CN109283558A - 用于车辆的导航装置、其方法以及导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的导航装置包含：卫星天线，所述卫星天线从卫星接收卫星信号；运动传感器，所述运动传感器获取所述车辆的运动信息；无线通信模块，所述无线通信模块发送用于预测所述车辆的位置的位置预测信息，并从服务器接收模拟卫星信号；以及位置估计单元，所述位置估计单元使用所述卫星信号和所述模拟卫星信号中的至少一个来产生所述车辆的导航信息。

Description

用于车辆的导航装置、其方法以及导航系统

相关申请案的交叉参考

此申请案主张2017年7月21日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0092812号韩国专利申请案的优先权权益，所述申请案的揭示内容通过引用以其全文并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于车辆的导航装置、其方法以及导航系统，且更确切地说，涉及用于融合从远程服务器接收到的卫星的模拟信号与车辆的运动传感器信息并计算所述车辆的位置的技术。

背景技术

全球导航卫星系统通常是指从围绕地球旋转的人造卫星接收卫星信号并基于接收到的卫星信号来计算给定装置的位置的装置。然而，因为可观测卫星的数目在其中卫星的信号中断的环境(例如，建筑区、隧道、地下停车场等)中减少，所以常常造成定位误差。定位准确性可减少，或可变得完全不可能。

各种技术，例如融合航位推算，可用于补偿中断的卫星信号的可能性。用于提供对应的位置的坐标的单独装置可在其中卫星的信号被中断的区域中使用。还可使用用于从此装置接收位置坐标的方法。

然而，如果装置的当前位置不同于实际上接收的坐标，那么当前位置信息可变得不准确。安装在其中卫星信号被中断的区域中的另外的装置引起时间和金钱两者的浪费。

同时，飞机、战斗机或类似者使用昂贵的惯性测量单元(IMU)来进行航位推算。车辆和机器人可通过时间积分使用从例如轮编码器、速度计以及偏航速率传感器等感测装置获取的信息来计算器位置。

即使当卫星导航和航位推算合并时，位置误差也可随时间增加。这可通过IMU自身的误差的积累而产生。当IMU的性能改进时，通过航位推算造成的位置误差的可能性可更多地减少。然而，在此情况下，系统的整体价格可由于昂贵的IMU传感器的使用而增加。

发明内容

本发明是为了解决在相关技术中出现的上述问题，同时通过相关技术实现的优点得到完好的维持。

本发明的方面提供用于解决其中系统的整体价格由于昂贵的传感器的使用而增加的问题并解决通过误差自身的误差积累造成的位置误差的发散问题的技术。

本发明的另一方面提供用于其中成本和时间因为产生位置坐标的装置应在不可能接收到卫星信号时安装而被浪费的问题的技术，和用于其中不可能由于接收到装置所位于的位置坐标而计算出准确位置的问题的技术。

本发明性概念将解决的技术问题并不限于前述问题，且本文中未提及的任何其它技术问题将由本发明所属领域的技术人员通过以下描述而清楚地理解。

根据本发明的实施例，一种用于车辆的导航装置包含：卫星天线，所述卫星天线从卫星接收卫星信号；运动传感器，所述运动传感器获取车辆的运动信息；无线通信模块，所述无线通信模块发送用于预测车辆的位置的位置预测信息，并从服务器接收模拟卫星信号；以及位置估计单元，所述位置估计单元使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来产生车辆的导航信息。

无线通信模块可经配置以在不可能接收到卫星信号时，发送车辆的位置预测信息。

在以下情况时不可能接收卫星信号：可见卫星数目小于预定参考数目，卫星信号的中断时段大于或等于预定时间，或预测到卫星信号的中断信号将大于或等于预定时间。

无线通信模块可在中断时段大于或等于预定时间时被驱动。

无线通信模块可经配置以在接收到模拟卫星信号时发送车辆的位置预测信息。

位置预测信息可使用航位推算和地图信息中的至少一个来获得。

位置估计单元可经配置以通过以下操作来产生车辆的导航信息：使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来计算车辆的位置，并融合车辆的计算出的位置与车辆的运动信息。

