CN109564292B - 用于位置确定的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于位置确定的方法和系统。示例实施方式可以涉及：从一组卫星接收信号以确定接收器的一般位置。在从卫星接收到信号之后，所述接收器可以确定指示所述卫星相对于所述接收器的定向的接收角度。所述接收器可以进一步获得所述一般位置的地形信息，所述地形信息指示在所述一般位置处的特征(例如，建筑物)的定位和高程。例如，接收器可以使用高程地图或者传感器来确定所述地形信息。使用所述地形信息和所确定的接收角度，所述接收器可以识别在到达所述接收器之前被特征反射出的任何信号。结果，所述接收器可以确定和使用反射信号所行经的所述反射路径以细化所述接收器的所述一般位置。

Description

用于位置确定的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月1日提交的美国临时专利申请第62/428,778号的优先权，该案的全部内容以引用的方式并入本文。
背景技术
智能手机、可穿戴计算设备和其它类型的设备常常包括配置用于使用全球定位系统(GPS)和其它GNSS(全球导航卫星系统)执行位置确定的接收器。GPS是一种基于卫星的导航系统，其涉及配置用于在精密轨道中每日绕地球两圈的同时向地球发送信号的卫星网络。具体地，每个卫星传送包括供设备使用来进行位置确定的信息的信号，包括每个信号被传送的时间和卫星的定位信息的指示。诸如GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS和IRNSS等其它GNSS相似地操作，并且，也可以用于位置确定。
为了执行位置确定，接收器可以从多个卫星接收传送信号并且执行计算以确定接收器的位置。例如，在GNSS中，接收器可以使用三边测量通过来自至少四个卫星的定时信号来确定其在地球表面上的位置。当接收器接收到来自卫星的传送信号时，接收器可以确定在接收器处接收到该信号的时间并且将该时间与该信号内指示的卫星传送该信号的时间相比较。使用所确定的时间差，接收器可以确定卫星被定位在多远处，并且通过接收来自至少四个卫星的信号，接收器可以执行三边测量计算来确定其位置。如果接收器能够访问其它测量结果，诸如其高度，接收器可以将该高度用在定位计算中，并且GNSS信号的最小需要数被减少1。
发明内容
示例实施方式涉及用于位置确定的方法和系统。在一些情形下，由于受到位于所在区域中的大型建筑物或者其它高架特征的干扰，接收器可能会无法准确地确定其位置。在本描述中，受到建筑物或者其它特征“干扰”可以是指信号的阻挡和/或反射、衍射和散射。例如，接收器在计算其位置时可以使用在到达接收器之前被特征反射出的一个或者多个信号。如此，信号由于反射或者多次反射所行经的额外路径在位置确定期间能引起误差。例如，来自位于距离接收器100米远的建筑物的反射能够引起大约100米的误差。为了减少位置确定期间的误差，接收器在确定其位置时可以识别有可能在到达接收器之前被特征反射出的信号以及考虑这些信号所行经的额外路径。
在一个方面中，提供了一种示例方法。该方法可以包括：在接收器处，从多个卫星接收定位信号，并且确定该接收器的一般位置。该方法还可以包括：确定定位信号的相应接收角度。在一些实施方式中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于接收器的定向。该方法还可以包括：确定一般位置的地形信息。例如，地形信息可以指示在一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定向。该方法还可以包括：在接收器处，使用地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号。反射信号可以对应于在接收器处被接收之前被在一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号。该方法还可以包括：确定一个或者多个反射信号的反射路径，并且至少部分地基于反射路径，确定接收器的细化位置。
在另一方面中，提供了一种系统。该系统可以包括：一个或者多个处理器；以及配置为存储指令非暂时性计算机可读介质，该指令在由该一个或者多个处理器执行时使系统执行功能。功能可以包括：从多个卫星接收定位信号，确定系统的一般位置，并且确定定位信号的相应接收角度。在一些实施方式中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于系统的定向。功能还可以包括：确定一般位置的地形信息。例如，地形信息指示在一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定位。功能还可以包括：通过使用地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号。反射信号可以对应于在系统处被接收之前被在一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号。功能还可以包括：确定一个或者多个反射信号的反射路径，并且至少部分地基于反射路径，确定系统的细化位置。
