado é determinado diferenciando a primeira e segunda medições compósitas. A seguir, o valor de compensação suavizado é dividido pelo comprimento de onda corrigido em refração. O resultado é então arredondado a um inteiro mais próximo como a ambiguidade de ciclo inteiro. A medição compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínima fase é alcançada somando a segunda medição compósita e um resultado de multiplicação do comprimento de onda corrigido em refração e a ambiguidade de ciclo inteiro.

[007] A habilidade para resolver as ambiguidades de medições compósitas corrigidas em refração, removerá grandemente limitações de separação de linha base no uso de GPS Diferencial de fase de portadora, de forma que uma capacidade de RTK global se torne possível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema de computador que pode ser usado para executar o método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído.

[009] Figura 2 é um fluxograma ilustrando um método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído.

[0010] Figura 3 é um fluxograma ilustrando um processo de suavização usado no método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído.

[0011] Figura 4 é um fluxograma ilustrando um processo de suavização alternado usado no método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Figura 1 ilustra um sistema de computador 100 que pode ser usado para executar um método para gerar uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído, de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0013] O sistema de computador 100 está acoplado a um receptor de GPS de usuário 122 que provê ao sistema de computador 100 GPS medições de código e fase de portadora baseadas em sinais de uma pluralidade de satélites 110-1, 110-2,..., 110-n, onde n é o número de satélites em vista do receptor de GPS de usuário 122. O receptor de GPS de usuário 100 pode estar em comunicação com um receptor de GPS de referência 140 também fazendo medições baseadas em sinais da pluralidade de satélites, que são usados para gerar correções para as medições levadas no receptor de GPS de usuário. A pluralidade de satélites, ou qualquer um ou mais deles, são referidos às vezes doravante neste documento como satélites 110. Em algumas concretizações, o receptor de GPS de usuário 122 e o sistema de computador 100 são integrados em um único dispositivo, dentro de um único alojamento, tal como um dispositivo de rastreamento de posição portátil, segurado à mão ou até mesmo usável, ou um sistema de posicionamento e/ou navegação montado em veículo ou caso contrário móvel. Em outras concretizações, o receptor de GPS de usuário 122 e o sistema de computador 100 não estão integrados em um único dispositivo.

[0014] Como mostrado na Figura 1, o sistema de computador 100 inclui uma unidade de processamento central (CPU) 126, memória 128, uma porta de entrada 134 e uma porta de saída 136, e (opcionalmente) uma interface de usuário 138, acoplados um ao outro por um ou mais barramentos de comunicação 129. Memória 128 pode incluir memória de acesso aleatório de alta velocidade e pode incluir armazenamento de massa não volátil, tal como um ou mais dispositivos de armazenamento de disco magnético. Memória 128 preferivelmente armazena um sistema operacional 131, um banco de dados 133, e procedimentos de aplicativo de GPS 135. Os procedimentos de aplicativo de GPS podem incluir procedimentos 137 para implementar o método para gerar uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído, de acordo com uma concretização da presente invenção, como descrito em mais detalhe abaixo. O sistema operacional 131 e programas aplicativos e procedimentos 135 e 137 armazenados em memória 128 são para execução pela CPU 126 do sistema de computador 124. Memória 128 preferivelmente também armazena estruturas de dados usadas durante execução dos procedimentos de aplicativo de GPS 135 e 137, incluindo medições de pseudo-alcance e/ou fase de portadora de GPS 139, como também outras estruturas de dados discutidas neste documento.

[0015] A porta de entrada 134 é para receber dados do receptor de GPS 122, e porta de saída 136 é usada para exportar dados e/ou resultados de cálculo. Dados e resultados de cálculo também podem ser mostrados em um dispositivo de exibição da interface de usuário 138.

[0016] Duas técnicas principais foram desenvolvidas para resolver as ambiguidades de fase de portadora de ciclo inteiro. A primeira técnica é freqüentemente referida como a técnica de "geometria livre" ou " espaço de medição" e usa medições de código suavizadas para determinar as ambiguidades de ciclo inteiro das medições de fase de portadora. A segunda técnica é freqüentemente referida como a técnica de "dependente de geometria" ou "espaço de posição" e usa um processo de pesquisa para determinar qual combinação de ambiguidades de ciclo inteiro com respeito a uma pluralidade de satélites em vista do receptor de GPS dá a "melhor" solução de acordo com alguns critérios, tal como um mínimo da soma dos quadrados de resíduos de medição.

[0017] Há várias vantagens de usar a abordagem livre de geometria para a resolução de ambiguidade de fase de portadora. Uma primeira vantagem para a abordagem livre de geometria é que é menos afetada por erros nas medições causados por efeitos de refração troposférica porque as medições de código e fase de portadora são afetadas igualmente pela troposfera. Uma segunda vantagem para a abordagem livre de geometria é que a resolução de ambiguidade é feita em uma base de satélite por satélite, quando comparada com a abordagem dependente de geometria, que precisa de pelo menos cinco satélites em vista do receptor de GPS a fim de assegurar a exatidão da solução. Uma terceira vantagem para a abordagem livre de geometria é que movimento do receptor de GPS de usuário não tem nenhum efeito sobre a diferença das medições de código e fase de portadora, enquanto a abordagem dependente de geometria pode precisar propagar a posição do receptor de GPS de usuário adiante em tempo quando o usuário está se movendo. Também, porque a abordagem livre de geometria usa uma maior grau de liberdade do que a abordagem dependente de geometria, é mais simples verificar que uma resolução correta das ambiguidades de ciclo inteiro é feita no caso da abordagem livre de geometria. Estas vantagens fazem a abordagem livre de geometria mais favorável para aplicações de RTK.

