CN101595393A - 基于ms的agps系统中的sbas修正信息 - Google Patents

Abstract

为连接到无线通信系统的移动站提供GPS辅助数据的方法。该方法包括获取(210)基于卫星的增强系统的修正数据。该方法进一步包括获取(220)辅助全球定位系统的辅助数据。辅助全球定位系统的辅助数据或者差分全球定位系统的修正数据或其两者的标准参数的修改的值是从依赖辅助全球定位系统的辅助数据的基于卫星的增强系统的修正数据中确定(230)的。标准参数的修改的值从核心网络被传送(240)到移动站。还提供了实现该方法的节点和包括该节点的系统。

Description

基于MS的AGPS系统中的SBAS修正信息

技术领域

本发明总体涉及在无线通信系统中的定位，尤其涉及在无线通信系统中基于GPS的定位。

背景技术

在许多应用领域中，对物体、设备或者携带该设备的人的地理位置的确定受到越来越多的关注。尤其是在无线通信领域。一种进行定位的方法是使用从卫星发射的信号来确定位置。已知的这种系统的例子有全球定位系统(GPS)和全球导航卫星系统(GLONASS)。基于多个接收的卫星信号根据特定的坐标系统如三角测量而给出位置。

在传统的GPS中，航天器(SV)传送以C/A(粗测/捕获，Coarse/Acquisition)码为特征的同步CDMA测距信号，其中，C/A编码每隔1毫秒重复自身一次，并且对于每个SV该C/A编码是唯一的。叠加在C/A编码上的是包含导航数据帧的-1和+1值的序列。GPS接收机的第一任务是找到C/A编码边界和多普勒频移(Doppler Shift)，检测数据位和子帧边界。根据这些信息，接收机可以确定到所有SV的未修正的初始伪距(rawpseudoranges)。由于摄动因素的存在，比如用户和SV时钟偏差、相对论效应、电离层和对流层延时、测量噪声和多径干扰，初始伪距与真实距离不同。一旦接收机同步，它就可以进行数据解调和导航数据解码。通过使用导航数据，它可以修正初始伪距。它还可以在传送时计算SV的精确位置。当接收机找到3个或更多卫星时，它可以计算自己的二维或三维位置。

独立的GPS接收机有很多缺点。如果要进行第一次的位置确定，由于必须解码导航数据，所以定位时间可能会超过30秒。导航数据的解码进一步需要比实际定位所需的信号级别更高的信号级别，也就是说更少的SV信号是有用的，这转而影响了准确度。如果仅有少数SV可用，并且其中的一些提供低信号级别，那么甚至不可能进行定位。

辅助GPS(Assisted GPS，AGPS)尝试改进这种情况，其中要定位的终端可以从其他源获取辅助信息，而不是直接从卫星获取。在一个典型的例子中，在连接到无线通信系统的终端中，使用无线数据链路可以将辅助数据发送到该移动端。因此辅助数据提供了许多本来需要从卫星信号中解码的信息。这样明显改进了首次定位时间、定位准确度和有效性。

AGPS有两种类型：基于移动站(Mobile Station，MS)的和MS辅助的。在基于MS的AGPS中，MS从网络接收导航模型、电离层模型、近似位置和时间，并且计算自身位置。在MS辅助的AGPS中，MS仅接收捕获辅助并向无线通信网络返回伪距测量值。然后由该网络计算位置。AGPS必要的通信协议在现今的许多无线通信系统中都可以使用。

当要求进一步的增加准确度时，可以采用差分GPS(DGPS)。它通过消除两个或多个进行到同一卫星的距离测量的接收机之间的相关误差来改进准确度。具有确切已知位置的固定参考接收机可以确定已知位置和由GPS信号确定的位置之间的差值。表述为伪距修正的该差值是在测量时间和测量位置方面的误差测量。然后，可以将这种差值作为相关误差的近似值分发到其它终端。标准DGPS仅为伪距提供本地修正。仍没有作为位置函数的误差的明确模型。从经验来看，每500千米一个参考接收机是够用的。

DGPS方法的缺点是，在实际中伪距修正限于局部地区，即你距离DGPS修正源越远，修正的准确度就越低。基于卫星的增强系统(SBAS)以更准确的模型和完整性监视被用以完善卫星定位系统，如GPS。它采用多个固定接收机基于实际已知位置和根据GPS信号确定的位置之间的比较来计算更准确的修正数据，尤其涉及电离层延时误差、短期和长期时钟误差和长期星历的误差。这些修正被提供给另外一组卫星，这些卫星可以将这些信息转发给GPS接收机。目前，有三种卫星系统可用于这样的SBAS修正。欧洲同步导航覆盖系统(EGNOS)运行在欧洲，广域扩张系统(WAAS)运行在美国，MTSAT基于卫星的增强系统(MSAS)运行在日本。据称可能达到的准确度在大约1至2米。

