CN108027444B - 利用偏差估算进行相对定位的卫星导航接收器 - Google Patents

Abstract

跟踪模块(25)处理所确定的关联关系，以跟踪所接收的复合信号的载波，以估计接收器天线(17)与一个或多个卫星发射器之间的相位在一段时间内的变化，随着接收器在所述一段时间内相对于初始位置改变位置，一个或多个卫星发射器发射接收信号。相对位置估算器(32)通过被跟踪的一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来估算导航接收器相对于初始位置在一段时间内的相对位置。偏差估计器(例如34,36和/或27)可以估算或补偿初始位置的误差以及接收器时钟和对流层延迟的时域改变。

Description

利用偏差估算进行相对定位的卫星导航接收器

相关申请的交叉引用

本文(包括附图)根据35U.S.C.§119(e)要求基于2015年6月29日提交的、名称为“具有初始位置偏差补偿的卫星导航接收器”的美国临时申请号62/185,987的优先权和申请日的权益，其中该临时申请通过引用被特此合并在本文中。

技术领域

本公开涉及一种利用偏差估算进行相对定位的卫星导航接收器。

背景技术

在一些现有技术中，卫星导航接收器可以使用相对定位技术来估算接收器的位置。接收器的位置的初始偏差会降低相对定位引擎和绝对定位引擎的精度。例如，在一些现有技术中，在没有已知的初始位置或初始位置偏差补偿的情况下，卫星导航接收器可能不能从相对定位引擎中得到精确的绝对位置估算值。在某些现有技术中，相对定位引擎可能缺乏估算或补偿与卫星和接收器之间的大气(例如对流层)延迟相关的位置估算中的偏差或卫星时钟与接收器时钟之间的偏差的能力。

基于载波相位的时间差分可以提供高度精确的位置结果。然而，在某些现有技术中，因为在较长一段时间内的误差增长易于降低位置结果的精度，所以基于载波相位的时间差分只能用于有限的时间段。在有限的时间段内，可以使用下列位置估算假设：(a)一些大气误差源凭借时间差分而被消除；(b)卫星轨道和时钟误差消失；和(c)可见卫星组的随时间的一些改变可以忽略。因为大气和时钟误差不容易被建模或估算，并且跟踪可见卫星随时间的改变是复杂的，所以基于载波相位的时间差分在大于有限的时间段的一段时间内呈现具有挑战性的技术问题。

因此，需要一种具有偏差估算或补偿的用于相对位置估算的卫星导航接收器，所述卫星导航接收器不依赖于精确位置解的收敛并且能够在不会遭受大的位置漂移的情况下在任意长的一时间间隔内操作。

发明内容

在一个实施例中，卫星导航接收器包括用于从卫星发射器接收一组一个或多个载波信号的接收器模块(例如接收器前端模块)。接收器或测量模块被配置为确定该组中的每个载波信号与本地参考载波信号或多个载波信号的关联关系。接收器或跟踪模块被布置为处理所确定的关联关系以跟踪一个或多个载波信号，以在接收器相对于初始位置改变位置时估算接收器天线与一个或多个卫星发射器之间的相位测量值随时间的相应改变，所述一个或多个卫星发射器发射接收信号。相对位置估算器通过被跟踪的一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来估算导航接收器相对于初始位置在一段时间中的位置的改变。相对位置估算器建模或估算从包括以下各项的组中选择的一个或多个偏差：接收器的初始位置的偏差(例如，初始位置偏差)，相对于一个或多个卫星时钟的参考时间的接收器时钟偏差(例如，接收器时钟偏差相对于参考时间的随时间的时域改变)，或者接收器与相应卫星之间的大气传播延迟偏差(例如，接收器与相应卫星之间的大气传播延迟偏差随时间的时域改变)。在一个实施例中，接收器或相对位置估算器可以补偿一个或多个偏差以提供接收器的补偿相对位置(例如，或者在某些实施例中得到绝对位置)。

附图说明

图1A是具有偏差估算或补偿的卫星导航接收器的一个实施例的方框图。

图1B是具有偏差估算或补偿的卫星导航接收器的另一实施例的方框图。

图2A是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第一实施例的流程图。

图2B是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第二实施例的流程图。

图3是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第三实施例的流程图。

图4是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第四实施例的流程图。

图5是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第五实施例的流程图。

图6是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第六实施例的流程图。

图7是用于利用偏差估算来操作卫星接收器的方法的第七实施例的流程图。

具体实施方式

根据一个实施例，图1A公开了能够接收包括由卫星发射的一个或多个载波信号(例如，全球定位系统(GPS)的第一载波(L1)，第二载波(L2)和第三载波(L5))的接收信号的系统或接收器11(例如卫星导航接收器)。接收信号发送自一个或多个卫星，诸如导航卫星，或诸如伽利略兼容导航卫星，(俄罗斯全球导航卫星系统)GLONASS卫星或全球定位系统(GPS)卫星。卫星具有相对于时间的已知轨道位置，已知轨道位置可用于基于一个或多个接收信号在四个或更多个卫星和接收器11的天线17之间的传播时间来估算接收器11的天线17和每个卫星之间的位置。

如本文所用，“CD”将指代码，“CR”将指接收信号的载波或接收信号的一个或多个样本的数字表示。该代码包括调制载波的调制代码(例如，用信息调制的伪随机噪声码)。“I”指的是同相信号，而“Q”指的是正交相位信号。

在该文件的任何上述附图中，连接任何方框、构件、模块、复用器、存储器、数据存储器、累加器、数据处理器、电子构件、振荡器、信号发生器、或其它电子或软件模块的任何箭头或线可以包括以下项目中的一个或多个：电信号的物理路径、电磁信号的物理路径、用于数据的逻辑路径、一个或多个数据总线、电路板迹线、传输线；软件模块、程序、数据或构件之间的链接、调用、通信或数据信息；或数据信息、软件指令、模块、子程序或构件的传输或接收。

在一个实施例中，本文中公开的系统、方法和接收器(例如，11或111)可以包括计算机执行系统、方法或接收器，其中一个或多个数据处理器(例如159)经由数据总线(例如157)和一个或多个数据存储装置(例如，累加器或存储器，如155)处理、存储、检索并且另外来操纵数据，如本文和附图中所描述的。如在本文中所使用的，“被配置为，适于或布置成”意味着数据处理器或接收器(例如，11或111)被利用合适的软件指令、软件模块、可执行代码、数据库和/或必要的数据编程以执行任何引用的函数、数学操作、逻辑操作、计算、确定、过程、方法、算法、子程序或与图1A，1B和/或本公开中的任何其他附图所示的一个或多个方框相关联的程序。或者，与上述限定分开或一起地，“被配置为，适于或布置为”可以意味着接收器(例如，11或111)包括在此被描述为软件模块、等同的电子硬件模块、或者二者的一个或多个构件，所述一个或多个构件执行任何引用的函数、数学运算、计算、确定、过程、方法、算法、子程序。

精确点定位(PPP)意味着使用经由校正数据，而不是在接收的卫星信号上编码的普通卫星广播信息(星历数据)，无线提供的精确卫星轨道和时钟校正，来确定移动用户卫星导航接收器的相对位置或绝对位置。PPP使用校正数据，校正数据经由校正无线装置适用于广泛的地理区域或基于参考卫星接收站网络。PPP可以在没有一个或多个本地参考卫星接收站的情况下使用，以经由校正无线装置向移动接收器提供本地差分校正(例如，实时运动学或RTK校正)。尽管使用最先进的算法，所得到的位置可以在几厘米内是准确的，但传统的精确点定位可能花费长达几十分钟的收敛时间来确定模糊度整数或浮点模糊度值，以达到所谓的(例如宣传的)的稳态精度；因此，如此长的收敛时间通常是PPP适用性的限制因素。这里，本公开的方法和接收器不旨在提高PPP的收敛时间。然而，本公开的接收器或方法包括相对位置估算器，相对位置估算器可以在接收器的任何相关联的精确位置估算器的模糊度整数或精确浮点模糊度值的收敛或确定之前或不依赖于所述收敛或确定的情况下，实现相对位置的稳态水平精度。

根据图1A的实施例，接收器11包括连接到电子数据处理系统129的接收器前端模块10。此外，校正无线装置44(例如，收发器或接收器)可提供校正数据或差分校正数据以增强接收器11提供或估算的位置估算值的精度。

在一个实施例中，接收器前端模块10包括连接到模数转换器14的射频(RF)前端12。接收器前端模块10或RF前端12接收来自卫星上的一个或多个卫星发射器的一组载波信号。模数转换器14将该组载波信号转换为数字信号，例如由电子数据处理系统129处理的数字基带信号或数字中频信号。

在一个实施例中，电子数据处理系统129包括基带处理模块18(例如，基带/中频处理模块)和导航定位估算器30。例如，基带处理模块18和导航定位估算器30可以被存储在数据存储装置155中。

在一个构造中，基带处理模块18包括载波相位测量模块151，代码相位测量模块153或二者(例如，测量模块161)。载波相位测量模块151便于测量由接收器11接收的一个或多个载波信号的载波相位。类似地，代码相位测量模块153支持对由接收器11接收的载波信号进行调制的一个或多个代码信号的代码相位的测量。

导航定位估算器30可以使用载波相位测量值、代码相位测量值或两者来估算接收器(11或111)和一个或多个卫星之间的距离，或者接收器相对于一个或多个卫星(例如，四个或更多个卫星)的位置(例如三维坐标)。例如，通过使传播时间除以光速，代码相位测量值或载波相位测量值可以从每个卫星与接收器(11或111)之间的在接收器的接收距离内的传播时间转换为距离。