在又一方面中，提供了一种非暂时性计算机可读介质。该非暂时性计算机可读介质中存储有指令，这些指令可由一个或者多个处理器执行以使计算系统执行功能。该功能可以包括：从多个卫星接收定位信号，确定系统的一般位置，并且确定定位信号的相应接收角度。在一些实施方式中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于系统的定向。该功能还可以包括：确定一般位置的地形信息。例如，地形信息可以指示在一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定位。该功能还可以包括：通过使用地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号。反射信号可以对应于在系统处被接收之前被在一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号。该功能还可以包括：确定一个或者多个反射信号的反射路径，并且至少部分地基于反射路径，确定系统的细化位置。
在再一方面中，提供了一种包括用于位置确定的装置的系统。该系统可以包括用于能够多个卫星接收定位信号的装置和用于确定定位信号的相应接收角度的装置。在一些实施方式中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于系统的定向。该系统还可以包括用于确定系统的一般位置的装置和用于确定一般位置的地形信息的装置。例如，地形信息可以指示在一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定位。该系统还可以包括：通过使用地形信息和接收到的所确定的定位信号的相应接收角度来识别定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号的装置。反射信号可以对应于在系统处被接收之前被在一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号。该系统还可以包括：确定一个或者多个反射信号的反射路径的装置和至少部分地基于反射路径确定接收器的细化位置的装置。
通过在适当时参考附图阅读以下详细描述，对于本领域普通技术人员而言，这些以及其它方面、优点、和替代物将变得显而易见。
附图说明
图1是示例计算系统的简化框图。
图2图示示出了接收器使用来自一组卫星的信号执行位置确定的示例场景。
图3是示出了用于位置确定的示例方法的流程图。
图4A图示示出了接收器直接从卫星接收信号的示例场景。
图4B图示示出了接收器在未能直接从卫星接收信号之后接收信号的反射的示例场景。
图5A图示示出了接收器执行位置确定的示例场景。
图5B图示示出了接收器执行位置确定的图5A中的示例场景。
图5C图示示出了接收器执行位置确定的另一示例场景。
图6是图示了示例计算机程序产品的概念局部图的示意图，该示例计算机程序产品包括用于在示例设备上执行计算机过程的计算机程序。
具体实施方式
本文对示例方法和系统进行了描述。应该理解，本文使用的词语“示例”、“示例性的”、和“说明性的”是指“用作示例、实例或者图示”。本文描述为“示例”、“示例性的”、和“说明性的”任何实施例或者特征不一定需要理解为比其它实施例或者特征优选或者有益。
本文描述的示例实施方式不旨在是限制性的。将容易理解的是，可以按照多种多样的不同配置(本文对所有的不同配置进行了明确地预期)来布置、替换、组合、分离、和设计本公开的方面(如本文一般性描述的和在附图中图示的)。
如上面讨论的，智能手机、可穿戴计算设备和其它类型的设备常常包括配置为使用GNSS来执行位置确定的接收器。虽然接收器有时能够从GNSS卫星获得足够的信号以使接收器或者另一系统能够准确地确定接收器的位置，但会出现有些情形，而这些情形对位置计算的准确度会存在不期望的影响。例如，当接收器被定位在具有高架特征的区域(例如，具有大型建筑物、高架景观的城市)中时，高架特征能干扰从GNSS卫星接收定位信号(即，信号)。具体地，不是直接从卫星接收信号，而是接收器可能在信号在到达接收器之前被一个或者多个特征反射出之后接收一个或者多个信号。这些反射信号能负面地影响后续位置确定的准确度。更具体地，在不考虑反射信号由于反射所行经的任何额外距离的情况下，位置计算可能会产生不准确的位置。在一些实例中，不准确的程度可以取决于多种因素，诸如，在位置计算期间使用的反射信号的数量、以及反射信号由于来自高架特征的干扰所行经的额外距离。
本文公开了可以帮助减少在具有可能会潜在地干扰接收器接收信号的能力的高架特征的区域中进行位置确定期间的误差的示例方法和系统。具体地，接收器或者相关联的计算系统在位置计算中使用反射信号时，可以识别在到达接收器之前可能会被反射的信号并且考虑这些信号由于该反射所行经的额外距离。通过考虑反射信号所行经的额外路径，尽管有高架特征的干扰，位置计算也可以更准确地确定接收器的位置。