SBAS系统提供的差分修正与例如DGPS的标准不同。DGPS提供的修正直接应用于伪距。相反，而SBAS修正则将修正分解成时钟误差、星历误差和电离层误差。因此，任何想要使用SBAS修正的移动站必需进行装备以接收和处理SBAS格式的信息。对于使用直接来自卫星系统的SBAS信息，现有的移动站必需更新相关硬件和软件，因此SBAS的实现将十分缓慢。

也可以在AGPS框架内采用SBAS修正。对于MS辅助的AGPS，由于所有的修正在网络上完成，因此通过简单地更新一些参考接收机可以容易地实现完整的SBAS支持。但是，对于基于MS的AGPS，如何直接使用SBAS信息尚不明确。目前，在现有的蜂窝标准中没有支持SBAS信息的格式，并且很可能也不会在可预见的将来出现。

发明内容

本发明的总的目的是在基于MS的AGPS系统中增加使用SBAS修正信息的可能性。本发明的更进一步的目的是不需要在移动站内硬件和软件更新的情况下让移动站使用SBAS修正。

上述目的根据所附的专利权利要求书的装置、系统和方法实现。总的来说，在第一方面，用以为连接到无线通信系统的移动站提供了GPS辅助数据的方法，其包括在该无线通信系统的核心网络中获取基于卫星的增强系统的修正数据。该方法进一步在该无线通信系统的该核心网络中获取辅助全球定位系统的辅助数据。该辅助全球定位系统的辅助数据或者差分全球定位系统的修正数据或其两者的标准参数的修改的值是依靠该辅助全球定位系统的该辅助数据根据该基于卫星的增强系统的该修正数据确定的。该标准参数的修改的值从该核心网络被发送到该移动站。

在第二方面，在无线通信系统中使用的节点包括处理器和连接到该处理器的输入，用于基于卫星的增强系统的修正数据。该处理器具有用于获取辅助全球定位系统的辅助数据的装置。该处理器被进一步配置成用于依靠该辅助全球定位系统的辅助数据根据基于卫星的增强系统的修正数据确定该辅助全球定位系统的辅助数据或者差分全球定位系统的修正数据或其两者的标准参数的修改的值。该节点进一步包括连接到该处理器的输出，用于提供该标准参数的修改的值。

在第三方面，无线通信系统包含据该第二方面所描述的节点。

本发明的一个优点是能在已经存在的无线通信系统中使用SBAS修正信息，而无需移动站的升级以及无需在该无线通信系统内的任何新的信令标准。因此，不支持差分SBAS修正的移动站无论如何都能受益于由SBAS提供的增强的准确度。

附图说明

本发明以及本发明的其他目标和优点，通过结合附图参考以下说明将会得到最好的理解。

图1示出通用独立GPS系统的实施例；

图2示出支持MS辅助的AGPS的无线通信系统的实施例；

图3示出支持基于MS的AGPS的无线通信系统的实施例；

图4示出在基于MS的AGPS方法中提供给MS的GPS辅助数据的摘要；

图5示出支持基于MS的DGPS的无线通信系统的实施例；

图6示出在基于MS的DGPS方法中提供给MS的GPS辅助数据的摘要；

图7示出支持SBAS增强的MS辅助AGPS的无线通信系统的实施例；

图8示出SBAS修正数据的摘要；

图9示意性地示出本发明的一个对象；

图10是示出根据本发明方法的实施例的步骤的流程图；

图11是示出根据本发明的使用DGPS参数的方法的实施例的步骤的流程图；

图12示意性地示出用于图11的方法的参数转换的实施例；

图13是示出根据本发明的使用AGPS参数的方法的实施例的步骤的流程图；

图14示意性地示出用于图13的方法的参数转换的实施例；

图15示出根据本发明的无线通信系统的一个实施例；

图16示出根据本发明的无线通信系统的另一个实施例；以及

图17示出根据本发明的无线通信系统的又一个实施例；

具体实施方式

本说明首先简要介绍不同类型的GPS相关的定位方法。图1示出了通用独立GPS系统1的实施例。

GPS系统1包括大约27个围绕地球5以12小时为周期、在20000千米高度处做轨道运行的卫星或航天器(SV)10。由于SV10以3.8千米/秒的速度运行，所以在地球5表面经历的多普勒频移(Doppler shift)十分明显。SV10在L1频带(1575.42MHz)上传送以C/A编码为特征的同步CDMA测距信号12，其中对于每个SV10该C/A编码是唯一的。C/A编码是以1.023MHz速率转换的已知的-1和+1值序列。C/A编码每隔1毫秒重复自身一次，即它的长度为1023码片(chip)。叠加在C/A编码上的是包含导航数据帧的以20毫秒的比率转换的-1和+1值序列。导航数据表示描述SV10轨道和时钟模型的模型。导航数据帧被分成每6秒的5个子帧这意味着，它可能用30秒时间给出完整的星历，即轨道和时钟修正模型。

