具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
图1是描述全球导航卫星系统(“GNSS”)100的示例的框图。GNSS 100包括用来发射卫星信号的多颗卫星或卫星群(如用卫星105来表示)、接收卫星信号的GNSS接收机104以及服务器102。作为整体的卫星105、GNSS接收机104和服务器102,以及这里所提供的功能、过程、部件以及其他细节可针对任何GNSS定制,任何GNSS包括例如全球定位系统(“GPS”)、GALIEO、GLONASS、SBAS(基于空间增扩系统)、QZSS(准天顶卫星系统)、LAAS(本地增扩系统)或它们的组合。
GNSS接收机104可以经由通信链路与服务器102通信。此通信链路例如可通过通信耦合到网络的一个或多个节点而形成,这种网络如无线通信系统106(例如蜂窝电话网络)和/或其他类型的网络108,它们包括分组数据网络如因特网、电路交换网如PSTN或二者的汇聚。
为简洁起见,系统100显示为只有一个GNSS接收机104和只有一个服务器102。然而,可以明白该系统100可包括且/或可布设有多个GNSS接收机和服务器,并且这些附加的GNSS接收机和服务器每个均可与服务器102(和/或其他服务器)经由各自的通信链路进行通信。
在GNSS 100中,GNSS接收机104的位置可被确定、计算,或相反可形成从卫星105接收的卫星信号的函数。例如,GNSS接收机104可搜索由卫星群(集中显示为“卫星105”)中的一个或多个卫星广播的卫星信号,并可测量到一个或多个卫星105的伪距,以确定其自身的未知位置(“接收机位置”)。当针对GPS进行配置时,GNSS接收机104例如可测量到GPS星群中的多个GPS卫星的伪距。
为协助卫星信号的搜索、接收机位置的计算或同时协助二者,GNSS接收机104可从服务器102接收辅助数据,该数据根据卫星信号而形成、含有卫星信号、从中导出和/或与之关联,或相反从卫星信号中取得。随后,GNSS接收机104又可(i)利用此辅助数据包括一个或多个期望的或预测的伪距 (此后称为“预测伪距”)以协助搜索卫星信号;(ii)测量来自卫星信号的实际伪距(“测量的伪距”);以及(iii)将测量的伪距经过通信链路如无线通信系统106发射给服务器102.
服务器102可利用此测量的伪距来得到GNSS接收机104的未知位置(即“接收机位置”)。接收机位置随后可经由通信链路发射给GNSS接收机104,或者可经由另一种方式如通过因特网为第三方请求者199所用。
作为备选,GNSS接收机104可利用测量的伪距来计算其自身的位置(即接收机位置),而不用将这些伪距发射给服务器102。在此情况下,GNSS接收机104利用辅助数据来协助卫星信号的搜索和/或接收机位置的计算。
为生成辅助数据,服务器102利用与该星群有关的各种广播的测量值和信息,包括例如广播星历、编码相位测量、载波相位测量以及多普勒测量等等。如所指出的,广播的测量和信息可直接从卫星信号中获得和/或通过译码从卫星105广播的一个或多个卫星导航消息而获得。
或者,服务器102必须从外部源获得或接收各种广播的测量和信息。此外部源可以是获得并发布广播的测量和信息的任何装置,并且可以例如具体化为参考网络110、卫星控制台112如GPS中的主控台(“MCS”)或这种信息的其他源诸如通信耦合到因特网上的数据存储装置。
参考网络110可包括多个跟踪台,每个跟踪台可包括卫星信号接收机(也称为参考接收机)。多个跟踪台以一种形式或另一种形式采集并发布来自星群中的所有卫星的广播的测量和信息。或者,参考网络110可包括一个或多个跟踪台,该跟踪台以一种形式或另一种形式采集并发布(i)来自星群中所有卫星的子集的这种测量和信息或(ii)针对世界上一个或多个特定地域的这种测量和信息。各个上述跟踪台通常处于已知的位置。于2002年6月25日公布的美国专利6411892中详细描述了用于发布广播的测量和信息如广播星历的系统的一个或多个示例,该文献通过全文引用而结合到本文中。这些细节里还包括参考网络和对应的跟踪台的一个或多个示例。
服务器102产生的辅助信息可包括(i)辅助搜索信息以协助搜索卫星信号如编码相位测量、载波相位测量以及多普勒测量等;(ii)一类或多类卫星 导航数据,例如包括广播星历、长期轨道和时钟模型(共称为LTO信息)以及已经过截取的LTO信息(“截取的LTO信息”);以及(iii)可用来搜索卫星信号和/或确定接收机位置任何其他信息。
此外,卫星导航数据可包括一个或多个预测的伪距和/或装置预测的伪距的模型(“伪距模型”)。因此,服务器102可获得并发布预测的伪距和/或伪距模型。于2002年9月17日公布的美国专利6453237中详细描述了用于发布和利用预测的伪距和/或伪距模型的系统的一个或多个示例的细节,通过全文引用将其结合于此。
当辅助数据包括广播星历和/或LTO信息如LTO模型时,服务器102和/或外部源可从卫星105(直接或间接)获得广播历书、处理广播历书并向GNSS接收机104发布广播历书和/或LTO信息。于2006年1月17日提交的申请号为NO.11/3337876453237、于2001年12月6日提交的申请号为NO.09/993335的共同未决的美国专利申请以及美国专利NO6560534和6542820中详细描述了用于获得、处理、发布和/或利用广播星历和LTO信息如LTO模型的系统和方法的一个或多个示例的细节,在此通过全文引用而将其结合到本文中。
截取的LTO信息可包括从真实的LTO信息中截取的作为时间函数的一个或多个部分的LTO信息。参照图14,其中更详细地描述了用于形成截取的LTO信息的过程。
如上所述,辅助数据(不管其类型)在其有效期(“辅助数据有效期”)内是有效的,该有效期可以是较短的时间、中等长度的时间或较长的时间。辅助搜索信息的有效期通常有几分钟。广播星历的有效期(“广播星历有效期”)为几小时。通常,广播星历包括广播卫星导航数据,该数据从给定参考时间到过去的两小时内以及从给定参考时间到未来的两小时内有效。参考时间是从外部源(如GPS中的MCS)下载到卫星105的时间。根据参考时间和获得广播星历时的时间差,广播星历有效期要小于或大约等于4小时。
LTO信息的有效期(“LTO有效期”)比广播星历的有效期要长任意时间,它可能是几天、一个星期或更长。截取的LTO信息的有效期(截取的LTO 有效期)时间上要比LTO有效期更短。由于LTO信息中的误差量随LTO有效期的期限加长而增加,因此截取的LTO信息可用来减少误差量,进而提供优于LTO信息的改善的真实性。
辅助数据还可能在其有效期内出于意料之外地变为无效。这通常发生在卫星轨道或卫星时钟在辅助数据的有效期期间经过了调整的情况。
不考虑辅助数据的类型、内容和/或格式,如果(或当)辅助数据的当前版本基于的广播的测量和信息变为无效(“无效辅助数据”)的话,则GNSS接收机104采用这种当前辅助数据可能不能充分搜索到卫星信号和/或计算接收机位置。然而,如果GNSS接收机104利用无效辅助数据能够搜索到卫星信号和/或计算接收机位置,则接收机位置的精度更有可能是降低很多的。为检测并有可能的话弥补这种情形,服务器102和/或GNSS接收机104可监控和调节由GNSS接收机104在用的辅助数据(“当前辅助数据”)中的缺陷。
如以下将会详细描述的,服务器102可获得广播的测量和信息,并利用这些广播的测量和信息来产生与辅助数据一同使用的真实数据。可选的是,当GNSS接收机104确定当前辅助数据缺乏真实性或不再有效时,GNSS接收机104可从服务器102(通常响应于GNSS接收机104的一个或多个请求)获得更近的或“新的”辅助数据,如以下将会参照图8、图10以及图11所进行的描述。尽管基于广播的测量和信息的当前辅助数据被认为是有效的,GNSS接收机104也可以这样做。
通常,服务器102获得的广播的测量和信息比当前辅助数据更加新。服务器102产生的真实数据也可反映这种情况,并且因此同样这些数据可发送给GNSS接收机104。
