BRPI0823094B1

BRPI0823094B1 - Método e sistema de determinação de uma posição geográfica de um terminal de comunicação móvel, e terminal de comunicações móvel

Info

Publication number: BRPI0823094B1
Application number: BRPI0823094-3A
Authority: BR
Inventors: Giorgio Ghinamo
Original assignee: Telecom Italia S. P. A.
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2023-10-31
Also published as: CN102209906A; US8787943B2; US20110244891A1; CN102209906B; EP2342575B1; EP2342575A1; BRPI0823094A2; WO2010034351A1

Abstract

método e sistema para determinar uma posição geográfica de um terminal de comunicação móvel, e, terminal de comunicação móvel um método para determinar uma posição geográfica de um terminal de comunicações móvel (110) operável em uma rede de comunicações sem fio (115,120) e compreendendo um receptor (210) de sinais de um sistema global de navegação por satélite (105), o método compreendendo : calcular (315,320) uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base em medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite; calcular uma segunda posição estimada do terminal de comunicações móvel com base na informação fornecida pela rede de comunicações sem fio; analisar (330,335) a primeira posição estimada para derivar uma indicação de se pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros, onde a analise inclui explorar a segunda posição estimada calculada para derivar a indicação; no caso da indicação de que pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros é obtida como um resultado da analise mencionada (335- y), o método compreende: calcular (340) pelo menos, uma terceira posição estimada com base nas medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo subconjunto da pluralidade de sinais recebida proveniente transmissores do sistema global de navegação por satélite, avaliar (345) se a pelo menos, uma terceira posição estimada é mais precisa do que a primeira posição estimada; e no caso afirmativo, tomar como posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada calculada.

Description

Descrição Fundamentos da Invenção Campo da Invenção

[001] A presente invenção geralmente diz respeito às técnicas para a localização de terminais de comunicações móveis tais como telefones celulares. Mais especificamente, a invenção se refere a um método e a um sistema para aumentar a precisão de localização de terminais de comunicação móveis.

Descrição da técnica relacionada

[002] Localização geográfica de terminais de comunicações móveis como telefone celulares, telefones inteligentes e computador de mão similares e operáveis com redes de comunicações de terminais móveis podem ser explorados numa variedade de serviços e aplicações tais como serviços de páginas amarelas sensitivos à localização (e.g., explorar a localização conhecida de um terminal de comunicação móvel para fornecer ao usuário informação sobre restaurantes, hotéis, etc. na sua vizinhança de localização), serviços oferecidos a comunidades de usuários (e.g., serviços de encontros dos membros da família/das pessoas), esquemas de cobrança de chamadas telefônicas sensitivos à localização. O ato de localizar terminais de comunicações móveis é também de grande importância em caso de chamadas de emergência.

[003] Várias técnicas são conhecidas na técnica anterior que permite a localização geográfica de terminais móveis.

[004] Sistemas de localização geográfica com base em satélites tais como o GPS (Sistema de Posicionamento Global) são uma solução efetiva para localizar terminais de comunicação móveis. Como conhecido na arte, o GPS compreende uma "constelação" de satélites que estão em órbita em torno da terra; cada satélite do GPS carrega um transmissor do GPS que transmite sinais codificados do GPS com informação que permite aos receptores do GPS na terra medir o tempo de chegada dos sinais recebidos relativo a um ponto no tempo arbitrário. Esta medição de tempo de chegada relativo pode então se convertida para uma medida de "pseudo-distância" (a medida do tempo de propagação aparente a partir do satélite para o receptor do GPS, expresso como uma distância).

[005] A posição (latitude, longitude, altura) e o desvio do relógio de um receptor do GPS podem ser precisamente estimados com base em um número suficiente de medições disponíveis de pseudo-distância (tipicamente quatro). Calcular a posição (a assim chamado "GPS fix") de um receptor do GPS envolve solucionar um sistema de equações onde as variáveis desconhecidas são as coordenadas geográficas do receptor do GPS a serem determinadas e o desvio entre o relógio do receptor e o relógio do sistema GPS.

[006] O desempenho do GPS é mais propriamente bom em condições de céu aberto quando o número de sinais recebidos é igual ou maior do que 5 e todos os sinais recebidos estão em "Linha de Visão" (LOS). Dependendo das técnicas específicas de processamento de sinal e algorítmos de PVT (Posição Velocidade Tempo) implementados no receptor do GPS, a precisão da localização pode nessas condições variar de aproximadamente 2 m a poucos milímetros.

[007] Sinais de GPS são recebidos em níveis de potência muitos baixos, devido às distâncias relativamente grandes entre os satélites e os receptores, e a maioria de receptores do GPS tem grande dificuldade em receber sinais do GPS quando eles acontecem estarem dentro de um edifício, debaixo de uma folhagem densa, em ambientes urbanos nos quais tais edifício bloqueiam muito da visibilidade do céu, e assim por diante.

[008] Contudo, o aumento na sensitividade dos receptores do GPS tem tornado possível usar o GPS também não em céu aberto, condições de LOS, como é normalmente o caso de ambientes urbanos e de interiores, onde não há visibilidade direta dos satélites e o sinal do GPS é recebido após ter sido difratado, refletido e fortemente atenuado envolvendo obstáculos.

[009] Técnicas do GPS nesses ambientes são chamadas GPS de Alata Sensitividade (HSGPS).

[0010] Melhoramentos adicionais na sensitividade dos receptores do GPS, assim como a implantação de GNNS (Sistema de Navegação Global via Satélites) complementarmente ao GPS, como Galileo, são esperados para parcialmente superar o problema de obstrução dos sinais.

[0011] Outras técnicas de localização geográfica conhecidas de terminais de comunicações móveis se baseiam na informação tornada disponível para redes de comunicações sem fio como redes celulares (PLMNs - Redes Publicas Terrestres de Terminais de Comunicação Móveis).

[0012] Por exemplo, explorar informação adaptada para identificar a célula da rede ("ID da célula") cobrindo ("servindo") a área onde um telefone celular está localizado, possivelmente em combinação com medições dos níveis de potência a partir das células da rede vizinhas, a localização do telefone celular pode ser determinada. Uma outra técnica, que pode ser explorada no assim chamado PLMNs "síncronos" (PLMNs nas quais as estações da rede de rádio base diferentes modulam os sinais sincronamente para um tempo comum único para a rede total), é com base na E-OTD (Diferença de Tempo Observada Melhorada), i.e. nas medições dos retardos de propagação dos sinais transmitidos pelas estações de rádio base da PLMN. Na PLMNs não síncronas, mecanismos poderiam em princípio ser implementados para medir incompatibilidade de fase entre os vários sinais, contudo a implementação desses mecanismos é complexa e cara.

[0013] Um aspecto crítico de técnicas de localização geográfica em geral, e de terminais de comunicação móveis em particular, é a precisão através da qual a localização geográfica pode ser estabelecida.

[0014] Por exemplo, uma localização de um terminal de comunicação móvel fazendo uma chamada de emergência deve ser determinada tão preciso quanto possível, ou pelo menos, uma indicação do grau de incerteza associada com a determinada localização do terminal de comunicação móvel deverá ser fornecida, de maneira a facilitar a tarefa de achar onde o usuário que colocou a chamada está, e, e.g., resgatar ele/ela. As autoridades reguladoras de alguns países têm a esse respeito também estabelecido padrões de precisão mínimos.

