CN102455426A - 处理信号的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及处理信号的方法及系统。用于处理多个传感器中至少两个传感器的GNSS使能设备收集GNSS测量数据和导航相关的非-GNSS传感器数据。使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动格式化为与GNSS测量数据的格式一致的数据格式。单个功能模块利用格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据和GNSS测量数据计算GNSS使能设备的导航信息、而不管传感器如何配置，例如蜂窝式无线收发装置和/或运动传感器。估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差、从而确定测量精度。选择性地采用收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，并将其与GNSS测量数据结合，从而基于确定的测量精度通过单个功能模块计算导航信息。当需要时，计算得到的导航信息可用于校正传感器和/或传感器数据。

Description

处理信号的方法及系统
技术领域
本发明涉及全球导航卫星系统(GNSS)的信号处理。更具体地，本发明涉及计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的方法及系统。
背景技术
作为移动通信网络提供的新型增值服务，定位服务(location-basedservices，简称为LBS)正在崛起。定位服务是为了支持各种定位应用(例如，美国911紧急通报系统(E-911)(enhanced 911)、基于位置的电话查询专线411(location-based 411)、定位信息和/或定位找友服务(friend finding service))而使用用户位置信息的移动业务。
可以采用不同方式确定移动设备的位置，例如使用基于网络的技术、使用基于终端的技术和/或混合技术(以前技术的结合)。为支持LBS应用，许多定位技术，例如到达时间(TOA)、观测到达时差(OTDOA)、增强时差检测定位技术(E-OTD)以及全球导航卫星系统(GNSS)(例如GPS、GLONASS、伽利略卫星导航系统和/或辅助GNSS(A-GNSS))适用于估计移动设备的位置(经度和纬度)并将该位置转换为有意义的X、Y坐标。A-GNSS技术将卫星定位和通信网络(例如移动网络)相结合，从而达到允许定位服务的广泛部署的性能水平。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，传统技术的其它局限性和弊端对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
发明内容
如在权利要求中更完整阐述，如至少一幅附图所阐述和/或关于至少一幅附图所描述，提供一种为GNSS使能设备(GNSS enabled device)计算通用混合导航信息的系统和/或方法。
根据本发明的一个方面，提供一种处理信号的方法，所述方法包括：
在用于处理多个传感器的全球导航卫星系统(GNSS)使能设备中：
收集GNSS测量数据和导航相关的非-GNSS传感器数据；
格式化所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，使其与所述收集的GNSS测量数据的格式一致；以及
利用所述收集的GNSS测量数据和所述格式化的非-GNSS传感器数据、通过单个功能模块(single function)计算所述GNSS使能设备的导航信息。
优选地，所述多个传感器包括蜂窝式无线收发装置(radio)、无线LAN(WiFi)无线收发装置、蓝牙无线收发装置、FM无线收发装置、磁性传感器、运动传感器、速率陀螺仪、压力传感器、图像传感器和/或声纳传感器中的至少两个。
优选地，所述方法还包括估计所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差。
优选地，所述方法还包括基于所估计的测量误差、确定所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的测量精度。
优选地，所述方法还包括基于所述确定的测量精度、从所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。
优选地，所述方法还包括基于所述确定的测量精度、选择性地采用所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
优选地，所述方法还包括为所述采用的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记(time tagging)。
优选地，所述方法还包括将所述收集的GNSS测量数据与所述加上时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据相结合，以通过所述单个功能模块计算所述GNSS使能设备的所述导航信息。
优选地，所述方法还包括基于所述GNSS使能设备的所述计算得到的导航信息、校正所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
优选地，所述方法还包括基于所述GNSS使能设备的所述计算得到的导航信息、校正所述多个传感器中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供处理信号的系统，所述系统包括：