测距信号12由GPS接收机20接收。该GPS接收机可以是分离的独立GPS接收机，或者是如所示的实施例中无线通信系统的移动站30的一部分。

独立GPS接收机20的第一任务是找到C/A编码边界和多普勒频移(Doppler Shift)，检测数据位和子帧边界。根据这些信息，GPS接收机20可以确定到所有SV10的未修正的初始伪距。因为摄动因素，该原始伪距与真实距离不同。这些摄动因素可以是用户和SV时钟偏差、相对论效应、电离层和对流层延时、测量噪声和多径干扰。

GPS接收机20一旦与该子帧边界同步，它就可以进行数据解调和导航数据解码。通过使用解码的导航数据，它能对初始伪距做SV时钟偏差和相对论效应的修正，也能通过使用电离层和对流层延时模型来对其进行补偿。它还可以在传送时计算SV10的精确位置。当GPS接收机20找到3个或更多SV10后，它就可以采用如泰勒级数法的方法计算自己的二维或三维位置。

辅助GPS试图改进或者排除独立GPS定位的一些步骤。为达到该目的，辅助数据被发送到使用例如无线数据链路的移动站。图2示出支持MS辅助的AGPS的无线通信系统2的实施例。在本实施例中使用WCDMA蜂窝通信系统作为标准无线通信系统。但是，AGPS也可以在其他通信系统中实施。来自SV10的测距信号12不仅由GPS接收机20接收而且还由参考接收机60或者参考接收机的网络接收。参考接收机60位于信号条件良好的位置。参考接收机60可以像本实施例一样集成到无线通信系统2中，但也可以是一个单独的系统。参考接收机还可以集成在例如无线通信系统2的不同的节点上。参考接收机60持续追踪可见SV10并解码它们的消息。因此，GPS参考接收机60具有完整的用于定位目的的信息集。卫星数据或它的任何形式的表示作为GPS模型数据62被传送到无线通信系统2的无线网络控制器50(RNC)的卫星定位接口51中。卫星定位接口51提取用于支持对SV测距信号12进行快速和准确地测量的必要信息并且将这些捕获辅助数据41通过无线电基站(RBS)40提供给MS30。MS30使用捕获辅助数据41进行伪距测量。然后将伪距测量的结果返回42到该通信网络，例如，返回到RNC50的定位节点52。然后，定位节点52就可以根据来自MS30的伪距测量结果和来自参考接收机60的GPS模型数据62计算MS30的位置。

每个蜂窝网络所需的参考接收机的数量依赖于该网络的大小。基本的设计规则总的来说是参考接收机集合应当能够测量位于该网络中任何地方的移动站所能测量的所有的SV。这意味着在实际中只需很少的参考接收机，例如4台，来覆盖巨型网络，例如覆盖美国或俄罗斯。事实上，当参考接收机的位置最佳时，5台接收机就足以覆盖全球。对于小的国家来说，因为可见性的原因，1台接收机可能足以，尽管由于冗余的原因可能2台是需要的。

图3示出支持基于MS的AGPS实施例中的无线通信系统2的实施例。在该实施例中，参考接收机60也用GPS模型数据62支持无线通信系统2。但是，在该实施例中，卫星定位接口51现将把GPS模型数据62转换成具有与无线通信系统2的信令标准兼容的格式的GPS辅助数据43，用于向MS30发送信令。卫星定位接口51还增加网络特定数据，例如近似MS位置和G PS与网络时间间的关系。近似MS位置可以例如通过采用小区ID定位获得。MS30接收GPS辅助数据43并进行伪距测量。MS30的定位区31使用测得的伪距和接收到的GPS辅助数据43来计算MS30的位置。表示位置的数据44表示随后可能被传送回通信网络。

AGPS的优点之一在于减少了首次定位结果的时间。导航数据的独立解码可能需要超过30秒的时间，而在AGPS中，所有导航数据几乎都是立即可用的。进一步，因为可以在比解码整个导航数据所需的信号级别更低的信号级别上检测C/A编码边界，实现了改进的灵敏度。能够测量更多的卫星也间接影响了准确度。因为一个位置至少需要3颗卫星，所以如果能对另外的卫星进行测量那么还能改善有效性。

图4示出在基于MS的AGPS方法中提供给MS的GPS辅助数据43的摘要。辅助全球定位系统的GPS辅助数据43在无线通信系统的核心网络中提供。最重要的辅助数据类型之一是被称作导航模型的用于可见SV的星历和时钟修正，以及用于可见SV的电离层模型。近似GPS时间和捕获辅助数据41都包含在GPS模型数据62中，也包含在GPS辅助数据43中。捕获辅助数据41通常包括期望的编码相位和多普勒频移以及在MS位置可见的SV的相关的不确定因素。该网络还加入了例如近似MS位置和GPS与无线通信网络时间之间的关系这些数据。