[0018] Com as duas frequências de portadora L1 e L2 existentes, a técnica livre de geometria é usada para resolver as ambiguidades de ciclo inteiro de uma maneira em cascata, em que ambiguidades de ciclo inteiro são resolvidas primeiro para combinações de medição de faixa larga tendo um comprimento de onda mais longo. Uma combinação de faixa larga usada mais freqüentemente é uma diferença simples das medições de fase de portadora nas duas frequências existentes L1 e L2, que é referida doravante como a diferença de medição (L1-L2). A diferença de medição (L1-L2) tem um comprimento de onda de aproximadamente 86,2 cm e é bem adequada para resolução de ambiguidade de ciclo inteiro. A ambiguidade de ciclo inteiro na diferença de medição (L1-L2) pode ser resolvida usando uma média ponderada de frequência das medições de código nas duas frequências, que casa com a distorção ionosférica na diferença de medição de fase de portadora. As ambiguidades de ciclo inteiro de faixa larga resolvidas são então usadas para avançar sucessivamente para comprimentos de onda menores (faixa estreita). Esta abordagem, porém, só funciona quando a distância entre o receptor de referência e o receptor de usuário (separação de linha base) não excede um certo limite, tal como 10 a 20 km.

[0019] A fonte do problema é o efeito divergente da ionosfera nas duas frequências de portadora quando a separação de linha base se torna grande. A diferença de medição (L1-L2) é afetada adversamente por efeitos de refração ionosférica. A magnitude do efeito de refração ionosférica na diferença de medição é cerca da média do efeito nas duas medições individuais de L1 e L2, mas é de sinal oposto. Embora a ambiguidade de ciclo inteiro na diferença de medição (L1-L2) possa ser resolvida através de grandes distâncias, a fim de remover o efeito de refração ionosférica na diferença de medição, a ambiguidade de ciclo inteiro em alguma outra combinação de medição com uma dependência diferente da ionosfera também deve ser resolvida. Uma combinação de medição, ou uma medição compósita, é uma combinação de medições de fase de portadora em frequências de portadora diferentes.

[0020] Com apenas duas frequências de portadora, é muito difícil resolver as ambiguidades de ciclo inteiro em quaisquer outras combinações das medições de fase de portadora quando a separação de linha base é grande. Sem uma terceira frequência, uma melhor combinação que tem muito pouca distorção induzida por refração ionosférica é uma medição compósita formada usando a diferença entre nove vezes a medição de fase de portadora L1 e sete vezes a medição de fase de portadora L2, que é referida como a medição compósita (9L1-7L2). Mas esta medição compósita tem duas características muito adversas. Primeira, o comprimento de onda efetivo da medição compósita é só 5,35 cm. O conhecimento do valor de ambiguidade para a combinação de medição (L1-L2) (se for par ou ímpar) pode ser usado para aumentar o comprimento de onda efetivo de 5,35 para 10,7 cm. Mas ainda é impossível resolver a ambiguidade corrigida em refração através de linhas bases longas por causa da multiplicação adversa do ruído de multitrajeto no processo de correção de refração.

[0021] Como parte da modernização de GPS, um novo sinal com uma terceira frequência será feito disponível a usuários civis. Este novo sinal é às vezes rotulado como o sinal L5 por razões históricas e tem uma frequência de (115*10,23 MHz) ou 1176,45 MHz, e um comprimento de onda correspondente de 0,2548 m. A adição proposta da terceira frequência para os sinais de radiodifusão de GPS provê um grau adicional de liberdade em construir medições compósitas com comprimentos de onda variados, sensibilidade variada à ionosfera, e efeitos de amplificação de ruído diferentes, e assim pode ser útil em obter medições de fase de portadora resolvidas em ambiguidade e corrigidas em refração, que são cruciais para aplicações de GPS de alta precisão.

[0022] Para uso subseqüente, um conjunto de equações (1)-(6) é provido abaixo definindo as relações básicas entre as medições de código e fase de portadora nas três frequências e o alcance geométrico e o erro de refração ionosférica.

[0023] Assuma que as frequências de sinais L1, L2 e L5 são designadas como fa, fb e fc, respectivamente. As medições de código Pa, Pb, e Pc associadas com sinais L1, L2 e L5 são definidas por:

onde p é o alcance geométrico (incluindo o erro de refração troposférica) e I é o erro de refração ionosférica.

[0024] As medições de fase de portadora graduadas correspondentes Φa, Φb e Φc nas três frequências são definidas por:

onde Φa, Φb e Φc representam as medições de fase de portadora brutas respectivas nas três frequências, Na, Nb e Nc representam as ambiguidades de ciclo inteiro primárias desconhecidas associadas com as medições de fase de portadora brutas, e c é a velocidade da luz.