在用于处理多个传感器的全球导航卫星系统(GNSS)使能设备中使用的一个或多个电路，所述一个或多个电路用于：
收集GNSS测量数据和导航相关的非-GNSS传感器数据；
格式化所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，使其与所述收集的GNSS测量数据的格式一致；以及
利用所述收集的GNSS测量数据和所述格式化的非-GNSS传感器数据、通过单个功能模块(single function)计算所述GNSS使能设备的导航信息。
优选地，所述多个传感器包括蜂窝式无线收发装置、无线LAN(WiFi)无线收发装置、蓝牙无线收发装置、FM无线收发装置、磁性传感器、运动传感器、速率陀螺仪、压力传感器、图像传感器和/或声纳传感器中的至少两个。
优选地，所述一个或多个电路用于估计所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差。
优选地，所述一个或多个电路用于基于所估计的测量误差、确定所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的测量精度。
优选地，所述一个或多个电路用于基于所述确定的测量精度、从所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。
优选地，所述一个或多个电路用于基于所述确定的测量精度、选择性地采用所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
优选地，所述一个或多个电路用于为所述采用的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记。
优选地，所述一个或多个电路用于将所述收集的GNSS测量数据与所述时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据相结合、以通过所述单个功能模块计算所述GNSS使能设备的所述导航信息。
优选地，所述一个或多个电路用于基于所述GNSS使能设备的所述计算得到的导航信息、校正所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
优选地，所述一个或多个电路用于基于所述GNSS使能设备的所述计算得到的导航信息、校正所述多个传感器中的一个或多个。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
图1是根据本发明实施例的、利用混合的导航相关的非-GNSS传感器数据计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的示例性通信系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的、用于合并混合的导航相关的非-GNSS传感器数据从而计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的示例性GNSS使能设备的示意图；
图3是根据本发明实施例的、利用混合的导航相关的非-GNSS传感器数据计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的GNSS使能设备的示例性主机CPU结构的示意图；
图4是根据本发明实施例的、GNSS使能设备所执行的合并混合的导航相关的非-GNSS传感器数据以适于GNSS应用的示例性步骤的流程图；
图5是根据本发明实施例的、GNSS使能设备利用GNSS使能设备的通用混合导航信息所执行的校正收集的非-GNSS传感器数据的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
本发明涉及计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的方法和系统。在本发明的各个实施例中，用于处理多个传感器的全球导航卫星系统(GNSS)使能设备可根据接收的GNSS信号获得GNSS测量数据。可收集GNSS测量数据从而计算GNSS使能设备的导航信息，例如位置、速度和/或时间。GNSS使能设备还可接收导航相关的非-GNSS传感器数据，所述导航相关的非-GNSS传感器数据被称为非-GNSS测量数据，其是根据来自多个传感器中的至少两个的非-GNSS信号而获得的或检测到的。可使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动地格式化为与GNSS测量数据的格式相同或一致的数据格式。可将格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据与GNSS测量数据相结合、从而通过单个功能模块(例如单个GNSS应用)计算导航信息，而不管传感器配置或类型。可能以各种方式配置传感器，例如蜂窝式无线收发装置、WiFi无线收发装置的无线LAN(WLAN)、运动传感器和/或光传感器。GNSS使能设备可估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差、从而量化或确定相应的测量精度。可以放弃所收集的低测量精度(较大测量误差)的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。可采用所收集的高测量精度(较小测量误差)的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而通过单一GNSS应用为GNSS使能设备计算导航信息。可在所采用的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记并将其与GNSS测量数据结合，从而计算GNSS使能设备的导航信息。在适当的时候，可利用产生的、计算得到的导航信息来校正收集的非-GNSS传感器数据和相应的传感器。