图2是描述了GNSS的GNSS接收机200的示例的框图。GNSS接收机200可用作如图1所示的GNSS接收机104。GNSS接收机200示意性地包括卫星信号接收机202、无线接收发机204、处理器206、存储器208以及可选的还有调制解调器210(或其他通信端口或装置)。卫星信号接收机202、无线接收发机204和存储器的组合可包含在移动台内,如蜂窝电话、寻呼机、 膝上型计算机、个人数字助理(PDA)以及本领域中公知的类似类型的无线装置。
卫星信号接收机202包括用于以公知方式实现接收和处理卫星信号的电路。通常,卫星信号接收机202包括射频(RF)前端203,其耦合到基带处理器205。卫星信号接收机202经由RF前端203搜索卫星信号,并用基带处理器205来生成伪距测量(即时钟误差加卫星信号接收机202和卫星105之间的距离)。可以采用具有这种作用的任何形式的定位模块。卫星信号接收机202的示例可见于从加利福尼亚圣何塞的SiRF技术有限公司得到的GL2000、Hammerhead以及Marlin中的任意一个,或从加利福尼亚圣何塞的SiRF技术有限公司得到的SiRFStarIII。在美国专利6453237中描述了可与本发明一同使用的示范性的AGPS接收机。伪距测量可通过处理器206耦合到无线收发机204。
处理器206包括中央处理单元(“CPU”)212、输入/输出(“I/O”)接口214、支持电路218以及至少一条总线或串行通信链路216。CPU 210可以是一个或多个公知的处理器或微处理器。支持电路216包括用以使CPU 212工作的公知电路。支持电路206可包括高速缓存、电源、时钟电路等中的至少一个。
总线或串行通信链路218用于在CPU 212、支持电路216、存储器208、I/O接口214以及GNSS接收机200的其他部分(未示出)之间传输数字信息,包括涉及确定接收机位置的信息。
I/O接口214提供用以控制发往和来自GNSS接收机200的数字信息的接口。I/O接口214可与一个或多个I/O装置接口,这些装置如调制解调器210、键盘、触摸屏和/或其他装置。
收发机204可用来与无线通信系统106和/或其他类型的网络108进行通信。利用收发机204,GNSS接收机200可从外部源如服务器102获得辅助信息以协助搜索和处理卫星信号。
卫星信号接收机和收发机的组合以及辅助服务器的示例见于以下专利或专利申请:共同授权的美国专利6411892、6429814、6587789、6590530、 6703972、6704651和6813560;于2001年12月6日提交的申请号为09/993335的美国专利申请;于2003年1月22日提交的中请号为10/349493的美国专利申请;于2003年2月5日提交的申请号为10/359468的美国专利申请;于2003年10月23日提交的申请号为10/692292的美国专利申请;于2003年11月21日提交的申请号为10/719890的美国专利申请;于2004年8月26日提交的申请号为10/926792的美国专利申请;于2004年7月1日提交的申请号为10/884424的美国专利申请;于2004年8月5日提交的申请号为10/912516的美国专利申请;于2004年9月1日提交的申请号为10/932557的美国专利申请;于2005年3月3日提交的申请号为11/077380的美国专利申请;于2005年8月18日提交的申请号为11/206615的美国专利申请;于2005年10月28日提交的申请号为11/261413的美国专利申请;于2006年1月19日提交的申请号为60/760140的美国临时专利申请,它们全部通过引用而结合到本文中。
无线收发机204可利用其天线220发送测量的伪距用以计算服务器如服务器102上的接收机位置。可选的是,测量的伪距可存储在存储器208中,以便以后供GNSS接收机200用来计算接收机位置。例如,GNSS接收机200可执行处理,以利用卫星信号接收机202生成的伪距来计算接收机位置。即,GNSS接收机200可用其处理器206,除了计算接收机位置之外还能执行以下功能:(i)从存储器208加载卫星信号接收机202生成的伪距(或者直接从卫星信号接收机202得到),以及(ii)利用这些测量的伪距计算接收机位置。
存储器208可具体化为随机访问存储器、只读存储器、电可编程只读存储器及其变型、内容寻址存储器及其变型、闪速存储器、磁盘驱动器存储装置、硬磁盘存储装置等以及它们的组合。存储器208可加载并存储当前辅助数据222,该数据可用来协助搜索卫星信号或位置计算或同时协助二者。当前辅助数据222可经由通信链路利用无线收发机204从服务器102接收,或经由其他类型计算机网络108(如因特网)利用调制解调器210(或将装置连接到计算机网络的其他通信端口或装置)从服务器102接收。
此外,存储器208可加载并存储针对这里所述的所有或一些处理或功能的可执行指令或其他代码(如软件)。这些可执行指令例如可包括辅助数据维护软件228,用以完成图8、图10、图11、图14-17和/或图18所示的处理800、1000、1100、1400、1500、1600、1700和/或1800。
下面参照图3,其中显示了GNSS的服务器300的示例的框图。服务器300可用作图1中所示的服务器102。服务器300示意性地包括中央处理单元(CPU)302、输入/输出(I/O)电路304、支持电路306、存储器308以及服务器时钟310。
服务器300可包括设备数据库312或可耦合到设备数据库312。支持电路306包括用于使CPU 202可以工作的公知电路,如时钟电路、高速缓存、电源等等。服务器时钟310可用以提供时间标签,以便指示GNSS接收机如GNSS接收机104和/或200发送的测量的伪距的到达时间。
存储器308可具体化为随机访问存储器、只读存储器、电可编程只读存储器及其变型、内容寻址存储器及其变型、闪速存储器、磁盘驱动器存储装置、硬磁盘存储装置等以及它们的组合。、内容寻址存储器及其变型、闪速存储器、可拆除存储装置、硬磁盘存储装置等以及它们的组合。存储器308可加载并存储针对这里所述的任何处理或功能的可执行指令或其他代码(如软件)。这些可执行指令例如可包括:真实性监控软件320,用以完成如图4所示的处理400;卫星健康监控软件322,用以完成图5、图6、图7和图9所示的处理500、600、700和900中任一个处理;辅助数据维护软件324,用以完成图8、图14、图15、图16、图17和图18所示的处理800、1400、1500、1600、1700和1800中的一些或所有处理。
服务器300经由其I/O电路304可从外部源(如参考网络、卫星控制台、因特网等)接收广播的测量和信息(如星历、编码相位测量、载波相位测量以及多普勒测量等)。服务器300可利用广播的测量和信息来生成或计算当前辅助数据和/或一个或多个该辅助数据的先前版本或未来版本。
为监控当前辅助数据的真实性,服务器300跟踪发布给多个远程接收机的每个(未显示)的辅助数据类型、当前辅助数据的传送时间、当前辅助数 据的期满时间。在一个实施例中,此信息可存储在装置数据库312的表350中。该表350可具有由例如远程装置ID,当前辅助数据传送给表中所列的每个远程装置的日期时间、所传送的当前辅助数据类型以及辅助数据有效期的满期的值(满期值)定义的项。如图所示,表350包括4项,即项352-358。
项352表示(i)搜索辅助信息在时间t1时传送给ID为“1”的远程设备之一,和(ii)搜索辅助信息的满期值设为从时间t1开始10分钟期满。项354表示(i)广播星历在时间t2时传送给ID为“2”的远程设备之一,和(ii)广播星历的满期值设为从时间t2开始4小时期满。项356表示(i)LTO信息在时间t3时传送给ID为“3”的远程设备之一,和(ii)LTO信息的满期值设为从时间t3开始两天期满。项358表示(i)截取的LTO信息在时间t3时传送给ID为“4”的远程设备之一,和(ii)LTO信息的满期值设为从时间t3开始6小时期满。
项352-358的每个满期值仅是用于举例,它们可根据所提供的数量而有很大差别。这些满期值可小于或等于对应的辅助数据有效期。例如,广播星历数据的满期值的范围从2小时到4小时,并且通常比2小时还要短。LTO信息的满期值的范围可从约4小时到超过6个星期,并且可能比6个星期还要长。截取的LTO信息的满期值的范围可从大约4小时到超过6个星期,并且可能比6个星期还要长。然而,此满期值比LTO信息的满期值小,且可能小于广播星历的满期值。