在电子数据处理系统129中，数据存储装置155连接到数据总线157。电子数据处理器159可以通过数据总线157与数据存储装置155和校正无线装置44通信。在本文中，数据处理器(例如159)可以包括以下各项中的一个或多个：电子数据处理器、微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置、运算器或另一电子数据处理装置。数据存储装置155可以包括电子存储器、寄存器、移位寄存器、易失性电子存储器、磁存储装置、光学存贮装置或用于存储数据的任何其它装置。

除了图1B的接收器示出了基带处理模块18和导航定位估算器30的一个实施例的说明性细节，图1B的接收器类似于图1A的接收器。相似的附图标记指示图1A和1B中的相似元件或特征。

根据一个实施例，图1B示出了包括连接到数字接收器部分15的模拟接收器部分13的接收器111。模拟接收器部分13包括天线17和接收器前端模块10。接收器111接收包括一个或多个载波信号的接收信号。数字接收器部分15包括接收器的在由模数转换器14(ADC或A/D转换器)进行模数转换之后处理数据的部分。例如，数字接收器部分15可以包括接收器数据处理系统29。接收器数据处理系统29类似于图1A的电子数据处理系统129，电子数据处理系统129包括电子数据处理器159、数据存储装置155(例如，电子存储器)和用于在电子数据处理器159和数据存储装置155之间通信的数据总线157，其中软件指令和数据被存储在数据存储装置155中并由数据处理器执行以执行图1A和1B中所示的任何方框、部件或模块(例如，电子模块、软件模块或两者)。接收器(11,111)可以包括位置确定接收器，以用于：(a)(例如，随着接收器随时间移动)确定接收器天线17的位置(例如，从初始时间到观察时间的相对位置或相对位置的改变，或绝对位置)，(b)用于确定接收器天线17和卫星(例如卫星天线)之间的距离或范围的距离确定接收器，或(c)确定接收器天线17和一个或多个卫星之间的距离。每个位置可以被限定为在给定时间时的在二维空间或三维空间中的点或坐标。接收器(11,111)的估算位置可以表示位置随时间的改变或接收器相对于参考坐标或真实世界坐标的绝对位置。

在一个实施例中，接收器前端模块10和射频(RF)前端12在天线17处接收接收信号。在一个实施例中，RF前端12包括放大器，下变频混频器和本地振荡器，但是其他构造也是可能的。例如，放大器包括连接到天线17的射频(RF)或微波放大器(例如，低噪声放大器)，以用于接收从一个或多个卫星发射的接收信号。放大器将放大信号作为第一输入提供给下变频混频器。本地振荡器向下变频混频器提供作为第二输入的信号。下变频混频器将接收信号的信号频谱从RF移动或降低到中频(IF)或基频。下变频系统可以包括一个或多个混频、放大和滤波级。

下变频混频器的输出或RF前端12的输出耦合到模数转换器14(ADC)。ADC14将模拟中频信号或模拟基带信号转换成数字信号。数字信号包括以样本速率获得的一个或多个数字样本。每个样本具有有限的量化级别，并且每个样本能够被电子数据处理系统(129,29)或数字接收器部分15处理。

在一个实施例中，接收器前端模块10的输出被输入到可选的数字接口16。可选的数字接口16通过代表图1B的方框的虚线被指示为可选的。可选的数字接口16可以包括缓冲存储器，该缓冲存储器临时存储模数转换器14的输出以供数字接收器部分15或者数字滤波器处理，数字滤波器对一个或多个下变频载波信号进行滤波。例如，数字滤波器可以包括提供经滤波的L1载波信号，经滤波的L2载波信号和经滤波的L5载波信号的带通滤波器。

由ADC14输出的数字信号被馈送到基带处理模块18或载波擦除模块23。在一个实施例中，通过消除剩余的CR频率，载波擦除模块23将数字信号的数字样本转换为精确的基带数字信号表示。载波信号发生器28(例如，数字控制振荡器(NCO)模块)向每个数字样本提供CR相位的本地估算，CR相位的本地估算被用于去除样本中的剩余的CR频率和相位。在一个实施例中，载波擦除模块23输出数字信号的I和Q分量以输入到一组相关器20中。

载波擦除模块23的输出被馈送到一组或一系列相关器20或相关器模块。在一个实施例中，每个接收信道或接收信号的每个载波具有至少一个相关器20或相关器模块，其中一组卫星内的每个卫星可以传送至少一个信道或载波。在一个实施例中，该组相关器20可以包括代码擦除部分和积分和清洗模块。在一个实施例中，该组相关器20和代码信号发生器24(例如代码数字控制振荡器)包括代码擦除模块。

在一个实施例中，该组或系列相关器20具有多个输出，多个输出用于使本地CD相位，CR频率和CR相位估算值与接收的样本同步。例如，每个相关器20包括以下模块中的一个或多个：CD擦除部分，一个或多个积分清洗模块，一个或多个乘法器或混频器。

如本文中所使用的，模块可以包括硬件、软件或两者。在一个实施例中，通过使本地生成CD相位与数字样本或数字信号中的CD相位同步，每个相关器20使接收信号与本地生成代码之间的关联关系最大化。此外，使用各种鉴别器函数，使用多个本地生成CD信号(例如，超前、即时和滞后的CD信号)来形成相应的CD错位信号。

代码信号发生器24(例如，数字控制振荡器)产生伪随机噪声代码，伪噪声(PN)代码序列等的本地生成副本。代码信号发生器24可以与移位寄存器或另一个装置相关联，以提供相对于彼此在时间或相位上偏移的多个输出。例如，代码信号发生器24具有提供给该组相关器20的超前输出，即时输出和滞后输出。“E”，“P”和“L”分别表示超前、即时和滞后。超前输出提供超前PN代码，超前PN代码相对于当前估算代码相位提前已知的一段时间(例如，一个码片)；即时输出提供反映当前估算代码相位的即时PN代码；滞后输出提供相对于即时PN代码在时间上延迟已知的一段时间(例如，一个码片)的滞后PN代码。例如，如果可获得接收信号和接收信号的本地生成副本的超前，即时和滞后变体之间的关联关系，则接收器(11或111)可以(例如，经由移位寄存器)调节本地生成副本的相位和时间延迟以试图最大化关联关系。

在一个实施例中，代码信号发生器24可以包括用于产生如下代码的任何发生器，所述代码包括：扩频代码，扩频序列，二进制序列，Gold代码，PN代码，伪随机噪声代码序列或者与扩频代码、扩频序列、二进制序列、Gold码、伪随机噪声代码、伪随机噪声代码序列类似的PN代码，或由卫星的发射器发射的作为接收信号(例如，用PN代码调制的一个或多个载波信号)由接收器(11或111)接收的PN代码。在另一个实施例中，代码信号发生器24可以由加载有初始启动代码序列的一系列移位寄存器形成，其中移位寄存器具有用于提供反馈和反复值作为输出的各种可选择或可控制的分接头。

在一些实施例中，代码信号发生器24的PN代码的三个版本(E，P，L)可以与每个载波的接收信号的两个版本(I，Q)相互作用，以产生本地副本信号的各种排列，以通过积分清洗模块生成不同的关联关系。由相关器20输出的一组关联关系被用于解码、解调、CD和CR相位跟踪。

载波跟踪模块26和代码跟踪模块22共同地称为跟踪模块25。跟踪模块25支持接收信号的CR频率、CR相位和CD相位(例如，单独或共同地，测量数据)的测量，以相对于相应的接收信号(从被接收复合信号获得)控制一个或多个本地生成参考信号，以最大化相应的接收信号与相应的本地生成参考信号的关联关系。在一个实施例中，由于接收器(11,111)从至少四个不同的卫星发射器接收到四个接收信号以估算接收器天线17的位置，所以存在多个接收信号。例如，代码跟踪模块22或载波跟踪模块26可以生成测量数据，数据处理器或接收器使用该测量数据来控制可调节时间延迟(例如，通过已知数量或序列的移位寄存器的路由数据)，或关于接收信号进行与本地生成参考信号相关联的一个或多个数字信号的其它数据处理，以最大化每个接收信号与相应的本地生成参考信号的关联关系。

在一个实施例中，载波跟踪模块22可以包括以下各项中的一个或多个：CR测量模块(例如，类似于载波测量模块161)，CR相位计数器，频率探测器和相位探测器。例如，CR相位计数器在已知一段时间内计算接收的CR的整数周期以及分数周期的数量，以及相位探测器，相位探测器在已知的一段时间中在瞬时时间或样本时间间隔测量接收的CR的分数CR相位以使接收器的CR相位与接收信号的观测或被测量CR相位同步。

在某些实施例中，代码跟踪模块22被布置为基于最大化接收信号与本地生成参考代码信号的关联关系来生成控制信号，时钟信号，或者作为响应相对于数字接收信号而对本地生成参考CD信号的可调节时间延迟进行移位。

在一个实施例中，跟踪模块25和相应的代码信号发生器24(例如代码NCO)和载波信号发生器28(例如载波NCO)被共同地适于使得一个或多个本地生成参考信号的可调节时间延迟响应于由跟踪模块25的跟踪回路信号处理器提供的控制数据，测量数据或两者，基于使被接收复合信号(或其代码和载波分量)与本地生成参考信号的关联关系最大化，来相对于被接收的数字复合信号(或其CD和CR分量)移位。

载波跟踪模块26便于将CR的本地生成副本的相位与接收信号进行对准。载波跟踪模块26将控制数据或控制信号提供给载波数字控制振荡器(NCO)模块，以调节由载波NCO模块生成的CR的本地生成副本信号。在一个实施例中，载波NCO模块将载波的本地生成副本提供给载波擦除模块23。载波NCO模块可以接收输入参考时钟信号并输出被调节时钟信号或另一控制信号以用于生成本地生成CR频率，本地生成CR频率与被接收样本的CR相位或剩余载波相位精确对齐。