[0025] Figura 2 ilustra um método 200 para gerar uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em retração, e mínimo ruído, de acordo com uma concretização da presente invenção. Como mostrado na Figura 2, o método 200 inclui a operação 210 na qual ambiguidades são resolvidas em pelo menos duas medições de faixa larga, cada uma formada usando a diferença entre medições de fase de portadora graduadas levadas a duas das três frequências.

[0026] Por exemplo, para resolver a ambiguidade de faixa larga na diferença de medição de fase de portadora (L1-L2), uma média ponderada de frequência de equações (1) e (2) é levada que define uma relação entre uma medição de código compósita e o erro de refração ionosférica como:

[0027] Diferenciando a equação (5) da equação (4), produz uma relação semelhante entre as duas medições de fase de portadora e o erro de refração ionosférica:

onde Xa—b é o comprimento de onda de diferença da diferença de frequência é (fa-fb) entre sinais L1 e L2.

[0028] Diferenciando a equação (8) da equação (7) e dividindo o resultante pelo comprimento de onda de diferença Xa-b dá uma medida direta da ambiguidade de faixa larga como:

[0029] De modo semelhante, as ambiguidades de faixa larga nas diferenças de medição de fase de portadora (L1-L5) e (L2-L5) podem ser determinadas por:

[0030] Em algumas concretizações, as medições de código e fase de portadora nas equações (9)-(11) são assumidas terem sido corrigidas usando as medições levadas no receptor de referência. Mas por causa das relações de frequência, só duas das três diferenças de medição de fase de portadora de faixa larga são independentes. Portanto, uma vez que as ambiguidades de faixa larga em qualquer destas duas diferenças de medição sejam determinadas, a ambiguidade de faixa larga na terceira diferença de medição pode ser determinada diretamente.

[0031] Mas contanto que haja um travamento de fase entre duas frequências em uma diferença de medição de fase de portadora, a ambiguidade de faixa larga correspondente não muda com o passar do tempo. Este valor também pode ser suavizado com o passar do tempo de um modo semelhante. Em algumas concretizações, o processo de suavização é feito com um filtro de média expandida: onde N representa a quantidade de suavização, por exemplo,

em termos do número de épocas de medição. A quantidade de suavização requerida para alcançar uma ambiguidade de faixa larga correta é uma função do comprimento de onda Xa-b da diferença de frequência. O valor de ambiguidade de faixa larga suavizada pode ser inserido na equação (8) para produzir uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade de faixa larga:

[0032] O último termo na equação (13) acima corresponde ao erro de refração ionosférica na medição de faixa larga. Este erro é então removido na operação 220 de método 200 formando uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração usando as medições de fase de portadora levadas a todas as três frequências, como será explicado abaixo em detalhes.

[0033] A primeira operação em remover este erro de refração ionosférica é formar outra medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, de faixa larga das três medições de fase primária disponíveis. Em algumas concretizações, a segunda medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, de faixa larga é formada usando a diferença de medição de fase de portadora (L2-L5) desde que leva tempo menos calculando em média para determinar um de valor preciso de ambiguidade de faixa larga. Análogo à equação (13), esta segunda medição de fase de portadora de faixa larga resolvida em ambiguidade das medições de fase de portadora (L2-L5) pode ser definida por:

[0034] Uma combinação linear de equações (13) e (14) elimina o erro de refração ionosférica e resulta na medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração ΦRC.

[0035] Infelizmente, o processo acima mencionado de formar medições de faixa larga resolvidas em ambiguidade e então remover erros de refração ionosférica amplia ruído substancialmente nas medições de fase de portadora primária. Por exemplo, porque as frequências L2 e L5 estão tão perto uma da outra (há só diferença de 51,15 MHz entre as duas frequências), diferenciar as medições de fase de portadora nas duas frequências na equação (14) resulta em uma grande quantidade de ruído de multitrajeto na diferença de medição resultante Φbc. Depois de correção de refração ionosférica na equação (15), o ruído de multitrajeto seria ademais reforçado.

[0036] Além disso, desde que só duas das três medições de fase de portadora resolvidas em ambiguidade, de faixa larga são independentes, o efeito de amplificação de ruído é independente de quais duas são escolhidas na equação (15) para formar a medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração. Em outras palavras, problemas semelhantes estão presentes em outras combinações das medições de fase de portadora de faixa larga. Na realidade, esta observação é mais evidente substituindo as duas medições de faixa larga Φab e Φbc na equação (15) com as medições de fase de portadora graduadas Φa, Φb e Φc definidas nas equações (4)-(6):

[0037] Equação (16) define uma relação genérica entre uma medição de fase de portadora compósita e as medições de fase de portadora primárias nas três frequências. Esta relação se aplica ao sistema de GPS dos Estados Unidos como também a outros Sistemas de Satélite de Navegação Globais (GNSS) tal como o Sistema Galileo Europeu. De fato, o sistema de GPS e o sistema Galileo compartilham as mesmas frequências para os sinais L1 e L5, mas frequências diferentes para o sinal L2. A frequência mediana do sistema Galileo, E6, é 1278,75 MHz, que é 51,15 MHz mais alta que a frequência L2.

[0038] Equação (16) indica que as frequências dos sinais de portadora afetam o nível de ruído na medição de fase de portadora compósita ΦRC. Em algumas concretizações, o ruído esperado na medição de fase de portadora ΦRC é definido como a raiz quadrada da soma dos quadrados dos ruídos nas medições de fase de portadora primárias, cada ruído ponderado de por seus coeficientes associados na equação (16). Tabela 1 provê os valores de coeficiente na equação (16) debaixo de frequência mediana diferente (GPS L2, Galileo E6, e 1,3299 GHz) como também os níveis de ruído correspondentes assumindo que há ruído igual de um centímetro em cada um dos três sinais de portadora.