[0015] Na medida em que o GPS é considerado, em condições de céu aberto, os erros afetando medições de pseudo-distâncias são estimadas pelos elementos de monitoração do GPS. As estatísticas de erro são do tipo de Gaussiano, e são caracterizadas por um desvio padrão o. Em ambientes urbanos e de interiores, quando o sinal do GPS recebido pelos receptores do GPS é fortemente atenuado, as estatísticas de erro estimadas para as condições de céu aberto são, contudo não confiáveis. Todavia, é possível caracterizar o erro de medição de pseudo-distância nas bases das medidas da proporção sinal para ruído. Nas condições de forte propagação de sinal de múltiplos caminhos, usando as medidas de proporção de sinal para ruído, é possível estimar um erro de polarização médio (i.e., um erro que causa a distribuição estatística não estar centrado em torno do valor zero, sendo em vez disso polarizado para um valor diferente) afetando as medidas de pseudo- distância, causado pela soma de todas as contribuições de múltiplos caminhos ou por uma forte reflexão, e uma respectiva variância; o ruído pode assim sendo ser descrito em termos de polarização e variância, como se fosse uma variável de Gaussiano. A polarização média é usada para corrigir a medição de pseudo-distância, ao passo que a variância é explorada para atribuir um peso para as medições individuais durante a resolução do sistema de equações para estimar a posição do receptor do GPS. Como um resultado do cálculo da posição, o erro na posição calculada do GPS é estimado; sob a hipótese que o erro afetando as medições segue a estatística anteriormente definida, o erro afetando a posição calculada do GPS é Gaussiano, e tem uma variância que depende da variância das medições individuais e na geometria da constelação de satélite.

[0016] Contudo, há situações em que a propagação de sinal do GPS de múltiplos caminhos força as estatísticas de erro usuais a não serem válidas; isto acontece, por exemplo, quando erros derivam de retardos relativamente altos na pseudo-distância, que desviam de e não são cobertos pelo modelo de estatísticas anteriormente definidos, devido, por exemplo, à condições particularmente desfavoráveis, como paredes de reflexão em uma distância de várias dezenas de metros e obstruções para o caminho de propagação de LOS, ou para combinações peculiares de várias contribuições de propagação de sinal de múltiplos caminhos gerado por obstáculos pertos, ou erro induzido por erro térmico no processo de sinalização efetuado durante a estimativa de pseudo-distância.

[0017] Quando o número de diferentes sinais do transmissor do satélite recebidos por um receptor do GPS é maior do que o número de variáveis desconhecidas no sistema de equações matemáticas a ser resolvido para calcular a posição calculada do GPS (tipicamente, quando medições de pseudo-distância para mais do que quatro satélites estão disponíveis no receptor do GPS), a qualidade da posição calculada do GPS calculada pode ser avaliada conduzindo um teste de estatística ("teste de integridade") nos resíduos de pós-posição calculada, que são as diferenças entre os valores de pseudo-distância medidos e os valores de pseudo-distância esperados calculados nas bases da posição calculada do GPS obtida. O teste de integridade verifica se o quadrado dos resíduos de pós-posição calculada, normalizados para a variância em hipótese, é menos do que um limite pré- configurado, que depende dos graus de liberdade (número de medições de pseudo-distância disponíveis menos o número de variáveis desconhecidas no sistema de equações a ser resolvido). Se o teste de integridade não é passado, é possível tentar e re-calcular a posição calculada do GPS, e aplicar de novo o teste de integridade, após descartar uma das medições disponíveis. Recursivamente aplicando este procedimento (daqui em diante também referido como a detecção de Falha e algoritmo de Exclusão ou FDE), descartando uma das medições de pseudo-distância disponíveis por vez, medições fora da média, i.e. medições de pseudo-distância afetadas por erros grosseiros, podem ser detectadas, e a precisão da posição calculada do GPS pode ser aumentada.

[0018] Em A. DaIIa Torre et al., "Analysis of the Accuracy od Indoor GNSS Measurements and Positioning Solution", European Navigation Conference (ENC) 2008, Toulouse, 23-25 de Abril de 2008, o teste de integridade foi adaptado para as condições típicas de ambientes urbanos e de interior.

[0019] O nível of precisão oferecido por técnicas de localização geográfica com base em PLMNs depende da arquitetura do serviço específica. Por exemplo, na técnica usando o ID da célula, a precisão da posição calculada com base na informação de PLMN ("posição calculada de PLMN") depende da densidade das células da rede, em ambientes urbanos, onde a densidade das células é alta, a precisão da posição do terminal de comunicação móvel determinada é, com um grau razoável de probabilidade, da ordem de 100 - 200 m; a precisão cai para alguns quilômetros nos ambientes suburbanos/extra-urbanos, onde as células são menos densa. Com base na informação sobre a densidade das células, também é possível associar com cada posição calculada de PLMN uma correspondente estimativa da área de incerteza, usualmente expressa como um parâmetro representando o raio de uma área circular e torno da posição estimada onde a probabilidade de efetivamente achar o terminal de comunicação móvel é aproximadamente igual à 67%; multiplicando este raio para um coeficiente adequado, o grau desejado de confiança da posição calculada de PLMN calculado pode ser obtida. No caso da técnica de E-OTD, a precisão da posição calculada de PLMN de forma similar depende da densidade das células; em áreas urbanas, a precisão é, com um 67% de grau de probabilidade, de cerca de 150 m, ao passo que em áreas rurais a precisão cai para 250 m; sinais de três células da rede necessárias contudo estarem disponíveis para implementar esta técnica.

[0020] Técnicas híbridas para determinar a posição geográfica de terminais de comunicações móveis são também conhecidas na arte. Em termo geral, o uso conjunto de diferentes tecnologias para a localização geográfica é chamado de "localização híbrida". Em particular, a posição calculada de um terminal de comunicações móvel pode ser calculada conjuntamente explorando o GPS e a PLMN.

[0021] Em WO 2003/92319, uma estimativa de posição precisa para o telefone sem fio é inicialmente obtida (e.g., com base em um primeiro - preciso - sub-sistema de determinação de posição). Para cada de um ou mais transmissores (e.g., estações base) em um segundo (menos preciso) subsistema de determinação de posição), uma pseudo-distância 'esperada' é computada com base na estimativa de posição precisa para o terminal e a para localização da estação base, uma pseudo-distância 'medida' é também obtida, e uma pseudo-distância residual é então determinada com base na pseudo- distância esperada e na pseudo-distância medida. Daí em diante, para determinar uma estimativa de posição atualizada para o terminal, pseudo- distâncias medidas são obtidas para um suficiente número de transmissores. A estimativa de posição atualizada é então determinada com base nas pseudo- distâncias para esses transmissores.

[0022] Em WO 2005/003809, uma localização de um terminal de comunicação móvel em uma dada área é determinada incluindo o terminal de comunicação móvel ambos em um sistema de posicionamento baseado em satélite e em um sistema de comunicações celular. O terminal de comunicação móvel é assim sendo adaptado para receber sinais de satélite a partir do sistema baseado em satélite e para ser coberto por pelo menos, uma célula do sistema de comunicações celular. O terminal de comunicação móvel é configurado para determinar pelo menos, aproximadamente suas coordenadas, incluindo uma coordenada de altitude na área mencionada, com base em ambos, sinais de satélite recebidos a partir do sistema baseado em satélite e informação relacionada ao sistema de comunicação celular. Uma estimativa da coordenada de altitude é derivada a partir da informação relacionada ao sistema de comunicações celular, e por meio disso desempenho de localização satisfatório é assegurado também quando uma ou mais satélites no sistema baseado em satélite não são visíveis no terminal de comunicação móvel.