代码跟踪模块22便于将本地生成PN副本的相位相对于被接收样本进行对准。代码跟踪模块22提供控制数据或控制信号以调节代码数字控制振荡器(NCO)模块，其中代码NCO模块控制代码信号发生器24的码片速率。代码跟踪模块22通常包括延迟锁定回路(DLL)，生成控制信号来调节或调谐代码NCO模块的码片速率。

数据解调器41提供用于估算天线17的相位中心的范围(例如，卫星与天线17之间的距离)或位置(例如，在二维或三维坐标中)的卫星导航数据。卫星导航数据或其他信号信息可以包括调制接收信号的基带波形的一个或多个以下信息：日期、卫星导航系统时间、卫星状态、轨道数据、星历数据、年历、卫星位置和卫星标识符。数据解调器41可以使用与卫星发射器处的调制器的调制一致的相移键控、相位解调、脉宽解调、振幅解调、正交振幅解调或其他解调技术。

在一个实施例中，数据解调器41输出解调信号或解调编码数据，例如具有基带处的正交相位分量和同相分量的解调数字信号。数据可以包括一个或多个以下信息，例如日期、卫星导航系统时间、卫星状态、轨道数据、星历数据、年历、卫星位置和卫星标识符。

在一个实施例中，测量模块161(例如载波信号发生器28，代码信号发生器24或两者)估算卫星信号从某个卫星到接收器天线17的传输之间的传播时间，并将传播时间转换为与光速成比例的距离或范围。测量模块161(例如，载波信号发生器28，代码信号发生器24或两者)在具有可靠的信号质量或信号强度的情况下基于以下各项中的一个或多个来确定接收器天线17与四个或更多个卫星之间的距离，伪距或估算距离：(a)每个接收信号的被测量CD相位，以及(b)每个接收信号的被测量CR相位。在一个实施例中，测量模块161，导航定位估算器30或精确位置估算器38可以通过搜索与以下各项中的一个或多个一致的解来解算接收信号的被测量CR相位中的模糊度：(1)通过解码信号的代码部分估算的位置，(2)接收器天线17的已知参考位置，以及(3)适用于接收信号的差分校正数据。此外，测量模块161可以与从参考卫星导航接收器接收导航校正数据的无线接收器(例如，卫星接收器，移动收发器或蜂窝收发器)相关联，以减少或消除CR相位测量值的偏差或误差源(例如某些时钟误差或传播误差)。

在一个实施例中，导航定位估算器30基于被测量CR相位，测量模块161的被估算距离和解调数据来确定接收器天线17的位置估算值。例如，导航定位估算器30或导航定位估算器30可以使用来自四个或更多个卫星的距离来在二维空间或三维空间中确定接收器的天线17的位置、速度或加速度。

在数字接收器部分15中，接收器(11或111)或其数据处理系统(29或129)可以包括硬件和软件指令。例如，在一个说明性实施例中，硬件包括数据处理器，该数据处理器经由一个或多个数据总线(例如157)与存储软件指令的数据存储装置(例如155)进行通信。

数据处理器(例如159)可以经由支持数据处理器和数据存储装置(例如，155)之间的通信的一个或多个数据总线(例如，157)连接到数据存储装置(例如，155)。如本文所使用的，数据处理器可以指代数字接收器部分15的一个或多个构件或模块，包括但不限于以下各项中的任何一个：载波消除模块23，代码擦除模块，积分清洗模块，相关器20，代码信号发生器24，载波信号发生器28，代码跟踪模块22，载波跟踪模块26，测量模块161，数据解调器41和导航定位估算器30。

通常，数字接收器部分15包括计算机或电子数据处理系统29，电子数据处理系统29包括电子数据处理器，数字逻辑电路，多路复用器，乘法器，数字滤波器，积分器，延迟电路，振荡器，信号发生器，PN代码序列产生器，寄存器，移位寄存器，逻辑门或其他硬件。电子数据处理系统(例如129,29)可以支持存储在数据存储装置(例如155)中的软件指令的存储、检索和执行。

在一个实施例中，导航定位估算器30基于基带处理模块18与导航定位估算器30之间的数据通信来估算接收器天线17或接收器(11或111)的位置。在一个实施例中，导航定位估算器30包括以下各项中的一个或多个：相对位置估算器32和精确位置估算器38。相对位置估算器32可以估算移动接收器(或其天线17)相对于初始参考位置的位置或位置改变(例如，相对位置)，或者可以从相对位置得到估算的绝对位置。同时，可选的精确位置估算器38可以估算移动接收器(或其天线17)的绝对位置。在一个示例中，精确位置估算器38包括精确点位置(PPP)估算器，广域差分全球导航卫星系统(GNSS)位置估算器，其中精确位置估算器38从校正无线装置44(例如，能够与基站或无线卫星通信装置通信的接收器或收发器)接收校正数据。

在可替换的实施例中，精确位置估算器可以将以下各项数据中的一个或多个提供给相对位置估算器32：(1)移动接收器(或其天线17)的绝对位置，(2)移动接收器(11或111)的参考轨迹(或参考点)，或(3)与先前或当前精确点位置估算值相关联的偏差相关参数(例如，存储在数据存储装置155中或从数据存储装置155中取回的与偏差有关的当前参数)，其中与偏差相关的参数涉及相对位置估算值的初始位置偏差，大气延迟偏差或接收器时钟偏差。

在一个配置中，控制器40可以与相对位置估算器32、精确位置估算器38或二者传送数据。例如，控制器40可以发送命令数据以初始化或重新初始化相对位置估算器32、精确位置估算器38或二者。控制器40还可以从移动接收器(11或111)的已知地标或最后位置提供初始参考位置。例如，控制器40可以从诸如非易失性电子存储器之类的数据存储装置155中检索初始参考位置。位置特性估算器42可以确定由相对位置估算器32确定的相对位置以及由精确位置估算器38确定的精确点位置的位置特性估算值或质量指标。

在一个实施例中，相对位置估算器32包括初始偏差估算器34，时变对流层估算器36和接收器时钟偏差估算器27。在一个配置中，相对位置估算器32或任何偏差估算器可以包括卡尔曼滤波器，最小二乘估算器，加权最小二乘估算器或预测滤波器。

有两个由导航定位估算器30的位置估算过程产生的主要兴趣点位置：绝对位置和相对位置。首先，可以通过精确位置估算器38来估算或者通过相对位置估算器34来再获得或确定直接与x_ref,t相比较的绝对位置x_t。时间t处的绝对位置被限定为

其次，相对位置

是可以精确跟踪位置从时间t0的净改变但不一定接近于x_t的位置。相对位置在时间t处被限定为

在PPP的背景下，参考轨迹收敛时间可能很长，具有较大的初始误差，这意味着x_bias,t0和

这两项是不可忽略的，必须相应地进行估算。为了在确定或估算绝对或相对位置估算值时求解或充分利用上述等式，导航定位估算器30或数据处理器(其可以包括预测滤波器)必须估算各种状态(例如九个状态)：(1)相对位置

(例如，三个状态)，(2)，相对时钟

((例如，一个状态)，(3)当前对流层延迟T_t(例如，一个状态)，(4)初始位置x_bias,t0(例如，三个状态)和(5)初始对流层延迟T_t0(例如，一个状态)。从概念上讲，四个初始状态是恒定的，而其余五个状态是时变的。例如，初始位置偏差是恒定的，并且参考轨迹△位置偏差是时变函数。

初始位置偏差估算器34可以估算初始位置偏差。例如，初始位置偏差估算器34包括用于补偿估算的初始位置偏差的初始偏差补偿器。

在一个实施例中，大气偏差估算器36可以估算大气延迟偏差(例如，对流层延迟偏差)。例如，大气偏差估算器36可以估算与特定卫星和接收器(11或111)之间的用于卫星信号的传播路径相关的大气延迟偏差(例如，对流层延迟偏差)随时间的时域改变。例如，用于估算大气延迟偏差的大气偏差估算器36包括大气偏差补偿器，以用于补偿接收器和相应卫星之间的估算大气延迟偏差。

在一个实施例中，可选的接收器时钟偏差估算器27可以相对于参考时间(例如，全球定位系统时间或GNSS时间)或一个或多个卫星时间来估算接收器与相应卫星之间的随时间的接收器时钟偏差。例如，可选的接收器时钟偏差估算器27可以相对于参考时间(例如，全球定位系统时间或GNSS时间)或者一个或多个卫星时间来估算接收器与相应卫星之间的接收器时钟偏差随时间的时域改变。可选的接收器时钟偏差估算器27可以补偿估算的接收器时钟偏差。在导航定位估算器30中，相对位置估算器32可以通过利用偏移或偏差补偿基于相位测量值调节距离或位置，来执行对于初始位置偏差，大气延迟偏差和接收器时钟偏差在距离域或位置域中的任何偏差补偿。

对于图1B的可选精确位置估算器38的某些配置，在接收器(11或111)与每个卫星之间的载波信号的测量或观测的波长数量中可能存在整数模糊度；接收器(11或111)或者载波相位测量模块151可以在收敛周期中解算整数模糊度。在由精确位置估算器38在整数模糊度解或浮动模糊度值的收敛周期开始时，模糊度可能经历比精确载波相位导航所需的改变或误差更大的改变或误差，改变或误差通常在几厘米的精度内。然而，相对位置估算器32可以提供精确的相对位置估算值，精确的相对位置估算值与可选的精确位置估算器38的载波相位测量值的收敛或模糊度分辨率无关，因为由于时间差分，解与模糊项无关。只要周跳探测器(例如，图1B的探测器21)能够识别相对位置估算器32的周跳并且在接收器的合适的接收距离内调节可见卫星的进入和离开，相对位置估算器34可以根据初始值和在较长的一段时间(例如，从诸如相对位置估算器32的初始值的初始时间开始的许多历元或许多小时)提供准确且精确的相对位置估算值。历元是指导航卫星系统的特定时间或时间间隔，在该特定时间或时间间隔期间，移动接收器11测量一个或多个卫星的载波相位或多个载波相位。