图1是根据本发明实施例的、利用混合的导航相关的非-GNSS传感器数据计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的示例性通信系统的示意图。参考图1，示出了通信系统100。通信系统100包括GNSS使能设备112-116、GNSS卫星120、传感器132-136以及多个传感器靶标(sensor target)140。
GNSS使能设备(例如GNSS使能设备112)可与一个或多个传感器(例如传感器132-136)通信连接。GNSS使能设备112可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于同时接收来自视野内的GNSS卫星(例如，GNSS卫星120)的GNSS卫星广播信号、和通过传感器132-136收集的来自多个传感器靶标140的传感器数据。收集的传感器数据还可称为非-GNSS测量数据或非-GNSS传感器数据，其是通过传感器132-136在适当的非-GNSS信号上获得的或检测到的。GNSS使能设备112可用于根据接收的GNSS信号获得各种GNSS测量数据(例如伪距和/或载波相位)。可收集并存储GNSS测量数据、从而计算GNSS使能设备112的导航信息(例如，GNSS位置、速度和/或时间(PVT))。例如，GNSS使能设备112可利用存储的用于导航信息计算的GNSS测量数据、可操作地运行或执行单个功能模块(例如GNSS应用)。GNSS应用可包括软件库(可执行的)和/或代码，对于依照GNSS测量数据的数据格式读取的给定输入，所述软件库和/或代码可执行或运行。GNSS应用可提供或输出GNSS使能设备112的导航信息。
在本发明的示例性实施例中，GNSS使能设备112可利用相同的GNSS应用来合并或处理用于导航信息计算的混合的导航相关的非-GNSS传感器数据。GNSS应用可在没有提前知道混合的导航相关的非-GNSS传感器数据可能起源的源头的情况下、用于计算或确定GNSS使能设备112的导航信息。可通过以各种方式配置的一个或多个传感器132-136收集导航相关的非-GNSS传感器数据。传感器132-136可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于收集来自多个传感器靶标140的数据。传感器132-136可配置为例如蜂窝式无线收发装置(radio)、无线LAN(WiFi)无线收发装置、蓝牙无线收发装置、FM无线收发装置、加速计、磁性罗盘、速率陀螺仪(rate gyro)、地形模型查阅表、高度计、摄像机和/或运动传感器。传感器靶标140可包括可由传感器132-136检测的室外和/或室内物体、空间和/或其他东西。例如，传感器靶标可以是室内接入点、蜂窝基站、WiMAX基站、FM发射台、TV发射台、蓝牙耳机、地图、火车站、公交车站、机场、光、声音和/或可发送或指示相关导航信息的设备。
在本发明的示例性实施例中，GNSS使能设备112可使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动格式化或映射、以符合或适合GNSS应用所支持的数据格式(例如GNSS测量数据格式)。例如，在某些情况下，收集的导航相关的非-GNSS传感器数据可包含WiFi测量数据。GNSS使能设备112可将WiFi测量数据转换为依照GNSS测量数据格式的位置数据、速度数据和/或时间数据。在这一点上，GNSS使能设备112可将GNSS应用的使用从底层的传感器软件接口或基础设施隔离或分离开。现在，格式化的、GNSS测量数据格式的导航相关的非-GNSS传感器数据可成为GNSS应用的输入。GNSS使能设备112可不管相应的传感器配置或类型，通过(over)GNSS测量数据和/或非-GNSS传感器数据(例如收集的混合的导航相关的非-GNSS传感器数据)维持用于导航信息计算的相同GNSS应用。因此，来自GNSS应用的、计算得到的导航信息可称为GNSS使能设备112的通用混合导航信息。
在本发明的示例性实施例中，GNSS使能设备112可根据收集的导航相关的非-GNSS传感器数据量化测量精度。在这一点上，GNSS使能设备112可确定或估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差(例如均方根误差(RMSE))。GNSS使能设备112可基于相应的测量误差估计、确定收集的导航相关的非-GNSS传感器数据对导航信息计算而言是否是好的或精确的。例如，收集的、具有大测量误差的导航相关的非-GNSS传感器数据没有收集的、具有较小测量误差的导航相关的非-GNSS传感器数据精确。在这一点上，可放弃所收集的低测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。可采用所收集的高测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据来用于导航信息计算。在这一点上，GNSS使能设备112可在所采用的导航相关的非-GNSS传感器数据上加上时间标记或时间戳。产生的加上时间标记或时间戳的导航相关的非-GNSS传感器数据可成为用于导航信息计算的GNSS应用的输入。在这一点上，GNSS应用可将加上时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据与GNSS测量数据结合起来、以计算GNSS使能设备112的通用混合导航信息。