作为示例，接收器可以首先接收来自GNSS网络中的多个卫星的信号。通过使用接收到的信号，可以确定每个信号(或者信号的子集)的接收角度。接收到的信号的接收角度向计算接收器的位置的接收器或者系统提供信息。具体地，接收角度可以指示当卫星传送该信号时轨道中的卫星相对于接收器位置的定向和/或定位。在一些实例中，可以使用信号内包含的信息来确定接收角度。例如，信号内的信息可以指明当接收到(或者传送)信号时卫星的定位和定向、以及传送时间，该传送时间指明卫星何时传送了信号。在另外的示例中，从卫星接收到的并且用于确定接收器的位置的信号可以包括附加信息，该附加信息可以协助执行位置确定。
接收器接收到的信号的接收角度可以用于确定用于位置计算的任何信号在到达接收器之前是否可能已经被建筑物或者另一特征反射出。在一些实例中，接收到的信号的接收角度可以指示该信号是从当传送该信号时大致定位并且定向在接收器上方的卫星接收到的。该接收角度可以指示该信号可能是直接从卫星接收到的，无任何干扰。具体地，信号有可能避开来自接收器附近的任何高架特征的干扰，这是因为信号行经了从卫星到接收器的垂直路径，该垂直路径限制了潜在的干扰。如此，具有指示信号可能是在无干扰的情况下直接接收到的接收角度的信号可以用于准确地确定接收器的位置，而不需要考虑由于来自高架特征的干扰而行经的潜在额外路径。
在其它实例中，接收到的信号的接收角度可以指示当传送信号时传送卫星可能未大致定位在接收器上方。具体地，接收角度可以指示信号在到达接收器之前可能会遇到一个或者多个高架特征的干扰。接收角度可以指示信号在到达接收器之前行经了带坡度的路途(而不是垂直的路线)。如此，当在位置计算期间使用具有这些接收角度的信号时，信号由于反射所行经的额外路径可能会影响位置确定的准确度，除非在计算期间考虑到了这些额外路径。
在一些示例实施方式中，在从卫星接收到用于三边测量或者另一位置确定过程的足够的信号之后，可以执行初步位置计算以确定接收器的一般位置。通过使用位置计算，该一般位置给出了接收的近似位置，所述位置计算考虑到了接收到的信号但未对任何信号在达到接收器之前是否被建筑物或者另一特征反射出进行进一步分析。
在一些实例中，一般位置可能不会准确地指明接收器的位置。具体地，可以通过使用在到达接收器之前被特征或者多个特征反射出的一个或者多个信号，而不分析这些信号所行经的额外距离，来确定一般位置。例如，当确定在城市范围内的接收器的一般位置时，由于来自反射在计算期间使用的一些信号的建筑物的干扰，所确定的一般位置可能会不准确地反映接收器的定位。然而，在其它实例中，一般位置可以对应于接收器的精确位置。例如，当在计算期间仅使用直接接收到的信号时，一般位置可以准确地反映接收器的位置。准确的一般位置可能会发生在具有较少的能够干扰到接收器处的信号接收的特征的区域中。
在一些示例中，接收器的一般位置可以用于获得有关接收器周围的区域的信息，包括地形信息。例如，一般位置可以用于确定接收器是否位于包括多个大型建筑物的城市内或者位于具有高架特征的另一位置处。当一般位置指示接收器被定位在高架特征附近时，一般位置可能不会准确地描绘出接收器的精确位置。具体地，高架特征可能会干扰到接收器对信号的直接接收。在一些实例中，地图(例如，地理地图、地形地图)可以用于确定有关接收器的一般位置的附加信息。在一些情况下，地图或者有关一般位置的其它信息可以指示信号在到达接收器之前可能不会遇到干扰。例如，一般位置的地图可以指示接收器未定位在任何高架特征附近。
在另外的示例中，与接收器相关联的设备还可以包括一个或者多个传感器，传感器可以帮助确定一般位置的周围地形。例如，设备可以利用雷达、LIDAR、或者另一类型的传感器来估计有关附近的特征的信息，诸如特征的高程、在接收器与特征之间的距离。
在获得接收器的大致位置的地形和其它可能的信息之后，可以确定是否要细化一般位置。当确定是否要细化之前确定的接收器的一般位置时，可以考虑多种因素。例如，接收器或者计算系统可以分析因素，诸如：接收器附近的周围地形、用于计算接收器的一般位置的信号的接收角度、在接收器处接收到的信号的数量、以及其它可能的因素。
在一些示例中，可以为一些因素赋予比其它因素更高的权重。例如，在一些实施方式中，当考虑是否要使用考虑了任何反射信号所行经的估计额外路径的等式来重新计算接收器的位置时，可以为一般位置计算期间使用的每个信号的接收角度赋予比其它因素更高的权重。如此，当用于确定一般位置的一个或者多个信号具有指示信号在到达接收器之前可能已经被特征反射出的接收角度时，接收器或者系统可以尝试通过使用新的信号并且潜在地考虑到这些信号由于反射所行经的额外距离来细化一般位置。
如上面指示的，在一些情形下，可以细化接收器的一般位置。在一些示例中，细化一般位置可以涉及：获得新信号并且计算接收器的更新位置。可以在不估计和考虑在到达接收器之前可能会被反射的任何信号所行经的额外路径的情况下，计算该更新位置。如此，可以将更新位置与一般位置相比较，这可以涉及：如果接收器在一般位置的计算和更新位置的计算之间是非静止的，则将其它传感器信息(例如，加速度计)考虑在内。
在其它示例中，细化一般位置可以涉及：获得新信号并且估计在到达接收器之前可能已经被一个或者多个特征反射出的信号所行经的额外路径。估计的额外路径表示由于被一个或者多个特征反射出而在到达接收器之前所行经的额外距离，并且可以影响位置计算的准确度。如此，通过将所行经的额外距离包括在位置计算内，位置确定更可能准确地反应接收器的位置。