Sumário da Invenção

[0023] A Requerente observou que na solução híbrida divulgada em WO 2003/92319, explorar a técnica de E-OTD e assim sendo dimensionada para PLMNs síncronos, a posição calculada é calculada conjuntamente usando as medições de pseudo-distância do GPS e as medições de distância da PLMN, quando as medições de pseudo-distância do GPS disponíveis não são bastantes em número para solucionar o sistema de equações.

[0024] A Requerente abordou o problema de como avaliar a integridade de uma posição calculada do GPs calculada também naqueles casos onde a redundância das medições de pseudo-distância disponíveis, i.e. o número de satélites visíveis, é suficiente para efetuar o cheque de integridade, mas, com base no último, não é possível detectar os medições fora da média por meio de algoritmo de FDE (isto é por exemplo o caso onde o grau de liberdade é um), ou mesmo quando a redundância pode prevenir aplicação do teste de integridade (tal como naqueles casos onde o grau de liberdade é zero).

[0025] A Requerente encontrou que os dados derivados de uma PLMN pode ser expedientemente usado para identificar e, possivelmente, descartar as medições de pseudo-distância do GPS que, mais do que outras, são afetadas por erros grosseiros (i.e., medições fora da média), que são os principais responsáveis da degradação na precisão da posição calculada do GPS.

[0026] De acordo com um aspecto da presente invenção, um método é fornecido para determinar uma posição geográfica de um terminal de comunicações móvel operável em uma rede de comunicações sem fio e compreendendo um receptor de sinais de um sistema global de navegação por satélite, o método compreendendo: - calcular uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base nas medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite; - calcular uma segunda posição estimada do terminal de comunicações móvel com base na informação fornecida pela rede de comunicações sem fio; - analisar uma primeira posição estimada para derivar uma indicação de se pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros, onde a análise mencionada inclui explorar a segunda posição estimada calculada para derivar a indicação mencionada; - no caso que uma indicação que pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros é obtida como um resultado da análise mencionada: - calcular pelo menos, uma terceira posição estimada com base nas medições de pseudo-distância relacionada em um respectivo sub-conjunto da pluralidade mencionada de sinais recebidos a partir dos transmissores do sistema global de navegação por satélite, - avaliar se a pelo menos, uma terceira posição estimada é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerando coma posição estimada do terminal de comunicações móvel, a terceira posição estimada calculada.

[0027] A análise mencionada da primeira posição estimada pode compreender comparar a primeira posição estimada para a segunda posição estimada; a indicação mencionada que pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros pode ser derivada no caso que a primeira posição estimada difere a partir da segunda posição estimada de mais do que uma quantidade presente; a avaliação mencionada se a pelo menos, uma terceira posição estimada é mais precisa do que a primeira posição estimada pode compreender comparar a terceira posição estimada para a segunda posição estimada.

[0028] O calcular mencionado de pelo menos, uma terceira posição estimada pode compreender calcular pelo menos, duas terceiras posições estimadas, cada uma correspondendo a um diferente subconjunto da pluralidade de sinais mencionada recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite. O considerar mencionado como posição estimada do terminal de comunicações móvel, a terceira posição estimada pode compreender considerar a posição estimada do terminal de comunicações móvel, a uma, dentre as pelo menos, duas terceiras posições estimadas, que está mais perto da segunda posição estimada.

[0029] A análise mencionada da primeira posição estimada pode compreender calcular um primeiro grau de precisão de uma primeira posição estimada, obtendo uma indicação de um segundo grau de precisão da segunda posição estimada, efetuando a etapa para comparar a primeira posição estimada e a segunda posição estimada no caso que o primeiro grau de precisão é melhor do que o segundo grau de precisão.

[0030] O calcular mencionado do primeiro grau de precisão pode compreender explorar uma matriz de variância/co-variância de um erro estimado enquanto calculando uma primeira posição estimada; pode incluir, alternativamente, estimar, um afetando a primeira posição estimada, uma Raiz quadrada média de distância - DRMS calculada como: onde σx1 e σx2 são elementos diagonais em um sistema de referência de nordeste para cima.

[0031] A etapa de comparar pode compreender comparar um desvio de uma primeira posição estimada com relação à segunda posição estimada para um limite relacionado ao primeiro grau de precisão.

[0032] A análise mencionada da primeira posição estimada pode compreender efetuar teste de integridade estatístico nos resíduos de pós- posição calculada obtidos calculando uma diferença entre as medições de pseudo-distância e a primeira posição estimada.

[0033] O calcular mencionado de pelo menos, uma terceira posição estimada com base nas medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo subconjunto da pluralidade de sinais recebida mencionada proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite pode compreender solucionar um sistema de equações incluindo as medições de pseudo-distância mencionadas relacionada ao respectivo subconjunto mencionado da pluralidade mencionada de sinais e coordenadas estimadas do terminal de comunicações móvel correspondendo à segunda posição estimada.

[0034] O considerar mencionado coma posição estimada do terminal de comunicações móvel, a terceira posição estimada calculada pode incluir descartar a partir da pluralidade mencionada de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite, o sinal afetado por um erro maior do que um pré-determinado montante.

[0035] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um sistema é fornecido para determinar uma posição geográfica de um terminal de comunicações móvel operável em uma rede de comunicações sem fio e compreendendo um receptor de sinais de um sistema global de navegação por satélite. O sistema compreende: - primeiros módulos de cálculo operáveis para calcular uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base nas medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite; - segundos módulos de cálculo operáveis para calcular uma segunda posição estimada do terminal de comunicações móvel com base na informação fornecida pela rede de comunicações sem fio; - módulos de análise de posição estimada operáveis para analisar uma primeira posição estimada explorando a segunda posição estimada para derivar uma indicação de se pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros e, no caso em que uma indicação é derivada que pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros como um resultado da análise mencionada, ainda operável para: - forçar os primeiros módulos de cálculo a calcular pelo menos, uma terceira posição estimada com base nas medições de pseudo- distância relacionadas a um respectivo subconjunto da pluralidade mencionada de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite, - avaliar se a pelo menos, uma terceira posição estimada é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerando coma posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada.