在本发明的示例性实施例中，GNSS使能设备112可利用GNSS应用所提供的通用混合导航信息来校正收集的导航相关的非-GNSS传感器数据和/或相应的传感器。在这一点上，GNSS使能设备112可评估通用混合导航信息的测量精度，从而确定是否采用或利用来自GNSS应用的导航信息输出进行传感器校正。具有高测量精度的通用混合导航信息可用于校正收集的导航相关的非-GNSS传感器数据和/或相应的传感器。例如，在某些情况下，GNSS使能设备112可包括用作步进计数器(step counter)的加速计(传感器)。加速计所使用的步长初始可能是未知的。当GNSS使能设备112在室外且具有清晰的空中视野时，GNSS使能设备112中来自GNSS应用的速度输出可具有较小的测量误差。然后，GNSS使能设备112可利用来自GNSS应用的速度输出来校正加速计的步长。在GNSS使能设备112在室内且不具有清晰的空中视野的情况下，来自GNSS应用的速度输出可具有大测量误差。GNSS使能设备112可停止使用来自GNSS应用的速度输出来校正加速计的步长。
GNSS卫星(例如GNSS卫星122)可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于向地球上的各种GNSS接收器提供卫星导航信息。GNSS卫星122可用于周期性地广播它自身的星历。例如，在GNSS卫星122是GPS卫星的情况下，GNSS卫星122可每30秒广播一次GPS星历，发射一次完整星历总共花费18秒。广播星历可用于计算GNSS接收器(例如GNSS使能设备112)的导航信息，例如，位置、速度和时钟信息。GNSS卫星122可用于更新星历，例如每两小时更新一次。广播星历在从广播时间开始至将来的比如2至4小时的有限时间段内有效。
在示例性运行中，GNSS使能的移动设备(例如GNSS使能的移动设备112)可用于同时接收来自GNSS卫星120的GNSS卫星信号、以及通过传感器132-136收集的非-GNSS传感器数据。GNSS使能的移动设备112可根据接收的GNSS信号获得GNSS测量数据。产生的GNSS测量数据可成为用于导航信息计算的GNSS应用的输入。GNSS应用可计算或输出GNSS使能的移动设备112的导航信息(例如位置、速度和/或时间(PVT))。在本发明的各个示例性实施例中，GNSS使能的移动设备112可通过传感器132-136追踪和收集导航相关的非-GNSS传感器数据。可将收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动转换为或格式化为与GNSS测量数据格式相配的格式。可确定或估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差(例如RMSE)，从而量化或确定相应的测量精度。GNSS使能的移动设备112可基于相应的测量精度、确定收集的导航相关的非-GNSS传感器数据对导航信息计算而言是可接受的或拒绝的。例如，可放弃收集的、具有低测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从导航信息计算中移除测量误差。可在收集的、具有高测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据中加上时间标记或时间戳。产生的带有时间标记或时间戳的导航相关的非-GNSS传感器数据可成为用于导航信息计算的GNSS应用的输入。在这一点上，GNSS应用可采用非-GNSS测量数据(例如带有时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据)用于通过相同的GNSS应用的导航信息计算，而不管非-GNSS测量数据来自哪里。GNSS应用可将GNSS测量数据与非-GNSS测量数据(例如导航相关的非-GNSS传感器数据)相结合，从而增强或改进导航信息计算的精度。在适当的时候，产生的、来自GNSS应用的导航信息输出可用于校正收集的非-GNSS传感器数据和/或传感器。例如，GNSS使能设备112可包括用作探向器的磁性罗盘(传感器)。在某些情况下，磁性罗盘存在偏差，来自GNSS应用的导航信息可包括航向(heading)，所述航向是GNSS使能设备112当前正在移动的方向。在这一点上，使能设备112可利用来自GNSS应用的航向输出、来校正或补偿磁性罗盘的偏差，并因此改进磁性罗盘的航向精度。
图2是根据本发明实施例的、用于合并混合的导航相关的非-GNSS传感器数据从而计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的示例性GNSS使能设备的示意图。参考图2，示出了GNSS使能设备200。GNSS使能设备200包括GNSS无线收发装置210、多个传感器222a-222c、主机中央处理器230、GNSS应用232和存储器240。
GNSS无线收发装置210可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于检测和接收来自多个可视的GNSS卫星(例如GNSS卫星122-126)的GNSS信号。接收的GNSS信号可用于各种GNSS测量，例如相应的广播GNSS卫星的伪距和/或载波相位。GNSS无线收发装置210可向主机CPU 230提供接收的GNSS信号、用于进一步分析。