在一些示例中，接收器或者计算系统可以估计在接收器与反射信号的特征一侧之间的距离，并且使用估计的距离来进一步估计反射信号所行经的额外距离。如此，可以使用各种技术来估计在接收器与可能会反射用于位置计算的信号的特征或者多个特征(例如，建筑物)之间的距离。例如，接收器可以通过使用地图、传感器数据、地形信息、或者其它信息来确定在接收器与反射特征之间的距离。在另外的示例中，接收器可以使用技术的组合来估计在接收器与对信号进行反射的特征之间的距离。
在另外的示例中，接收器还可以预测或者预期在信号在到达接收器之前可能会被其反射出的特征上的点的高程。这样，接收器在确定反射信号所行经的额外路径时可以使用反射点的高程。例如，接收器可以使用其距特征的反射侧的距离、在特征上的潜在反射点的高程、和/或在接收器处接收到信号的角度来估计信号由于反射所行经的额外路径。在其它示例中，接收器可以通过其它方式来确定反射信号所行经的额外路径，这些方式可以包括将接收角度考虑在内。
如上面指示的，接收器可以使用反射信号的估计的额外行经路径来计算接收器的细化位置。例如，接收器可以将额外行经路径考虑到标准位置确定计算中，与先前确定的一般位置相比，这样可以得到接收器的更准确位置。可以将额外行经路径包括在位置计算中，使得能够通过使用等式集同时计算出所有的额外路径长度和接收器位置。
在另外的实施方式中，接收器可以确定其：所确定的一般位置表示接收器的准确位置。例如，接收器可以分析接收到的信号的地形信息和/或接收角度并且确定在一般位置处不存在可能已经干扰到信号接收的特征。具体地，接收器可以确定直接从卫星接收到足够的信号来确定准确位置，而不需使用任何反射信号。在这种示例中，接收器可以避免尝试识别任何反射信号以进一步细化位置确定。相反，一般位置可以表示接收器的准确位置。
在一些情况下，接收器可以确定用于执行位置确定的信号在到达接收器之前可能会被多个特征反弹。例如，信号在到达接收器之前可能会被第一建筑物反射出并且还可能会被第二建筑物反射出。在这种场景中，接收器可以确定反射信号由于被不同特征多次反射所行经的额外路径并且在确定其位置时可以考虑这些额外路径。
现在将对可以实施示例的系统、方法和设备进行更详细地描述。通常，所描述的方法可以通过各种类型的计算设备或者设备的组件来实施。在一个示例中，系统可以包括一个或者多个服务器，该服务器可以从设备(诸如移动电话)接收信息并且可以向设备提供信息。然而，所描述的方法也可以通过其它计算设备来实施，诸如个人计算机、可穿戴计算设备、独立式接收器、或者移动设备等等。
进一步地，示例系统可以采取计算机可读介质的形式，该计算机可读介质上存储有程序指令，这些程序指令可由处理器执行以提供本文描述的功能。因此，示例系统可以采取诸如服务器等设备或者这种设备的子系统的形式，该设备包括其上存储有这种程序指令的这种计算机可读介质。
现在参照附图，图1是可以执行各种动作和/或功能(诸如本公开中描述的动作和/或功能)的示例计算系统100的简化框图。计算系统100可以对应于任何类型的设备，诸如智能手机、便携式计算机、或者可穿戴计算设备等，并且可以包括各种组件，诸如处理器102、数据存储单元104、通信接口106、用户接口108、和/或GNSS接收器110。
这些组件以及其它可能的组件可以经由连接机构112彼此连接(或者连接至另一设备、系统、或者其它实体)，该连接机构112表示促进在两个或者更多个设备、系统、或者其它实体之间的通信的机构。如此，连接机构112可以是简单的机构，诸如电缆或者系统总线，或者可以是较复杂的机构，诸如基于分组的通信网络(例如，互联网)。在一些实例中，连接机构可以包括非有形介质(例如，连接是无线连接的情况)。
在另外的实施方式中，计算系统100可以包括更多或者更少的组件并且可以对应于配置为执行本文描述的位置确定过程的独立式接收器。
处理器102可以对应于通用处理器(例如，微处理器)和/或专用处理器(例如，数字信号处理器(DSP))。在一些实例中，计算系统100可以包括处理器的组合。
数据存储单元104可以包括一个或者多个易失性、非易失性、可移除、和/或不可移除存储组件，诸如磁性的、光学的、或者快闪存储设备，并且/或者可以整体地或者部分地与处理器102集成。如此，数据存储单元104可以采用非暂时性计算机可读存储介质的形式，该非暂时性计算机可读存储介质上存储有程序指令(例如，编译的或者非编译的程序逻辑和/或机器代码)，这些程序指令在被处理器102执行时使计算系统100执行一种或者多种动作和/或功能，诸如本公开中描述的动作和/或功能。计算系统100可以配置为执行一种或者多种动作和/或功能，诸如本公开中描述的动作和/或功能。这种程序指令可以限定和/或可以是离散软件应用的一部分。在一些实例中，计算系统100可以响应于接收到输入，诸如来自通信接口106和/或用户接口108的输入，而执行程序指令。数据存储单元104还可以存储其它类型的数据，诸如本公开中描述的那些类型。
通信接口106可以允许计算系统100根据一种或者多种协议与另一其它实体连接和/或通信。在示例中，通信接口106可以是有线接口，诸如以太网接口或者高清串行数字接口(HD-SDI)。在另一示例中，通信接口106可以是无线接口，诸如蜂窝或者WI-FI接口。连接可以是直接连接或者间接连接，间接连接是通过和/或遍历一个或者多个实体(诸如，路由器、交换机、或者其它网络设备)的连接。同样，传输可以是直接传输或者间接传输。
