CN104272131A - 被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法 - Google Patents

被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104272131A
CN104272131A CN201380020752.8A CN201380020752A CN104272131A CN 104272131 A CN104272131 A CN 104272131A CN 201380020752 A CN201380020752 A CN 201380020752A CN 104272131 A CN104272131 A CN 104272131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
timing data
transmitter
reference position
adjustment
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380020752.8A
Other languages
English (en)
Inventor
安德鲁·森多纳里斯
唐浩辰
诺曼·克拉斯纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nextnav LLC
Original Assignee
Nextnav LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nextnav LLC filed Critical Nextnav LLC
Publication of CN104272131A publication Critical patent/CN104272131A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/009—Transmission of differential positioning data to mobile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0236—Assistance data, e.g. base station almanac
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/22—Multipath-related issues
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
    • G01S19/41—Differential correction, e.g. DGPS [differential GPS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

描述了用于基于从一个或多个发射机传送的一个或多个到达时间测量、以及与所述一个或多个发射机相关联并且还与远程接收机的参考区域内的一个或多个参考位置相关联的第一定时数据来确定对所述远程接收机的位置定位估计的系统、方法和计算机程序产品。

Description

被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法
技术领域
本公开文件通常涉及定位系统。更具体地但不排他地，该公开文件涉及用于在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统、方法和计算机程序产品。
背景技术
用于提供位置信息的系统是本领域公知的。例如，基于无线电的系统(例如，LORAN、GPS、GLONASS等)已经被用于提供针对人、车辆、装备等的位置信息。然而，这些系统确实具有与诸如定位精度、传送和接收信号水平、无线电信道干扰和/或例如多路径的信道问题、设备功耗等之类的因素相关联的一些限制。
移动订户的准确位置的确定是非常有挑战性的。如果订户在室内，或位于具有障碍物的市区，该订户的移动设备可能不能从GPS卫星接收信号，并且网络可能被迫使依赖于精度较低的基于网络的三边测量/多点定位法。此外，如果订户位于多层的建筑物内，仅知道订户位于该建筑物内，而不知道他们位于哪层，这将在提供紧急救援时导致延迟(其可以潜在地威胁生命)。显然，需要一种能够辅助订户的计算设备(例如，移动计算设备)加快位置确定过程、提供更高的准确性(包括垂直信息)、并且解决在市区和建筑物内的位置确定的一些挑战的系统。
因此，存在对改进定位系统以解决现有的定位系统和设备的这些和/或其他问题的需求。
发明内容
根据本公开文件，描述了系统、方法和计算机程序产品(例如，这种产品包括具有在其中进行编码的计算机可读程序代码的非暂时性计算机可用介质，所述计算机可读程序代码被适配成被运行以实施方法步骤)，该系统、方法和计算机程序产品用于基于从一个或多个发射机传送的一个或多个到达时间测量、和与所述一个或多个发射机相关联并且还与远程接收机的参考区域内的一个或多个参考位置相关联的第一定时数据，来确定对所述远程接收机的位置定位估计。
所述系统、方法和计算机程序产品可以执行以下步骤：基于从一个或多个发射机传送至远程接收机的一个或多个到达时间测量来确定对远程接收机的初始位置估计；识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述初始位置估计的预定义的距离内的第一参考位置相关联的第一定时数据；以及基于所述一个或多个到达时间测量和与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据，来确定对所述远程接收机的第一位置估计。
所述系统、方法和计算机程序产品可以附加地或可替换地执行以下步骤：基于从对应的第一发射机和第二发射机传送至所述远程接收机的第一到达时间测量和第二到达时间测量来确定所述初始位置估计；识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的第一时间校正和第二时间校正；基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及所述第一时间校正和第二时间校正来确定所述第一位置估计；识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述初始位置估计的所述预定义的距离内的第二参考位置相关联的另一时间校正集合；基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及与所述第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的另一集合，来确定对所述远程接收机的第二位置估计；以及在对应于目标函数对所述第一位置估计的第一应用的第一结果优于所述目标函数对所述第二位置估计的第二应用时，确定所述第一位置估计是优于所述第二位置估计的位置估计。
所述系统、方法和计算机程序产品可以附加地或可替换地执行以下步骤：确定所述第一参考位置的位置；确定来自所述一个或多个发射机的第一发射机的位置；确定所述第一参考位置与所述第一发射机之间的第一视线距离；估计所述第一发射机与所述第一参考位置之间的第一信号通路的第一长度；比较所述第一视线距离与所述第一长度；基于所述第一视线距离与所述第一长度之间的所述比较，估计所述一个或多个时间校正中的第一时间校正；以及引发该第一时间校正被存储在数据源中。
下面结合附图对各种附加的方面、特征和功能进行描述。
附图说明
通过结合附图描述的以下具体实施方式，能够更充分地理解本申请。
图1A描述了示出可以在其上实现实施方式的陆地定位系统的细节的框图。
图1B描述了示出可以在其上实现实施方式的陆地定位系统的细节的框图。
图1C描述了示出可以在其上实现实施方式的陆地定位系统的细节的框图。
图1D描述了示出可以在其上实现实施方式的陆地定位系统的细节的框图。
图1E描述了示出可以在其上实现实施方式的陆地定位系统的细节的框图。
图2A显示了示出可以在其上实现实施方式的陆地位置/定位系统的某些方面的框图。
图2B显示了示出可以在其上实现实施方式的陆地位置/定位系统的某些方面的框图。
图2C显示了示出可以在其上实现实施方式的陆地位置/定位系统的某些方面的框图。
图2D显示了示出可以在其上实现实施方式的陆地位置/定位系统的某些方面的框图。
图3提供了根据某些方面的详细描述用于使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机的位置的过程的图示。
图4提供了根据某些方面的详细描述用于收集与参考位置相关联的定时数据的过程的图示。
图5显示了示出可以在其上实现实施方式的陆地位置/定位系统的某些方面的框图。
具体实施方式
下面描述本发明的各种方面。显而易见的是，此处，所教导的内容可以以多种形式来体现，并且这里公开的任何具体的结构、功能或者两者仅仅是代表性的。基于这里所教导的内容，本领域的技术人员应当理解的是，公开的任何方面可以独立于任何其他方面来实施，并且这些方面中的两个或更多个方面可以以各种方式进行组合。例如，可以使用这里阐述的任意数目的方面来实施系统，或实现方法。
如这里使用的，术语“示例性”意味着作为示例、实例或例证。这里描述为“示例性”的任何方面和/或实施方式不必须被理解为是超越其他方面和/或实施方式的优选的或有利的。
在以下的描述中，很多具体的细节被引入以提供对描述的系统和方法的全面理解和使能对该系统和方法的描述。然而，相关领域的技术人员将理解的是，这些实施方式能够在没有所述具体细节中的一者或多者的情况下被实现，或者使用其他组件、系统等来实现。在其他实例中，公知的结构或操作未被示出，或者不作具体描述，以避免使公开的实施方式的方面变得不清楚。
综述
基于地面的“到达时间”(TOA)定位系统在城市/室内环境中面临的主要挑战之一是由陆地发射机的低海拔性质引起的严重的无线信号多路径效应。在到达定位接收机之前，从地面基站传送的无线测距信号可能由单个/多个周围的物体(例如，建筑物和车辆)反射、衍射和/或散射，并且以一时间延迟到达该接收机，该时间延迟可明显与“视线”信号不同。发射机与接收机之间的信号的行程时间的测量能够被用作对该信号经过的距离的估计，但是该距离不总是对发射机与接收机之间的LOS距离的精确反映，因为所述多路径效应。因此，接收到的信号(包括直接LOS路径和多延迟路径)对接收机取得最早到达的LOS信号、以及估计其传输时间造成困难。这直接导致测距测量误差，基于该测距测量误差，计算出的三边测量定位解也是有误的。在极端的情况下，例如，密集的城市峡谷或深的市内位置，直接LOS信号总体上被发射机与接收机之间的物体减弱，以使其不可能仅通过对接收到的信号进行研究来获取精确的测距测量。