如背景技术所述，DGPS提供了更准确定位的可能。图5示出DGPS系统的实施例。在该实施例中，GPS参考接收机60还提供了差分修正。因此，在本实施例中，提供给无线通信网络2的GPS模型数据63包括了来自GPS系统的“普通”信息和基于参考接收机60的真实位置和估计位置之间的差值计算的差分修正。在这个实施例中，卫星定位接口51将GPS模型数据63转换成具有与无线通信系统2的信令标准兼容的格式的GPS辅助数据45，用于向MS30发送信令。MS30接收GPS辅助数据45并进行伪距测量。MS30的定位区31使用测得的伪距和接收到的GPS辅助数据45来计算MS30的位置。特别是，使用了差分修正来修正测量伪距。表示位置的数据44随后可能被传送回通信网络。

图6示出在基于MS的DGPS方法中提供给MS的DGPS的GPS辅助数据45修正数据的摘要。DGPS系统的GPS辅助数据45在无线通信系统的核心网络中提供。GPS辅助数据45包括用以基于MS的AGPS系统的GPS辅助数据43和关于伪距误差的修正数据46的参数。不幸的是，尽管当今的大多数无线通信网络的确具有包括修正数据46的标准格式，但是大多数移动站并不支持该选项。

图7示出在无线通信系统2中实施的GPS的基于卫星的增强系统(SBAS)。已被熟知的是，如果信号没有受到环境的阻碍，那么几乎在地球的任何位置GPS都可以为用户提供高准确度的位置测量。但是对于像民用航空这样以安全为关键的应用，现今的标准系统中，一些元素正在消失。例如，没有快速的方式来警告用户卫星信号正在减弱以至于准确度丢失。另外，当前的差分GPS系统仅限于局部地区，即你距离DGPS修正源越远，准确度就越低。

因此，具有例如完整性监视即当卫星信号不再可靠时向用户发出警告的基于卫星的增强系统(SBAS)被用于改善如GPS的卫星定位系统。进一步，SBAS补偿提供比标准GPS获得电离层延时更准确的电离层延时模型。进一步，短期和长期时钟误差修正以及长期星历修正是可用的。由于SBAS信息的典型分发是由卫星进行，所以还有另外的卫星来进行伪距测量。

SBAS通过采用传送类GPS(GPS-like)信号82的对地同步的卫星80来实现。EGNOS是可被用于SBAS修正的卫星系统的一个例子。EGNOS也可以用作本发明中的标准系统。但是，其他卫星系统也可以被用于相同的目的，例如WASS或MSAS。据称，使用EGNOS修正数据，准确度可以从15米改进至1到2米。

EGNOS网络包括测距和完整性监视站(RIMS)81、主控制中心(MCC)84和导航地球陆地站(NLES)上行链路站83。RIMS81测量伪距并且将测量结果传送到MCC84。MCC84估计修正数据并且将这些数据发送到NLES83，NLES83将更新的修正数据85发送到EGNOS卫星80。然后，移动站30就可以从EGNOS卫星信号82读取修正并且在导航方案中使用这些修正。这需要在MS30中的SBAS修正应用33。

通过采用能够接收EGNOS信号82的参考接收机60而把EGNOS用于AGPS。但是，EGNOS提供差分修正的格式与DGPS标准不同。基于SBAS的系统将修正数据分解成时钟误差、星历误差和电离层误差。另外还使用了新的对流层模型。图8中示出了EGNOS消息86的列表。

长期卫星误差修正是重要的修正。这些修正包括对卫星位置和时钟的长期修正。该时钟修正是：

dΔt_SV(t)＝da_f0+da_f1(t-t₀)        (1)

其中修正被加入到Δt_SV(卫星时钟误差)

星历修正为：

这些修正被加入到在ECEF(Earth Ecntered Earth Fixed，地球为中心地固)坐标系统中的SV坐标。

电离层修正也是很重要的。这些电离层修正包括分布在地球上的电离层网格点(IGP)上的电离层延时的模型。

要应用电离层修正，用户需要做以下事项：

1.为每个卫星确定贯穿点(Pierce point)。该点是从用户到卫星的线与WGS84椭圆体在350千米高度处的交叉点。

2.确定用于内插(interpolation)的IGP点。这可以是宽度为5或者10度的矩形或者三角形，或者在极区4中围绕在网格点周围。

3.在贯穿点的不确定因素和垂直延时的二维内插。

4.考虑到电离层的入射角度而计算倾斜延时。

SBAS修正在参考接收机60中是容易实现的并且MS辅助GPS定位可容易地从这些修正中获得好处。但是，通过比较呈现在图4、6和8中的分别对应于基于MS的AGPS、DGPS和SBAS修正的辅助数据的数据集，可以立即发现SBAS修正不能使用标准程序直接提供给MS。