服务器300监控设备数据库312中标识的远程装置在用的当前辅助数据的真实性,并且作为响应产生真实数据314。如下所述,真实数据314可存储在存储器308中,并发送到一个或多个远程装置。
图4是说明用于监控GNSS的一个或多个GNSS接收机所用的当前辅助数据的真实性的处理400的流程图。处理400可由GNSS的服务器如服务器300来执行,以监控GNSS接收机在用的当前辅助数据的真实性。
处理400开始于步骤402,在此步骤中,识别出与GNSS接收机在用的当前辅助数据关联的不健康的卫星。如通过举例来说明,处理示例500、600、700和900的任何一个可用来识别不健康卫星。
在可选的步骤403中,针对各个识别的不健康卫星确定中断期。例如,每个识别的不健康卫星的中断期可从卫星控制台生成的中断通知数据获得,如下参照图9的处理900所述。
在步骤404,产生真实数据。此真实数据包括每个不健康卫星的标识,以及如果知道的话还有对应的中断期。如果中断期未知的话,则真实数据可包括无中断期或可将中断期设为预定值或基于在用的特定类型辅助数据的值。
例如,中断期可设为两至四小时之间的任何时间,在此期间当前辅助数据基于广播星历或利用广播星历。或者,中断期可设为比这种有效期更长,在此有效期期间当前辅助数据基于LTO信息和/或截取的LTO信息或利用了LTO信息和/或截取的LTO信息。
真实数据随后可发送到正在使用当前辅助数据的GNSS接收机。在一个实施例中,在步骤406,响应于识别出不健康卫星,将真实数据发送给受到影响的GNSS接收机。即,如果任何卫星被识别为不健康的话,将真实数据发送给含有当前辅助数据的受到这些不健康卫星影响的GNSS接收机。因此,仅在识别出不健康卫星时发送真实数据,且仅将其发送给受到这些识别的不健康卫星的影响的GNSS接收机。在另一实施例中,在步骤405,响应于识别出不健康卫星,可将真实数据发送给一些或所有的GNSS接收机。
在另一实施例中,在步骤408,根据预先定义的发送调度将真实数据发送给GNSS接收机。例如,可定期向在一些或所有用当前辅助数据的GNSS接收机广播真实数据,而不管是否已识别出不健康的卫星。在另一实施例中,在步骤410,响应于一个或多个GNSS接收机的请求,可将真实数据发送给这些GNSS接收机。
图5是说明用于识别不健康卫星的处理示例500的的流程图。处理500开始于步骤502,在此步骤中,得到当前组广播的测量和信息。此当前组广播的测量和信息经过通信链路从参考网络、卫星控制台和/或其他信息源接收。
在步骤504,从当前组测量和信息中提取卫星轨道数据、卫星时钟数据 或二者(之后统称为“轨道/时钟数据”)。在步骤506,将轨道/时钟数据与一组或多组GNSS接收机在用的当前辅助数据的轨道/时钟数据进行比较,以便识别出其差异。这些差异例如可因一个或多个卫星轨道的改变或一个或多个卫星时钟自当前辅助数据产生时便开始漂移而产生。这些差异表明它们自身可作为从当前组测量和信息提取的轨道/时钟数据与基于当前辅助数据或基于部分当前辅助数据的轨道/时钟数据之间的差别。
在步骤508,确定任何识别的差异是否超出了预定阈值。如果例如一个或多个卫星轨道改变超出了对应的预定阈值,和/或如果一个或多个卫星时钟漂移出对应的预定阈值之外,则处理500进行到步骤510。否则,处理500在步骤512处结束。在步骤510,与识别的差异关联的受影响的卫星被标记为不健康。
图6是用于识别不健康卫星的另一处理示例600的流程图。处理600开始于步骤602,在此步骤中,得到当前组广播的测量和信息。此当前组广播的测量和信息经过通信链路从参考网络、卫星控制台和/或其他信息源接收。
在步骤604,从当前组测量和信息中提取卫星健康数据。如上所述,来自各个卫星的广播星历含有针对各自卫星的准确的卫星轨道和时间模型信息。此外,广播星历可含有卫星健康的指示(“健康状态”)。
例如在GPS中,由MCS通过改变广播星历中的健康状态来通知星历的改变。在步骤606,分析卫星健康数据以识别不健康卫星的存在。
图7是描述用于识别不健康卫星的另一处理示例700的流程图。处理700开始于步骤702,在此步骤,在一个或多个具有已知位置的跟踪台上接收卫星信号。
在步骤704,利用由GNSS接收机在用的一组或多组当前辅助数据计算各个跟踪台的位置。在步骤706,将这些位置(“计算的位置”)当作跟踪台的已知位置。例如,如果由于不健康卫星的存在,用来计算一个或多个计算的位置跟踪台的给定组的当前辅助数据是无效的,则这些计算出的位置将是错误的(和/或标识为具有差异)。
这样,在步骤708,可确定是否任何或各个计算位置超过不同的已知位 置预定阈值。如果,该进程700跳转到步骤710。否则,结束于步骤712。在步骤710,被认定存在差异的受影响的卫星被标记为不健康。
图8是示出了用于从服务器获取(如请求和接收)真实数据(integritydata)和/或新辅助数据的进程800。该方法始于步骤802,在此分别测量从GNSS接收器(如GNSS接收器104或200)到多个卫星中的一个或多个(一般4个)间的伪距。
在步骤804,使用测量的伪距和当前辅助数据计算GNSS接收器的计算位置。在步骤806,估计计算位置的有效性。
可采用各种方式估计计算位置的有效性。例如,可使用后验余值(posteriori residual)(其可构成测量伪距的函数)来计算位置的有效性。在形成以后,可分析该后验余值以验证是否有测量伪距有错。如果任何测量伪距被验证有误,接着可估计计算位置无效。
也可采用其他技术来估计计算位置的有效性。例如,计算位置的有效性可估计为先验位置的计算位置的函数。可由当前辅助数据(包括任何广播星历和/或LTO信息)获得、形成或获取该先验位置。
例如,计算位置和先验位置的差异满足特定的阈值,那么可估计其无效。或,如果计算位置和先验位置的差异不满足特定的阈值,那么可估计其有效。
该特定阈值可静态设置以适应或可动态设置调节,以满足多种条件中的一个或多个,该特定阈值可包括如GNSS接收器的实际位置、自最后获得当前辅助数据的时间、当前数据的要素和/或类型(如,当前辅助数据是否包括广播星历、LTO信息和/或截取LTO信息(truncate LTO information))。该特定阈值可包括一个或多个阈值,并可用作一个或多个该差异的边界。该边界可用作一个或多个上界、一个或多个下界,或某些它们的组合。
作为另一实施例,计算位置的有效性可估计为一个或多个先验伪距余值的函数。也就是,计算位置可估计成单独预测和测量伪距间的比较的函数。该预测伪距可基于先验位置和时间,和/或其他卫星跟踪数据。该先验位置和时间,和/或其他卫星追踪数据可由当前辅助数据中获得,或作为该当前辅助数据的一部分,所述当前辅助数据可包括LTO信息、截取LTO信息和/或广 播星历。
如上,当一个或多个先验伪距余值满足各个阈值时,该有效性可估计为无效。或当一个或多个先验伪距余值不满足各个阈值时,该有效性可估计为有效。
这些各个阈值中的每个都可以静态设置以适应或可动态设置调节,以满足多种条件中的一个或多个,该特定阈值可包括如GNSS接收器的实际位置、自最后获得当前辅助数据的时间、当前数据的要素和/或类型(如,当前辅助数据是否包括广播星历、LTO信息和/或截取LTO信息(truncate LTOinformation))。每个特定阈值可包括一个或多个阈值,并可用作一个或多个该差异的边界。该边界可用作一个或多个上界、一个或多个下界,或某些它们的组合。
其他估计计算位置的有效性的实施例可使用上述方法的组合,如比较计算和预测高度、时间等。
在步骤808,可确定是否计算位置有效。该确定可作为上述估计计算位置的有效性的函数。如果计算位置有效,接着进程800回到步骤802,在此进程800重复执行。否则,标记至少一部分当前辅助数据以阻止其被使用,从当前辅助数据中移除、删除或排除至少一部分(排除辅助数据(excludedassistance data)),并接着该进程800前进到(i)步骤810或到(ii)步骤814或(iii)步骤818。该排除辅助数据可为如与其测量伪距确定的卫星或卫星群相关的当前辅助数据。