为了处理该问题，可以使用贝叶斯方法，其中，基于信道模型(例如，从发射机到环境中的各个位置的信号路径特性)获取的对接收机的环境的先验知识被合并到对接收机的位置解的估计中(例如，其中，最大似然估计法、最大后验概率、最小方差、或用于估计接收机的位置解的其他方法)。如这里进一步讨论的，该方法的一个实施方式涉及两步定位精度改进过程，即，(1)测量从陆地发射机传送至假定的接收机位置(即，“参考位置”)的定时数据(例如，多路径感应的TOA测量、或测量的TOA信号与LOS信号之间的差异)，以及(2)应用测距测量或对应的误差的估计，以改善定位精度。这些方法和其他方法的方面在下面被进一步详细讨论。
本公开文件可以使用各种术语，包括到达时间(TOA)和测距。这两个术语是相关的，因为“TOA”表示信号的行程时间，而“测距”表示使用TOA和信号速度(例如，光速)计算的距离。术语“测距测量”通常可以用于指代TOA数据。
以下结合附图来描述各种方面、特征和功能。虽然本发明的实施方式的细节可以变化，并且仍然落在所要求保护的本发明的范围之内，但本领域的技术人员将理解的是，这里描述的附图不意图提出关于本发明的方面的使用或功能的范围的任何限制。附图及其描述都不应当被解释为具有与这些附图中示出的组件中的任意一者或组合有关的任何依赖性或需要。
注意的是，相似的数字用于指代共享相似特性的方面。例如，对系统100A至系统100E进行参考，其中每个系统虽然描述了不同的实施方式，但包括相似的组件。还注意的是，一个数字可以用于同时指代相似的方面。例如，对系统100的参考可以指代系统100A-E中的任意一者。
图1A示出了可以在其上实现各种实施方式的示例位置/定位系统100A的细节。定位系统100(在这里也称为广域定位系统(WAPS)或简称“系统”)可以包括同步的发射机110(在这里也称为“信标”)和接收机120(在这里也简称为“接收机单元”或“用户设备”或“移动设备”)的网络，所述发射机110典型地为陆地的，所述接收机120被配置成获取和追踪从发射机110提供的信号，和/或例如由卫星系统(例如，全球定位系统(GPS)和/或其他基于卫星或陆地的定位系统)提供的其他位置信令。系统100A还可以包括与各种其他系统(例如，发射机、网络基础设施(例如，因特网、蜂窝网络、广域网或局域网、和/或其他网络))通信的服务器系统(未示出)。
可选地，接收机120可以包括位置计算引擎，该位置计算引擎用于根据从多个发射机110、经由来自发射机110中的每个的对应的通信链路接收到的信令来确定位置/定位信息。此外，接收机120还可以被配置成接收和/或发送其他信号，例如，经由来自蜂窝基站(也称为节点B、eNB或基站)的合适的通信链路的蜂窝网络信号、Wi-Fi网络信号、寻呼网络信号、或其他有线或无线连接信令、以及经由卫星通信链路(例如，来自GPS或其他卫星定位系统)的卫星信令。
如图1A中示出的，发射机110(例如，发射机110a-n)可以被设置在各个陆地物体190(例如，人造物体(例如，建筑物和车辆)、或自然物体(例如，山丘、植物和如水之类的反射表面))之中。
注意力现在转到图1B，该图1B描绘了系统100B，通过与系统100A(图1A的)进行比较，该系统100B还包括设置在各个发射机110和陆地物体190之间的远程计算设备(例如，接收机120)。如之前指示的，在某些情形下，确定接收机120的位置通常是期望的，或者甚至是需要的。然而，在具有布设在接收机120与发射机110之间的许多物体190的密集的城市环境中，位置固定可能执行起来比较困难或效果不好。
在城市环境中，如在系统100B中描绘的，信号的行程时间受制于“多路径”延迟，其中，信号不遵循发射机110与接收机120之间的直线路径，而是周游各个物体190，典型地通过这些物体的反射。例如，从发射机110a到接收机120的信号可以遵循通路113a，该通路113a周游物体(例如，物体190a，其阻挡发射机110a与接收机120之间的“视线”通路111a)。通过比较，从发射机110b至接收机120之间的信号通路113b是无阻碍的，以及从发射机110c至接收机120的信号通路113c在多个障碍物之间传播。
与通路111a和113a相关联的行程时间之间的差异例如通常被称为多路径延迟。该多路径延迟能够在使用信号行程时间来估计接收机120的位置时导致误差。当来自多个发射机110的信号是多路径信号(例如，由信号通路113a和113c示出的)时，确定接收机120的位置变得更难。例如，示出了与接收机120对应的初始位置估计121i。如所示出的，该初始位置估计121i具有不同于该接收机120实际所在位置的位置坐标的位置坐标。如下面将进一步阐明的，可以使用这里公开的各种技术来确定更好的位置估计，包括使用空间分布式参考位置，其中，与发射机110相关联的定时数据(例如，到达时间测量)是已知的，或者被估计。
注意力现在转到图1C，该图1C描绘了系统100C，通过比较图1A的系统100A，该系统100C还指定参考位置180(参考位置180a-n)，该参考位置180被分布在物体190与发射机110之间的特定坐标处，例如，在纬度、经度和/或高度方面。例如，参考位置180c与发射机110a-c分离对应的视线距离115a-c，该视线距离115a-c能够使用发射机110a-c的已知坐标和位置180c的已知坐标来测量。下面参考图1D以及在该公开文件中的别处进一步描述参考位置180的附加特征。
本领域的技术人员将理解的是，参考位置可以被均匀分布在相当紧密的网格(例如，如图5示出)上，或者可以被非均匀分布(例如，其中，物体190不准许均匀网格化，或者其中，不位于均匀网格上的点处的特定参考位置更通常地由接收机占据)。在至少一些情况下，参考位置被选择，以使在对接收机的位置的估计期间，至少一个参考位置接近于该接收机，否则，对应于参考位置的多路径误差将不用于多数定位。
注意力现在转到图1D，该图1D示出了从对应的发射机110a-c到参考位置180c的信号通路114a-c。临时或永久接收机(未示出)可以被配置在参考位置180c处，以测量来自对应的接收机110a-c的各个信号的到达时间(TOA)。可替换地，这种到达时间可以使用传播模型以及地理区域内的建筑物和其他障碍物的数据库来预测。TOA测量可以用于在信号通路114a-c中的各个信号在它们到达参考路径180c的途上在各个物体190周围传播时，确定该信号通路114a-c的长度。TOA测量可以被记录在数据源(未示出)中，该数据源对于接收机120是可接入的。其他类型的定时数据可以被计算和记录。例如，多路径延迟误差可以通过采用视线距离115a-c和与信号通路114a-c相关联的距离之间的差异来计算。如所示出的，信号通路114a等于视线距离115a，因此，与发射机110a和参考位置180c相关联的多路径延迟误差将为零。
关于发射机110a-n中的每个的类似的定时数据可以针对参考位置180a-n中的每个被存储。所得到的TOA测量和对应的多路径延迟误差可以被存储在数据源(未示出)中，该数据源至少在之后的时间可由一个或多个处理组件(未示出，但潜在地包括接收机120处的一个或多个处理组件，或与接收机120无线通信的远程服务器)接入。
例如，图1E描绘了系统100E，该系统100E有效地将系统100B和100C合并。
注意力现在转到图2A，该图2A示出了由从初始估计121i起的感兴趣的距离275定义的感兴趣的参考周边271。尽管未示出，感兴趣的参考周边271可以具有任何数量的形状。
感兴趣的参考周边271的一个用途可以是用于识别感兴趣的参考位置，以供在计算其他(以及潜在地改善)位置估计时使用。如所示出的，参考位置180a-c位于从初始估计121i起的感兴趣的距离275内，而其他参考位置180d-n落到感兴趣的参考周边271的外面。如这里进一步详细讨论的，落入感兴趣的参考周边271内的参考位置可以取决于它们与接收机120的接近度、基于初始估计121i来选择。
具有初始估计121i的接收机120了解其处于多路径环境，并且希望使用临近参考位置180来改善该估计120i。为了这样做，接收机120使用来自这些参考位置180中的每个的数据、以及其测量的TOA数据来形成一系列假设检验，以精炼其位置定位估计。例如，接收机可以假设特定的临近参考位置180包括合适的测距误差校正(或其他定时数据调整)。向测量的TOA数据应用这些校正导致新位置估计221，其质量可以通过各种方式(例如，使用后面讨论的“测距残差”)来评估。可以针对接收机120的周边271中的参考位置180中的每个参考位置来作出该假设检验。
注意力现在转到图2B，该图2B示出了与参考位置180a-c相关联的其他位置估计221a-c的计算。如在这里进一步详细讨论的，三个不同的位置估计221a-c可以基于与从发射机110a-c到接收机120的信号通路113a-c相关联的TOA测量、以及对应于参考位置180a-c的定时数据。例如，上面结合图1D所提到的多路径延迟误差可以用于调整在接收机120取得的TOA测量，并且调整的TOA测量可以用于计算位置估计221a-c。这些估计的质量可以被评估(例如，使用测距残差)，以确定哪个是超越初始位置估计的改进(如果有的话)。
注意力现在转到图2C，该图2C示出了用于过滤位置估计221a-c以确定位置估计221a-c之中的哪个位置估计是最准确的方法。如所示出的，参考位置a-c与初始估计121i之间的距离281a-c可以被确定。参考位置a-c与位置估计221a-c之间的其他距离282a-c也可以被确定。此外，这些位置估计221通过将对应于参考位置180的定时数据与测量的TOA合并来得出。过滤可以基于距离281和/或282的各种使用来被应用。通常情况下，如果特定的参考位置180具有针对接收机120的适用定时数据，则与该参考位置180相关联的校正应当将初始位置估计121i朝向该参考位置180移动。
例如，与参考位置180c相关联的位置估计221c可以被视为无效，因为距离282c超过距离281c，或者超过一些距离阈值量。接近位置估计121i与221c之间的比较的另一方法是注意，位置估计221c进一步远离参考位置180，以及新位置估计不将接收机120的初始位置估计121i靠近参考位置180c移动。
通过比较，位置估计221a可以被视为无效，因为距离282a小于距离281a，或者不超过一些距离阈值量。另一方式是考虑位置估计221a(作为新位置估计)是否靠近参考位置180a移动初始位置估计121i。
注意力现在转到图2D，该图2D示出了具有不均匀的边界的感兴趣的参考周边271’。感兴趣的参考周边271’的非对称形状可以依赖于各种因素，包括系统200中的多路径严重性的变化。
方法
上面已经描述了各种系统特征，包括发射机110和接收机120。下面描述的并且在附图中描绘的图3提供关于各种系统组件的某些实施的进一步的细节。在描述图3中示出的过程的同时对图2A-D作出参考。
使用定时数据来确定位置
图3示出了对用于使用与陆地发射机(例如，发射机110)和参考位置(例如，参考位置180)相关联的定时数据来计算对远程接收机(例如，接收机120)的位置估计(例如，位置估计221)的过程进行详细描述的图示。