传感器(例如传感器222a)可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于接收或收集来自各种传感器靶标(例如传感器靶标140)的非-GNSS数据。收集的非-GNSS传感器数据可传送至主机CPU 230、用于进一步分析。可以各种方式配置传感器222a。例如，传感器222a可配置为蜂窝式无线收发装置、WiMAX无线收发装置、蓝牙无线收发装置、WLAN无线收发装置、图像传感器、光传感器、音频传感器和/或位置传感器。
主机CPU 230可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于根据用途管理和/或操纵相关的设备组件(例如，GNSS无线收发装置210、传感器222a-222c和/或GNSS应用232)的运行。例如，主机CPU 230可依照省电的需要、用于激活或使一个或多个相关的设备组件(例如GNSS无线收发装置210)无效。主机CPU 230可根据接收的GNSS信号执行各种GNSS测量(例如伪距和/或载波相位)。主机CPU 230可向用于GNSS使能设备220的导航信息计算的GNSS应用232提供GNSS测量数据。
GNSS应用232可包括合适的逻辑、接口和/或代码，其用于运行或执行代码(例如软件库)，从而提供或输出GNSS使能设备200的导航信息。GNSS应用232的输入可包括GNSS测量数据和非-GNSS测量数据，例如通过各种传感器(例如光传感器和蜂窝无线收发装置)收集的混合的导航相关的非-GNSS传感器数据。在这一点上，可使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动格式化为或转换为GNSS应用232所支持的GNSS测量数据格式。格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据不管相应的传感器配置或类型，都可以成为用于导航信息计算的GNSS应用232的输入。产生的、来自GNSS应用232的导航信息输出可用于支持各种应用(例如定位应用)、和/或校正收集的导航相关的非-GNSS传感器数据和/或相应的传感器222a-222c。
存储器240可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于存储可被主机CPU 230和/或其他相关组件单元(例如，GNSS无线收发装置210和/或传感器222a-222c)使用的信息(例如可执行指令和数据)。存储器240可包括RAM、ROM、低延迟非易失性存储器(例如闪存)和/或其他合适的电子数据存储。
在示例性运行中，GNSS使能的移动设备200的主机CPU 230可用于根据GNSS无线收发装置210接收的GNSS信号获得GNSS测量数据。可收集GNSS测量数据，从而向GNSS应用232提供输入，以计算GNSS使能设备200的导航信息(例如，GNSS位置、速度和/或时间)。主机CPU 230还可接收通过传感器222a-222c收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，可以各种方式配置所述传感器，例如摄像机、速率陀螺仪、地形模型查阅表和/或蜂窝式无线收发装置。在这一点上，收集的导航相关的非-GNSS传感器数据可包括或指示以一种方式或另一方式与相应的传感器靶标相关联的导航信息(例如位置、速度和/或时间)。例如，收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的信号强度可以指示GNSS使能设备200与相应的传感器靶标(例如WiFi接入点)之间的相对距离。在另一实例中，传感器(例如传感器222a)可配置为蜂窝式无线收发装置。相应收集的非-GNSS传感器数据的蜂窝多普勒可指示或涉及与相应的传感器靶标(例如蜂窝基站)相关的速度和/或航向信息。
为了量化或确定测量精度，可评估或估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的测量误差(例如RMSE)。在这一点上，GNSS应用232可放弃收集的、具有低测量精度(大测量误差)的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从导航信息计算中移除错误测量数据。GNSS应用232可采用或合并收集的、具有高测量精度(较小测量误差)的导航相关的非-GNSS传感器数据、用于导航信息计算。可使采用的导航相关的非-GNSS传感器数据格式化为GNSS测量数据格式。在这一点上，可使收集自各种传感器靶标(例如，蜂窝基站、WiFi接入点、蓝牙设备、自然地图(physical map)和/或导航相关的发声器)的非-GNSS数据自动格式化为用于导航信息计算的GNSS应用232的输入。在这一点上，主机CPU 230可通过GNSS测量数据和非-GNSS测量数据(例如格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据)运行用于导航信息计算的同一GNSS应用232、而不管输入数据起源于哪里。另外，GNSS应用232可将GNSS测量数据和格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据相结合，从而计算GNSS使能设备200的导航信息。产生的计算得到的GNSS使能设备200的导航信息可用于校正传感器和/或通过相应传感器222a-222c收集的非-GNSS传感器数据。