图9示意性地示出本发明的一个概念模型。有价值的SBAS修正86的集在无线通信网络中可用。为了与MS进行通信，按不同的标准分别提供AGPS或DGPS的辅助数据43或45。本发明的一种构思90是将包含在SBAS修正86中的信息转换成辅助数据43或45的标准参数，即，作为SBAS的参数空间和AGPS/DGPS的参数空间之间的链接来运行。

图10是示出根据本发明方法的实施例的步骤的流程图。为连接到无线通信系统的移动站提供GPS辅助数据的过程开始于步骤200。在步骤210中，基于卫星的增强系统的修正数据在无线通信系统的一个节点获得。该修正数据可以通过接收来自支持SBAS修正的卫星系统的卫星的信号获得。但是，修正数据也可以通过无线通信系统接收，例如直接从SBAS节点，例如在图7中以虚线指示的NLES83(图7)接收。在步骤220中，辅助全球定位系统的辅助数据在无线通信系统的节点获得。在步骤230中，依靠辅助全球定位系统的辅助数据根据基于卫星的增强系统的修正数据来确定辅助全球定位系统的辅助数据和差分全球定位系统的修正数据中的至少一个的标准参数的修改的值。最后，在步骤240，将标准参数的修改的值从节点传送到移动站。该过程在步骤299结束。

图11是示出一个方法的实施例的流程图，其中允许将DGPS测距修正数据传送到MS。因此，该MS支持DGPS。这里，步骤230包括步骤231，其中根据基于卫星的增强系统的修正数据和辅助全球定位系统的辅助数据计算差分全球定位系统的测距修正数据的参数的值。

因此，该实施例采用另一替代，将SBAS修正模型转换成DGPS修正。这是在一个优选的实施例中按以下说明完成(对于每个卫星)。在ECEF中计算卫星坐标和MS的近似位置。在ECEF转换(rotation)后，计算未修正的测距r_u。然后，将长期修正应用于该卫星坐标。在ECEF转换后，计算修正的测距r_c。此后，期望的电离层延时T_iono如上述计算。然后根据标准程序计算对流层延时T_trop。根据上述，进一步地应用长期时钟修正T_c。最后，伪距修正通过下式计算：

ρ_c＝r_u-r_c-c*(T_c+T_iono+T_trop)        (3)

随后的步骤240包括将DGPS辅助数据传送到MS的步骤241。MS接收修改的DGPS辅助数据并且根据标准程序处理它。因此，MS完全没有意识到采用了SBAS修正。但是，本实施例要求MS支持差分修正，在许多情况下这不常见。因此，本解决方案不能应用于所有情况。

图12示意性地示出用于上述方法的参数转换的实施例。用以基于MS的AGPS的AGPS辅助数据43和SBAS修正数据86被获得。AGPS辅助数据43作为DGPS辅助数据45的AGPS辅助数据43部分，其基本上毫无修改地被转发。基于或者依赖AGPS辅助数据43来评估SBAS修正数据86。根据评估，修改的DGPS修正46被设置成包括在DGPS辅助数据45中。因此，该评估依赖于AGPS辅助数据，这意味两个相同的SBAS修正集合将会对具有不同的AGPS辅助数据的系统产生的不同的评估结果。这一点十分明显，因为SBAS修正被连接到了模型修正，而DGPS修正处理实际的伪距修正。它们之间的关系明显依赖于MS的位置，并且因此依赖于AGPS辅助数据。

对于不支持DGPS的无线通信系统或者MS来说，必须要采取稍微复杂一点的方法。根据该方法的一个实施例的构思是修改基本辅助数据的参数值，即：星历、时钟修正和电离层模型，以便结果输出，即，时钟修正、SV位置和电离层延时，与通过直接在基础辅助数据上结合SBAS所要获得的结果基本一致。

图13是示出一个方法的实施例的流程图，其中允许将AGPS辅助数据传送到MS。这里，步骤230包括步骤232，在步骤232中，根据基于卫星的增强系统的修正数据来修改所获得的辅助全球定位系统的辅助数据的标准参数的值。

随后的步骤240包括将AGPS辅助数据传送到MS的步骤242。MS接收修改的AGPS辅助数据并且根据标准程序处理它。因此，MS完全没有意识到利用SBAS修正。但是，本发明要求MS支持基于MS的AGPS。

图14示意性地示出用于上述方法的参数转换的实施例。基于MS的AGPS的AGPS辅助数据43和SBAS修正数据86被获得。AGPS辅助数据的参数被修改成AGPS辅助数据47的参数的修改集合。该修改基于SBAS修正数据86。

在一优选实施例中，AGPS辅助数据的修改的实现是通过让泰勒级数围绕选择的辅助数据参数的标准值(nominal value)展开，然后为修改的参数而对所得到的线性系统等式求解。