[0036] Ainda um outro aspecto da presente invenção se refere a um terminal de comunicações móvel operável em uma rede de comunicações sem fio e compreendendo um receptor de sinais de um sistema global de navegação por satélite, o terminal de comunicações móvel compreendendo: - um módulo de cálculo operável para calcular uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base nas medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite; - um módulo de análise de posição estimada operável para receber uma segunda posição estimada a partir da rede de comunicação sem fio e para analisar uma primeira posição estimada explorando a segunda posição estimada para derivar uma indicação de se pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros e, no caso em que uma indicação é derivada que pelo menos, uma das medições de pseudo-distância está afetada por erros como um resultado da análise mencionada, ainda operável para: - forçar o módulo de cálculo a calcular pelo menos, uma terceira posição estimada com base nas medições de pseudo-distância relacionada a um respectivo subconjunto da pluralidade mencionada de sinais recebida proveniente dos transmissores do sistema global de navegação por satélite, - avaliar se a pelo menos, uma terceira posição estimada é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerar coma posição estimada do terminal de comunicações móvel, a terceira posição estimada.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

[0037] Esses e outros recursos e vantagens da presente invenção serão feitos mais claros pela seguinte descrição detalhada de algumas modalidades dela, fornecida meramente por meio de exemplos não limitativos, descrição a ser lida em conjunto com os desenhos anexos, onde: Figura 1 de forma esquemática, representa, por meio de um diagrama em bloco, uma arquitetura geral de um sistema de acordo com uma modalidade da presente invenção; Figura 2 é um diagrama esquemática em bloco funcional de um terminal de comunicações móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção; e Figura 3 é um fluxograma esquemático com as etapas principais de um método de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades da Invenção

[0038] Referindo-se aos desenhos, a Figura 1, de forma esquemática, mostra a arquitetura geral de um sistema de localização geográfica de terminal de comunicações móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0039] Numeral de referência 105 denota uma fonte de sinal, e.g. um transmissor transportado por um da pluralidade de veículos de satélite compondo a constelação de veículos de satélite de uma GNSS como o GPS. A fonte de sinal 105 é configurada para transmitir sinais de portadora de rádio de microondas, numa frequência prescrita (e.g., assim-chamada de "frequência de L1"), modulada (espalhada) por um código de embaralhar único, de modo único, atribuído para aquele transmissor, e por bits de dados compondo uma mensagem de navegação. A mensagem de navegação transmitida pelo transmissor genérico inclui à propósito, os parâmetros de órbita do veículo de GPS (incluindo o assim chamado "almanaque" e "efemérides"), correções de relógio, e outros parâmetros; todos esses dados são úteis para o receptor calcular e atualizar sua localização na superfície da Terra.

[0040] Numeral de referência 110 denota um terminal de comunicações móvel, como por exemplo, um telefone celular ou um telefone inteligente, mais geralmente qualquer dispositivo operável em um PLMN 115, como por exemplo um GSM (Sistema de Telecomunicações de Terminais Móveis Geral) ou um UMTS (Sistema de Telecomunicações de Terminais Móveis Universal), tendo uma Rede de Aceso via Rádio (RAN) compreendendo uma pluralidade de estações de rádio base 120, como por exemplo Estações Base de Transceptores (BTSs) de uma rede do GSM ou Nó Bs de uma rede do UMTS. Cada estação rádio base 120 cobre uma respectiva área geográfica, comumente referida como uma célula.

[0041] O terminal de comunicações móvel 110 também inclui um receptor de sinal do GNSS, como um receptor do GPS, configurado para receber os sinais transmitidos pela fonte de sinal 105 do GPS.

[0042] Acoplado (no modo com fio ou sem fio) à PLMN 115 é um centro de serviço 125, operável para fornecer ao terminal de comunicações móvel 110 serviços auxiliando o processo de localização geográfica do terminal de comunicações móvel. O centro de serviço 125 pode incluir um sistema de processamento de dados 130, e.g. um computador, acoplado a um banco de dados 135 adaptado para armazenar dados de referência úteis para auxiliar o terminal de comunicações móvel 110 no processo de determinação de sua posição geográfica, como será descrito em maior detalhe na discussão a seguir.

[0043] Como, de forma esquemática, mostrado na figura 2, o terminal de comunicações móvel 110 compreende uma unidade de freqüência de sinal 205, possibilitando comunicações com as estações de rádio base 120 da PLMN 115, um unidade de processador / receptor do GPS 210, e uma unidade de processamento e controle 215, acoplada à unidade de freqüência de sinal 205 e à unidade de processador / receptor do GPS 210, e operável para controlar a operação do terminal de comunicações móvel 110 com base nos módulos de firmware / software, armazenado / instalado no terminal de comunicações móvel 110, e com base na iteração com um Módulo de Identidade do Assinante 220, e.g. um SIM do GSM ou um U-SIM da UMTS, adaptado em particular para suportar o perfil do usuário (incluindo informação adaptada para univocamente identificar o assinante para a PLMN).

[0044] O terminal de comunicações móvel 110 é adaptado para obter a partir das estações de rádio base 120 da PLMN 115 respectivos identificadores ("ID de célula"), univocamente identificando a célula da PLMN para o qual o terminal de comunicação móvel está posicionado e as células vizinhas; o terminal de comunicações móvel 110 é também adaptado para efetuar medições da força dos sinais transmitidos pelas estações de rádio base 120 e recebidos pelo terminal de comunicações móvel 110.

[0045] Em uma modalidade da presente invenção, o centro de serviço 125 é operável para estimar, com base na informação armazenada no banco de dados de referência 135, e na informação fornecida pelo terminal de comunicações móvel 110 para a PLMN 115, a altura (altitude, geralmente denotada como coordenada z) da localização na qual o terminal de comunicações móvel 110 está, quando está presa a uma determinada estação rádio base 120 da PLMN 115.

[0046] Um método para determinar a posição geográfica do terminal de comunicações móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção será agora descrita. Figura 3 representa, em termos de um fluxograma esquemático, as ações principais efetuadas pelo terminal de comunicações móvel 110.

[0047] A unidade de processador / receptor do GPS 210 no terminal de comunicações móvel 110 recebe, decodifica e processa sinais transmitidos pelos transmissores 105 nos veículos de satélite do GPS (bloco 305). Em um assim chamado "GPS Assistida" - A-GPS - arquitetura, a unidade de processador / receptor do GPS 210 no terminal de comunicações móvel 110 pode receber dados de assistência (incluindo, por exemplo, os parâmetros de órbita do veículo de satélite do GPS - o almanaque e as efemérides -, uma indicação do retardo do relógio do transmissor do satélite, correções de relógio, e outros parâmetros), por exemplo a partir de um servidor (não mostrado nos desenhos) configurado para fornecer assistência aos receptores do GPS nos processos de medição de fase de portadora e código do sinal do GPS e estimativa de posição, de tempo e de velocidade. Neste caso, a unidade de processador / receptor do GPS 210 no terminal de comunicações móvel 110 não necessita decodificar os sinais recebidos.

[0048] Geralmente, a unidade de processador / receptor do GPS 210 recebe sinais proveniente de somente um subconjunto limitado dos transmissores do GPS, que são transportados por veículos de satélite que são visíveis para a unidade de processador / receptor do GPS 210 na localização específica onde o terminal de comunicações móvel 110 correntemente está.

[0049] A unidade de processador / receptor do GPS 210, com base nos sinais do GPS recebidos, efetua medidas de pseudo-distância (bloco 310); uma medida de pseudo-distância é calculada para cada um dos sinais do GPS recebidos. Uma pseudo-distância p, é calculada como a seguir: onde (Xsi, YSi, Zsi) são as coordenadas do i - ésimo veículo de satélite (latitude, longitude e altitude, ou altura), obtida usando dados de efemérides transmitidos pelo transmissor do satélite transmissor; (XU, YU, ZU)são as coordenadas geográficas desconhecidas do terminal de comunicações móvel 110, c é a velocidade da luz, e δtu é o desvio desconhecido do relógio do receptor do GPS comparado com a escala de tempo do GPS.

