CN101365960B - 基于互联网的辅助全球定位系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于定位至少一个设备(22)的装置(20)基于互联网通信利用辅助全球定位系统技术。在所公开的实例中，网络服务器(26)检测互联网(24)上设备(22)的存在。网络服务器(26)基于关于设备(22)的互联网信息进行设备的位置的初始估计。初始估计由位置服务器用来生成提供给设备(22)的辅助全球定位系统通信。与设备(22)相关的辅助全球定位系统接收机(72)使用所接收的通信来与全球定位系统(32)交互。然后交互的指示可以由网络服务器(26)或位置服务器(28)使用，以便进行实际设备位置确定。

Description

基于互联网的辅助全球定位系统
美国政府合同 
本发明是在美国政府支持下根据合同H98230-05-C-1659完成的。美国政府具有本发明的某些权利。 
技术领域
本发明通常涉及通信。本发明更具体地涉及便于定位设备的通信。
背景技术
全球定位系统(GPS)是已知的。典型的配置包含GPS接收机，其可以与GPS卫星通信，以使用已知的技术来确定接收机的地理位置。与典型的GPS接收机相关的缺点在于其要求天空的清晰的视野并要求来自于至少四个卫星的信号。这些限制排除来自建筑物或者其它RF遮蔽的环境内的操作。与典型的GPS接收机相关的另一个缺点在于其需要若干分钟来实现位置固定。这对于多数应用、诸如响应于911紧急呼叫定位移动台、例如蜂窝电话而言可能是相当可观的延迟。
为了例如响应于911紧急呼叫提供有关蜂窝电话的位置或地理位置信息，已经付出了努力。与在这样的设备中使用传统的GPS接收机相关的一个困难在于，与将常规的GPS接收机合并到蜂窝电话中相关的额外成本、大小以及功耗。随着蜂窝电话越来越小型化，这个问题变得更加显著。
在努力避免与常规的GPS接收机相关的各种缺点的过程中，辅助GPS技术已经被开发供无线蜂窝网络使用。这样的配置利用从蜂窝网络可获得的与移动台的位置有关的信息，以提供有关实际位置的初始估计。大多数的蜂窝网络被划分为称做小区的地理区域，这些小区各自由一个或多个基站所服务。网络可以确定哪个移动台正由哪个基站所服务。有关地理区域被特定基站覆盖的知识提供移动台的位置或定位的初始粗略估计。
辅助GPS技术包括使用移动台的位置的这种初始估计以向与该移动台相关的改进的GPS接收机提供信息。改进的GPS接收机使用初始位置信息来辅助其与GPS卫星通信，以便进行位置确定。辅助信息指导改进的GPS接收机以便以加速定位过程并且无需改进的GPS接收机的同样多的处理功率的方式来引导与 GPS卫星的所尝试的通信。
虽然这种配置已经证实对于在蜂窝网络内通信的移动台是有用的，但是在其它环境下还是需要辅助GPS。例如，能够定位或跟踪不能在蜂窝网络中通信的设备将是有用的。本发明提供一种配置，其扩展GPS系统的能力以便为更多种类的设备提供辅助GPS位置。
发明内容
定位设备的示范性方法包括使用基于有关该设备的互联网信息的估计的设备位置来为该设备生成辅助全球定位系统通信，以便于该设备与全球定位系统交互。
一个实例包括从与该设备的因特网连接确定估计的设备位置。与所确定的估计的设备位置相关的至少一个GPS码被确定。在至少一个GPS码被提供给设备的实例中，该方法包括使用至少一个GPS码接收与该设备相对应的信息的指示，以便与GPS系统交互。实际的设备位置可以从所接收的指示确定。
一种实例方法包括接收与估计的设备位置相对应的辅助全球定位系统通信，该估计的设备位置基于有关设备的互联网信息。所接收的辅助全球定位系统通信然后可以被用来与全球定位系统交互，以获得有关设备的实际位置的信息。
一种实例方法包括发射有关实际设备位置的信息，以便该信息可以远离设备被处理以确定设备的实际位置。
从下面的详细描述，本发明的各个特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。伴随详细描述的附图可以简要地如下来描述。
附图说明
图1示意性地示出用于定位至少一个设备的通信系统的所选择的部分。
图2是概括对于本发明的实施例有用的一种实例方法的流程图。
图3更为详细地示意性地示出图1中的实施例的所选择的部分。
具体实施方式
图1示意性地示出对定位至少一个设备22有用的通信配置20。在这个图示中，设备22包括笔记本或膝上型电脑。用户设备的其它实例包括个人数字助理、传真机和其它便携式设备。
设备22例如能够通过互联网24使用有线或无线技术进行通信。任何能够 通过互联网24通信的用户设备可以使用本发明的实施例来定位，只要所述设备具有辅助全球定位系统位置确定的能力。