修改的步骤，优选地包括修改辅助全球定位系统的辅助数据的时钟修正的至少一个参数的值。假定在基础辅助数据中的原始时钟修正参数是a_f0，a_f1，a_f2以及时间t_oc。接收辅助数据的MS通过以下减法补偿它的时钟：

Δt_sv(t)＝a_f0+a_f1(t-t_oc)+a_f2(t-t_oc)²+Δt_r       (4)

Δt_r是相对论修正，在本讨论中并不重要并且在下文中被忽略。要加入Δt_sv(t)中的SBAS修正dΔt_sv(t)如下：

dΔt_SV(t)＝da_f0+da_f1(t-t₀)         (5)

即

Δtsvc(t)＝Δt_SV(t)+dΔt_SV(t)      (6)

容易证明，通过根据下式修改a_f0，a_f1，a_f2：

a_f0c＝a_f0+da_f0+da_f1(t_oc-t₀)        (7)

a_f1c＝a_f1+da_f1                     (8)

a_f2c＝a_f2                          (9)

并且将(7)-(9)插入到(4)中，那么等式(4)将与(6)一样。最后，所得到的a_f0c和a_f1c的元素被映射到最近的量化值上。

该修改步骤优选地包括，修改辅助全球定位系统的辅助数据的星历等式的至少一个参数的值。下列是在地球中心地球固定(Earth Centered Earth Fixed)坐标系统中定义SV坐标(x，y，z)为时间函数的等式中选择的等式。注意，为便于理解，下面并没有列出所有可能的参数。

Δt＝t-t_oe

n＝n₀+Δn

M＝M₀+nΔt

M＝E-esinE

v＝tan^-1((1-e²)sinE/(cosE-e))

E＝cos-1{(e+cosn)/(1+ecosn)}

Φ＝v+ω

du＝c_us sin(2Φ)+c_uc cos(2Φ)

dr＝c_rs sin(2Φ)+c_rc cos(2Φ)        (10)

di＝c_is sin(2Φ)+c_ic cos(2Φ)

u＝F+du

r＝A(1-e cosE)+dr

i＝i0+di+(IDOT)t

x’＝r cosu

y’＝r sinu

Θ＝Θ₀+(Θ’-Θ_e’)Δt+Θ_e’t_oe

x＝x’cosΘ-y’cosi sinΘ

y＝x’sinΘ+y’cosi cosΘ

z＝y’sini

(10)中的等式可以对时间t求导，从而获得用于速度(velocities)的对应等式。SBAS长期修正包括卫星位置和速度修正。总的构思是对SV坐标和速度矢量围绕标准参数(nominalparameter)矢量做泰勒级数展开：

f(θ，t₀)＝f(θ₀，t₀)+f(θ₀，t₀)(θ-θ₀)      (11)

与

f(θ，t₀)＝(x(θ，t₀)y(θ，t₀)z(θ，t₀)dx(θ，t₀)/dt dy(θ，t₀)/dt dz(θ，t₀)/dt)^T  (12)

θ＝(c_us c_uc c_rs c_rc c_is c_ic Θ’IDOTΔn)^T    (13)

其中f的第i行是

f₁’(θ，t)＝df₁/dθ^T     (14)

注意，在本实施例中的参数矢量θ没有包含所有由SV发射的星历参数。同样注意到，等式的数量比参数的数量少。因此，采用SBAS修正矢量来为最小标准参数(norm parameter)矢量θ而对该等式系统求解：

Δf＝f(θ，t₀)-f(θ₀，t₀)＝(dx dy dz dx& dy& dz&)^T    (15)

以得到

Δθ＝f(θ₀，t₀)^T(f(θ₀，t₀)f(θ₀，t₀)^T)^-1Δf    (16)

最终，所得到的θ＝θ₀+Δθ的元素被映射到最近的量化值上。

该修改步骤优选地包括修改辅助全球定位系统的辅助数据的电离层模型的至少一个标准参数的值。

电离层模型包括：

T_i＝F*[5.0*10^-9+(AMP)(1-x²/2+x⁴/24)]，|x |＜1.57

T_i＝F*5.0*10^-9，|x|＞＝1.57

AMP＝α₀+α₁φ_m+α₂φ_m ²+α₃φ_m ³

If AMP＜0 AMP＝0，                    (17)

x＝2π(t-50400)/PER

PER＝β₀+β₁φ_m+β₂φ_m ²+β₃φ_m ³.PER＞＝72000

If PER＜72000，PER＝72000

F＝1.0+16.0[0.53-E]³

在网络节点位置可以对SBAS电离层修正进行相当准确的计算。类似于时钟修正和星历，结果匹配从而使得基于MS的AGPS终端与SBAS达到同样的电离层修正，但是采用参数α₀，.，α₃，β₀，.，β₃来替代。在该例中，有6个参数但仅有一个等式，所以将采用最小标准方案，通常是：

T_i(θ，t₀)＝T_i(θ₀，t₀)+T_i’(θ₀，t₀)(θ-θ₀)    (18)