在步骤810,该GNSS接收器从服务器获得真实数据,通常响应接收到的一个或多个请求。在接收以后,如步骤812所示,GNSS接收器可使用真实数据来确定是否此处处理的当前辅助数据仍然有效。如果当前辅助数据无效,接着GNSS接收器可使用真实数据来更新或补充当前辅助数据(包括如替换或修改排除辅助数据)。或,该GNSS接收器可切换到步骤814以获得新辅助数据。如果在另一方面,当前辅助数据有效,那么步骤800切换到步骤802,在此位置,可重复步骤800。
在步骤814该GNSS接收器从服务器获得新辅助数据,通常响应接收到 的一个或多个请求。该新辅助数据可从探测-辅助信息(“新探测辅助信息”)和/或卫星导航数据(新卫星导航数据)中获得或包括探测-辅助信息卫星导航数据(新卫星导航数据),这些新探测辅助信息和新卫星导航数据比当前辅助数据中的探测辅助信息和卫星导航数据更新。
该新探测辅助信息依次可包括用于探测卫星群的信息,其可包括至少一个码相测量、载波测量、多普勒测量以及类似的可从来自星群中的至少一个卫星的一个或多个卫星导航消息广播获得测量。该新卫星导航数据可包括广播星历、一个或多个预测伪距、伪距模型、LTO信息、截取LTO信息等,这些信息比当前辅助数据中的这些参数更新。
在获得新辅助数据以后,该GNSS接收器可使用部分或全部新辅助数据以更新或补充当前辅助数据(包括如替换或修改排除辅助数据),如步骤816中所示。例如,GNSS接收器采用新辅助数据的各个预测伪距来替换一个或多个当前辅助数据的预测伪距。
如果,例如,该当前辅助数据由LTO信息(如LTO模型)和/或截取LTO信息中形成,那么GNSS接收器可使用新辅助数据的各自的预测伪距来代替所述当前辅助数据的一个或多个预测伪距,该新辅助数据也可由LTO信息和/或截取LTO信息形成。
或,该GNSS接收器可使用部分或全部的新辅助数据来代替所有的当前辅助数据。如果,如上该当前辅助数据由LTO信息和/或截取LTO信息形成,那么GNSS接收器可使用部分或全部的新辅助数据来代替所有的当前辅助数据。该新辅助数据也可由LTO信息和/或截取LTO信息形成。虽然仅仅只有一部分(例如只有一个预测伪距)被估计(步骤808)或确定(步骤812)为无效的,GNSS接收器也可能替换所有的当前辅助数据。
参照如上步骤808已知,进程800可从步骤808切换到步骤818作为替换。在步骤818,该GNSS接收器可解码并接着使用从直接在GNSS接收器中接收到的卫星信号包含的卫星导航消息中获得的广播星历来更新或补充当前辅助数据(包括如替换或修改排除辅助数据)。当(i)卫星信号的衰减允许星座日历的成功解码;和/或(ii)该GNSS接收器不能从服务器获得真实 数据和/或新辅助数据,该GNSS接收器可适合这样做。对于后者,GNSS接收器不能从服务器获得真实数据和/或新辅助数据,这是由于如其缺乏、不能维持或失去与服务器的联系。
在使用新辅助数据更新或补充当前辅助数据以后,该进程800切换到步骤802,该进程800可在该位置重复。该进程800可周期性地,以持续方式或基于受到某种条件触发的结果(如在接收器位置或卫星位置中检测到错误)重复执行。该800也可基于替他理由重复执行。
另外,GNSS接收器也可在不请求真实数据和/或新辅助数据的情况下获得这些数据。例如,该真实数据和/或新辅助数据可从服务器广播的消息中获得。
另外,该进程800可从步骤814切换到步骤812。这可在当广播测量和信息的当前组和当前辅助数据均基于公用信息时发生,但是在计算接收器位置和获得当前辅助数据的时间之间,该卫星的实际位置发生改变。这些信息可在服务器侧的新探测辅助信息和/或新卫星导航数据中反应,而发送到或位于GNSS接收器的真实数据却不能反应这一改变。
图9是根据本发明的典型实施例的识别不健康卫星的进程900的方法的流程图。该进程900始于步骤902,在此接收卫星控制站生成的中断通知(outage notification)。例如,可从卫星控制站直接接收或通过某些其他资源(如通过以太网)接收该中断通知。例如在GPS中,该卫星星群可在MCS的控制下由遍布世界的卫星站监视。该MCS通过借助以太网向NAVSTAR用户提供通知警告来公布未来计划的,或是立即的和计划外的卫星中断。
在步骤904,分解该中断通知以识别不健康的卫星。在步骤906,确定每个识别的不健康的卫星的中断周期。例如,可从NANU获得识别的不健康的卫星的中断周期。通过使用中断通知数据,本发明确保GNSS使用的当前辅助数据已知反应GPS星群的最当前真实状态,而不考虑真实改变是未来计划的或是立即的和计划外的。
图10是获得并使用新辅助数据的进程1000的实施例的流程图。为了简便,在此参照图1和2的构建对图10进行说明。
在GNSS接收器104(i)从服务器102获得当前辅助数据,其可包括LTO信息和/或截取LTO信息,和(ii)从多个卫星中的一个或多个(一般是4个)获取卫星信号之后,该进程1000始于终端模块1002。为了方便,对于进程1000,该当前辅助数据可称做当前LTO/截取LTO信息。
在终端模块1002之后,该进程1000切换到进程块1004。在进程块1004,该当前LTO/截取-LTO信息可用于确定GNSS接收器的预测位置(预测位置选定(“predicted-position fix”))。该预测位置选定可由如GNSS接收器104和/或服务器102确定。例如,该GNSS接收器104和/或服务器102可将当前LTO/截取-LTO信息和测量伪距应用到第一递归或其他类型的滤波器并检测来自第一滤波器的输出的预测位置选定。预测位置选定可包括一个或多个不同的位置参数,包括如纬度、经度、高度和/或公共模式错误。
为了便于确定服务器102的预测位置选定,该服务器102可从GNSS接收器104获得测量伪距和当前LTO/截取LTO信息。或,该服务器102可使用从GNSS接收器104获得的测量伪距和服务器102已知的当前LTO/截取LTO信息确定将要被GNSS接收器104使用的预测位置选定。在进程块1004后,该进程1000切换到进程块1006。
在进程块1006,从卫星信号中获得的广播星历可用于确定GNSS接收器104(“测量位置选定”)的测量位置。该测量位置选定可由GNSS接收器104和/或基准网络110的追踪站的一个或多个确定。该GNSS接收器104和/或追踪站可通过如将从卫星信号获得的广播星历(直接从卫星或间接从服务器102获得)和测量伪距应用到第二递归或其他类型的滤波器并检测来自第一滤波器的输出的测量位置选定。该测量位置选定,就像预测位置选定可包括一个或多个不同的位置参数,包括如纬度、经度、高度和/或公共模式错误。在进程块1006后,该进程1000切换到进程块1008。
在进程块1008,至少一个预测定位参数的有效性可作为该预测定位参数(第一定位参数)和测量定位参数中的一个(“第二定位参数”)的函数。该有效性可由GNSS接收器104和/或服务器102确定。该GNSS接收器104和/或服务器102可通过在第一和第二定位参数间形成差异并接着确定是否 该差异满足给定的阈值来完成。例如,如果该差异满足给定阈值,那么第一定位参数将被认为是有效的,否则该第一定位参数将被认为是无效的。
给定阈值可静态设置以适应或可动态设置调节,以满足多种条件中的一个或多个,该特定阈值可包括如GNSS接收器的实际位置、自最后获得当前辅助数据的时间、当前数据的要素和/或类型(如,当前辅助数据是否包括广播星历、LTO信息和/或截取LTO信息(truncate LTO information))。该特定阈值可包括一个或多个阈值,并可用作一个或多个该差异的边界。该边界可用作一个或多个上界、一个或多个下界,或某些它们的组合。
可执行相同的功能以用于一个或多个剩余的预测定位参数。或,该相同的功能可执行用于各个剩余预测定位参数,除非其中的一个被认为是无效。
为了便于在服务器102确定有效性,该服务器102可需要从GNSS接收器104获得预测位置选定。使用该预测位置远端,该服务器102可获得第一定位参数。同样地,该服务器102可能需要根据确定该测量位置选定的实际状况从GNSS接收器104或追踪站获得测量位置选定。使用测量位置选定,该服务器102可获得第二定位参数。