[0050] A fim de determinar a localização do terminal de comunicações móvel, i.e., para calcular a posição calculada do GPS, um sistema de equações matemáticas é para ser resolvido para obter os valores das quantidades desconhecidas (bloco 315). Já que as quantidades desconhecidas são quatro, pelo menos, quatro medidas de pseudo-distância são necessárias.

[0051] O número de medições de pseudo-distância necessário para determinar a localização do terminal de comunicações móvel 110 pode ser reduzido, comparado ao número de quatro mencionado acima, explorando os serviços do centro de serviço 125. Em particular, o centro de serviço 125, com base na informação que a PLMN 115 recebe proveniente do terminal de comunicações móvel 110, como o identificador (ID de célula) da estação rádio base 120 da PLMN 115 que o terminal de comunicações móvel 110 está correntemente preso (tal estação rádio base sendo a assim chamado "melhor servidor" da área onde o terminal de comunicações móvel está correntemente localizado), pode olhar no banco de dados 135 e extrair dele uma indicação da altura (altitude) da estação rádio base 120 à qual o terminal de comunicações móvel 110 está correntemente preso; a indicação de altitude extraída pode assim sendo ser fornecido para o terminal de comunicações móvel 110, de modo a reduzir o número de quantidades desconhecidas a partir de quatro para três, tal que o número mínimo de medições de pseudo-distância necessário para determinar a localização do terminal de comunicações móvel 110 reduz bem da mesma forma de quatro para três. Conforme descrito no WO 2005 / 003809, que é aqui incorporado para referência, o banco de dados 135 pode ser um banco de dados geográfico da área geográfica coberta pela PLMN 115, incluindo dados sobre imóveis configuração dados da PLMN 115, como as localizações das estações de rádio base e padrões de radiação de antenas; com base nesta informação, um procedimento recursivo pode ser implementado que inicialmente estima a posição do terminal de comunicações móvel sem configurar a altitude dele, e então refina a estimativa de posição explorando a informação derivada a partir do banco de dados geográfico 135. Alternativamente, a altitude também pode ser derivada configurando-a igual a altitude, acima do, das estações de rádio base mais próximas ao terminal de comunicações móvel 110 (a melhor estação rádio base de servidor e as estações de radio base vizinhas). Em adição à indicação de altura, uma correspondente indicação da incerteza da indicação de altura (obtenível a partir do banco de dados geográficos de imóveis) poderia ser fornecida ao terminal de comunicações móvel 110.

[0052] O número de quantidades desconhecidas, e assim sendo o número de medições de pseudo-distância necessário para resolver o sistema de equações matemáticas que fornece a posição calculada do GPS do terminal de comunicações móvel, pode também (ainda) ser reduzido no caso que a informação sobre o desvio do relógio do receptor do GPS comparado ao tempo do GPS esteja disponível; por exemplo, usando os receptores do GPS exibindo osciladores locais adaptados para gerar um relógio que seja suficientemente estável comparado ao tempo do GPS permite eliminar a incerteza no desvio δtu (a esse respeito, uma estimaitva do desvio real pode ser periodicamente efetuado, para compensar por deslizes do relógio de longo prazo; a estimativa de desvio é confiável quando efetuado nos sinais fortemente recebidos - disponíveis em condições de constelação de satélite ótimas -, que são caracterizados por um caminho de propagação de sinal direto e baixo ruído).

[0053] Assumindo que um número de medições de pseudo-distância esteja disponível que é suficiente para solucionar o sistema de equações matemáticas, a posição calculada do GPS do terminal de comunicações móvel 110 pode assim sendo ser calculada (bloco 315).

[0054] A precisão da posição calculada do GPS calculada é então estimada (bloco 320).

[0055] Em ambientes urbanos/de interior, a precisão da posição calculada do GPS pode por exemplo ser estimada explorando a matriz de variância / co-variância do erro estimado enquanto solucionando o sistema de equações matemáticas, conforme descrito por exemplo em A. Leick, " GPS Satelite Survey", 2004, John Wiley & Sons, parágrafo 4.9, páginas 141-150. A matriz de variância / co-variância de erro descreve uma elipse dentro da qual os 67% das medições estão incluídas (em termos de inclinação e eixos da elipse menor e principal); usando a matriz de variância / co-variância de erro, medir intervalos de confiança para os 95% e 99% dos casos podem ser derivados.

[0056] Uma outra maneira para estimar a precisão da posição calculada do GPS, divulgado por exemplo em A. Leick, "GPS Satelite Survey", 2004, John Wiley & Sons, páginas 150-151, explora como uma medida do erro, a Raiz quadrada média de distância (DRMS): onde Ox1 e 0x2 são os elementos diagonais no sistema de referência de nordeste para cima; a medida de erro de DRMS representa a partir de 64% para o 77% das medições, e o parâmetro 2*DRMS cobre de 95% a 98% das soluções.

[0057] Então, a posição do terminal de comunicações móvel 110 é estimada explorando a informação disponível para a PLMN 115. Por exemplo, de acordo com uma técnica de "ID de célula aprimorado" , o terminal de comunicações móvel 110 fornece para a PLMN 115 informação sobre qual é a melhor estação rádio base servidor que ele está correntemente preso (ID de célula da melhor célula servidor), e os resultados de medições, conduzidas pelo terminal de comunicações móvel 110, da força (potência) dos sinais de rádio recebidos a partir das estações de rádio base vizinhas (células na vizinhança da melhor célula servidor). Alternativamente, no caso que a PLMN é síncrona, o terminal de comunicações móvel 110 pode fornecer ao PLMN 115 medidas dos retardos de propagação dos sinais (EOTD). O centro de serviço 125 recebe esta informação a partir da PLMN 115 e estima a posição do terminal de comunicações móvel 110 (daqui em diante a "posição calculada da PLMN"). A precisão da posição calculada da PLMN é também calculada; a precisão da posição calculada da PLMN depende por exemplo da densidade das células da PLMN no ambiente considerado, e em um ambiente urbano / de interior ela pode ser da ordem de 200 m aplicando a técnica de ID de célula aprimorada, no caso de uma PLMN síncrona, a precisão estimada depende da geometria da PLMN, no fenômeno de propagações de sinal de múltiplos caminhos e refrações de sinal.

[0058] A posição calculada da PLMN e a precisão relacionada são comunicadas para o terminal de comunicações móvel 110, que recebe esses dados (bloco 325).

[0059] O terminal de comunicações móvel 110 então computa o desvio da posição calculada do GPS comparada com a posição calculada da PLMN calculada pela central de serviço 125 e fornecido a ele (bloco 330).

[0060] O terminal de comunicações móvel 110 também verifica se a precisão estimada da posição calculada do GPS é maior do que a precisão da posição calculada do PLMN (i.e. se a posição calculada explorando medições do GPS é mais precisa, precisa do que a posição calculada explorando os dados da PLMN) (bloco 330).

[0061] No caso que a precisão da posição calculada do GPS é muito pior do que a precisão da posição calculada da PLMN (e.g., a precisão da posição calculada do GPS não é maior do que 1500 m, ao passo que aquela da posição calculada da PLMN é melhor do que 500 m), a posição calculada PLMN pode ser eleita como a posição do terminal de comunicações móvel. Já que o erro da posição calculada da PLMN é mais difícil caracterizar estatisticamente, é aconselhável eleger a posição calculada da PLMN como a posição estimada do terminal de comunicações móvel somente naqueles casos onde a precisão da posição calculada do GPS é muita baixa.