在阶段310，使用从发射机110获取的接收机120的原始测距数据(例如，TOA数据)来确定对接收机120的初始位置估计121i。在阶段320(参考图2A)，位于从初始位置估计121i起的距离275内的参考位置380被识别。相应地，初始位置估计121i可以用于识别位于初始位置估计121i的特定周边271内的参考位置180，并且因此潜在地临近接收机120的实际位置。感兴趣的周边271的形状和尺寸可以具有各种形状和尺寸，这些形状和尺寸具有可定义的边界，包括球体或其他三维形状。在多路径严重性在系统200内变化时，这些形状可以变化。例如，如图2D中示出的，感兴趣的周边271’的边界可以从图2A的感兴趣的周边271的边界变化，其中，多路径严重性在系统200D内变化。
在阶段330，与参考位置380相关联的定时数据可以被识别。例如，这种定时数据可以包括与由发射机110传送的信号相关联的、且在参考位置180处测量的TOA测量，或基于该参考位置180处的TOA测量的多路径延迟校正，以及发射机110与参考位置180之间的对应的视线距离。
在阶段340(参考图2B)，对接收机120的位置估计221可以基于在接收机120处的TOA测量和与参考位置180相关联的定时数据来确定。例如，位置估计221可以基于通过与在参考位置180处测量的针对特定发射机110的多路径延迟误差相关联的多路径延迟校正，对在接收机120处接收的TOA测量进行调整。所得到的调整的TOA测量之后可以用于计算位置估计221。
阶段320到350可以针对其他参考位置380重复进行。
在阶段350，迭代过程之后可以用于确定与各个参考位置180n相关联的哪个定时数据最接近应用于原始测距测量的定时数据，以精炼接收机120的定位结果——即，针对每个参考位置180的定时数据用于确定哪个参考位置180最接近于接收机120的真实位置。例如，来自位置估计221和121i的最优位置估计可以通过使用每个位置估计以及相关联的校正的TOA数据进行计算、并且针对所有估计的集合的这些计算的结果可以被比较以选择最优位置估计，来针对每个位置估计被确定。特别地，测距残差可以针对与每个参考位置180相关联的位置估计来获取，并且导致最小测距残差的估计可以被选为最优位置估计。
在阶段360(参考图2C)，所得到的位置估计221可以以与图2C中描绘的以及在这里的其他地方描述的方式相似的方式来被过滤。主要地，参考位置180与各个位置估计221之间的距离282可以基于预定义的条件(例如，不超过最大距离；具有一些和初始位置估计120i或参考位置180与初始位置估计120i之间的距离281有关的关系特性)来被评估。相应地，在阶段360中的过滤可以用于选择最优位置估计，其中，阶段350将选择不准确的位置估计221或相关联的定时数据。
在一个特定的实施方式中，称为定位收敛性度量(PCM)的量化参数可以用于描述在使用特定定时数据之前和之后(例如，在应用多路径延迟误差校正之前或之后)的三边测量定位结果变化趋势。PCM可以针对参考位置180中的每个来被计算，该参考位置180落入感兴趣的周边271。在PCM计算时，从初始位置估计到参考位置180的距离281可以被确定，并且之后与计算的从更新的位置估计221到参考位置180的距离282进行比较。如果距离281大而距离282明显变小，PCM是大的，并且针对该参考位置180的定时数据可以被视为是有效且合适的。否则，与参考位置180相关联的定时数据可以被视为是无效的，并因此不被应用。图2C示出了用于过滤针对参考位置180的定时数据的PCM方式的一种实施。
阶段320到340和360可以针对其他参考位置380重复进行。
定时数据用于确定位置的替换使用
在接收机120取得的TOA测量可以用于确定与接收机120相关联的时间偏移，该时间偏移可以用于调整之前在参考位置180测量的TOA测量。那些调整的TOA测量之后可以用于计算位置估计221a-c。另一方式可以涉及选择在接收机120处取得的优选的TOA测量，并且之后计算该TOA测量与在接收机120处取得的剩余TOA测量之间的差异。类似的差异可以针对在每个参考位置处的TOA测量来计算，并且之后和与在接收机120处取得的TOA测量相关联的差异进行比较。这些和其他方式在下面被更详细地描述。
替换的方法被考虑与那些上面参考图3描述的进行比较。例如，非迭代方法可以比较在特定参考位置180处的定时数据和来自接收机120的TOA测量。为了比较定时数据和TOA测量，与接收机120的未知接收机时间相关联的多余参数(例如，时间偏移)可能需要被解决。解决时间偏移可以使用各种技术来完成。
例如，对时间偏移的最大似然估计可以基于以下中的任意或所有来针对每个参考位置进行计算：发射机的传输时间、在接收机120处的TOA测量、以及与参考位置相关联的定时数据。之后，TOA测量可以用该估计的偏移进行修改，以有效地将它们从估计的伪距变化到估计的真实测距。这些估计的真实测距之后可以基于之前在参考位置180处测量的TOA测量来与参考位置180处的期望的TOA测量进行比较。度量(例如，L1范数或L2范数)之后可以用于对在接收机120处的TOA测量与在参考位置180处的期望的TOA测量之间的差异进行量化。类似的过程可以针对其他参考位置180重复进行，并且度量的结果可以被比较以选择与特定参考位置180相关联的最优定时数据。例如，针对参考位置180的对应于与度量相关联的最小值的结果可以被选为最优位置估计。本领域的技术人员将理解的是，不同的时间偏移计算可以针对每个参考位置来作出。
可替换地，由接收机120接收到的TOA测量中的一者可以从其他TOA测量之中被选为“最强”测距测量。所选择的TOA测量之后可以被从剩余的TOA测量中的每个中减去，从而产生消除来自接收机120的公共时间偏移的时间差集合。这些时间差中的每个之后可以与在每个参考位置180处的对应的时间差集合进行比较。度量(例如，L1范数或L2范数)之后可以用于对该比较进行量化，并且产生优选结果的参考位置180可以被选为最优位置估计。
上述方法中的每个还可以包括梯度型算法，该算法可以用于在针对每个参考位置的测距测量误差在小地理距离上相对恒定时进一步精炼位置估计。
收集定时数据
参考图1C-D，注意力现在转到图4，该图4描绘了具有用于收集与陆地发射机(例如，发射机110)和参考位置(例如，参考位置180)相关联的定时数据的步骤的方法400，该定时数据可以用于计算对远程接收机(例如，接收机120)的位置估计(例如，位置估计221)。
在阶段410和420，每个发射机110和参考位置180的坐标被确定。该坐标可以根据之前映射的数据来得出，或者可以使用位置定位技术(例如，GPS和其他)来确定。
在阶段430，每个发射机110与参考位置180之间的“视线”(LOS)距离被确定。例如，图1B的距离111a和距离115a-c中的每个描绘LOS距离。
在阶段440，和每个发射机110与参考位置180之间的信号通路相关联的定时数据被估计。用于估计的信号通路长度的一种方式涉及采用在参考位置180处的TOA测量。另一方式涉及使用三维映射技术，该技术利用地理数据库来确定从每个发射机110到物体190周围的参考位置180的最短路径。阶段440能够通过在每个参考位置180处收集来自每个发射机110的信号传播/测距测量数据(例如，TOA数据)、并且(可选地)将与测量的TOA相关联的距离与LOS距离进行比较来实现。如果这种测量不可能，阶段440可以通过使用系统100中的物体190的三维模型预测测距测量数据来实现。这种物体190可以被认为是障碍物，无线信号只能周游该障碍物，但不能通过。因此，通过将无线测距信号视为移动粒子，阶段440的某些实施方式可以估计无线测距信号的传输路径，该信号在复杂的城市区域中的发射机和参考位置对之间传播。绕开其到参考位置180的途中所有中间物体190(例如，建筑物、山丘)的最短可能路径可以被确定。
在阶段450，可以通过比较TOA测量与LOS距离来估计多路径延迟误差。例如，在阶段440中确定的信号的行程距离可以被与LOS信号的期望行程距离(在阶段430中确定的)进行比较，并且该差异可以用于确定针对每个信号从每个发射机110到每个参考位置180的多路径延迟误差。
阶段420到450可以针对其他参考位置180重复进行，所述其他参考位置180优选地临近地均匀分布在系统1000上。然而，实际中，该分布有可能是非均匀的。参考位置180的间距可以取决于各个因素，包括系统100中的测距测量或误差变化率，以及物体的位置(例如，其中，参考位置180可以位于高建筑物的所有四面)。来自阶段440、450和/或460的结果可以存储在数据源中，以供之后由远程接收机120接入。
附加的方面
对应于参考位置的定时数据的数据源
特定方面应用于城市环境中的个人移动手机。根据一些实施方式，与物体190(例如，建筑物)有关的三维模型数据或规定在参考位置处的测距测量的测量数据可以在陆地定位系统(包括发射机110)的任意部署之前来获取。然而，存储的模型或测量数据可以在连续的基础上被更新，或者在系统100或200存在一些变化时被更新(例如，物体190的移除或引入；发射机110的移除或引入)。
模型或测量数据的存储器可以位于可由接收机120接入的服务器，或者位于接收机120的本地数据源。对数据源的接入可以通过发射机110的陆地网络或局域网(例如，通过各种中间计算设备(例如，路由器、其他接收机120或其他设备)的Wi-Fi、蓝牙或其他无线网络)来实现。
根据各个方面，模型或测量数据可以包括针对每个参考位置180的位置坐标(例如，纬度、精度和高度)，并且还可以包括针对发射机110a到发射机110n的对应的定时数据。针对每个发射机110a-n的位置坐标也可以被存储，或者每个发射机110a-n与每个参考位置180之间的LOS距离可以被存储。
进一步预期的是，定时数据可以随时间从其他接收机收集。
用于确定最优位置估计的示例计算
在至少一个实施方式中，从多个位置估计中进行最优位置估计的选择可以使用以下目标函数或其变形来完成：
其中，w[n]是被分配给发射机[n]的权重；PR[n]表示来自接收机的测距测量；距离[n]表示参考位置的位置估计与发射机[n]之间的距离；以及tb表示对于PR[l]-[n]公共的时间偏移。该目标函数的结果可以被称为残差。残差可以针对对应于每个参考位置的每个位置估计来进行计算。导致具有优选残差(例如，最小残差)的位置估计和对应的参考位置之后可以被选为最优位置估计。
处理与参考位置相关联的测距测量和定时数据
各种方面与用于结合与参考位置180和发射机110相关联的定时数据，处理从发射机110传送到接收机120的测距测量的不同方法有关。
例如，一个或多个方面可以涉及用于改善到达时间定位系统中的位置定位估计的系统(例如，具有至少一个处理组件的这种系统)、方法和计算机程序产品(例如，包括具有在其中编码的计算机可读程序指令的非暂时性计算机可用介质)，在所述到达时间定位系统中，远程接收机的位置根据在接收机处执行的针对来自一组发射机的传输的到达时间测量来确定。该系统、方法和计算机程序产品可以执行或实施以下方法步骤中的任意或全部：获取对应于具体的地理区域内的多个参考位置的定时数据(例如，时间校正)的数据库；获取对应于测量的从发射机到远程接收机的传输的到达时间的第一测量集合；将所述第一测量集合与来自所述数据库中的数据合并以形成第二测量集合；以及使用所述第二测量集合来计算所述接收机的位置定位。