当卫星信号和模拟卫星信号两者都可获得时，位置估计单元可使用卫星信号来产生车辆的导航信息。

此外，根据本发明的实施例，一种用于车辆的导航方法包含：从卫星接收卫星信号；使用运动传感器来获取车辆的运动信息；发送用于预测车辆的位置的位置预测信息；从服务器接收模拟卫星信号；以及使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来产生车辆的导航信息。

卫星信号和模拟卫星信号可同时被接收。

从服务器接收模拟卫星信号可包含：使用地图信息来验证其中不可能接收卫星信号的区域的位置；预测卫星信号的中断时间；确定中断时间是否大于或等于预定时间；且当中断时间大于或等于预定时间时，接收模拟卫星信号。

其中不可能接收卫星信号的区域可包含某一区域，所述区域包含以下各项中的任一项：隧道、峡谷区、行道树、天桥以及摩天大楼。

此外，根据本发明的实施例，一种系统包含：用车辆的导航装置，所述导航装置使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来产生车辆的导航信息；以及服务器，所述服务器使用从导航装置接收到的预测车辆的位置的位置预测信息来产生模拟卫星信号。

导航装置可包含：卫星天线，所述卫星天线从卫星接收卫星信号；运动传感器，所述运动传感器获取车辆的运动信息；第一无线通信模块，所述无线通信模块发送用于预测车辆的位置的位置预测信息，并从服务器接收模拟卫星信号；以及位置估计单元，所述位置估计单元使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来产生车辆的导航信息。

服务器可包含：第二无线通信模块，所述无线通信模块从导航装置接收车辆的位置预测信息，并将模拟卫星信号发送到导航装置；以及模拟卫星信号控制器，所述模拟卫星信号控制器基于车辆的位置预测信息来预测车辆的位置，基于车辆的预测位置来计算可见卫星的位置，并从可见卫星产生模拟卫星信号。

第二无线通信模块可经配置以，当接收到车辆的位置预测信息时，通过解码过程提取车辆的位置预测信息；以及当产生模拟卫星信号时，对所述模拟卫星信号进行编码并将经编码的模拟卫星信号发送到车辆。

卫星信号模拟控制器可经配置以将车辆的位置预测信息发送到第二无线通信模块；并基于以下各项中的至少一个来预测车辆的位置：在服务器中处理的时间、解码时间、产生模拟卫星信号的时间以及编码时间。

模拟卫星信号可包含：卫星识别符(ID)、卫星轨道信息、卫星时间的信息、大气误差以及天线误差。

附图说明

本发明的上述和其它目标、特征以及优点将通过以下结合附图进行的详细描述而更加清楚：

图1是说明根据本发明的实施例的系统的配置的方块图；

图2是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的流程图；

图3是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图；

图4是说明根据本发明的实施例的远程服务器的驱动方法的流程图；

图5是说明其中卫星信号局部中断的实例的图式；

图6是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图；

图7A和7B是说明其中卫星信号的接收较糟糕的区域的图式；

图8是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图；以及

图9是说明执行根据本发明的实施例的方法的计算系统的配置的方块图。

应理解，以上提及的附图未必按比例，从而呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的略微简化表示。本发明的特定设计特征，包含例如特定尺寸、朝向、位置以及形状，将部分通过特定的既定应用和使用环境来确定。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。在将附图标记添加到每一图式的元件时，尽管在不同的图式上显示相同的元件，但应注意，相同的元件具有相同的标记。另外，在描述本发明的实施例时，如果确定相关已知配置或功能的详细描述使本发明的实施例的主旨模糊，那么所述详细描述将被省略。

在描述本发明的实施例的元件时，术语“1^st”、“2^nd”、“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”及类似者可在本文中使用。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开，而非不管对应的元件的性质、轮次或次序来限制对应的元件。除非另外界定，否则本文中使用的所有术语，包含技术或科学术语，都具有与本发明所属的领域的技术人员一般理解的那些意义相同的意义。此类术语，如在通用字典中界定的那些术语，将被解释为具有与相关技术领域中的上下文意义相同的意义，且将不被解释为具有想象的或过于形式化的意义，除非清楚地界定为在本发明中具有此类意义。

应理解，如本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包含机动车，例如包含运动型多功能车(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用车、包含多种船舶的船只、飞机等，且包含混合动力车、电动车、插电式混合动力车、氢燃料车已经其它替代燃料车(例如，从除石油外的资源获得的燃料)。如本文中所提及，混合动力车是具有两种或多于两种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力车辆。