为了便于在服务器102确定有效性,GNSS接收器104可能需要从服务器获得预测位置选定。使用该预测位置选定,该GNSS接收器可获得第一-定位参数,如决策块1010所示,如果GNSS接收器104和/或服务器102确定预测定位参数有效,那么该方法回到终端块1002以重复进程1000。
如果,另一方面任何预测定位参数被认为是无效的,那么GNSS接收器104可从当前LTO/截取/TO信息中排除(如标记以阻止其被使用、移除、删除等)至少一部分当前LTO/截取/TO信息(“排除LTO/截取LTO信息”。)该排除LTO/截取LTO信息可为如与其测量伪距确定的卫星或卫星群相关的当前LTO/截取LTO信息。
另外,如进程块1012所示,该GNSS接收器104可从接收器102获得新辅助数据或“新LTO/截取LTO信息”。该GNSS接收器104可从在具有或没有来自GNSS接收器104的该新LTO/截取LTO信息的请求的接收器102获取新LTO/截取LTO信息。
如进程块1014所示在获得新LTO信息以后,该GNSS接收器104可如图8中所示使用新LTO/截取LTO信息更新或补充一些或全部LTO/截取LTO信息。这可包括替换一个或多个预测定位参数。如上,虽然部分或全部LTO/截取LTO信息(和它们的定位参数)被估计或确定为无效,该GNSS接收器104也可使用新LTO/截取LTO信息更新或补充一些或全部LTO/截取LTO信息。
在进程块1014之后,该进程1000切换到终端模块1016,在此位置,进程1000结束。或,该进程1000可周期性地,以持续方式或基于受到某种条件触发的结果(如在接收器位置或卫星位置中检测到错误)重复执行。
图11是获得并使用新辅助数据的方法1100的实施例的流程图。为了简便,在此参照图1和2的构建对图11进行说明。在GNSS接收器104(i)从服务器102获得当前辅助数据,其可包括LTO信息和/或截取LTO信息,和(ii)从多个卫星中的一个或多个(一般是4个)获取卫星信号之后,该进程1000始于终端模块1002。为了方便,对于进程1100,该当前辅助数据可称做当前LTO/截取LTO信息。
在终端模块1102之后,该进程1100切换到进程块1104。在进程块1104,从卫星信号获取的广播星历可用于确定GNSS接收器的测量位置(测量位置选定)。该测量位置选定可由如GNSS接收器104和/或基准网络110的一个或多个追踪站确定。该GNSS接收器104和/或追踪站可将广播星历(一般直接来自卫星或间接来自服务器102)和测量伪距应用到第二递归或其他类型的滤波器并检测来自第二滤波器的输出的测量位置选定。测量位置选定可包括一个或多个不同的位置参数,包括如纬度、经度、高度和/或公共模式错误。
在进程块1106,当前LTO/截取LTO信息用于为各个定位参数生成不同的参数阈值。该参数阈值可由GNSS接收器104和/或服务器102生成。为了便于生成参数阈值,该GNSS接收器104和服务器102需从彼此获取测量位置选定。
该参数阈值可静态设置以适应或可动态设置调节,以满足多种条件中的一个或多个,该特定阈值可包括如GNSS接收器的实际位置、自最后获得当 前辅助数据的时间、当前数据的要素和/或类型(如,当前辅助数据是否包括广播星历、LTO信息和/或截取LTO信息(truncate LTO information))。该特定阈值可包括一个或多个阈值,并可用作一个或多个该差异的边界。该边界可用作一个或多个上界、一个或多个下界,或某些它们的组合。
在进程块1106以后,该进程1100切换到进程块1108。在进程块1108,当前辅助数据的有效性可作为至少一个参数阈值和测量定位参数中的一个的函数进行确定。该有效性可由GNSS接收器104和/或服务器102确定。该GNSS接收器104和/或服务器102可通过确定该测量定位参数是否满足其特定的参数阈值来完成。例如,如果测量定位参数满足其特定的参数阈值,那么测量定位参数将被认为是有效的,否则该测量定位参数将被认为是无效的。
可执行进程块1108以用于一个或多个剩余的测量定位参数。或,该相同的功能可执行用于各个剩余测量定位参数,除非其中的一个被认为是无效。为了便于确定当前LTO/截取LTO信息的有效性,GNSS接收器104和服务器102可能需要从彼此获取特定参数阈值和测量定位参数,这依赖于维持该参数阈值和测量定位参数的过程。
如决策块1110所示,如果GNSS接收器104确定测量定位参数有效,那么该方法回到终端块1102以重复进程1100。如果,另一方面任何测量定位参数被认为是无效的,那么GNSS接收器104可从当前LTO/截取/TO信息中排除(如标记以阻止其被使用、移除、删除等)至少一部分当前LTO/截取/TO信息(“排除LTO/截取LTO信息”。)该排除LTO/截取LTO信息可为如与其测量伪距确定的卫星或卫星群相关的当前LTO/截取LTO信息。
另外,如进程块1112所示,该GNSS接收器104可从接收器102获得新辅助数据或“新LTO/截取LTO信息”。该GNSS接收器104可从在具有或没有来自GNSS接收器104的该新LTO/截取LTO信息的请求的接收器102获取新LTO/截取LTO信息。
如进程块1114所示在获得新LTO信息以后,该GNSS接收器104可如图8中所示使用新LTO/截取LTO信息更新或补充一些或全部LTO/截取LTO信息。这可包括替换一个或多个预测定位参数。如上,虽然部分或全部LTO/ 截取LTO信息(和它们的定位参数)被估计或确定为无效,该GNSS接收器104也可使用新LTO/截取LTO信息更新或补充一些或全部LTO/截取LTO信息。
在进程块1114之后,该进程1000切换到终端模块1116,在此位置,进程1100结束。或,该进程1100可周期性地,以持续方式或基于受到某种条件触发的结果(如在接收器位置或卫星位置中检测到错误)重复执行。
图12是用于计算GNSS接收器的位置的进程1200的实施例的流程图。该进程1200允许计算(i)当GNSS接收器104(如当时广播星历正在从卫星导航消息中解码)不能访问广播系列时,使用辅助数据计算该GNSS接收器的第一位置,和(ii)使用广播星历或其一部分作为长期轨道信息或其至少一部分的取代。
为了简便,在此参照图1和2的构建,特别是GNSS接收器104对图12进行说明。该GNSS接收器104可使用分时机制来执行进程1200的处理。
例如,该GNSS接收器104可使用分时机制来执行与处理块102相关的功能,同时执行与进程块1206-1210相关的功能。因此,该分时机制可允许该GNSS接收器104在前台(foreground),处于高优先级,或(ii)在后台,处于低优先级执行某些与进程1200相关的功能。另外,参照图1和2示出的构建进行说明,下面在进程块1204中介绍GNSS接收器104在后台执行相关功能,在进程块1206-1210中介绍GNSS接收器104在前台执行相关功能。
在GNSS接收器104(i)从服务器102获得当前辅助数据,其可包括LTO信息和/或截取LTO信息,和(ii)从多个卫星中的一个或多个(一般是4个)获取卫星信号之后,该进程1000始于终端模块1202。为了便于讨论,对于进程1200,该包括LTO/截取LTO信息的当前辅助数据可称做当前LTO/截取LTO信息。
在终端模块1202之后,该进程1200切换到进程块1204、1206以使得GNSS接收器104执行与前台和后台相关的功能。即,该GNSS接收器104可执行在不同的时间段执行与进程块1204、1206相关的功能,其中各个时间段可包括一部分时间(公共时间段),在该时间段中,GNSS接收器104执行 与进程块1204、1206都相关的功能。另外,GNSS接收器104可在同一时间(如同步)或不同时间(如异步)开始进程块1204、1206。
在进程块1204,该GNSS接收器从卫星导航消息中获取从卫星发送部分或全部广播星历。为了完成这,该GNSS接收器104从星座导航消息接收并解码(合成提取)广播星历,并如上所述,单独接收卫星导航消息需要不小于,一般长于18秒来完成。在获得某些(如可完成计算位置的足够量)或全部广播星历之后,该进程1200切换到进程块1212,这将在下面进行详细讨论。