如另一示例，一个或多个方面可以涉及用于基于从一个或多个发射机传送的一个或多个到达时间测量、和与一个或多个发射机和远程接收机的参考区域内的一个或多个参考位置相关联的第一定时数据来确定对远程接收机的位置定位估计的系统(例如，具有至少一个处理组件的这种系统)、方法和计算机程序产品(例如，包括具有在其中编码的计算机可读程序指令的非暂时性计算机可用介质)。该系统、方法和计算机程序产品可以执行或实施以下方法步骤中的任意或全部：基于从一个或多个发射机传送到远程接收机的一个或多个到达时间测量来确定对远程接收机的初始位置估计；识别与一个或多个发射机相关联并且还与初始位置估计的预定义的距离内的第一参考位置相关联的第一定时数据；以及基于所述一个或多个到达时间测量和与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据来确定对远程接收机的第一位置估计。所述第一定时数据可以包括与一个或多个发射机相关联并且还与第一参考位置相关联的一个或多个时间校正。通过使用一个或多个时间校正来调整一个或多个到达时间测量，来确定第一位置估计。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：确定第一位置估计与第一参考位置的位置之间的第一距离；使用该第一距离来确定初始位置估计是否是优于第一位置估计的对远程接收机的位置的估计；在第一距离超过距离阈值量时，确定初始位置估计可以是优于第一位置估计的对远程接收机的位置的估计；确定初始位置估计与第一参考位置的位置之间的初始距离；以及在初始距离超过第一距离一距离阈值量时，确定第一位置估计可以是优于初始位置估计的对远程接收机的位置的估计。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：基于从对应的第一发射机和第二发射机传送至所述远程接收机的第一到达时间测量和第二到达时间测量来确定所述初始位置估计；识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的第一时间校正和第二时间校正；以及基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及所述第一时间校正和第二时间校正来确定所述第一位置估计。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述初始位置估计的预定义的距离内的第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的另一集合；以及基于所述一个或多个到达时间测量、以及与所述第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的另一集合，来确定对所述远程接收机的第二位置估计。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：在对应于目标函数对第一位置估计的第一应用的结果优于对应于目标函数对其他位置估计的其他应用的其他结果时，确定第一位置估计是优于其他位置估计的位置估计。第一结果可以基于第一距离与第二距离之间的第一加权差异，该第一距离为第一位置估计与第一发射机的位置之间的距离，而第二距离可以基于第一到达时间测量。目标函数的第一应用可以使用第一位置估计和一个或多个发射机的一个或多个位置来计算与第一位置估计和一个或多个发射机的一个或多个位置之间的一个或多个距离有关的一个或多个值，并且之后将所计算出的一个或多个值与和一个或多个到达时间测量相关联的一个或多个其他值进行比较。
一个或多个时间校正可以对应于从一个或多个发射机到第一参考位置的一个或多个信号通路，该通路在设置在一个或多个发射机中的每个与第一参考位置之间的一个或多个物体周围延伸。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：确定第一参考位置的位置；确定第一参考位置的位置；确定来自一个或多个发射机中的第一发射机的位置；确定第一参考位置与第一发射机之间的第一视线距离；估计第一发射机与第一参考位置之间的第一信号通路的第一长度；比较该第一视线距离与第一长度；基于第一视线距离与第一长度之间的比较，估计一个或多个时间校正中的第一时间校正；以及引发该第一时间校正被存储在数据源中。第一长度可以基于从第一发射机到第一参考位置的第一测距测量、基于临近第一发射机或第一参考位置的物体的第一参考模型、或基于被设置在第一发射机与第一参考位置之间的物体周围的一个或多个信号通路来被估计。第一视线距离和第一测距测量可以被比较，以确定该第一测距测量是否与从第一发射机到第一参考位置的第一多路径信号相关联。第一测距测量调整可以基于第一视线距离与第一长度之间的差异。
第一定时数据可以包括与一个或多个发射机和第一参考位置相关联的一个或多个测量的到达时间的第一集合，该第一集合在从一个或多个发射机传送到远程接收机的一个或多个到达时间测量的传输之前，在第一参考位置处从一个或多个发射机收集。方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：基于从一个或多个发射机传送到远程接收机的一个或多个到达时间测量来确定对时间偏移的最大似然估计；确定与第一参考位置和一个或多个发射机相关联的一个或多个调整的到达时间的第一集合，其中，所述一个或多个调整的到达时间的第一集合可以基于对时间偏移的最大似然估计和一个或多个测量的到达时间的第一集合；基于一个或多个到达时间测量和一个或多个调整的到达时间的第一集合来计算第一结果；基于该第一结果确定第一位置估计；识别第二定时数据，该第二定时数据包括与一个或多个发射机相关联并且还与初始位置估计的预定义的距离内的第二参考位置相关联的一个或多个测量的到达时间的第二集合；确定与第二参考位置和一个或多个发射机相关联的一个或多个调整的到达时间的第二集合，其中，所述一个或多个调整的到达时间的第二集合可以基于对时间偏移的最大似然估计和一个或多个测量的到达时间的第二集合；基于一个或多个到达时间测量和一个或多个调整的到达时间的第二集合来计算第二结果；以及在第一结果优于第二结果时，确定第一位置估计与第一参考位置有关。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：识别从第一发射机传送到远程接收机的第一到达时间测量；通过从一个或多个到达时间测量中的每个中减去第一到达时间测量以产生一个或多个对应的时间差，来解决一个或多个到达时间测量之中的公共时间偏移，其中，第一定时数据包括对应于测量的与一个或多个发射机和第一参考位置相关联的到达时间的一个或多个其他时间差的第一集合；基于一个或多个对应的时间差和一个或多个其他时间差的第一集合来计算第一结果；基于第一结果确定第一位置估计；识别第二定时数据，该第二定时数据包括对应于测量的与一个或多个发射机以及初始位置估计的预定义的距离内的第二参考位置相关联的到达时间的一个或多个其他时间差的第二集合；基于一个或多个对应的时间差和一个或多个其他时间差的第二集合来计算第二结果；以及在第一结果优于第二结果时，确定第一位置估计与第一参考位置有关。
如之前描述的，定时数据可以被存储以供接收机120之后的使用。因此，某些方面涉及用于收集定时数据的方法。如另一示例，某些方面涉及用于确定与一个或多个参考点和一个或多个发射机有关的对多路径引发的测距测量误差的估计的系统和方法。该系统可以实施一个或多个处理组件，该处理组件可操作用于执行以下方法步骤：确定第一参考点的位置；确定第一发射机的位置；确定所述第一参考点与所述第一发射机之间的第一距离；估计所述第一发射机与所述第一参考点之间的第一信号通路的第一长度；比较所述第一距离与所述第一长度；基于所述第一距离与所述第一长度之间的所述比较，估计第一测距测量误差；以及引发该第一测距测量误差被存储在数据源中。
数据源可以被配置成存储对应于第一发射机和包括第一参考点的多个参考点的第一多个测距测量误差；或者，可以被配置成存储对应于第一参考点和包括第一发射机的多个发射机的第一多个测距测量误差；或者，可以被配置成存储对应于第一发射机和包括第一参考点的多个参考点的第一多个测距测量误差，并且还被配置成存储对应于第二发射机和多个参考点的第二多个测距测量误差。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：确定第二参考点的位置；确定第二参考点与第一发射机之间的第二距离；估计第一发射机与第二参考点之间的第二信号通路的第二长度；比较第二距离与第二长度；基于第二距离与第二长度之间的比较，估计第二测距测量误差；以及引发该第二测距测量误差被存储在数据源中。
方法步骤还可以或可替换地包括以下步骤的各种组合：确定第二发射机的位置；确定第一参考点与第二发射机之间的第二距离；估计第二发射机与第一参考点之间的第二信号通路的第二长度；比较第二距离与第二长度；基于第二距离与第二长度之间的比较，估计第二测距测量误差；以及引发该第二测距测量误差被存储在数据源中。
第一距离和第一测距测量可以被比较以确定该第一测距测量是否可以与从第一发射机到第一参考点的第一多路径信号相关联。该第一测距测量误差可以基于第一距离与第一长度之间的差异。第一距离可以使用第一参考点的位置的纬度、精度和高度坐标、以及使用第一发射机的位置的纬度、精度和高度坐标来确定。第一长度可以基于从第一发射机到第一参考点的第一测距测量、基于临近于第一发射机和第一参考点的物体的第一空间模型、或者基于在设置在第一发射机与第一参考点之间的物体周围的一个或多个信号通路来被估计。
其他位置数据的使用
最优位置估计的确定还可以在其他定位资源可用时由其他定位资源辅助。例如，气压测高计能够用于滤出落到可接受的垂直方向之外的参考位置180。
其他网络的使用
可以使用从由来自对应的一个或多个陆地发射机的一个或多个陆地发射机测距测量、来自对应的一个或多个卫星的一个或多个GPS测距测量、以及来自接收机的范围内的一个或多个对应的无线局域网的一个或多个信号组成的群组中选出的初始位置信息来确定接收机位置的初始估计。根据一个方面，接收机可以连接至无线局域网(例如，在已知或估计的位置处的Wi-Fi热点)，以及无线LAN的位置可以用于识别临近参考点。LAN的位置的确定可以使用参考数据源来完成，该参考数据源将由接收机接收到的关于LAN的识别信息与存储的LAN的位置相关，或者使用由LAN广播的位置信息来完成。可替换地，来自多个发射机的测距测量可以用于估计初始位置，该初始位置可以用于识别接收机的阈值距离内的参考点。一旦参考点被识别出，Wi-Fi热点的位置可以用于滤出不位于从Wi-Fi热点起的阈值距离内的识别出的参考点的位置。
位置估计的计算
该公开文件预期了用于使用来自发射机110或其他地方(例如，定时数据的数据源)的测距测量来计算对接收机120的位置估计121i或221的各种方法。例如，TOA数据可以在三边测量过程期间被用于计算位置估计121i和221。本领域的技术人员将理解的是，用于计算到达时间系统(例如，陆地和卫星系统)中的位置估计的任何方法是被考虑的。