另外，应理解，以下方法或其方面中的一个或多个可以通过至少一个控制单元执行。术语“控制单元”可指代包含存储器和处理器的硬件装置。存储器经配置以存储程序指令，且处理器经专门编程以执行程序指令以执行下文进一步描述的一个或多个过程。此外，应理解，以下方法可以通过包括结合一个或多个其它组件的控制单元的设备来执行，如所属领域的技术人员将了解。

此外，本发明的控制单元可实施为非暂时性计算机可读媒体，其包含通过处理器、控制器或类似者执行的可执行程序指令。计算机可读媒体的实例包含但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡以及光数据存储装置。计算机可读记录媒体还可分布在整个计算机网络上，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布式方式来存储并执行程序指令。

图1是说明根据本发明的实施例的系统的配置的方块图。

如图1中示出，根据本发明的实施例的系统10可包含安装在车辆中的卫星导航装置20和远程服务器30。

卫星导航装置20可包含卫星天线21、运动传感器22、确定单元23、位置估计单元24以及无线通信模块25。

卫星天线21可从人造卫星接收卫星信号，且可将卫星信号发送到位置估计单元24。

运动传感器22可获得车辆动态信息。车辆动态信息可包含车辆速度、偏航速率或类似者。

确定单元23可确定是否将车辆的位置预测信息发送到远程服务器30。在本文中，车辆的位置预测信息可包含在其中不可能接收卫星信号的区域中使用航位推算(惯性导航)和/或地图信息来预测的车辆的位置信息。将给出对车辆的位置预测信息的详细描述。

根据本发明的实施例，如果可接收卫星信号的数目大于或等于预定参考数目，那么确定单元23可允许位置估计单元24基于卫星信号来产生车辆的导航信息。如果可接收卫星信号的数目小于预定参考数目，那么确定单元23可经由无线通信模块25将车辆的位置预测信息发送到远程服务器30。

另外，尽管可接收卫星信号的数目大于或等于预定参考数目，但确定单元23可经由无线通信模块25将车辆的位置预测信息发送到远程服务器30。在此情况下，卫星导航装置20可预先接收模拟卫星信号。如果接收到小于预定参考数目的卫星信号，那么卫星导航装置20有可能快速地用模拟卫星信号替换卫星信号。

位置估计单元24可根据预定的内部算法使用从卫星天线21接收到的卫星信号来计算其位置，也就是说，其中安装有位置估计单元24的车辆的位置。另外，如果观察到的卫星的数目，也就是说，如果卫星信号的数目大于或等于预定参考数目，或如果卫星信号的数目小于预定参考数目，那么位置估计单元24可使用模拟卫星信号来计算车辆的位置。位置估计单元24可通过融合从运动传感器22获得的车辆动态信息与车辆的位置来产生导航信息。导航信息可包含车辆的位置、车辆的速度、方位角、当前时间以及经度和纬度坐标。

如果根据实施例不可能从卫星天线21接收到卫星信号或如果卫星信号被接收到，那么无线通信模块25可将车辆的位置预测信息发送到远程服务器30。另外，根据实施例，无线通信模块25可常常处于电源故障状态。如果确定不可能接收到卫星信号，也就是说，如果卫星信号的数目小于预定参考数目，如果卫星信号在预定时间或更长时间期间被中断，或如果预测到卫星信号将在预定时间期间被中断，那么无线通信模块25可被驱动。

同时，图1的远程服务器30可包含无线通信模块31和卫星信号模拟控制器32。

无线通信模块31可从卫星导航装置20的无线通信模块25接收车辆的位置预测信息。

如果无线通信模块31接收车辆的位置预测信息，那么卫星信号模拟控制器32可产生模拟卫星信号。模拟卫星信号可包含关于构成全球导航卫星系统的所有卫星的轨道信息。

所产生的模拟卫星信号可被发送到远程服务器30的无线通信模块31。无线通信模块31可将模拟卫星信号发送到卫星导航装置20的无线通信模块25。

如果卫星导航装置20的无线通信模块25从远程服务器30的无线通信模块31接收模拟卫星信号，那么位置估计单元24可使用模拟卫星信号来计算车辆的位置，且可产生导航信息。