若适用，用户接口108可以促进在计算系统100和计算系统100的用户之间的交互。如此，用户接口208可以包括诸如键盘、小键盘、鼠标、触敏面板、麦克风、和/或相机等输入组件、和/或诸如显示设备(例如，其可以与触敏面板组合)、扬声器、和/或触觉反馈系统等输出组件。更常见的是，用户接口108可以包括促进在计算系统100和计算设备系统的用户之间的交互的硬件和/或软件组件。
GNSS接收器110表示计算系统100可以包括进来用于位置确定过程的组件。GNSS接收器110可以对应于可以执行GNSS位置的各种类型的接收器。例如，GNSS接收器110可以接收来自卫星的信号以用来执行位置确定过程。如此，GNSS接收器110可以通过使用来自一个或者多个处理器102、电源和各种接口(诸如显示接口和音频接口)的协助而操作。
在一些实例中，GNSS接收器110可以执行三边测量、和/或其它过程来确定计算系统100的位置。三边测量与通过使用一对指南针在已知距三个不同地标的精确距离的情况下在地图上识别位置相似，其中，假定每个圆的半径对应于距每个地标的距离，则该位置可以对应于以每个地标为中心的三个圆重叠的点。实际上，如利用联立等式集实施的一样，通过使用三边测量来执行使用GNSS的位置，其中，每个等式根据接收器位置描述了距一个特定卫星的距离。在大多数实例中，会存在四个或者更多个联立等式。
GNSS接收器110可以配置为确定有关计算系统100的位置和/或其它信息(例如，方向、速度)。例如，GNSS接收器110可以使计算系统100或者计算系统100上的应用能够快速地访问和使用位置、速度和方向信息。通常，可以在三个维度(包括高度)上确定位置。GNSS接收器110可以配置为用经由蓝牙或者Wi-Fi信号接收到的信息来补充位置确定。
如上面指示的，连接机构112可以连接计算系统100的组件。连接机构112被图示为有线连接，但在一些实施方式中也可以使用无线连接。例如，通信链路112可以是有线串行总线(诸如通用串行总线)或者并行总线。有线连接也可以是专有连接。同样，通信链路112还可以是使用例如，无线电技术、在IEEE 802.11(包括任何IEEE 802.11修订)中描述的通信协议、蜂窝技术(诸如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或者LTE)、或者/>技术、以及其它可能的无线连接。
图2图示了示例场景200，示出了接收器202通过使用来自一组卫星的信号执行位置确定。具体地，场景200表示一种常见的情形，示出了接收器202可以如何接收和使用来自多个卫星(卫星204A、卫星204B、和卫星204C)的信号进行位置确定。在其它实施方式内，场景200可以涉及更多或者更少的卫星和/或接收器。例如，在一些实例中，接收器202可以使用来自四个不同卫星的信号来执行位置确定并且检查该确定的准确度。
如图所示，接收器202正在接收来自一组卫星(卫星204A、卫星204B、和卫星204C)的信号。接收器202可以对应于计算系统100和/或具有更多或者更少的组件的另一设备。例如，除了其它可能的设备之外，接收器202可以对应于智能手机、可穿戴计算设备、或者车辆GNSS系统。
卫星204A-204C以及GNSS网络中的其它卫星可以绕地球以轨道运行并且可以定期地传送具有供接收器可以用来进行位置确定的信息的信号。每个传送的信号可以包括协助接收器执行位置确定的信息，诸如卫星基于卫星的原子钟朝地球表面传送该信号的时间的指示。传送的信号也可以提供其它信息，诸如在卫星的时钟与GPS时间或者其它GNSS的参考时间之间的关系的指示、以及帮助接收器确定传送卫星的定位的精确轨道信息。如此，接收器202以及其它接收器可以接收和使用来自该组卫星的定期传送的信号来确定位置和/或其它可能的信息，诸如速度。接收来自多个卫星(例如，四个卫星)的信号可以使接收器能够执行位置确定过程，诸如上述三边测量计算。
在一些实例中，在接收器202处接收到的一个或者多个信号在到达接收器202之前可能已经被一个或者多个特征(诸如建筑物或者其它机械结构)反射出。例如，接收器202可以具有位于包括多个大型建筑物的城市中的定位，当接收器202被定位在建筑物附近时，这些建筑物可以反射来自卫星204A-204C的信号。如此，接收器202可以执行本文描述的过程来确定准确的位置，该准确的位置可以考虑一个或者多个信号由于反射所行经的额外路径。
总而言之，接收器202可以按照多种方式接收信号，诸如直接来自传送卫星的一些信号以及在信号被定位在接收器202的一般位置中的一个或者多个特征反射出之后的一些信号。另外，虽然在图2中未示出，但由于一个或者多个特征完全阻挡了在给定卫星与接收器202之间的所有路径，所以接收器202还可能会无法接收到来自给定卫星的一些信号。
图3是用于位置确定的方法300的流程图。方法300可以包括如框302、304、306、308、310、312和314中的一个或者多个图示的一种或者多种操作、功能、或者动作。虽然这些框按先后顺序图示，但在一些实例中这些框可以并行执行、和/或按照与本文描述的顺序不同的顺序执行。同样，各种框可以被组合成更少的框、被划分成另外的框、和/或基于所需的实施方式而被移除。