定时数据也可以用于对对应于特定发射机的测距测量进行加权。例如，定时数据(例如，多路径延迟误差)能够用于在参考位置处对针对对应的发射机的对应的调整的测距测量进行加权。如果多路径延迟误差大，对应的调整的测距测量可以被赋较低的权值。通过比较，如果多路径延迟误差小，对应的调整的测距测量可以被分配高权值。以类似的方式，接收到的测距测量SNR可以用于对每个测距测量进行加权，作为位置定位计算的一部分。其他信号参数(例如，接收到的多路径曲线)也可以用在加权过程中。
支持方面
各种方面涉及其他专利申请、专利公布、或授权专利的公开文件。例如，出于任意和所有目的，以下申请、公布和专利中的每个的全部内容通过引用合并于此。于2012年3月5日提交的题为WIDEAREAPOSITIONING SYSTEMS的美国实用新型专利申请序列号13/412,487；于2009年9月10日提交的题为WIDE AREA POSITIONING SYSTEM的美国实用新型专利序列号12/557,479(现在美国专利号8,130,141)；于2012年3月5日提交的题为WIDE AREA POSITIONING SYSTEMS的美国实用新型专利申请序列号13/412,508；于2011年11月14日提交的题为WIDE AREA POSITIONING SYSTEMS的美国实用新型专利申请序列号13/296,067；于2011年6月28日提交的题为WIDE AREA POSITIONING SYSTEMS(WAPS)的申请序列号PCT/US12/44452；于2012年6月28日提交的题为CODING IN WIDE AREA POSITIONINGSYSTEMS(WAPS)的美国专利申请序列号13/535,626；于2012年8月2日提交的题为Cell Organization andTransmission Schemes in a Wide Area Positioning System(WAPS)的美国专利申请序列号13/565,732；于2012年8月2日提交的题为Cell Organization and Transmission Schemes in a Wide Area Positioning System(WAPS)的美国专利申请序列号13/565,723。这里，上述申请、公布及专利可以被独立地或统称为“合并的参考文献”、“合并的申请”、“合并的公布”、“合并的专利”，或者另外指定。这里公开的各种方面、细节、设备、系统和方法可以根据各种实施方式与合并的参考文献中的任意参考文献中的公开文件合并。
该公开文件通常涉及用于提供针对位置确定的信令、以及使用与例如蜂窝手机或其他具有处理组件、收发能力、存储器、输入/输出能力以及其他特征的便携式设备中的接收机通信的发射机的广域发射机阵列来确定高精度的位置/定位信息的定位系统和方法。
与某些方面相关联的定位信令服务可以使用仅广播发射机，该仅广播发射机可以被配置成传送加密的定位信号。发射机(在这里其可以被称为“塔”或“信标”)可以被配置成在专门授权或共享授权/未授权的无线电频谱中操作；然而，一些实施方式可以被实施为在未授权的共享频谱中提供信令。发射机110可以使用如这里描述的或在合并的参考文献中的新颖的信令来在这些各种无线电频带中传输信令。出于有利于定位和导航的目的，该信令可以为专用信号的形式，该专用信号被配置成提供具有定义的格式的特定数据。例如，信令可以被结构化以特别有利于在障碍环境中的操作，例如，在该障碍环境中，陆地卫星位置信令被衰减和/或受反射、多路径的影响等。此外，信令可以被配置成提供快速获取和位置确定时间，以允许在设备上电或位置激活时的快速位置确定、降低的功耗，和/或提供其他优势。
接收机可以为一个或多个用户设备的形式，其可以是被配置成从发射机接收信令、以及可选地被配置成接收GPS或其他卫星系统信令、蜂窝信令、Wi-Fi信令、Wi-Max信令、蓝牙、以太网和/或本领域公知或开发的其他数据或信息信令的多种电气通信设备中的任意设备。接收机可以为蜂窝或智能手机、平板电脑设备、PDA、笔记本或其他计算机系统、和/或相似的或等价的设备的形式。在一些实施方式中，接收机可以是被单独或主要配置成接收来自发射机的信号、并至少部分地基于所接收的信号来确定定位/位置的独立式位置/定位设备。如这里描述的，在这里，接收机也可以被称为“用户设备(UE)”、手持设备、智能电话、平板电脑、和/或简单地称为“接收机”。
发射机可以被配置成经由通信链路向多个接收机单元发送发射机输出信号(例如，为了简化，在某些附图中示出了单个接收机单元；然而，典型的系统将被配置成支持定义的覆盖区域内的多个接收机单元)。发射机还可以经由通信连路连接至服务器系统，和/或可以具有到网络基础设施的其他通信连接，例如，经由有线连接、蜂窝数据连接、Wi-Fi、Wi-Max或其他无线连接等。
这里描述的或合并的参考文献中的广域定位系统(WAPS)的各种实施方式可以与其他定位系统合并，以提供增强的定位和位置确定。可替换地或附加地，WAPS系统可以用于辅助其他定位系统。此外，由WAPS系统的接收机确定的信息可以经由其他通信网络链路(蜂窝、Wi-Fi、寻呼等)来提供，以向一个或多个服务器系统、以及向存在于网络基础设施上的或与网络基础设施耦合的其他网络系统报告位置和定位信息。
例如，在蜂窝网络中，蜂窝回程链路可以用于将来自接收机的信息经由网络基础设施提供至相关联的蜂窝载体和/或其他。这可以用于在紧急期间快速且精确地定位接收机的位置，或者可以用于提供来自蜂窝载体或其他网络用户或系统的基于位置的服务或其他功能。
应当理解的是，在该公开文件的上下文中，定位系统是使纬度、精度和高度坐标局部化的定位系统，其也可以按照一维、二维或三维坐标系(例如，x、y、z坐标、角度坐标、矢量和其他表示)来描述或示出。此外，注意的是，无论何时提及“GPS”，其在全球导航卫星系统(GNSS)的更广泛的意义上来理解，该GNSS可以包括其他现有的卫星定位系统(例如，GLONASS)和未来的定位系统(例如，伽利略(Galileo)和罗盘(Compass)/北斗(Beidou))。此外，如之前提到的，在一些实施方式中，除了基于卫星的定位系统之外，或代替基于卫星的定位系统，可以使用其他定位系统(例如，基于陆地的系统)。
WAPS的实施方式包括多个发射机，所述多个发射机被配置成在发射机输出信号中向接收机广播WAPS数据定位信息、和/或其他数据或信息。定位信号可以被坐标化，以在特定系统或局部覆盖区域的所有发射机之间被同步。WAPS数据定位传输可以包括专用通信信道资源(例如，时间、编码和/或频率)，以便于三边测量需要的数据的传输、向订户/订户群组通知、消息的广播、和/或WAPS网络的通用操作。关于WAPS数据定位传输的其他公开可以在合并的申请中找到。
在使用到达时间差或三边测量的定位系统中，传送的定位信息典型地包括精度定时序列和定位信号数据中的一者或多者，其中，定位信号数据包括发射机的位置和各个定时校正和其他相关的数据或信息。在一个WAPS实施方式中，数据可以包括附加的消息或信息，例如针对订户群组的通知/接入控制消息、通用广播消息、和/或与系统操作、用户、与其他网络的交互、和其他系统功能有关的其他数据或信息。定位信号数据可以以多种方式来提供。例如，定位信号数据可以被调制到编码定时序列、随该定时序列添加或覆盖、和/或与定时序列连接。
这里描述的数据传输方法和装置可以用于为WAPS提供改进的位置信息吞吐量。特别地，高阶调制数据可以作为来自伪噪声(PN)测距数据的信息的分开部分被传送。该可以用于允许在使用CDMA多路复用、TDMA多路复用或CDMA/TDMA多路复用的组合的系统中的改进的获取速度。这里的公开文件按照WAPS被示出，其中，多个塔向UE广播同步的定位信号，并且更特别地，使用为陆地上的塔。然而，实施方式不被这样限制，并且本公开文件的精神和范围内的其他系统也可以被实施。
在示例性实施方式中，WAPS使用从塔或发射机(例如，发射机)发送的编码调制(称为扩频调制或伪噪声(PN))来实现宽带宽。对应的接收机单元(例如，接收机)包括用于使用解扩电路(例如，匹配的滤波器或一系列校正器)处理所述信号的一个或多个模块。这种接收机产生理想地具有被低水平能量围绕的强波峰的波形。波峰的到达时间表示在接收机处的传送的信号的到达时间。对来自多个塔(其位置被精确已知)的多个信号执行该操作允许经由三边测量进行接收机位置的确定。与发射机中的WAPS信号生成有关的各种附加的细节、以及接收机中的接收信号处理在这里或合并的参考文献中被描述。
发射机可以包括用于执行相关联的信号接收和/或处理的各种块。例如，发射机可以包括用于接收GPS信号并向处理模块提供位置信息和/或其他数据(例如，定时数据、精度因子(DOP)数据、或可以从GPS或其他定位系统提供的其他数据或信息)的一个或多个GPS模块。用于接收卫星或陆地信号、并提供类似的或等价的输出信号、数据或其他信息的其他模块可以在各种实施方式中被替换使用。GPS或其他定时信号可以用于发射机内的精度定时操作和/或用于WAPS网络中的定时校正。
发射机还可以包括用于生成和发送发射机输出信号(例如，这里在后面描述的)的一个或多个发射机模块(例如，RF传输块)。发射机模块还可以包括本领域公知的或开发的各种元件，该元件用于向发射天线(例如，模拟或数字逻辑和功率电路、信号处理电路、调谐电路、缓存和功率放大器等)提供输出信号。在处理模块中可以进行信号处理以生成输出信号，在一些实施方式中，该处理模块可以与另一模块集成在一起，或者，在一些实施方式中，该处理模块可以为用于执行多个信号处理和/或其他操作功能的独立式处理模块。
一个或多个存储器可以与处理模块耦合以提供对数据的存储和取得，和/或提供对用于在处理模块中运行的指令的存储和取得。例如，该指令可以是用于执行在这里的后面描述的各种处理方法和功能(例如，用于确定位置信息或与发射机相关联的其他信息(例如，定位环境条件))以及生成要发送至用户设备的发射机输出信号的指令。
发射机还可以包括用于感测或确定与发射机相关联的条件(例如，本地压力、温度或其他条件)的一个或多个环境感测模块。在示例性实施方式中，压力信息可以在该环境感测模块中生成，并被提供至处理模块，以与发射机输出信号中的其他数据集成，如这里后续描述的。一个或多个服务器接口模块也可以被包括在发射机中，以提供发射机与服务器系统之间的交互、和/或与网络基础设施的交互。
接收机可以包括用于接收GPS信号、并向处理模块(未示出)提供位置信息和/或其他数据(例如，定时数据、精度因子(DOP)数据、或可以从GPS或其他定位系统提供的其他数据或信息)的一个或多个GPS模块。当然，其他全球导航卫星系统(GNSS)被考虑，并且应当理解的是，与GPS有关的公开可以应用于这些其他系统。当然，任何位置处理器可以被适配成接收和处理这里描述的或在合并的参考文献中的位置信息。
接收机还可以包括用于经由蜂窝或其他数据通信系统发送和接收数据或信息的一个或多个蜂窝模块。可替换地或附加地，接收机可以包括用于经由其他有线或无线通信网络(例如，Wi-Fi、Wi-Max、蓝牙、USB或其他网络)发送和/或接收数据的通信模块。