Tabela 1: Amplificação de ruído de um centímetro

[0039] Aparentemente, uma mudança do sinal L2de GPS para o sinal E6de Galileo como a frequência mediana reduz ruído por aproximadamente 39% ® (109,98-67,03)/109,98. Isto sugere que o sinal E6 de Galileo é melhor do que o sinal L2de GPS em minimizar o ruído das medições de fase de portadora corrigidas em refração, resolvidas em ambiguidade, de faixa larga.

[0040] Embora o ruído fique ampliado na medição de fase de portadora compósita corrigida em refração, resolvida em ambiguidade, de faixa larga ΦRC, se compara favoravelmente com o nível de ruído em uma medição de código compósita corrigida em refração. Isto é, pelo menos em parte, porque que as medições de fase de portadora são menos sujeitas àquelas polarizações resultando de várias fontes tais como características de projeto de receptor do que as medições de código. Ademais, a medição de fase de portadora compósita é menos sensível a deslocamento de fase por causa de uma quantidade igual de medições de fase negativas e positivas na medição compósita. A maioria do ruído na medição de fase de portadora compósita ΦRC resulta do multitrajeto presente nas medições de fase de portadora primárias individuais. Felizmente, o mesmo método empregado para suavizar fora o multitrajeto nas medições de código pode ser usado para suavizar fora o ruído de multitrajeto na medição de fase de portadora compósita.

[0041] Para reduzir o ruído de multitrajeto, o método 200 inclui a operação 230, na qual uma medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração é formada e a operação 240, na qual a medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração da equação (16) é suavizada com a medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração. Note que não há nenhum requisito para resolver a ambiguidade na medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração formada na operação 230. Em outras palavras, a medição de fase de portadora compósita pode incluir um erro relacionado à ambiguidade.

[0042] Semelhante à equação (16), a medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração ΦM é definida como uma função das três medições de fase de portadora primárias graduadas Φa, Φb, e Φc:

onde a, b e c são coeficientes para multiplicar as medições de fase de portadora primárias graduadas nas três frequências. Substituindo as definições das três medições de fase de portadora primárias graduadas nas equações (4)-(6) na equação (17) converte a equação (17) em uma nova forma:

[0043] Para propósitos ilustrativos, assuma que cada uma das três medições de fase portadora primárias graduadas tem ruído de um centímetro. Para a medição compósita ΦM alcançar um mínimo, os coeficientes a, b e c têm que satisfazer o três constrangimentos seguintes:

[0044] Equação (19) assegura que a medição de alcance não seja aumentada ou abaixada pela escolha de coeficientes. Equação (20) assegura que o erro de refração ionosférica seja eliminado da medição compósita. Equação (21) assegura que haja amplificação de ruído mínima com a escolha de coeficientes. Note que se a suposição de ruído igual for inválida, isto é, ruído não igual está presente nas três medições de fase de portadora, a equação (21) precisa ser modificada por conseguinte.

[0045] Resolvendo a Equação (19) para c dá:

[0046] Introduzindo a Equação (22) na equação (20) e resolvendo

qual expressão pode ser ademais simplificada para:

[0047] Substituindo c e b na equação (21) com equações (22) e (24)

[0048] Tomando a derivada com respeito a A, fixando a derivada a zero, e então resolvendo para A dá: (26)

[0049] Os valores de b e c podem ser obtidos substituindo a equação (26) de volta nas equações (24) e (22), respectivamente. Os valores numéricos dos coeficientes a, b, e c obtidos acima debaixo das três frequências medianas diferentes são mostrados na Tabela 2.

Tabela 2: Coeficientes para correção de refração com ruído mínimo

[0050] A coluna final da Tabela 2 estima a amplificação de ruído nas medições de fase de portadora primárias. Diferente do resultado na Tabela 1, a frequência L2 de GPS na verdade resulta em um ruído corrigido em refração ligeiramente mais baixo (2,546) do que a frequência E6 de Galileo (2,588) se não houver nenhuma ambiguidade primária na medição de fase de portadora compósita ΦM.

[0051] Figura 3 ilustra um processo de suavização 300 na operação 240 de acordo com algumas concretizações da presente invenção. Como notado acima, ambas a medição de fase de portadora compósita ΦRC na equação (16) e a medição compósita ΦM na equação (17) contêm uma medição do alcance geométrico corrigido em refração. Assim, diferenciando as duas medições compósitas produz um valor de compensação O (operação 310) como uma função do ruído de multitrajeto nas três frequências e um erro de polarização constante causado por ambiguidades primárias na equação (17):

[0052] Depois de suavizado por um filtro de média expandida (operação 320), o valor de compensação chegará ao valor negativo do erro de polarização constante na equação (17). Em algumas concretizações, a compensação suavizada é determinada por:

onde o valor n aumenta por um a cada época de medição.