在进程块1206,该GNSS接收器104处理当前LTO/截取LTO信息和从探测卫星信号中获取的信息以确定一个或多个GNSS接收器104的一个或多个位置。假设向该GNSS接收器104提供当前LTO/截取LTO信息,确定这些位置中的每个可在GNSS接收器104接收从探测卫星信号中获取的信息后发生,并且不同于始于广播星历(其可在位置被确定之前,引入用于从卫星导航消息提取星历的时间段),使用通常是由于缺乏作出这样的确定而延迟的当前LTO-截取LTO信息来确定各个位置。
每个位置可以是用于该GNSS接收器104的过渡结论或“过渡位置选定(transitional-position fix)”。该GNSS接收器104可确定每个过渡位置选定,如通过将当前LTO/截取-LTO信息和测量伪距应用到第一递归或其他类型的滤波器并检测来自第一滤波器的输出的过渡位置选定。每个过渡位置选定可包括一个或多个不同的位置参数,包括如纬度、经度、高度和/或公共模式错误。
或,该位置的最后一个(如果多于一个)可为GNSS接收器104的最终结论或“最终位置选定”。在进程块1206后,该进程1200切换到决策块1208。
在决策块1208,该GNSS接收器104可确定是否部分或全部广播星历不可访问。例如,该GNSS接收器104可确定该广播星历不可访问,这是由于其在处于从卫星导航消息中解码广播星历的进程中,并且在该部分形式(partial form)中。可选地,该GNSS接收器104可确定该广播星历是不可访问的,这是由于因星座信号的衰减,解码的广播星座不能从星座导航消息 中提取。
在作出肯定的决策后,该进程切换到终端模块1212,在该点在进程块1206中确定的最终位置选定可用作最终解决办法,并且进程1200结束。或,该进程1200可可周期性地,以持续方式或基于受到某种条件触发的结果(如在接收器位置或卫星位置中检测到错误)重复执行。该1200也可基于替他理由重复执行。
如果在另一方面,在决策块1208作出否定决策,该进程1200切换到进程块1210。在进程块1212,该GNSS接收器104处理广播星历的部分或全部作为当前LTO/截取LTO信息的部分或所有的替换,以确定GNSS接收器104的一个或多个附加位置。该附加位置的最后一个可以是GNSS接收器104的最后结论或最后位置选定。该其他的附加位置可以是可通过处理该广播星历(星历增强位置选定)增强的过渡结论。
该GNSS接收器104可确定各个最终和星座增强位置选定,如通过将部分或全部的广播星历、部分或全部当前LTO/截取LTO信息、测量伪距或一个或多个过渡位置选定应用到第二递归或其他类型的滤波器,并接着检测来自第二滤波器的输出的最终或星座增强位置选定。每个最终或星座增强位置选定可包括一个或多个不同的位置参数,包括如纬度、经度、高度和/或公共模式错误。
在处理模块1210之后,该进程1200切换到终端模块1214,在该位置该进程结束。或,该进程可周期性地,以持续方式或基于受到某种条件触发的结果(如在接收器位置或卫星位置中检测到错误)重复执行。
虽然前面描述了进程1200中GNSS接收器104执行于进程块1204-1214相关的功能,该进程1200的一部分可由服务器120和/或其他远端加载设备使用GNSS接收器104的MS-辅助配置(例如,基准网络110的卫星信号接收器中的一个)来执行。
例如并参照图12,该GNSS接收器104可向服务器102发送从探测卫星信号获取的信息。其后,服务器102在进程块1206处理GNSS接收器104处理的当前LTO/截取lto信息和从探测卫星信号获取的信息来确定GNSS接 收器104的一个或多个位置。假设向该GNSS接收器104提供当前LTO/截取LTO信息的副本,确定这些位置中的每个可在GNSS接收器104接收从探测卫星信号中获取的信息后发生,并且不同于始于广播星历(其可在位置被确定之前,引入用于从卫星导航消息提取星历的时间段),使用通常是由于缺乏作出这样的确定而延迟的当前LTO-截取LTO信息来确定各个位置。
服务器102确定的各个位置可以是GNSS接收机104的过渡位置选定之一,该位置可如上按照处理框1206所述的那样形成。此外,在判决框1208服务器102可作出关于广播星历中的一些或全部是否无法到达的判定。如上所述,当服务器102作出肯定的判定,则处理1200转到结束框1212,在此处,可将处理框1206中确定的最后位置选定用作最后结果,然后处理1200结束。
然而,如果服务器102作出否定的判定,则处理1200转到处理框1210。服务器102可确定广播星历不可到达,因为它可向GNSS接收机发送从一个或多个参考接收机或GNSS接收机104获得(如从中继的卫星导航消息译码得到)的广播星历(部分或全部)。如上所述,在获得一些或全部广播星历之后,处理1200转到处理框1210。
在处理框1210,服务器102处理作为一些或全部当前LTO/截取的LTO信息的替代的一些或全部广播星历,以确定GNSS接收机104的一个或多个附加位置。这些附加位置的最后位置可以是GNSS接收机104的最后结果或最后位置选定。其他附加位置可以是星历增强位置选定。
最后结果和星历增强位置选定各自均可按照处理框1210所述的那样形成。为实现这种形成,服务器102可从GNSS接收机104获得测量的伪距,或从一个或多个参考接收机获得测量的伪距(其中,该测量的伪距可针对GNSS接收机与这些参考接收机之间的位置中的任何差别进行调节)。在确定各个最后结果和星历增强位置选定之后,服务器102可将这些位置发送给GNSS接收机104,以便在其中使用。
在处理器框1210,处理1200转到结束框1212,在此处处理1200结束。或者,处理1200可以连续方式定期重复,或可在出现例如以下条件时而触发 执行:启动、接收器或卫星位置中的错误或响应于服务器102的操作员(人或机器)和/或GNSS接收机104的输入。
类似于GNSS接收机104,服务器102可利用时间共享机制来完成处理1200的处理。服务器102在完成与处理框1206-1210相关的功能时,可利用时间共享机制来完成与处理框1204相关的功能。因此,时间共享机制使得服务器102可完成与处理1200有关的一些功能(i)(ii)
作为另一个备选,GNSS服务器104和服务器102可共同完成处理1200的处理。例如,服务器102可从GNSS接收机104接收请求,或命令GNSS接收机104发起并完成与处理框1204相关的功能,同时GNSS接收机104发起并完成与处理框1206-1208有关的功能。当处理1200转到处理框1210时,服务器102可向GNSS接收机104发送一些或全部广播星历。这使得GNSS接收机104可确定最后结果和星历增强位置选定。GNSS接收机104和服务器102也可以其他方式共同完成处理1200的处理。
图13精确计算GNSS接收器的位置的方法1300的流程图。方法1300允许:(i)在广播星历对于GNSS接收器104是可访问的时,使用该广播星历来精确计算GNSS接收器的第一位置;(ii)当广播星历对于GNSS接收器104是不可访问的时(例如,当广播星历正从卫星导航消息中解码时),使用辅助数据精确计算第二位置;以及(iii)将广播星历或其一部分作为长期轨道信息的至少一部分的替代者来精确计算GNSS接收器104的第三或随后位置。
为方便起见,此处的方法1300是结合图1和图2中的架构给出描述的。方法1300类似于图12中的方法1200,除了以下的描述之外。
在GNSS接收器104(i)从服务器102获得包含LTO信息(例如LTO模型)的当前辅助数据以及(ii)从多个卫星中的一个或多个(一般为四个)获取卫星信号之后,方法1300开始于步骤1302。为方便起见,在方法1300中,当前辅助数据被称为“当前LTO/截取的LTO信息”。
开始步骤1302之后,方法1300进入判断步骤1304。判断步骤1304中,GNSS接收器104做出是否某些或所有的广播星历不可用的判断。例如,GNSS 接收器104可确定广播星历不可用,因为其正处于从卫星导航消息中解码出该广播星历的过程中,且任何部分解码的广播星历以这样的部分形式是不可使用的。或者,GNSS接收器104可以因解码出的广播星历(部分的或其它)在其当前形式是不可使用的或因为该广播星历因卫星信号的衰减而无法从卫星导航信号中提取出来,来确定该广播星历不可用。