接收机可以包括用于从陆地发射机接收信号、并且处理该信号以确定这里后面描述的位置/定位信息的一个或多个位置/定位模块。位置模块可以与其他模块集成在一起，和/或可以与其他模块共享资源(例如，天线、RF电路等)。例如，位置模块和GPS模块可以共享一些或全部无线电前端(RFE)组件和/或处理元件。处理模块可以与位置模块和/或GPS模块集成在一起，和/或与位置模块和/或GPS模块共享资源，以确定位置/定位信息和/或执行如这里描述的其他处理功能。相似地，蜂窝模块可以与RF模块和/或处理模块共享RF和/或处理功能。局域网(LAN)模块也可以被包括。
一个或多个存储器可以与处理模块和其他模块耦合以提供对数据的存储和取得，和/或提供对用于在处理模块中运行的指令的存储和取得。例如，该指令可以执行在这里描述的或在合并的参考文献中的各种处理方法和功能。
接收机还可以包括用于感测或确定与接收机相关联的条件(例如，本地压力、温度、移动或其他条件)的一个或多个环境感测模块，该条件可以用于确定接收机的位置。在示例性实施方式中，压力信息可以在该环境感测模块中生成，以用于结合接收发射机、GPS、蜂窝或其他信号来确定定位/位置信息。
接收机还可以包括各种附加的用户交互模块，例如，用户输入模块，其可以为小键盘、触摸屏显示器、鼠标或其他用户交互元件的形式。音频和/或视频数据或信息可以被提供到输出模块(未示出)上，该输出模块例如为一个或多个扬声器或其他音频转换器、一个或多个可视显示器(例如，触摸屏)和/或本领域公知或开发的其他用户I/O元件的形式。在示例性实施方式中，这种输出模块可以用于可视地显示基于接收到的发射机信号确定的定位/位置信息，并且确定出的定位/位置信息还可以被发送至相关联的载体或其他实体的蜂窝模块。
接收机还包括信号处理块，该信号处理块包括数字处理块，该数字处理块被配置成对从RF模块接收到的RF信号进行解调，并且还配置成估计到达时间(TOA)，以用于之后再确定位置中使用。信号处理块还可以包括伪距生成块和数据处理块。该伪距生成块可以被配置成根据估计的TOA生成“原始”定位伪距数据，精炼该伪距数据，以及被配置成向位置引擎提供伪距数据，该位置引擎使用伪距数据来确定接收机的位置。数据处理块可以被配置成对位置信息进行解码、从位置信息中提取分组数据、并对数据执行误差校正(例如，CRC)。接收机的位置引擎可以被配置成处理位置信息(例如，在一些情况下，GPS数据、蜂窝数据和/或LAN数据)，以确定特定范围内的接收机的位置(例如，精度水平等)。一旦确定出，位置信息可以被提供至应用。本领域的技术人员将理解的是，这些位置引擎可以表示能够确定位置信息的任何处理器，包括GPS位置引擎或其他位置引擎。
实施的变形
这里描述的各种组件、模块和功能能够被设置在一起，或者位于分开的位置。通信路径耦合组件，并且包括用于在组件中传送或传递文件的任意介质。通信路径包括无线连接、有线连接和混合无线/有线连接。通信路径还包括到网络的耦合或连接，该网络包括局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、专有网络、局间网络或后端网络、以及因特网。此外，通信路径包括可移除的固定介质，例如软盘、硬盘驱动、以及CD-ROM盘、以及闪存RAM、通用串行总线(USB)连接、RS-232连接、电话线、总线、以及电子邮件消息。
这里描述的系统和方法的方面可以被实施为被编程到多种电路中的功能，所述电路包括可编程逻辑设备(PLD)，例如现场可编程门阵列(FPGA)，可编程阵列逻辑(PAL)设备，电气可编程逻辑和存储设备和基于标准蜂窝的设备，以及专用集成电路(ASIC)。用于实施系统和方法的方面的一些其他可能性包括：具有存储器的微控制器(例如，电气可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、嵌入式微处理器、固件、软件等。此外，系统和方法的方面可以被嵌入在具有基于软件的电路仿真的微处理器、离散逻辑(连续的和组合的)、定制设备、模糊(神经)逻辑、量化设备、以及上述设备类型中的任意类型的混合中。底层设备技术可以被提供在多种组件类型中，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术(如互补金属氧化物半导体(CMOS))，双极技术(如发射极耦合逻辑(ECL))，聚合物技术(例如，硅共轭聚合物和金属共轭金属聚合物结构)，混合模拟和数字等。
应当理解的是，这里公开的任何系统、方法和/或其他组件可以使用计算机辅助的设计工具来描述，并且按照其行为、寄存器传递、逻辑组件、晶体管、布局几何图形、和/或其他特性来被表达(或表示)为嵌入在各种计算机可读媒介中的数据和/或指令。其中可以嵌入这种格式化的数据和/或指令的计算机可读媒介包括但不限于具有各种形式的非易失性存储媒介(例如，光、磁或半导体存储媒介)，以及载波，其可以用于通过无线、光、或有线信令媒介或其任意组合来传递这种格式化的数据和/或指令。由载波进行的这种格式化的数据和/或指令的传递的示例包括但不限于经由一个或多个数据传递协议(例如HTTP、HTTPs、FTP、SMTP、WAP等)在因特网和/或其他计算机网络上进行传递(上传、下载、电子邮件等)。当经由一个或多个计算机可读媒介在计算机系统中接收到时，上面描述的组件的基于这种数据和/或指令的表达可以由计算机系统内的处理实体(例如，一个或多个处理器)结合一个或多个其他组件程序的运行来处理。
除非该上下文明确地要求，否则，在整篇说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等被理解为包括的含义，与专属或穷举的含义不同；也就是说，为“包括但不限于”的含义。使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。此外，当在本申请中使用时，词语“这里”、“在此之后”、“以上”、“以下”以及类似含义的词语是指该申请的全部，而不是指该申请的任意特定部分。当在提及两项或更多项的列表中使用的词语“或者”时，该词语覆盖以下词语解释中的全部：列表中的任意项、列表中的所有项、以及列表中的项的任意组合。
系统和方法的实施方式的上述描述不意图将系统和方法专用于或限制于公开的明确形式。当系统和方法的具体的实施方式和示例出于说明的目的在这里被描述时，各种等价的修改可能落入系统和方法的范围，这是相关领域的技术人员将理解的。这里提供的系统和方法的教导内容能够应用于其他系统和方法，而不只用于上面描述的系统和方法。上面描述的各种实施方式的元件和行为能够被合并以提供其他实施方式。能够对根据上面的具体实施方式的系统和发明作出这些和其他改变。
本领域的技术人员将理解的是，附图中示出的并且这里描述的过程是说明性的，并且不意图将本公开文件限制为示出的阶段顺序。因此，阶段可以被移除和重排，并且未示出的其他阶段可以在本发明的范围和精神内来执行。
在一个或多个示例性实施方式中，描述的功能、方法和过程可以全部或部分地在硬件、软件、固件或其任意组合中实施。如果在软件中实施，功能可以存储在计算机可读介质上，或者在编码为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读媒介包括计算机存储媒介。存储媒介可以是能够由计算机访问的任意可用的媒介。
例如但不限于，这种计算机可读媒介能够包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能够用于携带或存储需要的程序代码的任意其他介质，该程序代码为指令或数据结构的形式，并且能够由计算机接入。如这里使用的磁盘和光盘包括光碟(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘用激光光学地复制数据。以上的组合应该被包括在计算机可读媒介的范围内。
本领域的技术人员将理解的是，信息和信号可以使用多种不同的科技和技术来表示。例如，在整个以上描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒、光场或光粒、或上述的任意组合来表示。
本领域的技术人员还理解的是，结合在这里公开的实施方式描述的各种示出的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实施为电气硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明该硬件和软件的可交换性，各种示出的组件、块、模块、电路和步骤已经在上面根据其功能被广泛地描述。这种功能被实施为硬件还是软件取决于施加在整个系统上的特定应用和设计限制。本领域的技术人员可以以多种方式来针对每个特定应用实施描述的功能，但这种实施决定不应当被解释为引发与公开文件的范围的背离。
结合在这里公开的实施方式描述的各种示出的逻辑块、模块、过程和电路可以使用以下来实施或执行：被设计为执行这里描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或上述任意组合。通用处理器可以是微处理器，但是替换地，该处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器、或任意其他这样的配置。
结合在这里公开的实施方式的方法、过程或算法的步骤或阶段可以直接在硬件中、在由处理器运行的软件模块中、或者在两者的组合中体现。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM、或本领域公知的任意其他形式的存储介质。示例性存储介质耦合至处理器，以使该处理器能够从存储介质中读取信息，以及将信息写入该存储介质。可替换地，该存储介质可以与处理器集成。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端。可替换地，处理器和存储介质可以作为用户终端中的离散组件存在。
权利要求书不意图被限于这里示出的方面，而是被给予与权利要求书的语言的一致的全部范围，其中，对单数元件的提及不意图表示“一个且只有一个”，除非专门这样表述之外，而是表示“一个或多个”。除非专门表述之外，术语“一些”是指一个或多个。涉及项目列表中的“至少一者”的短语是指那些项目的任意组合，包括单数。例如，“a、b或c中的至少一者”意图覆盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。
对公开的方面的之前的描述被提供以使得本领域的任何技术人员能够实现或使用本公开文件。对这些方面的各种修改对于本领域的技术人员而言是容易地显而易见的，并且这里定义的通用原理可以应用于其他方面，而不背离本公开文件的精神或范围。因此，该公开文件不意图被限于这里示出的方面，而是被给予与所附的权利要求书及其等价一致的最宽的范围。
如这里使用的，包括计算机可读媒介(包括所有形式的计算机可读介质，除非达到这种程度——该媒介被视为是非法定的)的计算机程序产品暂时传播信号。
虽然已经详细描述了本发明的各种实施方式，但对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明能够以未被在这里描述的各种其他形式来体现。因此，提供本发明的保护应当仅根据以下的权利要求书来限制。