图3是根据本发明实施例的、利用混合的导航相关的非-GNSS传感器数据计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的GNSS使能设备的示例性主机CPU结构的示意图。参考图3，示出了GNSS使能设备200的主机CPU结构300。主机CPU 300包括主机内核模块310和用户应用模块320。
主机内核模块310包括合适的逻辑、接口和/或代码，用于管理和/或控制主机CPU 300的资源。主机内核模块310可包括多个传感器驱动212-216。每个传感器驱动可分配有或关联于特定传感器。传感器驱动(例如传感器驱动312)可包括合适的逻辑、接口和/或代码，用于使能传感器(例如传感器222a)与主机CPU 300之间的通信。在这一点上，传感器驱动312可用于接收传感器222a收集的非-GNSS传感器数据。根据传感器配置，接收的非-GNSS传感器数据可起源于各种传感器靶标(例如蜂窝基站、WiFi接入点、蓝牙设备和/或自然地图)。传感器驱动312可向用于导航信息计算的用户应用模块320转发或传送接收的非-GNSS传感器数据。
用户应用模块320可包括合适的逻辑、接口和/或代码，用于控制和管理用户应用(例如GNSS应用)。用户应用模块320可包括一致性驱动器(conformance driver)322、测量误差估值器324和GNSS应用或功能326。
一致性驱动器322可包括合适的逻辑、接口和/或代码，用于使导航相关的非-GNSS传感器数据转换为或格式化为与GNSS测量数据的格式相同或者一致的数据格式。一致性驱动器322也可用于接收GNSS应用或功能326所提供的、GNSS使能设备200的导航信息。在适当的时候，一致性驱动器322可利用接收的导航信息来校正一个或多个传感器312-316和/或相应的收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
测量误差估值器324可包括合适的逻辑、接口和/或代码，用于计算或评估收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差(例如RMSE)、从而量化或确定相应的测量精度。在这一点上，可放弃格式化的、具有低测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从导航信息计算中移除错误测量数据。测量误差估值器324可为格式化的、具有高测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记或时间戳。产生的带有时间标记或时间戳的导航相关的非-GNSS传感器数据可成为GNSS应用或功能326的输入。
GNSS应用或功能326可包括多个用于计算GNSS使能设备200的导航信息的全球位置库(GLL)和/或代码。在这一点上，同一个GNSS应用或功能326可用于采用用于导航信息计算的、在各种传感器配置中通过传感器收集的各种非-GNSS传感器数据，而不管传感器类型。在这一点上，GNSS应用或功能326可采用GNSS测量数据和非-GNSS测量数据(例如导航相关的非-GNSS传感器数据)计算GNSS使能设备200的导航信息。为了改进或增强导航信息计算的精度，GNSS应用或功能326可将GNSS测量数据与非-GNSS测量数据(例如收集的导航相关的非-GNSS传感器数据)结合起来计算GNSS使能设备200的导航信息。在适当的时候，可向一致性驱动器322提供或传送产生的计算得到的导航信息，用于校正传感器数据和/或传感器。
在示例性运行中，传感器驱动(例如传感器驱动312)可装载在主机内核模块310上。装载的传感器驱动312可接收来自适当传感器靶标的、相关传感器(例如传感器222a)所收集的非-GNSS传感器数据。可向一致性驱动器322传送收集的非-GNSS传感器数据。一致性驱动器322可自动使收集的非-GNSS传感器数据转换为或格式化为GNSS测量数据格式。可通过测量误差估值器324评估或估计收集的非-GNSS传感器数据中的测量误差。在这一点上，可实现各种度量(例如RMSE)从而量化或确定收集的非-GNSS传感器数据的测量精度。测量误差估值器324可为格式化的、具有高测量精度的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记或时间戳。产生的带有时间标记的非-GNSS传感器数据可成为GNSS应用或功能326的输入。在这一点上，GNSS应用可结合GNSS测量数据和非-GNSS测量数据(例如来自测量误差估值器324的、带有时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据)，用于导航信息计算。在这一点上，GNSS应用或功能326可合并非-GNSS测量数据来计算导航信息，而不管非-GNSS测量数据来自哪里。可向一致性驱动器322提供来自GNSS应用或功能326的导航信息输出。在适当的时候，一致性驱动器322可利用来自GNSS应用或功能326的导航信息、来校正传感器和/或收集的非-GNSS传感器数据。