在做出否定的判断之后,方法1300进入步骤1305,GNSS接收器104处理某些或所有的广播星历以及从获取的卫星信号中得到的信息来确定GNSS接收器104的一个或多个位置。这些位置(若不止一个)中的最后一个位置可以是针对GNSS接收器104的“最后位置定位(final-position fix)”函数的最终解。
步骤1305后,方法1300进入终止步骤1312结束该方法1300。或者,方法1300可以周期性地重复执行,以连续的形式,或基于某一条件的结果来触发,例如基于启动。接收器或卫星位置内的错误、或对GNSS接收器104的操作者(人或机器)的输入的响应。
如果另一方面,在判断步骤1304中做出肯定的判断,其在例如以下情况下发生:(i)当广播星历变成无效的、不准确的或不可信的情况时;(ii)在GNSS接收器104初次启动之后;(iii)当当前的LTO/截取的LTO信息提供比广播星历更准确的解时;(iv)等等,则方法1300转至并执行图12的处理过程1200。
步骤1210之后(如结合入图13所示),方法1300转至终止步骤1312,在此方法1300结束。或者,方法1300可以周期性地重复执行,以连续的形式,或基于某一条件的结果来触发,例如基于启动。接收器或卫星位置内的错误、或对GNSS接收器104的操作者(人或机器)的输入的响应。
虽然前面描述了方法1300,其中,GNSS接收器104执行与处理步骤1304-1312相关的大部分功能,方法1300的一部分还可以由服务器102和/或另一远端设备例如基准网络110(基准接收器)中的一个卫星信号接收器使用GNSS接收器104的MS辅助配置来执行。
在此参见图13,服务器102在判断步骤1304中做出是否某些或所有广 播星历不可用的判断。如上所述,当服务器102做出否定判断时,方法1300转至步骤1305。步骤1305中,服务器102处理某些或所有的广播星历以及从获取的卫星信号中得到的信息来确定GNSS接收器104的一个或多个位置。
为此,服务器102获得某些或所有的广播星历。为了获得该广播星历,服务器102可从一个或多个基准接收器或GNSS接收器104来接收,GNSS接收器104进而是从卫星导航消息中接收并解码出广播星历的。作为替换,服务器102可从基准接收器或GNSS接收器104接收卫星导航消息,并接着解码卫星导航消息以获得广播星历。这些位置(若不止一个)中的最后一个位置可以是针对GNSS接收器104的“最后位置定位(final-position fix)”函数的最终解。在确定了每个位置后,服务器102可发送一个或多个这样的位置(例如,该最后解)给GNSS接收器104以供其使用。
步骤1305后,方法1300转至终止步骤1312结束方法1300。然而,若服务器102做出了肯定的判断,则方法1300转至执行图12的处理过程1200。
步骤1210之后(如结合入图13所示),方法1300转至终止步骤1312,在此方法1300结束。或者,方法1300可以周期性地重复执行,以连续的形式,或基于某一条件的结果来触发,例如基于启动。接收器或卫星位置内的错误、或对GNSS接收器104的操作者(人或机器)的输入的响应。
类似于GNSS接收器104,服务器102可使用时分机(time-sharing)制来执行方法1300的处理。服务器102可使用该时分机制来执行与步骤1304-1305有关的功能,并同时执行与方法1200(如结合如图13所示)的处理过程有关的功能。因此,时分机制可允许服务器102在(i)前台以优先的优先级或(ii)在后台以次优的优先级执行与方法1300相关的某些功能。
作为另一替代方式,GNSS接收器104和服务器102可共享职责来执行方法1300的处理过程。例如,服务器102可从GNSS接收器104接收请求或可指示GNSS接收器104以发起和执行与步骤1304-1305相关的功能,而GNSS接收器104发起并执行与方法1200的处理过程相关的功能(如结合入图13所示)。当方法1300转至步骤1314时,服务器102可发送某些或所有 的广播星历给GNSS接收器104以使得GNSS接收器104能够确定最终的和星历增强的位置定位中任一项。GNSS接收器104和服务器102可共享职责来以其它方式来执行方法1300的处理过程。
现在参见图14,示出了用于监测卫星配置以维护对GNSS的GNSS接收器或其它定位系统可用的LTO/截取的LTO信息的真实性的方法1400的流程图。为方便起见,此处的方法1400是结合图1和图2中的架构给出描述的。方法1400也可以使用其它架构来执行。
方法1400开始于起始步骤1402,然后转至步骤1404。在步骤1404,GNSS接收器104获得广播星历。GNSS接收器104可直接从卫星105或间接从服务器102提供的辅助数据获得广播星历。步骤1404后,方法1400可转至步骤1406。
步骤1406中,GNSS接收器104的辅助数据维护软件将某些或所有的广播星历与其内维护的某些或素有的当前LTO/截取的LTO信息进行比较,以确定当前LTO/截取的LTO信息是否与广播星历相对应或不同于广播星历。这包括比较广播星历的广播卫星导航数据(例如,轨道和/或时钟信息)与当前LTO/截取的LTO信息的卫星导航数据(例如,轨道和/或时钟信息)。步骤1406后,方法1400可转至判断步骤1408。
判断步骤1408中,该辅助数据维护软件228响应步骤1406,做出当前LTO/截取的LTO信息是否不对应或不同于广播星历的判断。若为否定的结论,则方法1400可转至终止步骤1418。若为肯定的结论,则方法1400可转至步骤1410。
步骤1410中,辅助数据维护软件228使GNSS接收器104不使用当前LTO/截取的LTO信息。这包括使GNSS接收器104不使用当前LTO/截取的LTO信息以(i)获取一个或多个卫星105和/或(ii)计算接收器位置和/或一个或多个接收器位置定位。步骤1410之后,转至终止步骤1418、可选的步骤1412、或可选的步骤1414。
步骤1412中,辅助数据维护软件228使GNSS接收器104使用广播星历作为对当前LTO/截取的LTO信息的替代者。这包括例如,使GNSS接收 器104使用广播星历来(i)获取一个或多个卫星105和/或(ii)计算接收器位置和/或一个或多个接收器位置定位。步骤1412之后,转至终止步骤1418、或可选的步骤1414。
步骤1414中,辅助数据维护软件228用新的LTO/截取的LTO信息替换当前LTO/截取的LTO信息。为此,辅助数据维护软件228使GNSS接收器104从服务器102获得新的LTO/截取的LTO信息。GNSS接收器104可依据方法1000(图10)和/或方法1100(图11)来获得新的LTO/截取的LTO信息。为了利于获得新的LTO/截取的LTO信息,辅助数据维护软件228发出标记给服务器102以表明该LTO/截取的LTO信息缺乏真实性。这进而可导致服务器102发送且GNSS接收器104从服务器102获得新的LTO/截取的LTO信息。步骤1414后,方法1400可转至可选的步骤1416。
步骤1416中,辅助数据维护软件228使GNSS接收器104使用新的LTO/截取的LTO信息。这包括使GNSS接收器104使用该新的LTO/截取的LTO信息来(i)获取一个或多个卫星105和/或(ii)计算接收器位置和/或一个或多个接收器位置定位。GNSS接收器104可使用新的LTO/截取的LTO信息,来例如依据方法1200(图12)和/或方法1300(图13)计算接收器位置和/或一个或多个接收器位置定位。步骤1416后,方法1400转至终止步骤1418。
在步骤1418,方法1400结束。或者,或者,方法1400可以周期性地重复执行,以连续的形式,或基于某一条件的结果来触发,例如基于启动。接收器或卫星位置内的错误、或对GNSS接收器104的操作者(人或机器)的输入的响应。
尽管以上结合执行处理过程和判断步骤1402-1416的每一步的GNSS接收器104描述了方法1400,服务器102页可执行以上每一步1402-1416。服务器102可依据方法1000(图10)和/或方法1100(图11)来执行步骤1410-1416。