Claims (28)

1.一种系统，该系统被配置成基于从一个或多个发射机传送至远程接收机的初始定时数据、并且还基于与所述一个或多个发射机和对应于所述远程接收机的参考区域内的一个或多个参考位置相关联的其他定时数据来确定对远程接收机的位置定位估计，该系统包括一个或多个处理组件，该组件可操作用于：
识别从一个或多个发射机传送至远程接收机的初始定时数据；
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与第一参考位置相关联的第一定时数据；以及
基于与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据来确定对所述远程接收机的第一位置估计。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
基于所述初始定时数据确定对所述远程接收机的初始位置估计，其中，所述第一参考位置位于所述初始位置估计的预定义的距离内；以及
基于所述初始定时数据和与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据来确定对所述远程接收机的所述第一位置估计，其中，所述第一定时数据包括与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的一个或多个时间校正。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，通过使用所述一个或多个时间校正调整一个或多个到达时间测量来确定所述第一位置估计。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
确定所述第一位置估计与所述第一参考位置的位置之间的第一距离；以及
使用所述第一距离来确定所述初始位置估计是否是优于所述第一位置估计的对所述远程接收机的位置的估计。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
基于从对应的第一发射机和第二发射机传送到所述远程接收机的第一到达时间测量和第二到达时间测量，来确定所述初始位置估计；
识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的第一时间校正和第二时间校正；以及
基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及所述第一时间校正和第二时间校正，来确定所述第一位置估计。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述初始位置估计的所述预定义的距离内的第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的另一集合；以及
基于所述一个或多个到达时间测量、以及与所述第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的所述另一集合，来确定对所述远程接收机的第二位置估计。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
在对应于目标函数对所述第一位置估计的第一应用的第一结果优于对应于所述目标函数对其他位置估计的其他应用的其他结果时，确定所述第一位置估计是优于所述其他位置估计的位置估计。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个时间校正对应于从所述一个或多个发射机到所述第一参考位置的一个或多个信号通路，该信号通路围绕被设置在所述一个或多个发射机中的每个与所述第一参考位置之间的一个或多个物体延伸。
9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
确定所述第一参考位置的位置；
确定来自所述一个或多个发射机的第一发射机的位置；
确定所述第一参考位置与所述第一发射机之间的第一视线距离；
估计所述第一发射机与所述第一参考位置之间的第一信号通路的第一长度；
比较所述第一视线距离与所述第一长度；
基于所述第一视线距离与所述第一长度之间的所述比较，估计所述一个或多个时间校正中的第一时间校正；以及
引发所述第一时间校正被存储在数据源中。
10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
在所述第一距离超过距离阈值量时，确定所述初始位置估计是优于所述第一位置估计的对所述远程接收机的位置的估计。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一结果基于第一距离与第二距离之间的第一加权差异，所述第一距离为所述第一位置估计与第一发射机的位置之间的距离，所述第二距离基于所述第一到达时间测量。
12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述目标函数的所述第一应用使用所述第一位置估计和所述一个或多个发射机的一个或多个位置来计算与所述第一位置估计和所述一个或多个发射机的一个或多个位置之间的一个或多个距离有关的一个或多个值，并且之后比较所计算出的一个或多个值与和所述一个或多个到达时间测量相关联的一个或多个其他值。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一长度基于从所述第一发射机到所述第一参考位置的第一测距测量来被估计。
14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一长度基于临近于所述第一发射机或所述第一参考位置的物体的第一参考模型来被估计。
15.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一测距测量调整基于所述第一视线距离与所述第一长度之间的差异。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与第二参考位置相关联的第二定时数据；以及
基于与所述第二参考位置相关联的所述第二定时数据，来确定对所述远程接收机的第二位置估计。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
通过调整所述初始定时数据来解决与所述远程接收机相关联的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
执行所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据的第一比较；
执行所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据的第二比较；以及
基于所述第一比较和所述第二比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述调整的初始定时数据包括对应于所述第一参考位置的第一调整的初始定时数据和对应于所述第二参考位置的第二调整的初始定时数据，其中，使用所述第一调整的初始定时数据来执行所述第一比较，并且其中，使用所述第二调整的初始定时数据来执行所述第二比较。
19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
通过调整所述初始定时数据来解决与所述远程接收机相关联的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
对所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据之间的第一差异进行量化；
对所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据之间的第二差异进行量化；以及
基于所述第一差异与所述第二差异的比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述调整的初始定时数据包括对应于所述第一参考位置的第一调整的初始定时数据和对应于所述第二参考位置的第二调整的初始定时数据，其中，使用所述第一调整的初始定时数据来量化所述第一差异，并且其中，使用所述第二调整的初始定时数据来量化所述第二差异。
21.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
从所述初始定时数据中选择第一初始定时测量；
通过基于所述第一初始定时测量调整其他初始定时测量来解决与所述远程接收机相关联的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
执行所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据的第一比较；
执行所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据的第二比较；以及
基于所述第一比较和所述第二比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
22.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理组件还可操作用于：
从所述初始定时数据中选择第一初始定时测量；
通过基于所述第一初始定时测量调整其他初始定时测量来解决与所述远程接收机相关联的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
对所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据之间的第一差异进行量化；
对所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据之间的第二差异进行量化；以及
基于所述第一差异与所述第二差异的比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
23.一种用于基于从一个或多个发射机传送至远程接收机的初始定时数据、并且还基于与所述一个或多个发射机和对应于所述远程接收机的参考区域内的一个或多个参考位置相关联的其他定时数据来确定对远程接收机的位置定位估计的方法，该方法包括以下步骤，其中，至少一个步骤由处理组件执行：
基于从一个或多个发射机传送到所述远程接收机的一个或多个到达时间测量，来确定对远程接收机的初始位置估计；
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述初始位置估计的预定义的距离内的第一参考位置相关联的第一定时数据；以及
基于所述一个或多个到达时间测量和与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据来确定对所述远程接收机的第一位置估计。
24.根据权利要求23所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于所述初始定时数据确定对所述远程接收机的初始位置估计，其中，所述第一参考位置位于所述初始位置估计的预定义的距离内；以及
基于所述初始定时数据和与所述第一参考位置相关联的所述第一定时数据来确定对所述远程接收机的所述第一位置估计，其中，所述第一定时数据包括与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的一个或多个时间校正。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一定时数据包括与所述一个或多个发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的一个或多个时间校正，所述方法还包括以下步骤：
基于从对应的第一发射机和第二发射机传送到所述远程接收机的第一到达时间测量和第二到达时间测量，来确定所述初始位置估计；
识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述第一参考位置相关联的第一时间校正和第二时间校正；
基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及所述第一时间校正和第二时间校正，来确定所述第一位置估计；
识别与所述对应的第一发射机和第二发射机相关联并且还与所述初始位置估计的所述预定义的距离内的第二参考位置相关联的另一时间校正集合；
基于所述第一到达时间测量和第二到达时间测量、以及与所述第二参考位置相关联的一个或多个时间校正的所述另一集合，来确定对所述远程接收机的第二位置估计；以及
在对应于目标函数对所述第一位置估计的第一应用的第一结果优于所述目标函数对所述第二位置估计的第二应用时，确定所述第一位置估计是优于所述第二位置估计的位置估计。
26.根据权利要求23所述的方法，该方法包括以下步骤：
确定所述第一参考位置的位置；
确定来自所述一个或多个发射机的第一发射机的位置；
确定所述第一参考位置与所述第一发射机之间的第一视线距离；
估计所述第一发射机与所述第一参考位置之间的第一信号通路的第一长度；
比较所述第一视线距离与所述第一长度；
基于所述第一视线距离与所述第一长度之间的所述比较，估计所述一个或多个时间校正中的第一时间校正；以及
引发所述第一时间校正被存储在数据源中。
27.根据权利要求23所述的方法，该方法包括以下步骤：
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与第二参考位置相关联的第二定时数据；
基于与所述第二参考位置相关联的所述第二定时数据，来确定对所述远程接收机的第二位置估计；
通过根据所述初始定时数据的第一测量调整所述初始定时数据的多个测量来解决对应于所述初始定时数据的所述多个测量的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
执行所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据的第一比较；
执行所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据的第二比较；以及
基于所述第一比较和所述第二比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
28.根据权利要求23所述的方法，该方法包括以下步骤：
识别与所述一个或多个发射机相关联并且还与第二参考位置相关联的第二定时数据；
基于与所述第二参考位置相关联的所述第二定时数据，来确定对所述远程接收机的第二位置估计；
通过根据所述初始定时数据的第一测量调整所述初始定时数据的多个测量来解决对应于所述初始定时数据的所述多个测量的时间偏移，来产生调整的初始定时数据；
对所述调整的初始定时数据与所述第一定时数据之间的第一差异进行量化；
对所述调整的初始定时数据与所述第二定时数据之间的第二差异进行量化；以及
基于所述第一差异与所述第二差异的比较，确定所述第一位置估计和所述第二位置估计中的哪个是对所述远程接收机的更好的位置估计。
CN201380020752.8A 2012-04-17 2013-04-15 被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法 Pending CN104272131A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261625610P 2012-04-17 2012-04-17
US61/625,610 2012-04-17
US13/831,740 2013-03-15
US13/831,740 US20130271324A1 (en) 2012-04-17 2013-03-15 Systems and methods configured to estimate receiver position using timing data associated with reference locations in three-dimensional space
PCT/US2013/036634 WO2013158560A2 (en) 2012-04-17 2013-04-15 Systems and methods configured to estimate receiver position using timing data associated with reference locations in three-dimensional space