精确位置估算器38使用由校正无线装置44接收的校正数据，其中校正数据包括卫星时钟和轨道校正。相对位置估算器32可以使用相同的校正数据来校正载波相位测量值，以便于精确时间差分相对位置，即使在时间差分延续了很多小时或历元的较长的一段时间时也是如此。如果没有包含卫星时钟和轨道校正的适当校正数据，卫星时钟误差会增长太快，或者没有足够的控制来长时间支持时间差分。然而，这里相对位置估算器32能够根据校正数据确定暂时卫星时钟误差变化，以支持在数小时或许多历元的较长的一段时间内的准确且精确的时间差分。例如，校正数据(如基于网络的时钟校正)可以在可用时应用，从而使这种方法在实践中可行。

在一个实施例中，导航定位估算器30可以包括可选的连续性模块45。可选的连续性模块45是可选的，如图1B中的虚线所示。如果周跳探测器21检测到周跳，则导航定位估算器30或数字接收器部分15从相对位置估算器32去除这些测量值(例如，或特定卫星的相位测量值)。一旦相对位置估算器32或其连续性模块45重置或重新初始化以在任意较长的一段时间内将相对定位链接在一起(或者利用在先的相对位置作为相对定位的参考点)，导航定位估算器30或数字接收器部分15允许再次使用该特定卫星的测量值(例如，相位测量)。相对位置估算器32的这些重置将周期性地发生，以确保在任何时间使用足够数量的卫星，但不是太频繁，以防止链接事件固有的位置误差漂移。

图2A是用于利用偏差估算或补偿来操作卫星接收器的方法的第一实施例的流程图。如本文所述，接收器是指卫星导航接收器，GNSS接收器或移动接收器或漫游器。图1的方法开始于步骤S101。

在步骤S101中，卫星导航接收器(例如接收器或移动接收器)或接收器前端模块10从卫星发射器接收一组一个或多个载波信号。例如，接收器(11或111)在移动接收器处接收一个或多个载波信号，并将每个接收信号转换成数字接收信号。

在步骤S108中，接收器(11或111)，多个相关器20或测量模块161确定每个接收信号或该组中的每个载波信号与本地参考信号的关联关系(例如，同相关联关系和正交关联关系)。例如，接收器，多个相关器20或测量模块161确定每个接收信号(例如，载波信号和测距代码)与本地参考载波信号和本地参考测距代码的关联关系。在步骤S108中，基带处理模块18或一组相关器20可以在移动接收器(11,111)的可靠接收距离内针对每个卫星确定数字接收信号(例如，载波信号和测距代码)与本地参考载波信号和本地参考测距代码的关联关系(例如，同相关联关系和正交关联关系)。

在步骤S110中，接收器(11,111)或跟踪模块25被布置成处理所确定的关联关系以跟踪一个或多个载波信号，以估算接收器天线17和一个或多个卫星发射器之间的相位测量值的随时间的相应改变，当接收器(11,111)相对于初始位置改变位置时，一个或多个卫星发射器发送接收信号(例如，用一个或多个PN代码调制的一个或多个载波信号)。在执行步骤S110的一个示例中，基带处理模块18，跟踪模块25或载波跟踪模块26处理所确定的关联关系以跟踪接收信号的载波，以估算接收器天线17和一个或多个卫星发射器之间的相位测量值随时间的改变，当接收器相对于初始位置改变位置时一个或多个卫星发射器发射接收信号。

在执行步骤S110的另一个例子中，基带处理模块18、跟踪模块25或载波跟踪模块26处理所确定的关联关系，以跟踪每个卫星的接收信号的相应载波信号(例如，L1，L2和L5信号)，以用于估算接收器天线17和一个或多个卫星发射器之间的相位测量值在一段时间内的改变，当接收器相对于初始位置改变位置时一个或多个卫星发射器发射接收信号。

在步骤S112中，通过被跟踪的所述一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分，接收器(11或111)或相对位置估算器32估算导航接收器(11或111)相对于初始位置的相对位置，初始位置在一段时间内与相位改变相对应。例如，相对位置估算器32或导航定位估算器30通过一个或多个被跟踪载波信号的相位测量值的时间差分来估算导航接收器(11或111)的相对位置，使得

其中：

是时间t时的相对位置；x_ref,t0是时间t0时的初始(参考)位置；和Δx_t,t0是从时间t0到时间t的位置改变。在一个实施例中，精确位置估算器38提供到相对位置估算器32或导航定位引擎的在时间t0时的初始参考位置x_ref,t0到相对位置估算器。在其他实施例中，精确位置估算器38可以提供(例如由校正无线装置44接收的)校正数据或者偏差相关数据，校正数据或者偏差相关数据可以被以下各项中的一个或多个用于估算或补偿相对位置中的偏差：初始位置偏差估算器34，大气偏差估算器36或接收器时钟偏差估算器27。例如，由精确位置估算器38(例如，对于较早历元)预先确定的某些偏差相关数据(例如对流层偏差数据)可以被存储在数据存储装置155中，因为该偏差相关数据在最大的一段时间内(例如，较早的历元之后直到特定的与偏差相关的数据过时的之后的历元)对随后的初始化或接收器的使用保持有效。历元是指导航卫星系统的特定时间或时间间隔，在该特定时间或时间间隔期间，移动接收器11测量一个或多个卫星的载波相位或多个载波相位。

相对位置估算器32和由相对位置估算器32估算的相对位置不要求精确位置估算器38以实现针对接收器天线17和相应卫星发射器之间的每个载波信号的整数波长的模糊度解的收敛。相反，在相对位置估算器32内，载波信号的整数波长中的任何模糊项消除了用于确定相对位置的相位时间差分观测等式。因此，相对位置估算器32可以在初始化之后立即或不久之后(并且不依赖于精确点估算器38的模糊度分辨率)提供准确和精确的相对位置估算值。

在一个实施例中，在步骤S201中，接收器或相对位置估算器32建模或估算从包括以下各项的组中选择的一个或多个偏差：接收器的初始位置中的偏差(例如，初始位置偏差)，接收器时钟偏压相对于参考时间(例如，卫星系统时间)的(随时间的)时域改变，或接收器和相应卫星之间的大气传播延迟偏差(随着时间)相对于参考时间的时域改变。步骤S201可以包括以下一个或多个步骤：步骤S200，步骤S202和步骤S204。可选的步骤或过程在图2A中用虚线表示。

在某些实施例中，在步骤S201或步骤S200，S202和S204中，导航定位估算器30，相对位置估算器或数据处理系统可以根据以下等式("等式1")，基于接收器的载波相位与初始时间观测时间有关的的观测改变来估算相对位置中的一个或多个偏差：

其中:

是在时间t和t0(t>t0)时的移动接收器和卫星i的卫星发射器之间的载波相位测量值或观测值的时间差；

是接收器至卫星的视距矢量，

是

的转置矩阵，而

是从时间t0到时间t的接收器至卫星的视距矢量的转置矩阵的改变；

Δx_t,t0是从初始时间t0到观测时间t的相对位置的改变；

x_t0表示时间t0时的位置，它是一个常数；

是接收器时钟偏差从时间t0到时间t的(瞬时)改变；

是在时间t时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的高程映射函数(例如，一般或湿映射函数)；

T_t是时间t时的天顶对流层剩余延迟；

是在时间t0时的高程映射函数(例如，一般或湿润映射函数)；

T_t0是t0时的天顶对流层剩余延迟；和

是时间t和t0之间的载波相位观测噪声和其他未建模误差的差值。

在等式1中，

其中

是时间t和t0时接收器时钟误差的差值，并且Δdτ_t,t0是只与接收器和卫星时钟误差项相关的接收器卫星时钟误差，排除接收器和卫星之间在时间t和t0时的任何频率相关的载波相位偏差，以及

是针对规定卫星的从初始时间t0到观测时间t的接收器和卫星载波相位偏差的误差或差值。

其中

是针对规定卫星的从初始时间t0到观测时间t的接收器和卫星载波相位偏差的误差或差值，其中

是在时间t时的接收器和卫星载波相位偏差，

是在观测时间t0时接收器和卫星载波相位偏差。

在可替换的实施例中，等式1可以被修改如下以用于两个不同的GNSS系统卫星(例如GPS和GLONASS卫星，或者GPS和Galileo卫星)的组合使用：

其中

是在任何时间t，两个GNSS系统(例如，GPS和GLONASS系统)之间的系统间时间偏差；和

是在时间t和t0时两个GNSS系统(例如，GPS和GLONASS系统)之间的时间差分系统间时间偏差。

系统间时间偏差

表示为支持不同卫星星座(如GPS和GLONASS)所必需的额外状态。

是用于说明不同GNSS系统之间的时间系统差值(例如，时钟时差)的计时偏移。在这里，GPS被视为主要星座，并且GLONASS卫星被参考GPS系统时间使用。在任何时间t，GPS和GLONASS系统时间之间的差由不是常数的项

给出。

在使用两种不同类型的系统(GNSS)卫星的一个实施例中，精确位置估算器38还可以可选地提供关于系统间时钟偏差随时间改变的信息，这可以用于超前传播或预测项Δdτ_t,t0。这就是说，只要