另外，对于方法300和本文公开的其它过程和方法，该流程图示出了本实施例的一种可能的实施方式的功能和操作。在这方面，每个框可以表示程序代码的模块、段、或者一部分，该程序代码包括一个或者多个指令，这些指令可由处理器执行以实施过程中的具体逻辑功能或者步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质或者存储器上，例如，诸如包括磁盘或者硬驱的存储设备。
计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质，例如，诸如在短时间段内存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器缓存、和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括非暂时性介质或者存储器，诸如二级或者永久长期存储，比如只读存储器(ROM)、光盘或者磁盘、压缩式光盘只读存储器(CD-ROM)。
计算机可读介质还可以是任何其它易失性或者非易失性存储系统。例如，可以将计算机可读介质视为计算机可读存储介质、有形存储设备、或者其它制品。
此外，对于方法300和本文公开的其它过程和方法，图3中的每个框可以表示用电线连接的用于执行过程中的特点逻辑功能的电路系统。
在框302中，方法300可以包括接收来自卫星的定位信号。如上面讨论的，接收器(例如，接收器202)可以从在GNSS网络中操作的多个卫星接收用于位置确定的信号。接收器可以使用来自多个卫星的信号来确定其位置和/或其它信息，诸如接收器的速度。每个信号内的信息还可以协助位置确定。
在一些实施方式中，接收器可以使用卫星根据卫星的时钟传送信号的时间的指示以及描述了当执行位置计算时卫星相对于接收器的定位的轨道信息。在一些示例中，接收器可以接收来自至少四个卫星的信号来实现三边测量确定。
在框304中，方法300可以包括确定接收器的一般位置。例如，接收器可以使用来自多个卫星的信号，通过使用各种技术，诸如三边测量计算，来确定其位置和其它信息(例如，速度、方向)。接收器也可以使用其它过程来确定其位置。例如，接收器可以通过使用来自基于网络的位置系统(例如，LTE、Wi-Fi网络)的信息来确定其位置。
在一些示例中，接收器可以基于接收器的一个或者多个近期定位来估计其定位。例如，接收器可以基于接收器的移动和之前确定的位置不断地更新其定位。接收器可以使用传感器测量(例如，加速度计、速率陀螺、磁力计、压力传感器等)以及新的信号集合的组合来确定其定位变化。如此，接收器可以使用航位推测法来确定其定位，航位推测法可以涉及测量三轴加速度和三轴角速度以便估计接收器的定位。在示例内，接收器可以使用其它技术来确定其定位，包括上述过程的组合。
在一些实施方式中，接收器可以确定一般位置，该一般位置对应于接收器的准确位置。例如，当接收器能够在无干扰的情况下直接从多个传送卫星接收足够的信号时，接收器可以确定准确表示接收器位置的一般位置。
然而，在一些实例中，位于接收器附近的一个或者多个特征可能会干扰到接收器对信号的直接接收。例如，接收器可以接收在到达接收器之前被一个或者多个特征(例如，大型建筑物)反射出的一个或者多个信号。进一步地，一些信号可能会被特征完全阻挡并且甚至无法到达接收器。结果，在一些实例中，接收器可以确定无法指示接收器精确位置的一般位置。相反，一般位置可以给出接收器的不精确的近似结果。由于无法考虑在位置计算期间一个或者多个反射信号所行经的额外路径，接收器可能无法确定精确位置。
在一些示例中，接收器可以配置为确定接收器的一般位置，该一般位置表示可能包括接收器当前定位的区域。换言之，接收器可以配置为确定包括缓冲区的一般位置以确保接收器有可能在该一般位置内。例如，接收器可以配置为：当接收器首次确定其位置在具有许多高架特征的区域中时，确定缓冲尺寸的一般位置。利用该配置，接收器可以配置为通过识别在位置计算和/或其它潜在技术期间使用的任何反射信号所行经的额外路径来进一步细化一般位置。
在框306中，方法300可以包括确定定位信号的相应接收角度。如上面指示的，接收到的信号的接收角度可以指示在轨道内相对于接收器的传送卫星的位置和定向。例如，接收角度可以指明传送卫星在轨道中大致位于接收器上方或者指明传送卫星在其轨道中处于遥远的定向使得到达接收器的信号带有坡度角。在一些实例中，信号的接收角度可以指示传送卫星在其传送信号时在轨道中位于接收器前面或者后面。
在一些实施方式中，接收器可以使用接收到的信号内的信息来确定指示卫星相对于接收器的定向的接收角度。例如，接收器在确定那些信号的接收角度时可以使用指示在轨道内的卫星定位的一个或者多个信号内的信息。在一些示例中，接收器还可以使用其位置以及传送卫星的位置来确定来自该卫星的信号的接收角度。接收器可以将其位置与卫星相对于接收器的定位相比较来确定信号的接收角度。
在另外的实施方式中，接收器还可以基于被定位在接收器附近的一个或者多个特征的相应高程和定位来确定接收到的定位信号的接收角度。例如，接收器可以分析地形信息(例如，高程地图)来确定特征(诸如建筑物或者另一大型结构)是否会潜在地妨碍一些信号从卫星直接到达接收器。