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104272131A true CN104272131A (zh) 2015-01-07

Family

ID=49324597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380020752.8A Pending CN104272131A (zh) 2012-04-17 2013-04-15 被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20130271324A1 (zh)
EP (1) EP2839311A2 (zh)
JP (1) JP2015523545A (zh)
KR (1) KR20150015442A (zh)
CN (1) CN104272131A (zh)
AU (1) AU2013249529B2 (zh)
CA (1) CA2868531A1 (zh)
HK (1) HK1201925A1 (zh)
IN (1) IN2014DN08715A (zh)
WO (1) WO2013158560A2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710143A (zh) * 2017-03-20 2018-10-26 罗伯特·博世有限公司 用于位置确定和用于确定传播时间延长量的方法和装置
CN110596641A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 中国科学院测量与地球物理研究所 混合los/nlos场景下基于toa定位模式的l1范数方法
CN113473357A (zh) * 2021-06-15 2021-10-01 深圳优地科技有限公司 辅助定位方法、装置、设备和存储介质
CN113865606A (zh) * 2017-11-23 2021-12-31 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 估计到达时间的系统和方法

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2736768A1 (en) 2008-09-10 2010-03-18 Commlabs, Inc. Wide area positioning system
US9035829B2 (en) 2008-09-10 2015-05-19 Nextnav, Llc Wide area positioning systems and methods
US9119165B2 (en) 2009-09-10 2015-08-25 Nextnav, Llc Coding in a wide area positioning system (WAPS)
US9057606B2 (en) 2009-09-10 2015-06-16 Nextnav, Llc Wide area positioning system
US9372266B2 (en) 2009-09-10 2016-06-21 Nextnav, Llc Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS)
US9291712B2 (en) 2009-09-10 2016-03-22 Nextnav, Llc Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS)
US9176217B2 (en) 2011-08-02 2015-11-03 Nextnav, Llc Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS)
US9043181B2 (en) * 2012-06-05 2015-05-26 Freescale Semiconductor, Inc. Method for determining coordinates
AU2013271771B2 (en) 2012-06-05 2016-07-28 Nextnav, Llc Systems and methods for location positioning of user device
US9286490B2 (en) 2013-09-10 2016-03-15 Nextnav, Llc Systems and methods for providing conditional access to transmitted information
US9390279B2 (en) 2012-09-11 2016-07-12 Nextnav, Llc Systems and methods for providing conditional access to transmitted information
WO2014053069A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 FLARM Technology GmbH Improved method and device for estimating a distance
US9383429B2 (en) * 2012-10-17 2016-07-05 Raytheon Applied Signal Technology, Inc. System and method for determining geo location of a target using locus of emitter positions (LEP)
US9322900B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-26 Nextnav, Llc Performance enhancements for local network of beacons
US10598757B2 (en) * 2013-03-15 2020-03-24 Nextnav, Llc Systems and methods for improving the performance of a timing-based radio positioning network using estimated range biases
US9894634B2 (en) * 2013-08-21 2018-02-13 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Methods for enhancing positioning measurements with multi-antenna transmission schemes
US9532328B2 (en) * 2013-09-09 2016-12-27 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for improving quality of positioning
US9591603B2 (en) 2013-12-10 2017-03-07 At&T Intellectual Property I, L.P. Dynamic network configuration based on passive location analytics
WO2015088496A1 (en) * 2013-12-10 2015-06-18 Intel IP Corporation Techniques for wireless time-of-flight calculation complexity reduction
CA2943516C (en) * 2014-03-24 2019-04-23 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for dynamic location-based group formation for a movable incident scene
WO2015147671A1 (en) 2014-03-24 2015-10-01 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for dynamic location-based group formation using variable distance parameters
US20150338522A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Apple Inc. Positioning Using Non-Line-Of-Sight Signals
US10091754B2 (en) 2014-05-21 2018-10-02 Apple Inc. Correcting interference of non-line-of-sight signals
US20150338512A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Qualcomm Incoporated Round trip time accuracy improvement in varied channel environments
CN106371058A (zh) * 2015-07-23 2017-02-01 富士通株式会社 定位装置及定位方法
US10078138B2 (en) 2015-09-08 2018-09-18 Apple Inc. Doppler shift correction using three-dimensional building models
US9992653B2 (en) * 2015-09-08 2018-06-05 Qualcomm Incorporated E911 positioning via background signal tracking
WO2017102128A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Deutsche Telekom Ag Method for an enhanced locating of a mobile station within a mobile cellular network
WO2017113072A1 (zh) * 2015-12-28 2017-07-06 华为技术有限公司 基于到达时间差定位方法、用户设备及网络设备
EP3461190A4 (en) * 2016-06-22 2019-04-10 Huawei Technologies Co., Ltd. METHOD FOR DETERMINING POSITION BASE STATION, POSITIONING SERVER, BASE STATION AND NETWORK SYSTEM
US10038979B1 (en) * 2017-01-31 2018-07-31 Qualcomm Incorporated System and method for ranging-assisted positioning of vehicles in vehicle-to-vehicle communications
TWI610085B (zh) * 2017-03-15 2018-01-01 酷異有限公司 三維定位裝置與方法
DE102017210138A1 (de) * 2017-06-16 2018-12-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Senden von Korrekturdaten und zum Bestimmen einer hochgenauen Position einer mobilen Einheit
US10802157B2 (en) 2017-09-28 2020-10-13 Apple Inc. Three-dimensional city models and shadow mapping to improve altitude fixes in urban environments
DE102018202225A1 (de) * 2018-02-14 2019-08-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von Roh-Korrekturdaten zur Korrektur atmosphärischer Störungen zur Satellitennavigation sowie Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Korrekturdaten zur Korrektur atmosphärischer Störungen zur Satellitennavigation
WO2021046714A1 (zh) * 2019-09-10 2021-03-18 西门子股份公司 视线距确定方法、装置、电子设备、介质以及程序产品
BR112023001517A2 (pt) * 2020-07-30 2023-04-11 Nokia Technologies Oy Relatório de informações relacionadas à integridade para posicionamento
EP3958008B1 (en) 2020-08-17 2024-09-04 Nokia Technologies Oy Los training dataset imbalance detection
EP4166975A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-19 Tata Consultancy Services Limited Method and system of error modelling for object localization using ultra wide band (uwb) sensors

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900758B1 (en) * 2001-10-17 2005-05-31 Sirf Technology, Inc. System, method, apparatus and means for constructing building tomography and timing information
CN1739313A (zh) * 2002-12-20 2006-02-22 诺基亚公司 改进无线定位系统的方法
US20090121927A1 (en) * 2007-11-14 2009-05-14 Radiofy Llc Systems and Methods of Assisted GPS
US20110039578A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Qualcomm Incorporated Assistance data for positioning in multiple radio access technologies

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7257414B2 (en) * 1998-09-22 2007-08-14 Polaris Wireless, Inc. Estimating the Location of a Wireless Terminal Based on Non-Uniform Probabilities of Movement
US6204812B1 (en) * 1998-10-09 2001-03-20 Cell-Loc Inc. Methods and apparatus to position a mobile receiver using downlink signals, part II
KR100291022B1 (ko) * 1999-03-11 2001-05-15 윤종용 도착각도를 이용한 이동 단말기의 위치예측 방법 및 도착각도 결정 시스템
US6453168B1 (en) * 1999-08-02 2002-09-17 Itt Manufacturing Enterprises, Inc Method and apparatus for determining the position of a mobile communication device using low accuracy clocks
US7126527B1 (en) * 2000-06-23 2006-10-24 Intel Corporation Method and apparatus for mobile device location via a network based local area augmentation system
US8339317B2 (en) * 2005-06-28 2012-12-25 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Methods, systems and devices for determining the location of a mobile device based on simulcast communication signals
CA2736768A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 Commlabs, Inc. Wide area positioning system
US9057606B2 (en) * 2009-09-10 2015-06-16 Nextnav, Llc Wide area positioning system
US8718673B2 (en) * 2010-05-21 2014-05-06 Maple Acquisition Llc System and method for location assurance of a mobile device
EP2972456A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-20 Nextnav, LLC Systems and methods providing transmit diversity to combat multipath effects in position estimation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900758B1 (en) * 2001-10-17 2005-05-31 Sirf Technology, Inc. System, method, apparatus and means for constructing building tomography and timing information
CN1739313A (zh) * 2002-12-20 2006-02-22 诺基亚公司 改进无线定位系统的方法
US20090121927A1 (en) * 2007-11-14 2009-05-14 Radiofy Llc Systems and Methods of Assisted GPS
US20110039578A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Qualcomm Incorporated Assistance data for positioning in multiple radio access technologies

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710143A (zh) * 2017-03-20 2018-10-26 罗伯特·博世有限公司 用于位置确定和用于确定传播时间延长量的方法和装置
CN113865606A (zh) * 2017-11-23 2021-12-31 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 估计到达时间的系统和方法
CN110596641A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 中国科学院测量与地球物理研究所 混合los/nlos场景下基于toa定位模式的l1范数方法
CN110596641B (zh) * 2019-09-29 2023-04-18 中国科学院测量与地球物理研究所 混合los/nlos场景下基于toa定位模式的l1范数方法
CN113473357A (zh) * 2021-06-15 2021-10-01 深圳优地科技有限公司 辅助定位方法、装置、设备和存储介质
CN113473357B (zh) * 2021-06-15 2024-05-28 深圳优地科技有限公司 辅助定位方法、装置、设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015523545A (ja) 2015-08-13
WO2013158560A3 (en) 2013-12-12
IN2014DN08715A (zh) 2015-05-22
AU2013249529A1 (en) 2014-11-06
CA2868531A1 (en) 2013-10-24
AU2013249529B2 (en) 2016-11-03
EP2839311A2 (en) 2015-02-25
WO2013158560A9 (en) 2014-08-21
HK1201925A1 (zh) 2015-09-11
WO2013158560A2 (en) 2013-10-24
KR20150015442A (ko) 2015-02-10
US20130271324A1 (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104272131A (zh) 被配置成在三维空间中使用与参考位置相关联的定时数据来估计接收机位置的系统和方法
JP5518914B2 (ja) 無線位置決定精度を改善するための方法及び装置
KR101715371B1 (ko) 지상 포지셔닝 시스템 교정
CA2782805C (en) Area based position determination for terminals in a wireless network
CN102985841B (zh) 对添加到无线通信网络的无线收发机的位置的确定
US8401570B2 (en) LTE fingerprinting positioning references for other cellular systems
JP5026086B2 (ja) Ｔｄｏａ／ｇｐｓ混成ワイヤレス位置検出システム
CN100459778C (zh) 用有限的信息对发射机识别的系统和方法
US20140274126A1 (en) Systems and methods providing transmit diversity to combat multipath effects in position estimation
CN1751248A (zh) 无线移动通信网络内使用移动站确定基站位置参数
JP2006515727A (ja) 無線通信システムにおいて予測電力を用いて送信機を識別する方法および装置
WO2005004527A1 (en) Method and apparatus for wireless network hybrid positioning
CN105190354A (zh) 用于改进到达时间确定的方法及系统
WO2010120264A1 (en) Determining a position of a terminal
CN101398478A (zh) 差分gps定位方法与系统
EP2484129A1 (en) Lte fingerprinting positioning references for other cellular systems
CN105848202A (zh) Aoa和ta的校正处理方法及装置
US20140266912A1 (en) Directional pruning of transmitters to improve position determination
CN1150797C (zh) 电信系统中移动站的定位
KR101685394B1 (ko) 좌표 대표값을 이용한 위치 추정 방법 및 장치
KR101479120B1 (ko) ｐＣｅｌｌ 데이터베이스를 이용한 오차 추정 방법과 그를 위한 장치 및 단말기
KR20120030670A (ko) 방위각 추정 방법과 그를 위한 장치 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
RU2341042C2 (ru) Способ и устройство для идентификации передатчиков в беспроводной системе связи, используя предсказания мощности
KR101653404B1 (ko) 미약 신호를 이용한 위치 추정 방법과 그를 위한 장치, 단말기 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
Jie et al. Performance evaluation of location management in GSM networks

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1201925

Country of ref document: HK

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150107

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1201925

Country of ref document: HK