然后对原始参数矢量的估算修正是：

Δθ＝T_i’^T/(T_i’^TT_i’)ΔT_i    (19)

其中，

Δθ＝(θ-θ₀)，ΔT_i＝T_i(θ，t₀)-T_i(θ₀，t₀)    (20)

最终，所得到的θ＝θ₀+Δθ的元素被映射到最近的量化值上。

对参数的适当的选择可以有稍微不同的方式。优选地，选择表示稍微不同方面的参数。优选地，使用至少6个参数。至少一个参数优选地具有卫星位置依赖性并且至少一个参数优选地具有卫星速度依赖性。

转换还可以优选地基于与多于一个时间时刻(one timeinstant)关联的SBAS修正。按这种方式，修改的参数通常在时间上更可靠，并且有更多的等式用于匹配。用于不同时间时刻(time instant)的数据，t₀和t₀+T可以根据例如下式被使用：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δf}(\mathrm{\θ},t_0)\\ \mathrm{\Δf}(\mathrm{\θ},t_0+T)\end{array}\right\}=\left\{\begin{array}{c}{f}^{\′}({\mathrm{\θ}}_0,t_0)\\ f^{\′}({\mathrm{\θ}}_0,t_0+T)\end{array}\right\}(\mathrm{\θ}-{\mathrm{\θ}}_0).---\left(21\right)$

这里，当Δf(θ，t₀+T)＝0时，Δf(θ，t₀)由SBAS修正给出。这是因为事实是不知道用于将来SBAS修正，因此初始模型是最好的可用模型。这阻止了修改的参数表示对于目前有利但是会在近期导致不合理的值的模型。因此，对辅助数据的参数的修改可以进一步基于用于另一时间时刻的辅助数据的标准参数。

图15示出根据本发明的无线通信系统的一个实施例。用在无线通信系统中的节点59在本实施例中是RNC50，包括连接到参考接收机60的卫星定位接口51，其中参考接收机60可以接收并解析来自GPS系统和来自SBAS卫星的卫星信号。卫星定位接口51包括处理器53。处理器53具有连接到来自参考接收机60的SBAS修正数据的接收机93A的输入56。处理器53进一步包括用于获得AGPS辅助数据的装置55，在本实施例中，其包括连接到来自参考接收机60的GPS模型数据的接收机93B的输入57和AGPS区54。在AGPS区中，来自参考接收机60的信息被处理成合适的AGPS辅助数据用于连接到无线通信系统2的MS30。接收机93A和93B仅仅是逻辑单元并且可以有利地方便地在通用的装置中实现。处理器53具有修改区91，其被配置成用于确定辅助全球定位系统的辅助数据和/或差分全球定位系统的修正数据的标准参数的修改的值。按照上面描述的程序，标准参数的修改的值根据SBAS修正数据并进一步依靠AGPS辅助数据而获得。标准参数的修改值通过连接到处理器53的输出58提供给发射机92。发射机92被配置成用于在无线通信系统2上将修改的值发送给MS30。

在支持标准的AGPS的系统中，修改区91被配置成用以把AGPS辅助数据的标准参数值修改成提供给发射机92的修改值，其中，该AGPS辅助数据基于来自输入56的SBAS修正数据从AGPS区54获得。

如果修改的AGPS辅助数据要发送到的无线通信系统2和MS支持DGPS，那么修改区域91可以被配置成用于DGPS的测距修正数据的参数值的计算。该计算基于通过输入56获得的SBAS修正数据和从AGPS区54得到的AGPS辅助数据。

提供初始AGPS数据和SBAS修正数据的实现方式可以在不同实施例之间有所不同。图16示出根据本发明的无线通信系统2的另一个实施例。这里，节点59还包括第一卫星接收机60A和第二卫星接收机60B。第一卫星接收机60A被配置成从SBAS卫星接收卫星信号。第一卫星接收机60A连接到输入56用于能够提供请求的SBAS修正数据。第二卫星接收机60B被配置成用于从GPS卫星接收卫星信号并且用于从中提取GPS模型数据。在本实施例中，第二卫星接收机60B连接到AGPS单元54B，其具有与图15中AGPS区54相应的功能。因此，AGPS辅助数据通过输入57被直接提供给处理器53。因此，在本实施例中，用于获得AGPS辅助数据的装置55仅包括了输入57。

图17示出根据本发明的无线通信系统2的又另一个实施例。这里，替代地从基于地面的源收集SBAS信息和GPS模型数据。节点59包括连接到SBAS网络节点例如NLES节点83的第一接收机93A。第一接收机93A被配置成通过输入56向处理器53提供从NLES83获得的SBAS修正数据。节点59进一步包括连接到用于获取AGPS辅助数据的装置55的第二接收机93B，第二接收机93B进一步连接到用于AGPS的服务节点94，其提供了关于与当前有效GPS模型相关的GPS数据。这样的服务节点94可以是也可以不是无线通信系统自身的一部分。