根据本发明的实施例安装在系统10中的车辆可包含自主车辆。系统10可合适地用于其中定位准确性是重要要求的车辆，例如自主车辆。

图2是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的流程图。

如图2中示出，在操作S100中，卫星导航装置的卫星天线可接收卫星信号。

在操作S101中，位置估计单元可确定卫星信号的数目是否小于预定参考数目α。位置估计单元可执行用于基于卫星信号来计算其位置(即，车辆的位置)的内部过程。如果卫星信号的数目小于预定参考数目α，那么因为不可能计算出位置估计单元的位置，所以在操作S102中，位置估计单元可确定是否接收到模拟卫星信号。

根据本发明的实施例，预定参考数目α可为4。因此，如果卫星信号的数目小于4，那么车辆的无线通信模块可将车辆的位置预测信息发送到远程服务器。位置估计单元可确定通过远程服务器使用车辆的位置预测信息产生的模拟卫星信号是否被接收。如果模拟卫星信号未被接收(N)，那么位置估计单元可再次接收卫星信号。

如果模拟卫星信号被接收(Y)，那么在操作S103中，位置估计单元可基于模拟卫星信号来计算车辆的全球位置。

如果卫星信号的数目大于或等于预定参考数目(N)，那么在操作S104中，位置估计单元可基于卫星信号来计算全球位置。

如果基于卫星信号和模拟卫星信号中的任一个来计算车辆的全球位置，那么在操作S105中，位置估计单元可融合车辆的全球位置与从安装在车辆中的运动传感器获得的信息，也就是说，车轮速度、偏航速率或类似者。在操作S106中，位置估计单元可产生导航信息。因此，位置估计单元可连续地更新车辆的位置。

图3是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图。

如图3中示出，在操作S110中，卫星导航装置的卫星天线可接收卫星信号。

在操作S111中，位置估计单元可接收模拟卫星信号。在本发明的实施例中，为了便于描述，操作S110和操作S111分开描述。然而，操作S110和操作S111可同时进行。在操作S111中，车辆的无线通信模块可将车辆的位置预测信息发送到远程服务器，而不管接收到的卫星信号的数目。位置估计单元可包含接收通过远程服务器使用车辆的位置预测信息产生的模拟卫星信号的过程。

位置估计单元可通过操作S110和S111同时接收卫星信号和模拟卫星信号。在此情况下，位置估计单元可基于卫星信号通过优先于模拟卫星信号使用卫星信号来计算车辆的全球位置。

在操作S112中，位置估计单元可确定卫星信号的数目是否小于预定参考数目α。在本发明的实施例中，预定参考数目可为4。如果卫星信号的数目小于预定参考数目α(Y)，那么在操作S113中，位置估计单元可基于模拟卫星信号来计算全球位置。另一方面，如果卫星信号的数目大于或等于预定参考数目α(N)，那么在操作S114中，位置估计单元可基于卫星信号来计算全球位置。之后，因为操作S115和S116与图2的操作S105和S106相同，所以关于操作S115和S116的描述可参考关于操作S105和S106的描述。

图4是说明根据本发明的实施例的远程服务器的驱动方法的流程图。

在图4的远程服务器的驱动方法中，将首先给出对以下操作的描述：在根据本发明的实施例的导航装置处将车辆的位置预测信息发送到远程服务器，并在远程服务器的无线通信模块处接收所发送的车辆的位置预测信息。

在操作S200中，无线通信模块可接收车辆的位置预测信息。在操作S210中，无线通信模块可执行数据解码过程以提取车辆的位置预测信息。

在操作S220中，卫星信号模拟控制器可基于车辆的位置预测信息来预测车辆的位置。操作S220可使用航位推算(惯性导航)和地图信息来执行。

车辆的位置预测信息可包含其中车辆的当前位置在其中不可能接收到卫星信号的区域中被预测的信息。车辆的位置预测信息可使用航位推算基于移动以到达车辆的当前位置的信息来获得。另外，车辆的位置预测信息可包含其中车辆在其中不可能接收到卫星信号的区域中将到达的预测位置的信息。车辆的位置预测信息可使用用以预测车辆的预测位置的航位推算和地图信息来获得，或使用通过设定目的地产生的路径信息来获得。