[0053] Finalmente, este valor de polarização suavizado Sn é somado de volta sobre a medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração ΦM (operação 330) para produzir uma medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído crescentemente preciso, corrigida em refração sem polarização. Em algumas concretizações, uma medição corrigida em refração, resolvida em ambiguidade suavizada ΦS é definida por:

[0054] Uma vantagem de usar operações 320 e 330 em processo 300 para suavizar a medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade é que o valor de compensação pode ser monitorado para racionalidade durante o processo de suavização.

[0055] Note que o ruído nas medições de fase de portadora primárias não é branco. Em lugar disso, é dominado por efeitos de multitrajeto, que são ruído colorido. Assim, a tendência média de ruído atual da equação (29) depende da autocorrelação do ruído de medição de multitrajeto e receptor. Em algumas concretizações, a autocorrelação positiva inicial faz a média de ruído atual ser mais lenta do que ruído branco. Depois de vários minutos, quando a autocorrelação fica negativa, o ruído atual então se afasta de médias mais rápido do que ruído branco.

[0056] Também deveria ser notado que, diferente dos efeitos de multitrajeto nas medições de código, o multitrajeto nas medições de fase de portadora tem uma distribuição igual de erro positivo e negativo e deveria convergir para zero com o passar do tempo. Como resultado, alguém deveria esperar o ruído residual ser alguns centímetros depois de 15-30 minutos de suavização.

[0057] Desde que qualquer uma das três medições de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade de faixa larga pode ser deduzida das outras duas medições, há só um grau de liberdade para as ambiguidades de ciclo inteiro presentes nas três medições de fase de portadora primárias. Em outras palavras, constrangido pelos valores corretos de ambiguidade de faixa larga, qualquer erro de estimação em um dos valores de ambiguidade de ciclo inteiro primário causará um erro igual em cada um dos outros valores de ambiguidade de ciclo inteiro primário. Por exemplo, se a ambiguidade de ciclo inteiro Na na equação (4) acontecer ser um ciclo inteiro maior do que seu valor verdadeiro, as ambiguidades de ciclo inteiro Nb e Nc será cada uma um ciclo inteiro maior do que seus valores verdadeiros assumindo que as ambiguidades de faixa larga (Na-Nb) e (Na-Nc) nas equações (9) e (10) foram determinadas corretamente.

[0058] Tabela 3 abaixo dá um comprimento de onda corrigido em refração estimado ARC da medição compósita ΦM debaixo de frequências medianas respectivas. Este comprimento de onda ARC é essencialmente o erro de estimativa de alcance causado pelo erro de ambiguidade de um ciclo inteiro em cada uma das três medições de fase de portadora primárias. como mostrado abaixo na Tabela 3, o erro de estimativa de alcance é aproximadamente 11 centímetros (todos os comprimentos de onda são mostrados em unidades de metros).

Tabela 3: Comprimento de onda corrigido em refração

[0059] como notado anteriormente, a medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração ΦM pode incluir um erro relacionado à ambiguidade constante. Mas a medição de fase de portadora compósita corrigida em refração, resolvida em ambiguidade de faixa larga ΦRc é independente de qualquer erro relacionado à ambiguidade nas medições de fase de portadora primárias. Por conseguinte, a diferença entre as duas medições de fase de portadora compósitas como representada por equações (27) por (29), quando dividida pelo comprimento de onda corrigido em refração ARc (a última coluna de Tabela 3) e arredondado ao inteiro mais próximo, estima o valor do erro de ambiguidade de ciclo inteiro ΔN nas medições de fase de portadora primárias, isto é:

[0060] A adição do erro de ambiguidade de ciclo inteiro ΔN à estimativa inicial das três ambiguidades de ciclo inteiro primárias Na, Nb e Nc resulta em valores mais precisos das três ambiguidades de ciclo inteiro primárias:

[0061] Substituindo estes valores de ambiguidade precisos de volta na equação (17), uma medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração, e resolvida em ambiguidade ΦAR pode ser expressa como:

[0062] A medição compósita ΦAR na equação (34) é semelhante à medição compósita ΦS na equação (29). Mas desde que o erro de ambiguidade primário é um múltiplo de um ciclo inteiro, o arredondamento para o inteiro mais próximo na equação (30) faz a medição compósita ΦAR mais precisa do que a medição compósita ΦS.

[0063] Como mostrado nas equações (4)-(6), as três medições primárias graduadas Φa, Φb e Φc são funções do alcance geométrico p, do efeito de refração ionosférica I, e ruído. Em uma concretização, as três medições primárias podem ser combinadas em uma expressão (por exemplo, equação (16)) para eliminar o efeito de refração ionosférica I enquanto deixando só o alcance geométrico p e o ruído. Em outra concretização, as três medições primárias podem ser combinadas em outra expressão para eliminar o alcance geométrico p enquanto deixando o efeito de refração ionosférica e o ruído. Inserindo estas duas expressões nas equações (4)-(6) cancela fora ambos o alcance geométrico e o efeito de refração ionosférica, resultando em uma combinação graduada do ruído nas três medições primárias.

[0064] Há outros modos de gerar a combinação de ruído graduada. Em algumas concretizações, a combinação de ruído graduada é alcançada gerando duas representações para o efeito de refração ionosférica I usando combinações diferentes das medições primárias e então diferenciando as duas representações. Em algumas outras concretizações, a combinação de ruído graduado é alcançada gerando duas representações para a alcance p usando combinações diferentes das medições primárias e então diferenciando as duas representações. Em ainda algumas outras concretizações, a combinação de ruído graduada é alcançada em uma operação gerando uma combinação das medições primárias que elimina ambos o alcance e o efeito de refração ionosférica.