用于进行修正数据转换的节点59也可以被包括在通信系统的其他部分中。例如它可以在基站控制器、任何其他核心网络节点或完全单独的网络节点中实现。例如，在3GPP系统中，可以实现转换功能的典型节点是在SMLC(服务移动位置中心，Serving Mobile Location Centre)中。进一步，在上述例子中，WCDMA系统被作为标准通信系统使用。但是，本发明可以应用在任何无线通信系统中，并且进行修正数据转换的节点59可以与不同通信系统的不同节点一起实现。

上述的实施例是本发明的一些示例性的例子。在不脱离本发明范围的情况下，本领域的人员应当理解，可以对实施例进行各种修改、组合和改变。尤其是，可以在其他技术上可行的配置中可以将不同实施例中的不同部分的技术方案组合。但是，本发明的范围由所附的权利要求来定义。

Claims (21)

1.用于为连接到无线通信系统的移动站提供GPS辅助数据的方法，包括步骤：

在所述无线通信系统的节点中获取基于卫星的增强系统(satellite based augmentation system)的修正数据；

在所述无线通信系统的所述节点中获取辅助全球定位系统的辅助数据；

依靠所述辅助全球定位系统的所述辅助数据根据所述基于卫星的增强系统的所述修正数据确定所述辅助全球定位系统的辅助数据和差分全球定位系统的修正数据中的至少一个的标准参数的修改的值；

将所述标准参数的修改的值从所述节点传送到所述移动站。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于所述基于卫星的增强系统的所述修正数据将获取的所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的标准参数的值修改成所述修改的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述修改包括修改所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的电离层模型的至少一个标准参数的值。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述修改包括修改所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的时钟修正的至少一个参数的值。

5.根据权利要求2，3或4所述的方法，其中，所述修改包括修改所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的星历等式的至少一个参数的值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个参数是至少六个参数。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括具有卫星位置依赖性的参数。

8.根据权利要求5，6或7所述的方法，其中，所述至少一个参数包括具有卫星速度依赖性的参数。

9.根据权利要求2到8中的任意一项所述的方法，其中，所述修改包括围绕标准参数矢量进行泰勒级数展开。

10.根据权利要求2到9中的任意一项所述的方法，其中，所述修改进一步基于用于多于一个时间时刻的所述辅助数据的标准参数。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述移动站支持所述差分全球定位系统，其中，所述确定步骤包括根据基于卫星的增强系统的所述修正数据和所述辅助全球定位系统的所述辅助数据计算所述差分全球定位系统的测距修正数据(range correctiondata)的参数的值。

12.根据权利要求1到11中的任意一项所述的方法，其中，所述获取修正数据的步骤包括从基于卫星的增强系统节点和基于卫星的增强系统卫星中至少一个接收基于卫星的增强系统的所述修正数据。

13.在无线通信系统中使用的节点，包括处理器；

连接到所述处理器的输入，用于基于卫星的增强系统的修正数据；

所述处理器具有用于获取辅助全球定位系统的辅助数据的装置；

所述处理器被配置成用于依靠所述辅助全球定位系统的所述辅助数据根据所述基于卫星的增强系统的所述修正数据确定所述辅助全球定位系统的辅助数据和差分全球定位系统的修正数据中的至少一个的标准参数的修改的值；以及

连接到所述处理器的输出，用于提供所述标准参数的所述修改的值。

14.根据权利要求13所述的节点，其中，所述处理器被配置成基于所述基于卫星的增强系统的所述修正数据，将获取的所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的标准参数的值修改成所述修改的值。

15.根据权利要求13所述的节点，其中，所述处理器被配置成用于根据所述基于卫星的增强系统的所述修正数据和所述辅助全球定位系统的所述辅助数据计算所述差分全球定位系统的测距修正数据的参数的值。

16.根据权利要求13到15中任意一项所述的节点，进一步包括第一卫星接收机，连接到所述输入，用于所述基于卫星的增强系统的所述修正数据。

17.根据权利要求13到15中任意一项所述的节点，进一步包括接收机，连接到所述输入，并且被配置成用于从基于卫星的增强系统节点接收所述基于卫星的增强系统的所述修正数据。

18.根据权利要求13到17中的任意一项所述的节点，进一步包括连接到用于获取所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的所述装置的第二卫星接收机。

19.根据权利要求13到17中的任意一项所述的节点，进一步包括连接到用于获取所述辅助全球定位系统的所述辅助数据的所述装置的接收机，并且被配置成用于从辅助全球定位系统服务节点接收所述辅助全球定位系统的所述辅助数据。

20.根据权利要求13到17中的任意一项所述的节点，进一步包括配置成用于在所述无线通信系统上的所述标准参数的所述修改的值的发射机。

21.无线通信系统，包括根据权利要求13到20中任意一项所述的节点。

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