优选反应因为数据在处理器处被发送和处理而造成的延迟时间以及车辆的速度，以预测车辆的更准确位置。在本文中，延迟时间可包含数据的无线传输时间、数据解码处理时间、在产生和处理模拟卫星信号时的时间及类似者。

因为卫星信号模拟控制器包含关于构成全球导航卫星系统的所有卫星的轨道信息，所以所述卫星信号模拟控制器可基于预测到的车辆的全球位置和时间信息来计算可观测可见卫星的位置。

如果预测到车辆的位置，那么在操作S230中，卫星信号模拟控制器可基于预测到的车辆的位置来计算可见卫星的位置。在本文中，可见卫星可指代用户可在特定位置处观测到的卫星。

例如，在于时间t处观测到卫星以计算车辆的全球位置后，当车辆在时间t+1处计入隧道时，如果未测得卫星信号，那么车辆在时间t+1处的位置可通过航位推算和/或地图信息(路径信息)来预测。可见卫星的位置可在以此类方法预测到的位置处计算。

如果计算出可见卫星的位置，那么在操作S240中，卫星信号模拟控制器可产生模拟卫星信号以发送到车辆。

模拟卫星信号可包含可见卫星的信息。可见卫星的信息可包含被请求用于计算车辆的位置的信息，例如，卫星识别符(ID)、卫星轨道信息、卫星时间信息及类似者；可包含大气误差，例如，电离层误差、对流层误差及类似者，以产生更加真实的信息；且可包含天线误差及类似者。

在操作S250中，卫星信号模拟控制器可将包含上述卫星信息的模拟卫星信号转换成数字形式。

在操作S260中，无线通信模块可根据数据协议对模拟卫星信号进行编码，以将转换成数字形式的模拟卫星信号发送到车辆。

在操作S270中，无线通信模块可无线地将经编码的模拟卫星信号发送到车辆。

图5是说明其中卫星信号局部中断的实例的图式。将参考图5给出对其中卫星信号局部中断的实例的描述。

高速公路是以下环境：其中卫星信号的接收相对较好，但存在其中信号接收局部较糟糕的区段，例如，隧道、峡谷区或类似者。如果卫星信号的接收发生干扰或被中断的时间较短，那么尽管车辆的位置通过航位推算来估计，但误差可不能大大地发散。

然而，如果卫星信号的干扰或中断持续较长时间，例如，当车辆经过十几千米或更长的长隧道时，如图5中的‘A’示出，那么位置误差可发散。由此，如果不可能接收到卫星信号，那么本发明可通过接收模拟卫星信号来连续地更新车辆的位置，且可连续地提供车辆的准确位置。

图6是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图。

在操作S300中，卫星信号可通过卫星天线接收到。

在操作S310中，可使用地图信息确定在前方存在隧道。

如果不存在隧道(N)，那么卫星可被接收到且全球位置可基于卫星信号来计算以产生车辆的导航信息。同时，如果存在隧道(Y)，那么在操作S320中，可预测到卫星信号的中断时间。前方的隧道的长度可使用地图信息来确定，且卫星信号的中断时间可基于车辆的当前速度来预测。

在操作S330中，可确定卫星信号的中断时间大于或等于预定时间δ。预定时间δ可指代位置误差由于卫星信号的中断而发散的时间。

如果卫星信号的中断时间小于预定时间δ，那么因为位置误差并不大大地发散且因为有可能再次以预定时间δ接收卫星信号，所以卫星信号可被接收到。同时，如果卫星信号的中断时间大于或等于预定时间δ(Y)，那么因为不可能接收卫星信号，所以在操作S340中，可接收到模拟卫星信号。操作S340可包含以下过程：其中车辆的无线通信模块将车辆的位置预测信息发送到远程服务器，其中远程服务器基于所发送的车辆的位置预测信息来产生模拟卫星信号，且其中位置估计单元接收模拟卫星信号。

在操作S350中，车辆的全球位置可基于模拟卫星信号来计算。

在操作S360中，基于模拟卫星信号计算出的车辆的全球位置可与从安装在车辆中的运动传感器获得的信息融合，所述信息例如，车轮速度、偏航速率或类似者。在操作S370中，可产生导航信息。因此，尽管卫星时间的中断时间较长，例如，尽管车辆进入隧道，但车辆的导航信息可连续地产生。