图4是根据本发明实施例的、GNSS使能设备所执行的合并混合的导航相关的非-GNSS传感器数据以适于GNSS应用的示例性步骤的流程图。参考图4，示例性步骤开始于步骤402，在步骤402中，GNSS使能设备200与GNSS无线收发装置210以及各种传感器配置的传感器222a-222c通信连接。传感器驱动312-316可装载在主机内核模块310上，从而使能主机CPU 300和相应的传感器222a-222c之间的通信。在步骤404，一致性驱动器322可接收来自传感器驱动312-316的导航相关的非-GNSS传感器数据，所述导航相关的非-GNSS传感器数据可由相应的传感器222a-222c从适当的传感器靶标140收集得到。在步骤406，一致性驱动器322可使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据自动格式化为或转换为与GNSS应用或功能326所支持的GNSS测量数据的格式相符合的格式。在步骤408，测量误差估值器324可用于估计或确定收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差(例如RMSE)。在步骤410，测量误差估值器324可基于测量误差估计，确定收集的导航相关的非-GNSS传感器数据对导航信息计算而言是否是好的或精确的。
在收集的导航相关的非-GNSS传感器数据对导航信息计算而言够好的情况下，然后在步骤412，测量误差估值器324可为相应的格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记，并将产生的带有时间标记的非-GNSS传感器数据输入至GNSS应用或功能326中。在这一点上，主机CPU 300可给GNSS应用或功能326发信号，为导航信息计算合并GNSS测量数据与带有时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据。在步骤414，主机CPU 300可利用输入数据控制GNSS应用或功能326的运行、来计算GNSS使能设备200的导航信息(例如GNSS位置、速度和/或时间)。在步骤416，可向一致性驱动器322提供来自GNSS应用或功能326的产生的、计算得到的导航信息。
在步骤410，在收集的导航相关的非-GNSS传感器数据对导航信息计算而言不够好或不够精确的情况下，然后，在步骤418，放弃收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从导航信息计算中移除错误测量数据。示例性步骤可返回至步骤404。
图5是根据本发明实施例的、GNSS使能设备利用GNSS使能设备的通用混合导航信息所执行的校正收集的非-GNSS传感器数据的示例性步骤的流程图。参考图5，示例性步骤可开始于步骤502，在步骤502中，GNSS使能设备200与GNSS无线收发装置210以及各种传感器配置的传感器222a-222c通信连接。GNSS应用或功能326可采用GNSS测量数据和非-GNSS测量数据(例如各种导航相关的非-GNSS传感器数据)，来计算GNSS使能设备200的(通用混合)导航信息。一致性驱动器322可监控或追踪来自GNSS应用或功能326的导航信息输出，例如位置、速度和时间(PVT)。在步骤504，一致性驱动器322可基于来自GNSS应用或功能326的导航信息输出、推断或估计收集的非-GNSS传感器数据中所期望的导航信息。在步骤506，一致性驱动器322可比较推断的导航信息与收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中表示的实际导航信息。在步骤508，一致性驱动器322可确定对收集的导航相关的非-GNSS传感器数据而言，推断的导航信息是否与实际的导航信息相符或相配。对收集的导航相关的非-GNSS传感器数据而言，在推断的导航信息与实际的导航信息不相符或不相配的情况下，然后，在步骤510，一致性驱动器322可利用推断的导航信息来校正非-GNSS传感器数据和/或相应的传感器。示例性步骤可返回至步骤502。
在步骤508，对收集的导航相关的非-GNSS传感器数据而言，在推断的导航信息与实际的导航信息相符或相配的情况下，然后，示例性步骤可返回至步骤502。
本发明提供计算GNSS使能设备的通用混合导航信息的方法和系统的各个方面。在本发明的各个示例性实施例中，GNSS使能设备112可通过主机CPU 230管理或处理各种设备组件，例如GNSS无线收发装置210和多个传感器222a-222c。GNSS使能设备112可根据GNSS无线收发装置210所接收的GNSS信号获得各种GNSS测量数据。GNSS测量数据可收集并存储在存储器240中，用于通过单个功能模块(例如GNSS应用或功能326)计算GNSS使能设备112的导航信息(例如，位置、速度和/或时间)。GNSS使能设备112也可接收来自传感器驱动312-316的导航相关的非-GNSS传感器数据，导航相关的非-GNSS传感器数据由至少两个传感器222a-222c接收自相应的传感器靶标(例如蜂窝基站、速率陀螺仪和地形模型查阅表)。一致性驱动器322可使收集的导航相关的非-GNSS传感器数据格式化为GNSS测量数据的数据格式。产生的格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据可与GNSS测量数据相结合，从而形成或成为单个功能模块，即GNSS应用或功能326的输入。在这一点上，GNSS应用或功能326可合并收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，来计算GNSS使能设备112的导航信息、而不管传感器配置或类型。例如，传感器(例如传感器222)可配置为蜂窝式无线收发装置、无线LAN(WLAN)或WiFi无线收发装置、ZigBee无线收发装置、蓝牙无线收发装置、FM无线收发装置、磁性传感器、运动传感器、图像传感器、声纳传感器、压力传感器和/或速率陀螺仪。