[0062] Se a precisão da posição calculada do GPS não é dramaticamente inferior do que a precisão de posição calculada da PLMN, ou se ela é melhor do que a precisão de posição calculada da PLMN, o terminal de comunicações móvel 110 pode tentar melhorar a precisão da posição calculada do GPS avaliando se uma ou mais das medições de pseudo- distância são afetadas por um erro grosseiro.

[0063] Para fazer isto, de acordo com uma modalidade da presente invenção, o terminal de comunicações móvel 110 verifica se a proporção do desvio da posição calculada do GPS comparado à posição calculada da PLMN para a precisão da posição calculada do GPS excede um limite; denotando com A o desvio da posição calculada do GPS comparado à correção da posição da PLMN, e β a precisão da posição calculada do GPS, a verificação efetuada pelo terminal de comunicações móvel 110 é direcionada para avaliar se A > k * B, onde k é um fator pré-configurado (estabelecido, por exemplo, empiricamente), com k ≥ 1 (bloco 335).

[0064] No caso negativo (ramo de saída N do bloco 335), a posição calculada do GPS calculada é retida.

[0065] No caso afirmativo (saída Y do bloco 335), i.e., se o desvio da posição calculada do GPS comparado à posição calculada da PLMN excede o limite, o terminal de comunicações móvel 110 tenta identificar se uma das medições de pseudo-distância é afetada por um erro grosseiro (i.e., isto é uma discrepância). Para este propósito, o terminal de comunicações móvel 110 pode, por exemplo, re-calcular as posições calculadas do GPS recursivamente excluindo a partir do sistema de equações matemáticas, uma das medições de pseudo-distância por vez (bloco 340). Nesta maneira, um conjunto de posições calculadas do GPS é obtido. Enquanto re-calculando a posição calculada do GPS, o terminal de comunicações móvel 110 cada vez estima a precisão associada, por exemplo calculando a DRMS associada. Se a precisão da posição calculada do GPS estimada piora mais do que uma pré- determinada quantidade (por exemplo, algumas unidades) comparada à precisão estimada para a posição calculada do GPS inicialmente calculada, aquela posição calculada do GPS re-calculada é descartada (porque mesmo se a posição calculada do GPS re-calculada aproxima mais estreitamente a posição calculada da PLMN, isto poderia ser meramente casual, e não ser indicativa da identificação da medida de pseudo-distância afetada por erros grosseiros).

[0066] O terminal de comunicações móvel 110 então compara cada uma das correções do GPS re-calculadas (e não descartada) para a posição calculada da PLMN, e seleciona como a posição calculada do GPS a uma que minimiza a diferença com a posição calculada da PLMN (bloco 345).

[0067] Assim sendo, de acordo com uma modalidade da presente invenção, um algoritmo de FDE é implementado que, de modo a detectar uma falha devido a medições fora da média (e assim sendo re-calcular a posição calculada do GPS excluindo discrepância), explora dados fornecidos pela rede PLMN.

[0068] O método de FDE método de acordo com a modalidade descrita da invenção é vantajoso porque, comparado ao conhecido método de detecção de falha estatístico com base nos resíduos de pós-posição calculada (teste de integridade), ele necessita de uma medição de pseudo-distância menor para estar disponível no receptor do GPS; o método é assim sendo particularmente útil naqueles casos onde o número de sinais do transmissor do satélite recebidos pelo receptor do GPS (i.e., o número de satélite visíveis para o receptor do GPS) é pequeno, como nos ambientes urbanos / de interior; esses ambientes são, por sua vez, aqueles em que a posição estimada com base nos dados da PLMN é mais precisa, acurada, porque as células da PLMN são mais densas.

[0069] O método de acordo com a modalidade descrita da invenção é assim sendo útil naqueles casos quando um teste de integridades com um procedimento de estatísticas é implementado, mas um método de FDE com base nos resíduos de pós-posição calculada não pode ser aplicado, porque o número de graus de liberdade (i.e., o número de medições de pseudo- distância disponíveis menos o número de quantidades desconhecidas a ser determinado) é igual a 1.

[0070] Em qualquer caso, o método de acordo com a modalidade da invenção descrita é também útil como um teste secundário para acompanhar o teste estatístico com base nos resíduos de pós-posição calculada, onde o último teste não permite identificar medições de pseudo-distância afetadas por erros grosseiros.

[0071] O teste de integridade pode ser implementado por exemplo conforme descrito no já citado trabalho de A. DaIIa Torre et al., "Analysis of the Accuracy of Indoor GNSS Measurements and Positioning Solution" European Navigation Conference ENC08, onde o teste de integridade convencional foi adaptado para a condição típica de ambientes urbanos e de interior.

[0072] A eficácia do método de acordo com a modalidade da invenção descrita pode ser demonstrada conduzindo testes em uma população de posições calculadas do GPS em associação com posições calculadas da PLMN caracterizados por um erro de 250 m e uma precisão de 300 m, condições que são típicas do desempenho de localização obtidas por exemplo usando o método do ID da célula descrito na discussão precedente em ambientes urbanos.

[0073] A Requerente conduziu testes experimentais que provara a eficácia do método descrito. Os resultados dos experimentos têm mostrado que o método de acordo com a modalidade descrita da invenção permite melhorar um desempenho de localização, particularmente em relação aos 95% (2*DRMS) e 99% (3*DRMS) dos casos.

[0074] Em particular, vamos deixar ser assumido considerar aqueles casos nos quais o teste estatístico com base nos resíduos de pós-posição calculada, i.e., teste de integridade, não fornece resultados úteis (i.e., isto não permite identificar medições de pseudo-distância afetadas por erros grosseiros). Deixe a qualidade da posição calculada do GPS ser expressa por meio do valor da proporção entre o erro cometido a variância de erro estimada, nos 67%, 95% e 99% dos casos (as posições calculadas do GPS são assumidos serem caracterizados por uma distribuição estatística de erro que é aproximada de uma distribuição de Gaussiano com variância dada pela DRMS; de modo a verificar que esta suposição é correta, toda a população de posições calculadas do GPS necessita ser considerada, o erro de cada posição calculada do GPS é normalizado para a variância esperada, e é avaliado se o erro nos 67%, 95% e 99% dos casos corresponde à variância - DRMS -, duas vezes a variância e três vezes a variância, respectivamente).

[0075] Coluna 1 na tabela abaixo lista os resultados quando nenhum teste de integridade é efetuado, pode ser apreciado que a distribuição não é de Gaussiano (i.e., o erro normalizado no 67%, 95% e 99% dos casos não é igual à 1, 2 e 3).

[0076] Foi obtido que quando o teste de integridade tem um resultado negativo, i.e., isto não indica a existência de medições fora da média (em outras palavras, o teste de integridade é passado), o erro normalizado nos 67%, 95% e 99% dos casos é aproximadamente igual à 1, 2 e 3, respectivamente, i.e. a distribuição estatística de erro é aproximadamente Gaussiano (coluna 2 da tabela abaixo). Nos casos onde o teste de integridade não é passado, a estatística de erro é , de forma significativa , pior do que o um esperado, e a presença de um erro é efetivamente denotado (coluna 3 na tabela abaixo: o erro normalizado nos 67%, 95% e 99% dos casos é maior do que 1 , 2 e 3, respectivamente, significando que a distribuição estatística de erro é mais ampla do que uma Gaussiano, indicando a existência de erros grosseiros).