图1的实例包括网络服务器26，其利用互联网24来基于与设备22有关的互联网信息进行设备22的位置的初始估计。在这个实例中，网络服务器26提供初始位置估计信息给位置服务器28。在这个实例中，位置服务器28利用初始位置估计信息来产生为设备22设计的通信，该通信辅助设备22与全球定位系统(GPS)通信，以便确定设备22的实际位置。在这个实例中，位置服务器28包括例如能够与GPS卫星32进行GPS通信的天线30。
设备22包括天线34，用于与GPS卫星32通信，以便使用GPS位置技术来至少确定设备22的实际位置的估计。所述信息然后可以例如通过互联网24被传送到网络服务器26，以便设备22的实际或估计的位置的指示可以以期望的方式被处理。
这样的配置以利用GPS技术的方式提供定位多种设备的能力。所示出的配置并不要求每个这样的设备都具有独立的GPS接收机。替代地，改进的GPS接收机可以被使用，该改进的GPS接收机可以基于辅助GPS通信而操作，以指导接收机与GPS系统通信以便收集对进行位置确定有用的信息。
图2包括流程图40，该流程图概括了一种实例方法。图2中的过程开始于42，其中确定所讨论的设备是否存在于互联网上。可以以多种已知的方式来检测互联网的存在。如在本说明书中所使用的“存在于互联网上”涉及例如正被用于通过互联网通信或者具有激活的互联网连接的设备。
如图3中示意性所示，示例的网络服务器26包括互联网接口模块44以及互联网探测工具模块46。图3中示出的各个模块或部分出于讨论的目的而示意性地示出。每个模块或部分可以包括硬件、软件或两者。与每个所示出的模块相关的各个功能可以在能够执行网络服务器26、位置服务器28和设备22的功能的设备内的各个部分之间以与图3中所示的方式不同的方式被共享。从本说明书获益的本领域技术人员将认识到如何最好地安排组件以便以将最适合于他们特定需求的方式来实现由所示出的实例所提供的结果。例如，可以将网络服务器26和位置服务器28整合为单个设备或者将它们中的一个或两个分割为一个以上的设备。
网络服务器26利用互联网探测工具模块46来确定感兴趣的设备(例如， 设备22)是否在互联网上存在。在一个实例中，设备22发出信标类型的信号，该信号可以使用已知的互联网探测工具来检测。在另一个实例中，设备22包括与源自设备22的互联网通信相关的唯一标识符，所述标识符可以被跟踪以检测互联网上设备22的存在。
在图3的图示中，设备22包括地理位置模块50，其具有互联网接口模块52和互联网探测模块54，所述互联网探测模块54便于网络服务器26确定设备22是否在互联网24上存在。
一旦网络服务器26确定设备22在互联网上存在，网络服务器26就基于与设备22有关的互联网信息确定估计的设备位置。这发生在图2中的56处。在一个实例中，互联网探测模块54包括将相关或有用的本地网信息发送给网络服务器26的软件，所述本地网信息诸如是IP地址、默认网关的标识符或另一个互联网位置指示。在一个实例中，网络服务器26使用现有的互联网注册信息和已知的网络工具来生成通过互联网24传送的测试分组。测试分组提供有关设备22的位置的过程或粗略估计的信息。在图3的实例中，数据处理模块58收集这样的信息并处理该信息以便于定位设备22。
一个实例包括基于所收集的互联网信息来确定设备位置的初始估计的置信水平。在一个实例中置信水平的确定取决于用于进行粗略估计的技术。当初始估计的置信水平高时，网络服务器26将该估计用作由初始位置估计模块60通过位置服务器接口62传送至位置服务器28的初始位置估计。在这个实例中，位置服务器28包括网络服务器接口64，用于与网络服务器26通信，并且包括GPS模块66，其将使用初始设备位置估计来生成为设备22设计的GPS辅助通信。这发生在图2中的68处。
如果初始估计的置信水平低于所选择的阈值，网络服务器26则尝试从设备22获取有关设备22的位置的更多信息。在一个实例中，网络服务器26确定被认为是靠近所估计的设备位置的多个已知互联网点(例如节点)。一些示例的已知互联网点具有已建立的和已知的坐标。一些具有相关的IP地址。网络服务器26将诸如所选择的已知互联网点的IP地址的信息发送给设备22。在一个实例中，互联网探测模块54发送测试分组给每个所接收的IP地址并且搜集指示至少一个度量(例如，与设备22与已知互联网点之间的通信相关的等待时间)的信息，并将所搜集的信息发射回网络服务器26。由网络服务器26接收到的所搜 集的信息允许网络服务器26使用所选择的互联网点的已知位置和所搜集的度量信息来确定设备22的位置的更精确或更准确的估计。在这个实例中，初始位置估计模块60使用这样的信息来进行有关估计的设备位置的确定。