存在，相同的预测方法可以用于上述的系统时间偏差状态，例如

即

在步骤S200中，定位导航估算器或初始位置偏差估算器34估算初始位置偏差x_bias,t0，初始位置偏差x_bias,t0可以表示为初始位置x_ref,t0的改变或偏移，以解释初始位置的不准确性。在一个实施例中，初始位置偏差表示在初始时间(t0)时的初始位置与在初始时间(t0)时的参考轨迹之间的差值，其可以表示为x_t0＝x_ref,t0+x_bias,t0，其中x_t0是初始位置，x_ref,t0是初始时间(t0)时的与接收器的参考轨迹一致的参考位置，并且x_bias,t0是初始位置偏差。

参考轨迹意味着一个或多个参考位置的时间序列。参考轨迹可以由精确位置估算器38提供，但是在其他实施例中，可以使用参考位置的时间序列的其他数据源(例如，其他位置估算器)。接收器或精确位置估算器38在时间零点或t0时的每个参考位置(例如，x_ref,t0)(或其对应的与偏差相关的数据)，或者在另一时间的参考位置(例如x_ref,t)可以辅助，增加或增强相对位置估算器32的精度。例如，当可获得整数模糊度解时或在整数模糊度解上收敛之后，在具有或不具有相应的相对和精确位置估算值的加权的情况下，相对位置估算器32可以将相对位置估算值与精确的位置估算值对齐、融合或关联。参考位置或参考轨迹可以基于精确位置估算器38的输出，该精确位置估算器38的输出在t0或另一时间时可用作相对位置估算器32的输入。

在步骤S200中，接收器(11或111)或相对位置估算器32建模或估算接收器的位置的初始位置偏差。初始位置偏差(x_bias,t0)是在接收器(11或111)的相对位置估算器32的初始时间或在初始化时。在一个实施例中，相对位置估算器32包括预测滤波器。因此，在执行步骤S200时，相对位置估算器可以间接地通过诸如卡尔曼滤波器或改进的卡尔曼滤波器之类的预测滤波器确定初始位置偏差。因为(预测滤波器或卡尔曼滤波器的)状态的可观测性在实践中可能是有问题的，所以一个实施例包括将相对位置估算器32连接到精确点估算器38的人造或约束测量值。位置约束测量值的目的是确保相对位置估算器32的绝对位置状态与精确位置估算器

的绝对位置状态以特定的程度宽松地匹配。

在步骤S202中，接收器(11或111)或相对位置估算器32建模或估算以下各项中的一个或多个：(1)与接收器和相应的卫星之间的信号传播路径相关联的随时间的大气传播延迟偏差(例如，对流层传播延迟偏差)，或(2)与接收器和相应的卫星之间的信号传播路径相关联的大气传播延迟偏差(例如，对流层传播延迟偏差)随时间的时域改变。例如，在步骤S202中，时变对流层估算器36，相对位置估算器32或导航位置估算器30估算在多个历元或任意长期的时间间隔内的大气或对流层误差的时域改变以提供补偿的相对位置。在某些实施例中，时间间隔(或者任意长期)可以从大约十五分钟改变到几乎任意数量的小时或连续小时。在一个实施例中，对流层延迟偏差可以被建模为初始静态偏差分量和时变分量，但是大气延迟偏差的其他模型也是可能的。

可以根据能够分别或一起应用的各种技术来执行步骤S202。在用于执行步骤S202的第一技术下，大气偏差估算器36估算大气延迟或大气延迟偏差，大气延迟或大气延迟偏差基于或等于对流层天顶延迟T_t和初始对流层天顶延迟T_t0乘以相应的映射函数(例如，湿映射函数或高程映射函数)。

在第二技术下，大气偏差估算器36利用将相对位置估算器对对流层延迟的估算值与精确位置估算器38对对流层延迟的估算值关联的约束测量值，使得给定的误差方差T_t-T_ref,t≈0。如前所述，精确位置估算器38可以向相对位置估算器34或其大气偏差估算器36提供例如大气延迟偏差或对流层延迟偏差(例如，静态或时变分量)的偏差相关数据的当前估算值。

在用于执行步骤S202的第三技术下，基于当前(例如，湿)对流层延迟T_t和初始(例如，湿)对流层延迟T_t0和映射(例如，湿映射)函数，大气偏差估算器36确定或估算接收器和每个卫星之间(在视野或可靠的接收距离内)的经过一段时间(例如，在初始时间和观测时间之间)的对流层延迟偏差的时域改变。

在执行步骤S202的第四技术下，大气偏差估算器36或导航定位估算器30使用约束方法来估算对流层延迟(或对流层延迟随时间的相关时域改变)，以确保与本公开中描述的相对位置估算器34和绝对估算器(例如，精确位置估算器38)的估算值在一定程度上的一致性(T_t≈T_ref,t)。也就是说，精确位置估算器38可以提供关于大气延迟的偏差相关数据，例如要被相对位置估算器34或大气偏差估算器36使用(例如，用于引导T_t)的T_ref,t。对流层延迟实际上往往难以准确估算，使得上述约束可以支持精确的位置估算。

上述约束测量值具有如下益处，即使相对位置估算器32的相对位置朝精确位置估算器38的精确的稳态PPP解逼近。相对位置估算器32还可以可选地提供不容易被相对位置估算器32计算或估算的额外的测量校正，诸如对对流层延迟的方位角依赖校正。

如上所述，时变对流层估算器36考虑当前对流层延迟(时间t)以及在初始时间(t0)时的对流层延迟。例如，补偿器36可以分别估算表示在t0和t时的天顶对流层延迟的两个术语T_t0和T_t。在可替换的实施例中，等效地，时变对流层估算器36可以估算T_t0和T_dt，其中T_dt:＝T_t-T_t0，T_dt:是对流层延迟的时域改变。

通常，对于步骤S202，导航定位估算器30或大气(延迟)偏差估算器36确定或估算诸如天顶对流层剩余延迟项(例如，天顶对流层剩余延迟项)T_t和T_t0的对流层延迟相关项。根据取决于校正数据或诸如接收器的位置，卫星i相对于接收器的相应的位置(例如，方位角或仰角)，以及载波信号传播当天的大气条件等等的延迟因子数据的模型，建立高程映射函数项(例如，高程湿润映射函数)

在GPS中，对流层延迟往往会同样影响L1信号频率和L2信号频率。延迟取决于对流层折射率，对流层折射率根据特定卫星与接收器之间的传播路径中的本地大气温度、本地大气压力和本地相对湿润度而改变。高程映射函数或湿润映射函数考虑了水蒸气对折射率的影响。

载波信号或折射率中的大气延迟可以根据接收器(11或111)的高度(例如海平面以上的高度)以及接收器和卫星之间的仰角而改变。例如，

其中

是在观测时间t时从接收器到卫星(i)的仰角，其中M(·)是根据大气延迟或对流层折射率的适用模型将天顶对流层映射到视距的常规高程映射函数，包括映射函数的适用的湿和干分量。

在一个实施例中，大气(延迟)偏差估算器36确定大气延迟或对流层延迟参数T_t和T_t0；；大气(延迟)偏差估算器36或相对位置估算器32可以补偿每个卫星i和对应的接收器11或111(例如，移动接收器或漫游器)之间的传播延迟，使得相对位置估算器32提供补偿位置，补偿位置补偿与大气传播延迟相关的观测时间差分载波相位测量值的部分。也就是说，时间差分载波相位测量值

与特定卫星i的对流层延迟参数T_t和T_t0相关联的部分。

在步骤S204中，接收器或相对位置估算器32建模或估算以下各项中的一个或多个：(1)相对于参考时间或一个或多个卫星时钟的(随时间的)接收器时钟偏差，以及(2)接收器时钟偏差(随时间)相对于参考时间或一个或多个卫星时钟的时域改变。在一个实施例中，接收器时钟偏差估算器27可以吸收频率相关时间误差，频率相关时间误差在接收器时钟偏差的估算值中包括接收器和卫星载波相位偏差。如前面结合等式1所引用的，接收器和卫星载波相位偏差可以表示为：

其中

是针对规定卫星的从初始时间t0到观测时间t的接收器和卫星载波相位偏差的误差或差值，其中

是在时间t时的接收器和卫星载波相位偏差，

是在观测时间t0时接收器和卫星载波相位偏差。

相对位置估算器34或接收器时钟偏差估算器27可以将接收器和卫星载波相位偏差中的误差吸收到接收器时钟偏差估算值中，如下所示：

其中

是时间t和t0时接收器时钟误差的差值，Δdτ_t,t0是只与接收器和卫星时钟误差项相关的接收器卫星时钟误差，排除接收器和卫星之间在时间t和t0时的任何频率相关的载波相位偏差，以及

是针对规定卫星的从初始时间t0到观测时间t的接收器和卫星载波相位偏差的误差或差值。

在步骤S204中，导航定位估算器30或接收器时钟偏差估算器27相对于接收器和相应的卫星i确定或估算时钟偏差项

(或者替代地，Δdτ_t,t0，其中

是不可获得的)。接收器时钟偏差估算器27或相对位置估算器32可以补偿每个卫星i和相应接收器(例如，移动接收器或漫游器)之间的时钟偏差或时钟误差，使得相对位置估算器32提供补偿位置，补偿位置补偿观测到的时间差分载波相位测量值与时钟偏差有关的部分，时钟偏差相对于特定卫星或卫星系统时间参考(例如，全球定位系统(GPS))时间。也就是说，时间差分载波相位测量值