[0077] Na coluna 4 da tabela, os resultados obtidos aplicando o método de acordo com a modalidade da invenção descrita são reportados. Comparando os valores na coluna 4 com aqueles na coluna 3, pode ser visto que há um melhoramento comparado com aqueles casos nos quais nenhum algoritmo de FDE é implementado; assim sendo, a solução de acordo com a modalidade descrita da invenção é útil naqueles casos onde não é possível implementar um algoritmo de FDE estatístico porque o número de medições de pseudo-distância disponíveis é insuficiente.

[0078] Os resultados obtidos aplicando o método de acordo com a modalidade da invenção descrita são então comparados com aqueles obtidos aplicando um algoritmo de FDE convencional. Um comparável melhoramento é alcançado aplicando o método de acordo com a modalidade da invenção descrita (ligeiramente menor dos 95% dos casos, de forma significativa, maior nos 99% dos casos, colunas 4 e 5 na tabela abaixo).

[0079] Em ambos os casos (colunas 4 e 5) o teste de integridade não sempre permite identificar as medições fora da média, para descartá-las e assim sendo computar a mais precisa posição calculada do GPS. Colunas 4 e 5 na tabela abaixo mostram que a distribuição estatística das medições de pseudo-distância descartadas não é uma Gaussiano, assim sendo a qualidade da posição calculada do GPS não é garantida.

[0080] Implementando-se a combinação do algoritmo FDE estatístico acompanhado pelo método de acordo com a modalidade descrita da presente invenção, a precisão na posição calculada do GPS aumenta nos 95% e 99% dos casos, se comparado aos resultados obtidos aplicando-se somente o teste estatístico. Os resultados estão resumidos na tabela abaixo (coluna 6 na tabela abaixo: a distribuição estatística é estreita quando comparada com a coluna 4).

[0081] A possível explicação pode ser que quando a posição calculada do GPS é re-calculada excluindo uma medição de pseudo-distância que não é uma discrepância, e a posição calculada do GPS re-calculada mais estreitamente se aproxima da posição calculada da PLMN (i.e., há uma polarização em direção à posição calculada com base na informação da PLMN), a posição calculada do GPS permanece precisão e a diminuição no desempenho não é relevante. Quando em vez disso o método de acordo com a modalidade da invenção descrita permite isolar uma discrepância, a precisão da posição calculada do GPS, de forma significativa, aumenta.

[0082] Preferencialmente, um limite pode ser configurado para a precisão da PLMN fix, tal que quando a precisão de posição calculada da PLMN é pior do que o pré-determinado limite (e.g., 500 m), a posição calculada da PLMN é considerada não confiável, e o método não é aplicado.

[0083] Também, nas modalidades da invenção práticas, um limite superior pode ser configurado para a diferença entre a posição calculada do GPS e a posição calculada da PLMN; por exemplo, no caso em que tais diferenças excedem o limite pré-determinado (e.g., 3 - 4 Km), a posição calculada da PLMN pode ser considerada não confiável, e o método não é aplicado.

[0084] De modo a ainda melhorar a eficácia do método de acordo com a modalidade da invenção descrita, a exclusão recursiva de uma medição de pseudo-distância por vez e o re-cálculo da posição calculada do GPS pode ser efetuado somente naqueles casos onde a precisão estimada por meio do método de quadrados mínimos ponderado não é relevante; uma piora dos 30% pode ser tolerada.

[0085] Assim sendo, o método de acordo com a modalidade descrita da presente invenção pode ser vantajosamente explorado naqueles casos onde apesar do teste de integridade poder ser aplicado, não permite identificar medições fora da média: um procedimento de FDE pode ser implementado explorando a posição calculada da PLMN.

[0086] O método de acordo com a modalidade descrita da presente invenção pode ser vantajosamente aplicado também independentemente do teste estatístico com base nos resíduos de pós-posição calculada, levando em considerações todas as medições de pseudo-distância disponíveis. Nesta maneira, quando a precisão da posição calculada da PLMN é particularmente precisa (e.g., quando a topologia da PLMN é caracterizada particularmente por células densas, ou quando a posição calculada da PLMN é obtida explorando métodos de triangulação, com precisão da ordem de 200 m), e no caso em que a posição calculada do GPS, de forma significativa, difere da posição calculada da PLMN, medição de pseudo-distância pode ser excluída uma por vez no cálculo da posição calculada do GPS, a fim de descartar medições de pseudo-distância que são fortemente perturbadas (mesmo se possivelmente não fora da estatística); Se, excluindo uma medição de pseudo- distância, a posição calculada do GPS re-calculada se aproxima da correção de medição da PLMN, a medição de pseudo-distância excluída é uma discrepância.

[0087] Graças ao método da modalidade descrita da presente invenção, a estimativa da posição é melhorada.

[0088] Em outras palavras, o método de acordo com a presente invenção é útil quando o número de medições de pseudo-distância disponível no receptor (i.e., o número of satélites visíveis) é suficiente para efetuar o teste de integridade mas não para efetuar o algoritmo de FDE, ou como um procedimento de FDE complementar, quando o FDE com base nos resíduos de pó-posição calculada não permite identificar uma discrepância, e como um teste de associação ao teste de integridade. Quando o número de medições de pseudo-distâncias disponível no receptor não é suficiente para efetuar o teste de integridade, e há uma discrepância entre a posição calculada do GPS e a posição calculada da PLMN (e respectivas precisões), a posição calculada do GPS é re-calculada excluindo uma medição de pseudo-distância medição por vez, e é avaliado se as correções de posições do GPS calculadas se aproximam da posição calculada da PLMN.

[0089] Mais ainda, o método da presente invenção pode ser útil quando o FDE com base nos resíduos de pós-posição calculada não foi capaz de melhorar a precisão das posições calculadas do GPS descartadas com base no teste de integridade. Quando não há nenhum grau de liberdade (porque o número de equações no sistema de equações a ser resolvido para calcular a posição calculada do GPS é igual ao número de variáveis desconhecidas), e o teste de integridade não pode ser aplicado, se o erro estimado para a posição calculada do GPS é melhor comparado ao erro da posição calculada da PLMN, e a proporção da diferença entre a posição calculada do GPS e a posição calculada da PLMN excede um limite pré-configurado, pode ser deduzido que há problemas na certificação da posição calculada do GPS.

[0090] O método de acordo com a presente invenção é aplicável em geral a qualquer receptor do GNSS, em particular a um receptor do GPS ou GPS modernizado (evolução dos GPS), do Galileo e do Glonass.

[0091] A presente invenção foi aqui descrita em conexão com algumas modalidades dela. De modo a condizer com a necessidade de contingência, aquele com qualificação na técnica podem trazer várias modificações para as modalidades descritas, assim como modalidades alternativas da invenção, sem fugir do escopo de proteção definido nas reivindicações anexas.