在框308中，方法300可以包括确定一般位置的地形信息。在一些实施方式中，地形信息可以指示在一般位置处的一个或者多个特征的高程和定位。如上面指示的，特征可以对应于被定位在一般位置处的高架实体，诸如机械结构(例如，建筑物、桥)或者自然地貌(例如，山、丘陵)。
在一些实例中，接收器可以获得一般位置的地形信息以使得指示被定位在接收器附近的特征的高度和定位的信息在位置确定期间可用。例如，地形信息可以指示被定位在距接收器阈值距离(例如，1000英尺)内的建筑物的大致高度和位置。在一些实施方式中，距接收器的阈值距离可能会根据在一般位置处的特征的数量和/或其它可能的因素而不同。
在实施方式内，接收器可以按照各种方式确定一般位置的地形信息。例如，接收器可以访问包括地形信息的一个或者多个地图(例如，高程地图、城市地图)。在示例实施方式中，接收器可以向系统传送包括其一般位置的指示的请求，该系统可以基于一般位置向接收器发送地形信息(例如，地图)。例如，接收器可以经由云数据库与其它设备(例如，其它接收器)共享地形信息。
在另外的实施方式中，接收器可以通过使用一个或者多个传感器来开发地形信息。例如，接收器可以使用相机和/或其它可能的传感器来开发接收器的一般位置的地形信息。接收器还可以使用资源(例如，地图、传感器)的组合来获得一般位置的地形信息。例如，接收器可以使用之前确定的地图来确定特征(例如，建筑物)的高程和定位，但也可以使用传感器(例如，相机)来估计在接收器与一个或者多个特征之间的距离。
在一些实施方式中，如在一般位置的地形信息内指示的，接收器可以确定其相对于特征的定位。例如，接收器可以确定其距多个特征(潜在地可能会阻挡和/或反射来自卫星的传入信号)的距离。
在框310中，方法300可以包括识别定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号。如上面指示的，当接收器使用在到达接收器之前反射出特征(例如，建筑物)的一个或者多个信号时，接收器的位置确定可能会产生明显不准确的位置，除非接收器将反射信号所行经的额外路径考虑到了位置计算中。因此，为了在具有许多高架特征的区域中准确地确定其位置，接收器有时可以识别有可能对应于反射信号的信号，使得在位置确定期间可以使用反射信号所行经的额外距离。
在一些实施方式中，接收器可以分析在其一般位置处的地形信息以确定任何信号在被接收之前是否可能已经被反射。例如，接收器可以确定其一般位置不存在可能会干扰到信号接收的任何大型特征并且避免尝试识别潜在被反射的信号。
在其它情形下，接收器可以确定其一般位置包括可能已经潜在地干扰到信号接收的特征并且进行识别有可能对应于反射信号的接收信号。在另外的实施方式中，接收器可以自动分析接收到的信号以识别潜在地对应于反射信号的信号，无论该区域的地形如何。
在一些实施方式中，接收器可以基于信号的接收角度识别有可能是反射信号的接收信号。例如，接收器可以确定被接收到的与接收器下方的表面形成某个范围内的角度的信号有可能对应于在到达接收器之前被特征反射出的反射信号。接收器可以确定按照与接收器下方的表面形成略呈锐角或者钝角角度的方式接收到的信号有可能对应于反射信号。具体地，接收器可能会在一般位置中具有定位，该一般位置具有可能会阻挡或者反射在接收器处以某些角度接收到的信号的许多特征。
在一些实例中，接收器可以确定大致在接收器上方的、会引起有可能不会对应于反射信号的信号的卫星定位。相反，由于接收器在这种角度下接收到信号，所以信号有可能对应于直接接收到的信号。
在另外的实施方式中，接收器可以基于信息的组合识别信号对应于反射信号。例如，接收器可以使用接收器的一般位置的地形信息、接收器的近似位置、和卫星的位置，来识别有可能对应于反射信号的一个或者多个接收到的信号。
接收器可以使用在一般位置处的建筑物和/或其它特征的定位和高度以协助识别可能是反射信号的信号。例如，接收器可以使用接收器和卫星的一般区域的地形信息和定位来识别有可能具有被阻挡的直接路径的任何信号，并且因此，这些信号在到达接收器之前必定已经被一个或者多个特征反射出。
在框312中，方法300可以包括确定一个或者多个反射信号的反射路径。为了改进位置确定，接收器可以将反射信号所行经的额外路径考虑到位置计算中。如此，接收器可以使用各种技术来确定反射信号所行经的额外路径。
在一些实施方式中，接收器可以基于在反射路径与接收器距反射表面的距离(尚不可知)之间的几何关系来确定所行经的额外路径。例如，为了确定接收到的反射所行经的额外路径，接收器可以对等式集求解，该等式集考虑了接收器的一般位置、在接收器附近的特征的定位和高程、传送卫星的定位、和/或之前确定的接收角度。在一些示例中，确定一个或者多个反射信号的反射路径是基于计算一个或者多个卫星定位的反射。
在框314中，方法300可以包括确定接收器的细化位置。在确定了在一个或者多个反射信号所行经的额外路径与相对于反射表面的接收器位置之间的几何关系之后，接收器可以对联立等式集求解，该联立等式集同时计算额外路径距离和接收器的位置。如此，接收器在位置确定期间可以通过考虑反射信号所行经的额外路径来确定更准确的(即，细化位置)。