的那部分就是对于特定卫星i的与时钟偏差项相关的那部分。

在步骤S206中，接收器或相对位置估算器32可以补偿一个或多个偏差以提供接收器的补偿相对位置(例如，或者在某些实施例中得到绝对位置)。例如，根据等式1，接收器的估算位置或补偿的相对位置反映接收器天线的位置或接收器天线17的相位中心。

图2B是用于利用偏差估算或补偿来操作卫星接收器的第二实施例的流程图。图2B的方法提供了用一系列可能的步骤、过程或子步骤执行步骤S101的说明性示例。图2B的方法开始于(图2A的)步骤S100。

在步骤S100中，下变频器、射频前端12或接收器前端模块10将包含一个或多个载波信号的接收信号下变频为中频信号或基带信号。在一个实施例中，接收信号可以包括全球定位系统(GPS)接收信号，全球定位系统接收信号包括用于每个卫星发射器的第一载波信号(例如，L1载波信号)，第二载波信号(例如，L2载波信号)和可选的第三载波信号(例如，L5载波信号)，卫星发射器发送接收信号并位于移动接收器的可靠通信距离内。在其他实施例中，接收信号可以包括从一个或多个卫星(例如(全球导航卫星系统)GLONASS，Galileo或另一全球导航卫星系统)接收的任何全球导航卫星系统信号。下变频信号包括模拟中频信号或基带接收信号，模拟中频信号或基带接收信号的频率比接收信号低，但仍包含与接收信号相同的编码信息。

在步骤S102中，模数转换器14或接收器前端模块10将下变频后的接收信号转换为数字接收信号。例如，数字接收信号处于基频或中频。

在步骤S104中，基带处理模块18或载波信号发生器28产生本地参考载波信号，以用于混合或擦除数字接收信号内的载波信号。例如，基带处理模块18或载波信号发生器28可以生成本地参考载波信号，以用于混合或擦除每个卫星的数字接收信号内的相应载波信号(例如，L1，L2和L5载波信号)。

在步骤S106中，基带处理模块18或代码信号发生器24产生一个或多个本地参考测距代码，以用于混合或擦除数字接收信号内的代码信号。例如，基带处理模块18或代码信号发生器24可以生成本地参考测距代码信号，以用于混合或擦除每个卫星的数字接收信号内的相应测距代码信号(例如，L1，L2和L5载波信号)。

在步骤S101或S106之后，图2B的方法可以继续例如图2A的步骤S108。

图3是用于利用偏差估算或偏差补偿来操作卫星接收器的方法的第三实施例的流程图。图3的方法类似于图2A的方法，除了图3的方法添加步骤S208。图2A和图3中的相似的附图标记表示相似的步骤或过程。

在步骤S208中，导航定位估算器30或相对位置估算器32通过在一段时间中(例如，从时间t0到时间t)累加初始位置，初始位置偏差和位置改变来根据估算的相对位置估算或再获得绝对位置。

步骤S208可以根据各种技术来执行，这些技术可以单独或一起地应用。在执行步骤S208的第一技术中，相对位置估算器32可通过将初始位置，初始位置偏差和位置改变项累加为

来再获得或估算绝对位置x_t，其中x_t是时间t时的绝对位置，x_ref,t0是时间t0时的初始位置(例如，作为与PPP估算器38的参考轨迹一致的参考初始位置被提供)，其中Δx_t,t0是从时间t0到时间t的位置改变(或相对位置矢量)，并且其中

是估算的相对位置(在时间t时)。

在第二技术下，精确位置估算器38基于接收的载波信号的载波相位测量值确定精确的位置估算值。此外，精确位置估算器38与相对位置估算器32同时运行，并且精确位置估算器38确定在一段时间内与接收器路径一致的参考轨迹或参考点。

在执行步骤S208的第三技术下，通过相对位置估算器32估算时间t时的相对位置，其中在时间t时的相对位置

被限定为

其中：

x_ref,t0是移动接收器在时间t0时沿着参考轨迹的路径的位置；

x_ref,t是移动接收器在时间t时沿着参考轨迹的路径的位置；

Δx_t,t0是从初始时间t0到观测时间t的位置(或相对位置矢量)的改变；和

是从初始时间t0到观测时间t的参考轨迹位置偏量的改变。

图4是用于利用偏差估算或偏差补偿来操作卫星接收器的方法的第四实施例的流程图。图4的方法类似于图2A的方法，除了图4的方法添加步骤S116和S118。图2和图4中的类似的附图标记表示相似的步骤或过程。

在步骤S116中，基带处理模块18，数字接收器部分15或者周跳探测器21在跟踪接收的载波信号时检测周跳。

在步骤S118中，连续性模块45、数字接收器部分15或相对位置估算器32支持相对位置估算构架，通过从下一个初始位置建立一系列链接相对位置矢量(或链接的相对位置)，该相对位置估算构架允许在超过多个历元的时间间隔或任意长的时间间隔内的相对导航，该下一个初始位置是在检测到新卫星的周跳或出现之前利用相对位置估算器32的最后已知的相对位置被建立或与该最后已知的相对位置处于相同位置。先前在本文中阐述的历元和时间间隔的定义在这里同样适用。

在一个实施例中，在步骤S118中，连续性模块45、导航定位估算器30或数据处理系统在接收器的接收距离内的卫星的周跳和转换的面中保持相对位置的精度。自然，经过一段时间，卫星会落在地平线之下，或者落在视野之外，同样，新的卫星进入视野或可靠的接收距离。连续性模块45允许接收器跟踪视野中的不同卫星之间的转换，并相应地调节误差。

可以根据能够分别或一起应用的各种技术来执行步骤S118。在第一技术下，在步骤S118的一个实施例中，连续性模块45、导航定位估算器30或数据处理系统基于估算的位置改变(矢量)通过链接校正因子来调节载波相位测量值(例如在距离域或位置域中)，估算的位置改变点积乘以接收器的对用于对应卫星的卫星视距矢量的转置矩阵(例如，

是接收器到卫星的视线矢量的转置矩阵)。

在第二技术下，连续性模块45、导航定位估算器30或相对位置估算器32包括在时间t0'>t0时用于将参考初始位置x_ref,t0更新为新的参考初始位置

的机构或软件指令，使得

其中时间t0'是与用于一系列链接相对位置矢量的最后已知相对位置相关联的转换时间，其中x_ref,t0是时间t0时的参考初始位置，并且其中Δx_t0′,t0是从时间t0到时间t0'的位置改变(或相对位置矢量)。进一步地，连续性模块45、导航定位估算器30或相对位置估算器32通过从载波测量值减去矢量点积

来调节观测等式，以考虑在时间t0时的参考初始位置的改变，使得t0时的初始位置偏差x_bias,t0在初始相对位置矢量(与时间t0时的参考初始位置以及时间t时的估算相对位置相关联)之后在随后的相对位置矢量(或随后的相对位置)中保持其原始含义。因此，连续性模块45、导航定位估算器30或相对位置估算器32可以随后再获得估算的相对位置，如下式所示：

其中

是从时间0到t的估算的相对位置，其中

是在时间t0'时测量的初始位置，其中

是估算的从时间t0'到时间t的估算的位置改变，其中

是接收器到卫星的视距矢量，并且

是接收器到卫星的视线矢量的转置矩阵。

在第三技术中，导航定位估算器30或相对位置估算器32将其绝对位置再获得为

其中x_t是时间t时的相对位置，其中

是从时间t时开始的估算的相对位置

并且其中x_bias,t0是t0时的初始位置偏差。如前所述，用于执行步骤S118的第一、第二和第三技术可以一起应用、分开应用或者以任意组合方式应用。

图5是利用初始偏差估算或补偿来操作卫星接收器的方法的第五实施例的流程图。图5的方法类似于图2A的方法，除了图5的方法还包括步骤S209。图2A和图5中的类似的附图标记表示相似的步骤或过程。

在步骤S209中，数据处理器、精确位置估算器38或导航定位估算器30提供、确定或获得参考轨迹(例如，轨迹上的参考点)以辅助和增强相对位置估算值的精度。例如，精确位置估算器38或另一数据源提供与参考轨迹一致的参考轨迹或参考位置点，以帮助和增强相对位置估算值的精度。

在步骤S209的替代实施例中，数据处理器、控制器40或导航定位估算器30相对于确定的参考轨迹或与确定的参考轨迹一致的确定的参考点评估或约束以下各项中的至少一个，即初始位置，初始位置偏差，相对位置的观测到的改变或估算的相对位置。

在一种配置中，精确位置估算器38根据以下等式(“等式2”)提供绝对位置估算，参考轨迹或偏差相关数据：

其中

是载波相位测量值；

是从接收器天线到卫星天线的距离；

c是光速

dτ_t,

分别是接收器和卫星时钟误差；

是对流层距离延迟；

是电离层距离延迟(例如，依赖于频率的大气延迟)；

Nⁱ是载波相位整数模糊度；

分别是接收器和卫星组合天线的相位中心偏移和改变；

分别是接收器和卫星天线的相位中心缠绕；

分别是接收器和卫星载波相位偏差（取决于频率）

分别是载波相位观测噪声和其他未建模误差(例如多路径)。

在另一种配置中，精确位置估算器38根据以下等式(“等式3”)提供绝对位置估算，参考轨迹或偏差相关数据，以下等式使用与轨道信息和对流层延迟模型相关联的已知卫星位置：

其中

是载波相位观测值或测量值；

x_t是接收器位置；

基于卫星i在时间t时的卫星车辆位置

是在时间t时卫星与接收器之间的视线矢量；

是接收器到卫星的视距矢量，

T_t是天顶对流层剩余延迟；

是从接收器到卫星的仰角；

M(·)是将天顶对流层延迟映射到视距的高程映射函数(例如高程湿映射函数)；

是无电离层观测组合的波长；

是电离层自由测量组合的载波相位整数模糊度；和

是无电离层观测组合的载波相位观测噪声和其他未建模误差。

如果PPP位置估算值是由精确位置点估算器38例如根据步骤S209中的等式2或者等式3估算的，则相对位置估算器34可以确定相对位置估算值，相对位置估算值关于上面的PPP位置估算值在以下等式4中是线性的：