[0065] A combinação de ruído graduada está sujeita a erros nos valores de ambiguidade primários. O valor de compensação definido na equação (27) é de fato uma expressão particular da combinação de ruído graduada. Equação (35) é outra expressão da combinação de ruído graduada.

[0066] Claramente, o componente de alcance p é cancelado em cada par das medições primárias. O componente de efeito de refração ionosférica I é cancelado entre as três termos de diferença de medição. Como resultado, o valor de compensação residual OS é completamente devido ao ruído mais qualquer erro de ambiguidade de ciclo inteiro nas medições primárias. Simplificando a equação (35) dá:

[0067] Tabela 4 dá os coeficientes da equação (36) debaixo de frequências medianas diferentes. Para uso subseqüente, a última coluna da Tabela 4 inclui a polarização de alcance, em metros, causada por erro de um ciclo inteiro positivo nas três ambiguidades primárias.

Tabela 4: Coeficientes da Equação (36)

[0068] Em algumas concretizações, o valor de compensação OS na equação (36) é suavizado em um processo de média expandida semelhante àquele da equação (28). Depois de suavização suficiente, o valor de compensação OS chega a um múltiplo do valor Xamb na Tabela 4. Dividindo o valor de compensação OS pelo valor Xamb e arredondando o resultado ao inteiro mais próximo dá o erro pelo qual as ambiguidades de ciclo inteiro primárias precisam ser corrigidas.

[0069] Em algumas outras concretizações, o suavização do valor de compensação OS na equação (36) pode ser começado com a aquisição do primeiro conjunto de medições de código primário e fase de portadora. Para uso subseqüente, a equação (36) é reescrita primeiro incorporando os três comprimentos de onda nas equações (4)-(6) em seus coeficientes associados.

onde os coeficientes Ka, Kb e Kc, respectivamente, são definidos como:

[0070] Como notado acima, só duas das ambiguidades de faixa larga são independentes. Isto significa que dado qualquer um dos valores de ambiguidade primários a uma das três frequências, as outras duas podem ser determinadas. Portanto, incorporando as definições para as ambiguidades de faixa larga nas equações (9) e (11) na equação (37) converte a equação (37) em:

[0071] Tabela 5 lista os valores numéricos de coeficientes na equação (38) debaixo de frequências medianas diferentes.

Tabela 5: Coeficientes da equação (38)

[0072] Figura 4 é um fluxograma ilustrando um tal processo de suavização alternado usado no método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído. O processo de suavização começa com estimar valores iniciais das duas ambiguidades de faixa larga Na-b e Nb-c, a ambiguidade primária Na e o valor de compensação Ol (operação 401).

[0073] Em particular, os dois valores de ambiguidade de faixa larga Na-b e Nb-c são derivados primeiro das equações (9) e (11). Estes dois valores são então arredondados aos inteiros mais próximos N a-b e N b-c, respectivamente. Assumindo que o valor de compensação na equação (38) é zero, uma estimativa inicial da ambiguidade primária Na é definida por:

Arredondando o valor de Na para seu valor inteiro mais próximo:

[0074] O valor de compensação inicial Ol é então determinado pelo resíduo graduado do processo de quantização:

[0075] A partir da operação 403, o processo de suavização entra em uma malha iterativa de processar medições subseqüentes. Durante este processo, os valores de ambiguidade e o valor de compensação são refinados iterativamente até que uma condição de terminação predefinida seja satisfeita.

[0076] No recebimento de um novo conjunto de medições (403), o processo de suavização gera um novo par de valores de ambiguidade de faixa larga

e então computa suas mudanças dos valores anteriores (405). Se não houver nenhuma mudança (407, não), o processo de suavização então computa a medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida em refração, resolvida em ambiguidade (417).

[0077] Para conveniência, a equação (17) é reescrita primeiro como:

[0078] Portanto, ΦM é determinado introduzindo as medições primárias e o conjunto atual de valores de ambiguidade de faixa larga e primários N a-b, N b-c e N a na equação (42). Em algumas outras concretizações, o processo de suavização não computa ΦM imediatamente depois de detectar que não há nenhuma mudança às duas ambiguidades de faixa larga. Em lugar disso, retorna para circular por operações 403, 405 e 407 usando medições subseqüentes. Só depois de um número predeterminado de iterações, cada iteração indicando que não há nenhuma mudança em operação 407, o processo de suavização se moverá para operação 417. Estas iterações adicionais podem reduzir o efeito de ruído nas medições e melhorar a precisão da medição compósita resultante.

[0079] Se houver qualquer mudança na ambiguidade de faixa larga (407, sim), o processo de suavização atualiza o valor de compensação atual usando as mudanças nas duas ambiguidades de faixa larga (409). Em algumas concretizações, esta atualização requer que o valor de compensação anterior seja ajustado antes que o novo valor de compensação seja computado e então calculado em média com o anterior.

[0080] Assumindo que a iteração atual seja a n-ésima medição, as mudanças nas ambiguidades de faixa larga são definidas como:

[0081] O (n-1)-ésimo valor de compensação retroativamente por mudanças nas ambiguidades de faixa larga.