[0092] Por exemplo, embora na modalidade descrita na discussão precedente o método da presente invenção é assumido ser implementado no terminal de comunicações móvel, em modalidade alternativa da invenção o método pode ser implementado fora do terminal de comunicações móvel, por exemplo pela PLMN, ou pelo centro de serviço.

[0093] Também, embora a referência anterior foi feita para uma PLMN, a presente invenção não é assim limitada, sendo aplicável em geral para outros tipos de redes de telecomunicações, particularmente qualquer rede de comunicações sem fio.

Claims

1. Método de determinação de uma posição geográfica de um terminal de comunicações móvel (110) operável numa rede de comunicações sem fio (115, 120) e compreendendo um receptor (210) de sinais de um sistema global de navegação por satélite (105), método esse compreendendo: - calcular (315, 320) uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base em medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite; - calcular uma segunda posição estimada do referido terminal de comunicações móvel com base em informação fornecida pela referida rede de comunicações sem fio; - analisar (330, 335) a primeira posição estimada para derivar uma indicação de se pelo menos uma daquelas medições de pseudo-distância é afetada por erros, em que a referida análise compreende comparação da primeira posição estimada à segunda posição estimada para determinar se uma precisão estimada da primeira posição estimada é mais alta do que uma precisão estimada da segunda posição estimada; o método sendo caracterizado pelo fato de compreender ainda: - em caso de uma indicação de que pelo menos uma daquelas medições de pseudo-distância é afetada por erros ser obtida como resultado da análise mencionada (335-Y): - calcular (340), recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada com base em medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo sub-conjunto de dita pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite, em que cada cálculo recursivo exclui uma diferente medição de pseudo-distância, e em que calcular, recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada compreende calcular pelo menos duas terceiras posições estimadas, cada terceira posição estimada correspondente a um diferente sub-conjunto de tal pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite; - avaliar (345) se cada uma de tais pelo menos duas terceiras posições estimadas é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerar como posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada calculada que está mais próxima da segunda posição estimada.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: - a referida indicação de que pelo menos uma das medições de pseudo-distância é afetada por erros é derivada em caso de a primeira posição estimada diferir da segunda posição estimada de mais do que uma quantidade pré-determinada.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: - calcular, recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada compreende calcular pelo menos duas terceiras posições estimadas, cada terceira posição estimada correspondente a um diferente sub-conjunto de tal pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite.

4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que analisar a primeira posição estimada compreende: - calcular um primeiro grau de precisão da primeira posição estimada; - obter uma indicação de um segundo grau de precisão da segunda posição estimada; e - comparar a primeira posição estimada e a segunda posição estimada em caso de o primeiro grau de precisão ser melhor do que o segundo grau de precisão.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que calcular um primeiro grau de precisão compreende: - explorar uma matriz de variância/co-variância de um erro estimado enquanto calculando a primeira posição estimada; ou - estimar um que afeta a primeira posição estimada de uma Raiz Quadrada Média de Distância (DRMS) calculada como: onde 0x1 e 0x2 são elementos diagonais num sistema de referência de nordeste para cima.

6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que comparar a primeira posição estimada e a segunda posição estimada compreende: - comparar um desvio da primeira posição estimada com relação à segunda posição estimada com um limite relacionado àquele primeiro grau de precisão.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que analisar a primeira posição estimada compreende efetuar um teste de integridade estatística sobre resíduos pós-fixados obtidos mediante cálculo de uma diferença entre as medições de pseudo-distância e a primeira posição estimada.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de calcular, recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada com base em medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo subconjunto daquela pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite compreender: - solucionar um sistema de equações compreendendo as medições de pseudo-distância mencionadas relacionadas ao respectivo sub-conjunto de dita pluralidade de sinais e coordenadas estimadas do terminal de comunicações móvel correspondendo à segunda posição estimada.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que considerar como posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada calculada compreende descartar daquela pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite o sinal afetado por um erro maior do que uma quantidade pré-determinada.

10. Sistema de determinação de uma posição geográfica de um terminal de comunicações móvel (110) operável numa rede de comunicações sem fio (115, 120) e compreendendo um receptor (210) de sinais de um sistema global de navegação por satélite (105), sistema esse compreendendo: - primeiros módulos de cálculo operáveis para calcular (315, 320) uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base em medições de pseudo-distância relacionadas com uma pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite; - segundos módulos de cálculo operáveis para calcular uma segunda posição estimada do terminal de comunicações móvel com base em informação fornecida pela rede de comunicações sem fio; - módulos de análise de posição estimada operáveis para derivar uma indicação de se pelo menos uma das medições de pseudo-distância é afetada por erros mediante comparação da primeira posição estimada à segunda posição estimada para determinar se uma precisão estimada da primeira posição estimada é mais alta do que uma precisão estimada da segunda posição estimada e o sistema sendo caracterizado pelo fato de compreender ainda: em caso de uma indicação ser derivada de que pelo menos uma das medições de pseudo-distância é afetada por erros como resultado da referida determinação, módulos de análise de posição estimada são ainda operáveis para: - fazer com que os primeiros módulos de cálculo calculem (340), recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada com base em medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo sub-conjunto de tal pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite, onde cada cálculo recursivo exclui uma diferente medição de pseudo-distância, e calcula pelo menos duas terceiras posições estimadas, cada terceira posição estimada correspondente a um diferente sub-conjunto da referida pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores daquele sistema global de navegação por satélite; - avaliar (345) se cada uma de tais pelo menos duas terceiras posições estimadas é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerar como posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada calculada que está mais próxima da segunda posição estimada.

11. Terminal de comunicações móvel (110) operável em uma rede de comunicações sem fio (115, 120) e compreendendo um receptor (210) de sinais de um sistema global de navegação por satélite (105), terminal de comunicações móvel esse compreendendo: - um módulo de cálculo operável para calcular (315, 320) uma primeira posição estimada do terminal de comunicações móvel com base em medições de pseudo-distância relacionadas a uma pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite; - um módulo de análise de posição estimada operável para receber uma segunda posição estimada a partir da rede de comunicações sem fio e para derivar uma indicação de se pelo menos uma das medições de pseudo-distância é afetada por erros mediante comparação da primeira posição estimada à segunda posição estimada para determinar se uma precisão estimada da primeira posição estimada é mais alta do que uma precisão estimada da segunda posição estimada e o terminal de comunicações móvel sendo caracterizado por compreender ainda: em caso de uma indicação ser derivada de que pelo menos uma das medições de pseudo-distância é afetada por erros como resultado da referida análise, aquele módulo de análise de posição estimada é ainda operável para: - fazer com que o referido módulo de cálculo calcule (340), recursivamente, pelo menos uma terceira posição estimada com base naquelas medições de pseudo-distância relacionadas a um respectivo sub-conjunto de tal pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores do sistema global de navegação por satélite, onde cada cálculo recursivo exclui uma diferente medição de pseudo-distância, e calcula pelo menos duas terceiras posições estimadas, cada terceira posição estimada correspondente a um diferente sub-conjunto da referida pluralidade de sinais recebidos a partir de transmissores daquele sistema global de navegação por satélite; - avaliar (345) se cada uma de tais pelo menos duas terceiras posições estimadas é mais precisa do que a primeira posição estimada; e - no caso afirmativo, considerar como posição estimada do terminal de comunicações móvel a terceira posição estimada calculada que está mais próxima da segunda posição estimada.