GNSS使能设备112可通过测量误差估值器324来估计收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差。各种度量(例如RMSE)可用于测量误差估计。可基于测量误差估计量化或确定收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的测量精度。可放弃收集的、具有低测量精度(较大测量误差)的导航相关的非-GNSS传感器数据，从而从收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。测量误差估值器324可基于相应确定的测量精度、选择性地采用格式化的导航相关的非-GNSS传感器数据。测量误差估值器324可为采用的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记或时间戳，从而向GNSS应用或功能326提供产生的带有时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据。GNSS应用或功能326可结合GNSS测量数据与带有时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据，来计算GNSS使能设备112的导航信息。产生的GNSS使能设备的导航信息可提供至一致性驱动器322。在这一点上，一致性驱动器322可校正传感器222a-222c收集的传感器数据、来改进导航信息计算的精度。在适当的时候，一致性驱动器322也可基于计算得到的GNSS使能设备的导航信息，来校正一个或多个传感器222a-222c。
本发明的其他实施例提供一种机器和/或计算机可读存储器和/或介质，其上存储的机器代码和/或计算机程序具有至少一个可由机器和/或计算机执行的代码段，使得机器和/或计算机能够实现本文所描述的计算GNSS使能设备的通用混合位置的步骤。
本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后，a)转换成其它语言、代码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求申请日为2010年10月25日、申请号为No.61/406,433的美国临时申请的优先权，并参考和引用其全部内容。

Claims (10)

1.处理信号的方法，其特征在于，所述方法包括：
在用于处理多个传感器的全球导航卫星系统(GNSS)使能设备中：
收集GNSS测量数据和导航相关的非-GNSS传感器数据；
格式化所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，使其与所述收集的GNSS测量数据的格式一致；以及
利用所述收集的GNSS测量数据和所述格式化的非GNSS传感器数据、通过单个功能模块计算所述GNSS使能设备的导航信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个传感器包括蜂窝式无线收发装置、无线LAN(WiFi)无线收发装置、蓝牙无线收发装置、FM无线收发装置、磁性传感器、运动传感器、速率陀螺仪、压力传感器、图像传感器和/或声纳传感器中的至少两个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括估计所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中的测量误差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所估计的测量误差、确定所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据的测量精度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所述确定的测量精度、从所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据中移除错误测量数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所述确定的测量精度、选择性地采用所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括为所述采用的导航相关的非-GNSS传感器数据加上时间标记。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述收集的GNSS测量数据与所述加上时间标记的导航相关的非-GNSS传感器数据相结合，以通过所述单个功能模块计算所述GNSS使能设备的所述导航信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所述GNSS使能设备的所述计算得到的导航信息、校正所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据和/或相应的传感器。
10.处理信号的系统，其特征在于，所述系统包括：
在用于处理多个传感器的全球导航卫星系统(GNSS)使能设备中使用的一个或多个电路，所述一个或多个电路用于：
收集GNSS测量数据和导航相关的非-GNSS传感器数据；
格式化所述收集的导航相关的非-GNSS传感器数据，使其与所述收集的GNSS测量数据的格式一致；以及
利用所述收集的GNSS测量数据和所述格式化的非-GNSS传感器数据、通过单个功能模块计算所述GNSS使能设备的导航信息。
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