一旦所估计的设备位置信息被提供给位置服务器28，GPS模块66就组成待转发至设备22的GPS辅助通信。在图2中，GPS辅助通信包括在70处被传送至设备22的至少一个GPS辅助码。在一个实例中GPS辅助通信基于位置服务器28，该位置服务器与GPS系统通信或者使用已知的GPS系统数据来进行有关合适的GPS卫星32的确定，其中设备22能够与所述合适的GPS卫星32通信以进行GPS位置确定。在图3的实例中，网络服务器26将GPS辅助通信转发至设备22。
设备22包括辅助GPS接收机72，该辅助GPS接收机包含辅助GPS芯片74，其操作与例如已知的具有辅助GPS能力的蜂窝电话中的那些操作非常类似。设备接口76和GPS接口78便于在辅助GPS接收机72与地理位置模块50之间的通信。
在这个实例中，辅助GPS接收机72利用从位置服务器28接收的信息来检测合适的GPS卫星32并基于这样的通信确定伪距离。在所示出的实例中，GPS处理模块80生成伪距离的指示并通过互联网24将该指示传送回网络服务器26。图2在82处示出从设备22接收GPS数据，所述GPS数据指示如设备22所处理的GPS辅助地理位置。位置服务器28接收该指示，且GPS模块66利用已知的技术来确定设备22的实际坐标。
应当理解的是，设备22的实际坐标可以在各种可接受的范围内被确定。在一些场合中，实际的所确定的位置将比其它场合中更为精确。在本说明书中术语“实际设备位置”的使用不应当被解释为限于准确或精确的位置，而是应当被理解为例如取决于特定情况的需要而包含在可接受的范围或误差容限内的位置信息。
在图示的实例中，网络服务器26包含用户接口90，该用户接口便于与一个或多个例如能够被用来发起设备位置程序的用户设备的通信。由位置服务器28基于辅助GPS信息确定的实际设备坐标可以通过用户接口90被传送给用户，以便可以采取适当的动作，诸如尝试找到设备22。
示例实施例提供定位多种设备的能力，所述设备能够通过互联网使用示例 辅助GPS技术进行通信。在本发明之前，辅助GPS被局限于定位诸如蜂窝电话的设备，所述蜂窝电话能够与蜂窝网络通信。所公开的示例实施例扩展了定位设备的能力，并且以具有多种有用应用的方式扩展了辅助GPS技术的能力。
前述的说明实际上是示范性的而非限制性的。所公开的实例的变化和修改对于本领域技术人员来说可以变得显而易见，而不必背离本发明的实质。赋予本发明的法律保护范围可以仅通过对以下权利要求的研究而确定。

Claims (9)

1.一种定位设备(22)的方法，包括：
使用基于关于该设备的互联网信息的估计的设备位置来为该设备(22)生成(68)辅助全球定位系统通信，以便于该设备(22)与全球定位系统(32)交互，
其特征在于，
通过以下步骤来确定(42，56)估计的设备位置；
获得关于至少一个与该设备(22)有关的互联网点的信息；
从所获得的信息确定估计的设备位置的第一估计；
确定关于所确定的第一估计的置信水平；以及
如果所确定的置信水平超出所选择的阈值，则使用第一估计作为所确定的估计的设备位置。
2.如权利要求1所述的方法，包括：
从与该设备的互联网连接确定估计的设备位置；
确定与估计的设备位置相关的至少一个全球定位系统码；以及
使用至少一个全球定位系统码从与该设备相对应的信息确定实际设备位置。
3.如权利要求2所述的方法，包括：
提供(70)至少一个所确定的全球定位系统码给该设备；以及
从该设备接收信息的指示。
4.如权利要求3所述的方法，其中所接收的指示包括与该设备相对应的伪距离，所述设备检测与至少一个所确定的全球定位系统码相关的全球定位系统卫星。
5.如权利要求3所述的方法，包括：
基于所接收的指示从几何分析确定实际设备位置。
6.如权利要求1所述的方法，包括：
如果所确定的置信水平低于所选择的阈值，则从该设备获得额外的信息，该信息指示与至少一个具有已知位置的互联网节点有关的设备的位置。
7.如权利要求6所述的方法，包括：
将至少一个具有已知位置的互联网节点通知该设备；
从该设备获得指示该设备与至少一个具有已知位置的互联网节点之间的交互的度量的至少一个指示；以及
使用所获得的指示来确定估计的设备位置。
8.如权利要求7所述的方法，其中至少一个指示包括关于等待时间的信息，所述等待时间与该设备和至少一个具有已知位置的互联网节点之间的通信相关。
9.如权利要求1所述的方法，包括；
在设备处通过互联网接收辅助全球定位系统通信，所述辅助全球定位系统通信是基于估计的设备位置生成的；以及
使用所接收的通信以便于从该设备进行至少一个全球定位系统测量。
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