作为另一种替代,GNSS接收器104和服务器102可共享职责来执行步骤1402-1416。例如,服务器102可从GNSS接收器104接收请求或可指示GNSS接收器104以发起和执行步骤1402和/或1410-1416,而服务器102发 起并执行步骤1406-1408。或者,服务器102可从GNSS接收器104接收请求或可指示GNSS接收器104以发起和执行步骤1410-1416,而服务器102发起并执行步骤1404-1408。GNSS接收器104和服务器102可共享职责来以其它方式来执行方法1400的处理过程。
图15是用于监测卫星配置以维护对GNSS的GNSS接收器或其它定位系统可用的LTO/截取的LTO信息的真实性的方法1500的流程图。为方便起见,此处的方法1500是结合图1和图2中的架构给出描述的。方法1500也可以使用其它架构来执行。此外,方法1500与图14的方法1400的不同在于步骤1502,其代替了方法1400的步骤1410和1412。
步骤1502中,辅助数据维护软件228使GNSS接收器104使用广播星历作为对当前LTO/截取的LTO信息的替代者。这包括例如,使GNSS接收器104使用广播星历来(i)获取一个或多个卫星105和/或(ii)计算接收器位置和/或一个或多个接收器位置定位。步骤1502之后,转至如前结合方法1400所描述的终止步骤1418、或可选的步骤1414。
现在参见图16,使出了用于监测卫星配置以维护对GNSS的GNSS接收器或其它定位系统可用的LTO/截取的LTO信息的真实性的方法1600的流程图。为方便起见,此处的方法1600是结合图1和图2中的架构给出描述的。方法1600也可以使用其它架构来执行。此外,方法1600与图14的方法1400的不同在于步骤1602,其被插入在步骤1410和1412之间。
在步骤1602中,合适的情况下,GNSS接收器104的辅助数据维护软件228和/或服务器102的软件320-324响应步骤1410,做出是否广播星历缺乏真实性的判断。当GPS控制中心正在调节卫星轨道或时钟时,或已经确定卫星轨道或时钟超出了预期范围时,该卫星在星历的健康位中被标记为不健康的卫星。星群中的一个或两个卫星被标记为不健康的卫星是经常出现的,而余下的卫星被标记为健康的卫星。
如果对广播星历是否缺乏真实性的判断是肯定的,则方法1600转至终止步骤1418,或转至步骤1414(未示出)。若对广播星历是否缺乏真实性的判断是否定的,则方法1600转至步骤1412,如上所述。
图17是用于监测卫星配置以维护对GNSS的GNSS接收器或其它定位系统可用的LTO/截取的LTO信息的真实性的方法1700的流程图。为方便起见,此处的方法1700是结合图1和图2中的架构给出描述的。方法1700也可以使用其它架构来执行。此外,方法1700与图15的方法1500的不同在于步骤1702,其被插入在判断步骤1408和处理步骤1502之间。
判断步骤1702中,合适的情况下,GNSS接收器104的辅助数据维护软件228和/或服务器102的软件320-324响应步骤1410,做出是否广播星历缺乏真实性的判断。
如果对广播星历是否缺乏真实性的判断是肯定的,则方法1700转至终止步骤1418,或转至步骤1414(未示出)。若对广播星历是否缺乏真实性的判断是否定的,则方法1700转至步骤1502,如上所述。
现在参见图18,使出了形成截取的LTO信息的方法1800的流程图。为方便起见,方法1800参考图1和图2。方法1800也可采用其他结构实现。
该进程始于终止块1802,并接着跳转到进程块1804。在进程块1804,该服务器的辅助数据维持软件324获得LTO信息和LTO-有效期。该辅助数据维持软件324可从GNSS接收器104、设备数据库312中的表格350和/或从一个或多个外部资源获取LTO信息和LTO有效期信息。如上所知,该LTO-有效期可以是任何大于广播星历有效期的时间。在进程块1804后,该进程1800可跳转到进程块1806。
在进程块1806,该辅助数据维持软件324截取LTO信息作为时间的函数以形成截取LTO信息。为了便于这,该辅助-数据维持软件324可移除或阻止访问(如标记为删除、不可访问、受限等)LTO信息的一部分或多个部分。这些部分可包括如一部分对应于LTO有效期的给定间隔的LTO信息。该给定间隔可由一个或多个下列条件定义:(i)对应间隔的开始的时间(“开始时间”),(ii)对应间隔结束的时间(“结束时间”)和(iii)持续时间。
该开始时间可为LTO-有效期中的任意时间,当然除了结束时间和结束时间之后。如果该开始时间是特别指定在结束时间之后,那么开始时间将被设置成结束时间前的时间。
该结束时间可以是在LTO-有效期中的任意时间,当然除了开始时间和开始时间之前。如果该结束时间是特别指定在LTO有效期结束之后,那么结束时间将被设置成结束时间或在LTO-有效期中的任意时间。如果该结束时间是特别指定在开始时间之前,那么结束时间将被设置成开始时间后的时间。对于时间基准(如当前日期时间,LTO有效期的开始、中间、结束、满期或其他时间等),该开始时间可在时间基准之前,之时或之后;取决于开始时间,该结束时间可在时间基准之前,之时或之后。
通过举例,给定的时间间隔可以是“向前看”间隔、“前视”间隔、“后视”间隔、或“向后看”间隔;其中每个间隔通过对应的起始时间、结束时间和/或持续时间来定义。向前看间隔的起始时间被设置为时间基准或时间基准滞后的时间。向前看间隔的持续时间被设置为给定的时间量。该给定的时间量可以是任意时间量。
前视间隔的起始时间被设置为期满前的时间,前视间隔的结束时间一般被设置为结束时间,然而,该结束时间可以是任何其它的时间。
向后看间隔的起始时间被设置为时间基准或时间基准之前的时间。向后看间隔的持续时间被设置为给定量的时间,该给定量的时间可以是任意时间量。
后视间隔的起始时间被设置为期满前的时间,而后视间隔的结束时间被设置为LTO有效期间的开始。然而,该结束时间可以是后视间隔的起始时间之前的任何时间。
向前看间隔、前视间隔、后视间隔、和向后看间隔每一者都可使用以下两项或多项来定义:(i)起始时间;(ii)结束时间;(iii)持续时间。此外,给定的间隔还可以通过除以上间隔之外的其它方式来定义。
因为截取的LTO信息不包含所有的LTO信息,截取的LTO有效周期短于(在时间上)LTO有效周期。根据截取的量,截取的LTO有效周期可长于(在时间上)广播星历有效周期,并且根据LTO信息中被截取下来的部分,截取的LTO有效周期和LTO有效周期的期满时间将在同一时间出现。
步骤1806后,方法1800转至终止步骤1808,方法1800结束。或者, 方法1800可以周期性地重复执行,以连续的形式,或基于某一条件的结果来触发,例如基于启动。接收器或卫星位置内的错误、或对服务器102的操作者(人或机器)的输入的响应。
尽管以上结合服务器102描述了方法1800,方法1800也可通过GNSS接收器104来执行。作为另一种替代,GNSS接收器104和服务器102可共享职责来执行方法1800。例如,服务器102可从GNSS接收器104接收请求或可指示GNSS接收器104以发起和执行步骤1806,而服务器102发起并执行步骤1804。或者,服务器102可从GNSS接收器104接收请求或可指示GNSS接收器104以发起和执行步骤1804,而服务器102发起并执行步骤1806。GNSS接收器104和服务器102可共享职责来以其它方式来执行方法1800的处理过程。
尽管前面已经结合GPS卫星给出了描述,显而易见的是,该技术同样适用于利用伪卫星或卫星和伪卫星的结合的定位系统。伪卫星是基于地面的发射器,用于广播在L带载波信号上调制的PN码(类似于GPS信号),通常与GPS时间同步。本申请所使用的术语“卫星”将包括伪卫星及其等效物,并且术语“GPS信号”将包括来自伪卫星或其等效物的类似GPS信号。
此外,如前所述,本发明已经结合基于美国全球定位系统(GPS)的应用给出了描述。然而,这些方法同样适用于类似的卫星系统,特别是俄罗斯Glonass系统和欧洲Galileo系统。术语“GPS”包括这样的替代GNSS,包括俄罗斯Glonass系统和欧洲Galileo系统。
尽管以上结合具体实施例描述了本发明,显然,还可以得出其它的实施例而不脱离本发明由权利要求所确定的基本范围。