图7A和7B是说明其中卫星信号的接收较糟糕的区域的图式。

如图7A中示出，可存在中断在市中心的卫星信号的接收的各种结构。因为卫星的接收由于多种环境元素(例如，行道树、天桥以及摩天大楼)而受限，所以当车辆在行驶时，可接收卫星信号的数目可改变。

在卫星信号的接收较糟糕的区域中一直接收模拟卫星信号而非接收卫星信号可有利于稳定地操作系统。

如图7B中示出，可预先界定其中卫星信号的接收较糟糕的区域(恶劣的区域)H。当车辆进入区域H时，所述车辆可经配置用于使远程服务器一直接收模拟卫星信号。

其中卫星信号的接收较糟糕的区域可被界定为在预测观测到的卫星的数目与实际测得的卫星的数目之间具有较大差异的区域，或可被界定为其中精度因子(DOP)数值在作为用于估计全球导航卫星系统的位置准确性的指示中的一个的DOP的值上较高的区域。当DOP数值较低时，位置估计的准确性可较高，因为卫星在天空中更加均匀地分布。因为在DOP数值较高时卫星不在天空中均匀分布，所以可理解，难以接收卫星信号。

图8是说明根据本发明的实施例的卫星导航方法的另一流程图。

在操作S400中，卫星信号可通过卫星天线接收到。

在操作S410中，可使用地图信息来确定车辆是否进入其中卫星信号的接收较糟糕的区域H。

如果不存在其中卫星信号的接收较糟糕的区域H(N)，那么卫星可被接收到且全球位置可基于卫星信号来计算以产生车辆的导航信息。同时，如果存在其中卫星信号的接收较糟糕的区域H(Y)，那么在操作S420中，可一直接收模拟卫星信号。

在操作S430中，车辆的全球位置可基于模拟卫星信号来计算。

在操作S440中，基于模拟卫星信号计算出的车辆的全球位置可与从安装在车辆中的运动传感器获得的信息融合，所述信息例如，车轮速度、偏航速率或类似者。在操作S450中，可产生导航信息。因此，可在其中卫星信号的接收较糟糕的区域H中连续地产生车辆的导航信息。

图9是说明执行根据本发明的实施例的方法的计算系统的配置的方块图。

如图9中示出，计算系统1000可包含至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600以及网络接口1700，这些组件经由总线1200彼此连接。

处理器1100可为中央处理单元(CPU)或半导体装置，所述装置用于处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令。存储器1300和存储装置1600中的每一个可包含各种类型的易失性或非易失性存储媒体。例如，存储器1300可包含只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。

因此，结合在说明书中揭示的实施例描述的方法或算法的操作可直接地用通过处理器1100执行的硬件模块、软件模块或其组合实施。软件模块可驻留在存储媒体(例如，存储器1300和/或存储装置1600)上，例如RAM、闪存存储器、ROM、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除EPROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘或压缩光盘-ROM(CD-ROM)。示例性存储媒体可耦合到处理器1100。处理器1100可从存储媒体读出信息，且可在存储媒体中写入信息。替代地，存储媒体可与处理器1100集成。经集成的处理器和存储媒体可驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留在用户终端中。替代地，经集成的处理器和存储媒体可作为用户终端的单独组件驻留。

本发明可通过从远程服务器接收模拟卫星信号来提供位置误差不发散的效果，如同从卫星接收信号一样。本发明可在全球使用，因为通过经由无线通信网络与远程服务器通信而不限制距离。另外，本发明可提供可用于其中需要高定位准确性的系统(例如自主驾驶系统)的车辆的稳定且准确的测量结果。

本发明可通过以下操作来提供其中可在不增加系统的价格的情况下计算出更准确的位置的效果：将与无线通信网络通信的仅一个服务器添加到接收卫星信号的一般导航装置，而不需要用于计算车辆的位置的昂贵传感器或用于产生位置坐标的单独构件。

虽然已参考选定实施例来描述本发明，但所属领域的技术人员应清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变和修改。

因此，本文中描述的本发明的实施例不是限制性的，而是说明性的，且本发明的精神和范围并不限于此。本发明的精神和范围应通过以下权利要求书来解释，应解释，等效于本发明的所有技术理念都被包含在本发明的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种用于车辆的导航装置，所述装置包括：