[0082] Um novo valor de compensação é então computado diretamente da equação (38) usando os valores mais recentes obtidos para cada ambiguidade (usando os coeficientes de GPS).

[0083] Este novo valor de compensação é usado na equação (28) para atualizar o valor de compensação suavizado Sn. O valor de compensação suavizado Sn é então usado para computar uma mudança ao valor de ambiguidade primária Na (411):

que é arredondado a:

[0084] Se este valor arredondado for zero, isto é, não há nenhuma mudança ao valor de ambiguidade primário (413, não), o processo de suavização então computa a medição de fase de portadora compósita final usando a equação (42). Em outras palavras, as ambiguidades de faixa larga e ambiguidade primária são resolvidas quando elas não mudam entre duas épocas de medição depois que foram arredondadas a inteiros mais próximos. Se não (413, sim), o valor de ambiguidade primária deve ser corrigido e o valor de compensação suavizado atual ajustado (415).

[0085] O processo de suavização então retorna à operação 403 e repete o processo para o próximo conjunto de medições. Isto completa o processo alternado de computar um valor de compensação suavizado, que é suavizado quando as medições são adquiridas, usando os resultados suavizados para computar a melhor estimativa das ambiguidades, e usando as ambiguidades para computar uma medição de alcance corrigida em refração de mínimo ruído.

[0086] Deveria ser notado que, embora o exemplo acima use os coeficientes para as frequências de GPS, o mesmo processo funciona igualmente para o sistema Galileo tendo um conjunto diferente de coeficientes como definido na Tabela 5.

[0087] Assim, a presente invenção provê um método para computar uma medição compósita de fase de portadora de mínimo ruído, corrigida em refração, e resolvida em ambiguidade. A presente invenção provê abordagens diferentes para resolver os erros de ambiguidade primários na medição compósita. É acreditado que um processo de medição de mínimo ruído muito preciso, corrigido em refração e resolvido em ambiguidade pode melhorar várias aplicações de GPS. Por exemplo, pode reduzir ou eliminar os constrangimentos de distância no GPS diferencial de fase de portadora, que é freqüentemente referido como GPS de Cinemática em Tempo Real (RTK).

[0088] Para simplicidade, as equações acima são escritas em uma forma como se não houvesse nenhuma diferenciação de medições por locais. Embora a presente invenção possa ser usada teoricamente em medições de local único, pode haver código significante contra polarizações de portadora na transmissão dos satélites individuais que impediria o processo de funcionar em uma base de local por local. Mas, dadas medições em locais conhecidos ao redor do mundo, é possível medir qualquer código ou polarizações de portadora e caracterizá-las como uma função do ângulo ao local de receptor relativo às coordenadas fixas de satélite. Tal processo de calibração permitiria processamento de local único. Sem calibração, as equações podem ser aplicadas diretamente tanto às medições tanto diferenciadas por locais ou as medições de um dado local depois de ajuste com correções geradas em um local de referência.

[0089] Semelhantemente, as equações são escritas como se não houvesse nenhuma diferenciação de medições por satélites. Os filtros de extremidade dianteira de receptor podem criar, em efeito, uma referência de relógio diferente nas frequências recebidas diferentes. Isto pode criar um polarização entre as medições de fase de portadora de faixa larga (a diferença dos relógios de referência nas duas frequências) e as medições de código ponderadas em frequência de casamento (uma média ponderada dos relógios nas duas frequências). Se esta polarização for grande, pode conduzir à resolução de ambiguidade incorreta. Mas este problema pode ser evitado subtraindo as medições de um dado satélite ou de uma média por todos os satélites.

[0090] Finalmente, desde que a troposfera afeta as medições pela mesma quantidade a cada frequência, a resolução de ambiguidade, e processos de correção de refração são transparentes a efeitos troposféricos. Especificamente, o processo de resolução de ambiguidade e a formação das medições compósitas corrigidas em refração deixam o componente troposférico das medições inalterado. Esta é uma vantagem da abordagem "livre de geometria", isto é, os erros de alcance induzidos troposféricos não afetam adversamente o processo de resolução de ambiguidade.

[0091] Embora a presente invenção tenha sido descrita com respeito a algumas concretizações específicas, deveria ser entendido que várias mudanças, substituições, e alterações podem ser feitas a ela sem partir do espírito e extensão da invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Método para gerar uma medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído, compreendendo: formar uma primeira medição de fase de portadora compósita (220) usando medições de fase de portadora primárias em três frequências de portadora, em que a primeira medição de fase de portadora compósita é uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade de faixa larga, corrigida por refração; formar uma segunda medição de fase de portadora compósita (230) usando as medições de fase de portadora primárias nas três frequências de portadora, em que a segunda medição de fase de portadora compósita é uma medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida por refração e em que a segunda medição de fase de portadora compósita inclui uma ambiguidade de ciclo inteiro não resolvida; e suavizar a primeira medição de fase de portadora compósita com a segunda medição de fase de portadora compósita (240); o método caracterizado pelo fato de que a ambiguidade de ciclo inteiro não resolvida é resolvida ao: estimar um comprimento de onda corrigido por refração para a segunda medição de fase de portadora compósita; determinar um valor suavizado de compensação entre a primeira e a segunda medições de fase de portadora compósita; dividir a compensação suavizada pelo comprimento de onda corrigido por refração; e aproximar o resultado da divisão para o inteiro mais próximo para produzir um valor resolvido da ambiguidade de ciclo inteiro da segunda medição de fase de portadora compósita.

2. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira medição de fase de portadora compósita (220) é uma combinação linear das medições de fase de portadora primárias nas três frequências de portadora.

3. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira medição de fase de portadora compósita (220) é uma combinação linear de duas medições de fase de portadora resolvidas em ambiguidade de faixa larga distintas, cada medição de fase de portadora de faixa larga sendo formada diferenciando duas das três medições de fase de portadora primárias.

4. Método de acordo com reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada medição de fase de portadora de faixa larga tem uma ambiguidade de ciclo inteiro baseada em uma média ponderada de frequência de medições de código correspondentes e uma diferença em medição bruta entre as duas medições de fase de portadora primárias respectivas.

5. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda medição de fase de portadora compósita (230) é uma combinação linear das três medições de fase de portadora primárias, cada uma ponderada por um coeficiente respectivo, e os três coeficientes satisfazem uma ou mais condições predefinidas assim para minimizar ruído na segunda medição de fase de portadora compósita.

6. Método de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as condições predefinidas incluem que a soma dos três coeficientes iguale a uma constante.

7. Método de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as condições predefinidas incluem que a soma dos três coeficientes, cada um dividido por um quadrado de uma frequência de portadora associada, iguale a zero.

8. Método de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as condições predefinidas incluem que os três coeficientes tenham valores tal que a soma do quadrado de cada um dos três valores seja minimizada assumindo ruído de fase igual em cada uma das três medições de fase de portadora primárias.

9. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a medição compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído é alcançada somando a segunda medição de fase de portadora compósita e um resultado de multiplicar o comprimento de onda corrigido em refração e o valor resolvido da ambiguidade de ciclo inteiro da segunda medição de fase de portadora compósita.

10. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a operação de suavização ademais compreende: gerar uma compensação diferenciando a primeira e segunda medições de fase de portadora compósitas a cada uma de uma pluralidade de épocas de medição; suavizar a compensação usando um filtro de média expandida através da pluralidade de épocas de medição (320); e adicionar a compensação suavizada à segunda medição de fase de portadora compósita (330) para obter a medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído.

11. Sistema de posicionamento ou navegação compreendendo: um receptor (122) configurado para obter medições de código e fase de portadora baseadas em sinais de uma pluralidade de satélites (110) em vista do receptor (122), os sinais sendo transmitidos em três frequências de portadora diferentes; um sistema de computador (100) acoplado ao receptor (122), o sistema de computador incluindo um processador (126) e uma memória (128) acoplada ao processador, a memória armazenando nela instruções legíveis por computador (137) que, quando executadas pelo processador, geram uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído, em que as instruções legíveis por computador compreendem: instruções para formar uma primeira medição de fase de portadora compósita (220) usando medições de fase de portadora primárias em três frequências de portadora, em que a primeira medição de fase de portadora compósita é uma medição de fase de portadora compósita resolvida em ambiguidade de faixa larga, corrigida por refração; instruções para formar uma segunda medição de fase de portadora compósita (230), usando as medições de fase de portadora primárias nas três frequências de portadora, em que a segunda medição de fase de portadora compósita é uma medição de fase de portadora compósita de mínimo ruído, corrigida por refração; e instruções para suavizar a primeira medição de fase de portadora compósita com a segunda medição de fase de portadora compósita (240); caracterizado pelo fato de que as instruções para formar a segunda medição de fase de portadora compósita (230) inclui instruções para resolver uma ambiguidade de ciclo inteiro da segunda medição compósita; e instruções para estimar um comprimento de onda corrigido por refração para a segunda medição de fase de portadora compósita; instruções para determinar um valor suavizado de compensação entre a primeira e a segunda medições de fase de portadora compósita (240); instruções para dividir a compensação suavizada pelo comprimento de onda corrigido por refração; e instruções para aproximar o resultado da divisão para o inteiro mais próximo para produzir um valor resolvido da ambiguidade de ciclo inteiro da segunda medição de fase de portadora compósita.

12. Sistema de posicionamento de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a medição compósita resolvida em ambiguidade, corrigida em refração, e mínimo ruído é alcançada somando a segunda medição de fase de portadora compósita e um resultado de multiplicar o comprimento de onda corrigido em refração e o valor resolvido da ambiguidade de ciclo inteiro da segunda medição de fase de portadora compósita.

13. Sistema de posicionamento de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a segunda medição de fase de portadora compósita é uma combinação linear das três medições de fase de portadora primárias, cada uma ponderada por um coeficiente respectivo, e os três coeficientes satisfazem uma ou mais condições predefinidas assim para minimizar ruído na segunda medição de fase de portadora compósita.

14. Sistema de posicionamento de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as instruções de suavização ademais incluem: instruções para gerar uma compensação diferenciando a primeira e segunda medições de fase de portadora compósitas a cada uma de uma pluralidade de épocas de medição; instruções (320) para suavizar a compensação usando um filtro de média expandida através da pluralidade de épocas de medição; e instruções (330) para adicionar a compensação suavizada à segunda medição de fase de portadora compósita para obter a medição de fase de portadora resolvida em ambiguidade, corrigida em refração e mínimo ruído.