其中

是在时间t和t0(t>t0)时的移动接收器和卫星i的卫星发射器之间的载波相位测量值或观测值之间的时间差，其关于精确位置估算器34的参考轨迹是线性的；

是接收器至卫星的视距矢量，

是

的转置矩阵，而

是从时间t0到时间t的接收器至卫星的视距矢量的转置矩阵的改变；

是参考轨迹△位置偏移；

是时间t和t0时的接收器时钟误差的差值；

是在时间t时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的高程映射函数(例如，一般或湿映射函数)；

T_t是时间t时的天顶对流层剩余延迟；

是在时间t0时的高程映射函数(例如，一般或湿映射函数)；

T_t0是t0时的天顶对流层剩余延迟；

是时间t和t0之间的载波相位观测噪声和其他未建模误差的差值；

x_bias,t0是时间t0时参考轨迹估算值的偏差；

x_ref,t0是在时间t0时沿着参考轨迹的位置，

x_ref,t0是在时间t时沿着参考轨迹的位置，

x_t0＝x_ref,t0+x_bias,t0，其中x_t0是时间t0时的位置，其中x_ref,t0是沿时间t0时的参考轨迹的位置，其中x_bias,t0是参考轨迹在时间t0时的初始位置偏差；

其中

是参考轨迹△位置偏移；和

其中Δx_t,t0是从时间t0到时间t的Δ位置。

图6是利用初始偏差补偿操作卫星接收器的方法的第六实施例的流程图。图6的方法类似于图2A的方法，除了图6的方法还包括步骤S210。图2A和图6中的相似的附图标记表示相似的步骤或过程。

在步骤S210中，导航定位估算器30或精确位置估算器38通过向相对位置估算器32提供由以下各项中的一个或多个的精确位置估算器估算的先验估算值或预定估算值来辅助或增强相对位置估算器32的相对位置估算：绝对位置，大气传播延迟(例如，对流层偏差)和接收器时钟偏差。例如，精确位置估算器38，控制器40或导航定位估算器30可以向初始位置偏差估算器34，大气偏差估算器36或接收器时钟偏差估算器27提供先验估算值或预定估算值或偏差相关数据。

步骤S210可以根据各种技术来执行，这些技术可以单独或一起地应用。在第一技术下，精确位置估算器38或导航定位估算器30提供以下各项中的一个或多个的预定或先验估算值：绝对位置(x_ref,t)，、大气延迟偏差或对流层延迟偏差(T_ref,t)、接收器时钟延迟偏差(dτ_ref,t)，以帮助确定相对位置估算器32的相对位置估算值或补偿相对位置估算值。

在第二技术下，精确位置估算器38或导航定位估算器30经过一段时间利用将相对位置估算器32联系到精确位置估算器的约束条件或约束条件测量值，从而给定误差方差

在一个实施例中，相对位置和绝对位置的时间差分相位等式(例如，等式1)的残差之间的测量域关系可以表示为：

图7是利用初始偏差补偿操作卫星接收器的方法的第六实施例的流程图。图7的方法类似于图2A的方法，除了图7的方法还包括步骤S212。图2A和图7中的相似的附图标记表示相似的步骤或过程。

在步骤S212中，导航定位估算器30或相对位置估算器32估算用于精确位置估算器38的精确点估算值的校正值。例如，控制器40可以利用来自相对位置估算器32的校正值校正精确点估算值，其中精确位置估算器38还没有通过载波相位中的整数模糊度的分辨率收敛到位置解上，或者其中位置特性估算器42确定精确点估算值从初始时间t0到观测时间t与相对位置估算器34的相对位置估算值不一致。

在可选地补充或增加本文中阐述的任何其它实施例的替代实施例中，用于跟踪所接收的载波信号的代码的跟踪模块25或代码跟踪模块22估算用于每个卫星的代码相位或接收器天线和卫星发射器之间的伪距离的改变，当接收器随着时间而改变其位置，每个卫星发射所接收的信号。在替代实施例中，相对位置估算器32使用伪距离的观测改变来估算接收器的位置改变，或使用基于载波相位的位置改变来估算接收器的位置改变。因为载波相位提供更精确的估算值，所以相对位置估算器32或导航定位引擎可以使用代码相位来促进搜索精确位置点估算器38的载波相位的整数模糊度解，或者提供关于偏差估算值的额外信息，诸如接收器时钟偏差或大气偏差估算器36或大气偏差项T_t和T_t0的估算值：

是在时间t和t0(t>t0)时的移动接收器和卫星i的卫星发射器之间的测距代码相位测量值或观测值的时间差。

是接收器到卫星视线矢量的转置矩阵；

是接收器到卫星的视线矢量的转置矩阵的从初始时间到观测时间t的改变，

Δx_t,t0是从初始时间t0到观测时间t的相对位置的改变；

x_t0表示时间t0时的位置，它是一个常数；

是时间t和t0时的接收器时钟误差的差值；

是在时间t时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的所谓的高程湿映射函数；

T_t是时间t时的天顶对流层剩余延迟；

是在时间t0时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的所谓的高程湿映射函数；

T_t0是t0时的天顶对流层剩余延迟；和

是时间t和t0之间的测距代码相位观测噪声和其他未建模误差的差值。

在一个实施例中，导航定位估算器32或位置特性估算器42可以使用测量值编辑来消除错误的或偏离的载波相位测量值。实际上，错误的载波相位，伪距离，约束或其他增强测量值可能是错误的。为了最小化这种异常值的影响，该方法可以包括那些精通导航和估算理论的技术人员熟知的残差编辑技术。

本文中描述的系统和方法可以通过同时使用现有的PPP估算器38来有效地被实现。例如，在具有少量的成本或额外数据处理吞吐量的情况下，PPP估算器38的许多计算或估算值或状态可以由相对位置估算器32再使用以使所描述的估算器的执行非常有效。而且，可以在通信消息中输出这个数据，并且在单独的服务器，计算机或数据处理系统中实现接收器(11,111)外部的相对位置估算器32。

在一个实施例中，该方法和系统对载波相位测量值使用PPP时钟和轨道误差校正，允许接近/设置卫星，并且支持周跳的适当处理，以在没有通常与PPP估算器相关的较长初始化时间的情况下使相对位置估算器能够在任意较长的时间周期内操作。

已经描述了优选实施例，显然可以在不脱离所附随权利要求中限定的本发明范围的情况下制定各种修改例。

Claims (17)

1.一种卫星导航接收器，包括：

接收器模块，所述接收器模块包括电子数据处理系统和相关联的电路，所述接收器模块用于从卫星发射器接收一组一个或多个载波信号；

测量模块，所述测量模块用于确定所述组中的每个载波信号与本地参考载波信号的关联关系，所述测量模块便于所述一个或多个载波信号的载波相位的相位测量；

所述测量模块的跟踪模块，所述跟踪模块用于处理所确定的关联关系以跟踪所述一个或多个载波信号，从而在所述卫星导航接收器相对于初始位置改变位置时估算所述卫星导航接收器的接收器天线与所述一个或多个卫星发射器之间的相位测量值随时间的相应改变，所述一个或多个卫星发射器发射所述被接收的载波信号组；

相对位置估算器，所述相对位置估算器用于通过从移动的所述卫星导航接收器的初始时间到观测时间被跟踪的所述一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来估算所述卫星导航接收器相对于所述初始位置的相对位置；

所述相对位置估算器对下列各项进行建模或估算：移动的所述卫星导航接收器的初始位置的初始位置偏差，相对于参考时间的接收器时钟偏差，以及所述卫星导航接收器与相应的卫星之间的大气传播延迟偏差；

所述相对位置估算器适于补偿一个或多个所述偏差以提供所述卫星导航接收器的被补偿的相对位置，和

周跳探测器，所述周跳探测器用于在跟踪接收的载波信号时检测周跳；

所述相对位置估算器与相对位置连续性模块相关联，所述相对位置连续性模块用于支持相对位置估算构架，通过从下一个初始位置建立一系列链接的相对位置矢量，所述相对位置估算构架允许在超过多个历元的时间间隔内或任意长的时间间隔内的相对导航，所述下一个初始位置是在检测到周跳或新卫星的出现之前利用相对位置估算器的最后已知的相对位置被建立的或与该最后已知的相对位置处于相同位置，

所述相对位置估算器或相对位置连续性模块包括用于在时间t0′>t0时将参考初始位置x_ref，t0更新为新的参考初始位置

的机制或软件指令，使得

其中时间t0′是用于一系列链接的相对位置矢量的、与最后已知的相对位置相关的过渡时间，其中x_ref，t0是时间t0时的参考初始位置，并且其中Δx_t0′，t0是从时间t0到时间t0′的位置改变；

所述相对位置估算器通过从载波测量值中减去

来调节观测方程以考虑在时间t0时的参考初始位置的改变，使得在t0时的初始位置偏差x_bias，t0在与参考初始位置相关联的初始相对位置矢量之后在随后的相对位置矢量中保留其初始含义；和