卫星天线，所述卫星天线从卫星接收卫星信号；

运动传感器，所述运动传感器获取所述车辆的运动信息；

无线通信模块，所述无线通信模块发送用于预测所述车辆的位置的位置预测信息，并从服务器接收模拟卫星信号；以及

位置估计单元，所述位置估计单元使用所述卫星信号和所述模拟卫星信号中的至少一个来产生所述车辆的导航信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，当不可能接收所述卫星信号时，所述无线通信模块发送所述车辆的所述位置预测信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其中在以下情况时不可能接收所述卫星信号：

可见卫星数目小于预定参考数目，

所述卫星信号的中断时段大于或等于预定时间，或

预测到所述卫星信号的中断时段将大于或等于所述预定时间。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述无线通信模块在所述中断时段大于或等于所述预定时间时被驱动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述无线通信模块在接收到所述模拟卫星信号时发送所述车辆的所述位置预测信息。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述位置预测信息使用航位推算和地图信息中的至少一个来获得。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述位置估计单元通过以下操作来产生所述车辆的所述导航信息：使用所述卫星信号和所述模拟卫星信号中的至少一个来计算所述车辆的位置，并融合所述车辆的所述计算出的位置与所述车辆的所述运动信息。

8.根据权利要求5所述的装置，其中，当所述卫星信号和所述模拟卫星信号两者都可获得时，所述位置估计单元使用所述卫星信号来产生所述车辆的所述导航信息。

9.一种用于车辆的导航方法，所述方法包括：

从卫星接收卫星信号；

使用运动传感器来获取所述车辆的运动信息；

发送用于预测所述车辆的位置的位置预测信息；

从服务器接收模拟卫星信号；以及

使用所述卫星信号和所述模拟卫星信号中的至少一个来产生所述车辆的导航信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述卫星信号和所述模拟卫星信号同时被接收。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述从所述服务器接收所述模拟卫星信号包括：

使用地图信息来验证其中不可能接收所述卫星信号的区域的位置；

预测所述卫星信号的中断时间；

确定所述中断时间是否大于或等于预定时间；以及

当所述中断时间大于或等于所述预定时间时，接收所述模拟卫星信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述其中不可能接收所述卫星信号的区域包含某一区域，所述区域包含以下各项中的任一项：隧道、峡谷区、行道树、天桥以及摩天大楼。

13.一种系统，所述系统包括：

用于车辆的导航装置，所述导航装置使用卫星信号和模拟卫星信号中的至少一个来产生所述车辆的导航信息；以及

服务器，所述服务器使用从所述导航装置接收到的预测所述车辆的位置的位置预测信息来产生所述模拟卫星信号。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述导航装置包括：

卫星天线，所述卫星天线从卫星接收卫星信号；

运动传感器，所述运动传感器获取所述车辆的运动信息；

第一无线通信模块，所述第一无线通信模块发送用于预测所述车辆的位置的位置预测信息，并从所述服务器接收所述模拟卫星信号；以及

位置估计单元，所述位置估计单元使用所述卫星信号和所述模拟卫星信号中的至少一个来产生所述车辆的导航信息。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所述服务器包括：

第二无线通信模块，所述第二无线通信模块从所述导航装置接收所述车辆的所述位置预测信息，并将所述模拟卫星信号发送到所述导航装置；以及

模拟卫星信号控制器，所述模拟卫星信号控制器基于所述车辆的所述位置预测信息来预测所述车辆的所述位置，基于所述车辆的所述预测位置来计算可见卫星的位置，且从所述可见卫星产生所述模拟卫星信号。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二无线通信模块：

当接收到所述车辆的所述位置预测信息时，通过解码过程提取所述车辆的所述位置预测信息；以及

当产生所述模拟卫星信号时，对所述模拟卫星信号进行编码并将所述经编码的模拟卫星信号发送到所述车辆。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述模拟卫星信号控制器：

将所述车辆的所述位置预测信息发送到所述第二无线通信模块；以及

基于以下各项中的至少一个来预测所述车辆的所述位置：在所述服务器中处理的时间、解码时间、产生所述模拟卫星信号的时间以及编码时间。

18.根据权利要求13所述的系统，其中所述模拟卫星信号包含：卫星识别符(ID)、卫星轨道信息、卫星时间的信息、大气误差以及天线误差。