所述相对位置估算器随后能够再获得估算的相对位置

其中

是在时间t时的估算的相对位置，其中

在时间t0′时的测量初始位置，其中

是从时间t0′到时间t的估算的位置改变或相对位置矢量，其中

是接收器到卫星视距矢量的转置矩阵。

2.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

相对位置包括在观测时间t时的估算的相对位置

初始位置包括在时间t0时的初始参考位置x_ref，t0；并且

导航接收器的相对位置由被跟踪的所述一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来确定，使得

其中Δx_t，t0是从时间t0到时间t的位置改变。

3.根据权利要求2所述的卫星导航接收器，进一步包括：

精确位置估算器，所述精确位置估算器用于将初始参考位置提供给相对位置估算器。

4.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

初始位置偏差(x_bias，t0)是在接收器的相对位置估算器的初始化时估算的初始位置偏差；

相对位置估算器被配置成通过将初始位置、初始位置偏差和位置改变项累加为

来再获得或估算绝对位置x_t，其中x_t是在观测时间t时的绝对位置，x_ref，t0是在相应的所述初始时间t0时的初始参考位置，其中Δx_t，t0是从所述初始时间t0到所述观测时间t的位置改变，其中

是从所述初始时间t0到所述观测时间t的估算的相对位置

5.根据权利要求4所述的卫星导航接收器，进一步包括：

精确位置估算器，所述精确位置估算器被配置成基于所述相位测量和所接收到的校正数据将初始参考位置提供给所述相对位置估算器，所述接收到的校正数据包括卫星时钟和轨道校正。

6.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

基于点积乘以接收器对相应卫星的卫星视距矢量的转置矩阵的估算位置改变，通过链接校正因子来调节载波相位测量值。

7.根据权利要求5所述的卫星导航接收器，其中：

所述相对位置估算器再获得为

的绝对位置，其中x_t是时间t时的绝对位置，其中

是时间t时的估算的相对位置，并且其中x_bias，t0是t0时的初始位置偏差。

8.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，进一步包括：

精确位置估算器，所述精确位置估算器用于基于接收的载波信号的载波相位测量值来确定精确的位置估算值，所述精确位置估算器与相对位置估算器同时运行，精确位置估算器确定参考轨迹x_ref，t以辅助和增强相对位置估算器的精度。

9.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，进一步包括：

精确位置估算器，所述精确位置估算器提供以下各项中的一个或多个的预定或先验估算值：绝对位置(x_ref，t)，大气延迟偏差或对流层延迟偏差(T_ref，t)，接收器时钟延迟偏差(dτ_ref，t)，所述预定或先验估算值用于帮助确定相对位置估算器的相对位置估算值或补偿的相对位置估算值。

10.根据权利要求9所述的卫星导航接收器，包括：

利用随时间变化将相对位置估算器与精确位置估算器关联的约束或约束测量值，从而具有给定的误差方差：

11.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

所述大气延迟由乘以相应的映射函数的对流层天顶延迟T_t和初始对流层天顶延迟T_t0组成。

12.根据权利要求9所述的卫星导航接收器，包括：

使用将相对位置估算器对对流层延迟的估算值与精确位置估算器对对流层延迟的估算值关联的约束测量值，从而具有给定的误差方差：T_t-T_ref，t≈0。

13.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

所述相对位置估算器根据以下等式基于接收器的载波相位的与初始时间和观测时间相关的被观测到的改变，来确定相对位置的改变：

其中：

是在时间t和t0(t＞t0)时的移动接收器和卫星i的卫星发射器之间的载波相位测量值或观测值的时间差；

是接收器到卫星的视距矢量，

是接收器到卫星的视线矢量的转置矩阵；

是接收器到卫星的视线矢量的转置矩阵的从初始时间到观测时间t的改变，

Δx_t，t0是从初始时间t0到观测时间t的绝对位置的改变；

x_t0表示时间t0时的位置，它是一个常数；

是接收器时钟误差在时间t和t0时的差值；

是在时间t时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的所谓的高程映射函数；

T_t是时间t时的天顶对流层剩余延迟；

是在时间t0时的映射函数；

T_t0是t0时的天顶对流层剩余延迟；和

是在时间t和t0之间载波相位观测噪声和其他未建模误差的差值。

14.根据权利要求1所述的卫星导航接收器，其中：

接收器时钟偏差包括随时间变化的接收器时钟偏差相对于所述参考时间的瞬时变化，并且其中所述大气传播延迟偏差包括接收器与相应的卫星之间的大气传播延迟偏差随着时间的瞬时变化。

15.一种卫星导航接收器，包括：

接收器模块，所述接收器模块包括电子数据处理系统和相关联的电路，所述接收器模块用于从卫星发射器接收一组一个或多个载波信号；

测量模块，所述测量模块用于确定所述组中的每个载波信号与本地参考载波信号的关联关系，所述测量模块便于所述一个或多个载波信号的载波相位的相位测量；

所述测量模块的跟踪模块，所述跟踪模块用于处理所确定的关联关系以跟踪所述一个或多个载波信号，从而在所述卫星导航接收器相对于初始位置改变位置时估算所述卫星导航接收器的接收器天线与所述一个或多个卫星发射器之间的相位测量值随时间的相应改变，所述一个或多个卫星发射器发射所述被接收的载波信号组；

相对位置估算器，所述相对位置估算器用于通过从移动的所述卫星导航接收器的初始时间到观测时间被跟踪的所述一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来估算所述卫星导航接收器相对于所述初始位置的相对位置；

所述相对位置估算器对下列各项进行建模或估算：移动的所述卫星导航接收器的初始位置的初始位置偏差，相对于参考时间的接收器时钟偏差，以及所述卫星导航接收器与相应的卫星之间的大气传播延迟偏差；

所述相对位置估算器适于补偿一个或多个所述偏差以提供所述卫星导航接收器的被补偿的相对位置；和

精确位置估算器，所述精确位置估算器用于基于接收的载波信号的载波相位测量值来确定精确位置估算值，精确位置估算器与相对位置估算器同时运行，精确位置估算器确定接收器的参考轨迹，该参考轨迹表示所述接收器的被限定目标路径或参考位置矢量或表示与表示所述接收器的过去和当前位置的参考点的时间序列一致的航向/偏航；

所述相对位置估算器适于根据以下等式确定由所述精确位置估算器提供的位置估算值的校正值或偏移，其中所述位置估算值包括相对位置估算值或绝对位置估算值：

并且

其中：

是从时间0至t的估算的相对位置矢量；

x_t是在时间t时的估算的绝对位置；

x_ref，t0是在时间t0时的测量的初始位置；

Δx_ref，t，t0是参考位置从时间t)到时间t的估算的改变；

Δx_t，t0′是从时间t0到时间t的绝对位置改变；

是参考轨迹位置偏移从初始时间t0到观测时间t的的改变；

是对相对位置的校正值，该校正值将根据精确位置估算器确定的参考轨迹计算，

；

是在时间t和t0(t＞t0)时移动接收器和沿着参考轨迹的卫星i的卫星发射器之间的载波相位测量值或观测值的时间差；

是接收器到卫星的视距矢量；

是接收器到卫星的视距矢量的转置矩阵；

是接收器到卫星的视线矢量在时间t和t0之间的改变的转置矩阵，

T是天顶对流层剩余延迟常数或时变函数；

是时间t和t0时的接收器时钟误差的差值；

是在时间t时将天顶对流层延迟映射到移动接收器和卫星i之间的视距延迟的所谓的高程映射函数；

T_t是时间t时的天顶对流层剩余延迟；

是在时间t0时的映射函数；

T_t0是t0时的天顶对流层剩余延迟；和

是时间t和t0之间的沿着参考轨迹的载波相位观测噪声和其他未建模误差的差值。

16.一种用于从多个卫星接收复合信号以补偿初始偏差的方法，所述方法由卫星导航接收器执行，并且所述方法包括：

接收包括一个或多个载波信号的复合信号；

确定相位测量和所述一个或多个载波信号与本地参考载波信号的关联关系；

处理所确定的关联关系以跟踪被接收的复合信号的所述一个或多个载波信号，从而在所述卫星导航接收器相对于初始位置改变位置时估算所述卫星的接收器天线与发射所述被接收的复合信号的一个或多个卫星发射器之间的相位测量值随时间的相应改变；

通过从初始时间到观测时间被跟踪的所述一个或多个载波信号的相位测量值的时间差分来估算所述卫星导航接收器相对于所述初始位置的相对位置；和

估算所述卫星导航接收器的初始位置的初始位置偏差，相对于参考时间或一个或多个卫星时钟的接收器时钟偏差，以及所述卫星导航接收器与相应的卫星之间的大气传播延迟偏差；

在跟踪接收的载波信号时检测周跳；

通过从下一个初始位置建立一系列链接的相对位置矢量，允许在超过多个历元的时间间隔内或任意长的时间间隔内的相对导航，所述下一个初始位置是在检测到周跳或新卫星的出现之前利用相对位置估算器的最后已知的相对位置被建立的或与该最后已知的相对位置处于相同位置；

在时间t0′＞t0时将参考初始位置x_ref，t0更新为新的参考初始位置

使得

其中时间t0′是用于一系列链接的相对位置矢量的、与最后已知的相对位置相关的过渡时间，其中x_ref，t0是时间t0时的参考初始位置，并且其中Δx_t0′，t0是从时间t0到时间t0′的位置改变；

通过从载波测量值中减去

来调节观测方程以考虑在时间t0时的参考初始位置的改变，使得在t0时的初始位置偏差x_bias，t0在与参考初始位置相关联的初始相对位置矢量之后在随后的相对位置矢量中保留其初始含义；和

再获得估算的相对位置

其中

是在时间t时的估算的相对位置，其中

在时间t0′时的测量初始位置，其中

是从时间t0′到时间t的估算的位置改变或相对位置矢量，其中

是接收器到卫星视距矢量的转置矩阵。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

补偿一个或多个偏差以提供所述接收器的被补偿的相对位置。

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