在示例实施方式中，接收器可以使用多个直接接收到的信号(即，在到达接收器之前没有被一个或者多个特征反射出的信号)和一个或者多个反射信号。具体地，接收器在使用反射信号和其它直接接收到的信号来执行三边测量计算时可以将反射信号所行经的额外时间和/或路径纳入考虑。
在另一实施方式中，接收器可以移除任何反射信号并且仅使用直接接收到的信号来确定接收器的细化位置。在该示例中，接收器可以确定从多个卫星直接接收到足够的信号，具有足够良好的几何结果，来计算接收器的准确位置。例如，接收器可以在具有可能会妨碍从卫星直接接收信号的最少特征的区域中具有位置。由于确定了接收器已经直接接收到足够的信号，所以接收器可以通过使用该直接信号来确定接收器的精确位置。相似地，在一些实施方式中，当接收器需要使用反射信号时，接收器可以仅使用一个或者多个反射信号来确定其位置。例如，接收器可以接收仅一个或者两个直接要求接收器使用至少一个反射信号的信号。
在另一实施方式中，接收器可以获得行经反射路径的信号集合。而其仍然可以同时确定其准确位置以及每个反射路径的额外路径长度。接收器是通过确定在额外路径长度与相对于每个反射表面的接收器位置之间的几何关系来实现这一点的。然后，将该关系用在联立等式集中。
在另外的实施方式中，接收器可以从被定位在接收器附近的一个或者多个其它接收器获得信息以补充其位置确定。例如，接收器可以向一个或者多个其它设备(诸如其它接收器或者网络实体)传送请求，请求可以补充接收器的位置确定计算的位置信息。在另一实施方式中，接收器可以使用一个或者多个传感器来补充其位置确定。例如，接收器在确定其位置时可以使用惯性测量传感器。
图4A图示了示例场景400，示出了接收器402直接从卫星404接收信号406。如上面讨论的，在一些情形下，接收器可能会具有使接收器能够在没有来自任何高架特征的干扰的情况下从卫星接收用于位置确定的信号的位置。例如，被定位在不具有任何高结构的敞开区域中的接收器常常能够接收到足够的信号来执行准确的位置确定。
如场景400所示，接收器402正在直接从卫星404接收信号406而不具有任何干扰。结果，信号406可以用于位置确定而不需要估计和考虑由于反射所行经的任何额外路径。当接收到信号406时或者在完成信号406的接收之后，接收器402可以基于该信号内的信息以及其它潜在的因素来确定信号406的接收角度。接收角度可以指明传送卫星在其轨道内相对于环境内的接收器定位的定位和定向。
在一些实施例中，除了卫星404的定位和定向之外，接收器402还可以使用其近似位置和该位置的地形信息来确定信号406是在无干扰下被接收的。接收器402可以分析接收角度以及其它潜在的信息来确定一个或者多个特征是否具有可能会干扰到从卫星直接接收信号的定位。直接接收到的信号，诸如信号406，可以用于确定接收器402的精确位置。
图4B图示了示例场景410，示出了接收器402在未能直接从卫星412接收信号414A之后接收反射信号414B。在一些情形下，接收器可以尝试在具有可能会干扰到信号接收的特征的区域中执行位置确定。例如，由于在信号到达接收器之前能够阻挡或者反射信号的大型建筑物，在城市环境中的接收器可能会遇到对信号接收的干扰。
场景410示出了由于存在特征416所以接收器402被阻止直接从卫星412接收信号414A的情形。具体地，特征416可以表示能够阻止接收器402和被定位在特征416附近的其它接收器从一个或者多个传送卫星接收信号的大型建筑物或者另一类型的结构。如图所示，特征416按照如下方式定位：从卫星412在轨道内相对于接收器402的定向和定位完全阻挡卫星412传送的信号414A的路径。
虽然接收器402被示出为不能直接从卫星412接收信号414A，但接收器402仍然可以接收和使用来自卫星412的信号进行位置确定。如在场景410中进一步示出的，接收器402可以在信号414B被特征418反射出之后接收反射信号414B。在接收到信号414B之后，接收器402可以基于各种因素，诸如卫星412相对于接收器402的定位和定向、地形信息、以及接收器402相对于卫星412的定位，识别到信号414B有可能对应于反射。例如，接收器402可以使用地形信息和卫星412的定位和定向来确定特征416具有相对于接收器402的定位和使特征416阻止接收器402直接从卫星412接收信号414A的总高程。该分析可以进一步协助接收器402基于接收器402相对于特征418的定位和卫星412的一般定位确定信号414B有可能是反射。
图5A图示了示例场景500，示出了接收器502A执行位置确定。具体地，场景500描绘了接收器502A通过使用从一组卫星(卫星504A、卫星504B、卫星504C和卫星504D)接收到的信号执行位置计算。如上面讨论的，为了确定接收器502A的准确位置，接收器502A或者相关联的计算系统可以通过使用从卫星接收到的信号同时(或者在一系列计算中)对等式集求解。在一些实例中，这些等式可以实现将由干扰导致的反射信号(例如反射信号510A)所行经的额外路径纳入考虑以确保针对接收器502A的精确位置确定。
场景500描绘了尽管使用一个或者多个反射信号也可以准确地确定接收器502A的位置的示例情形。如图所示，场景500包括被定位在特征506与特征508之间的接收器502A，该特征506与特征508可以表示可以干扰到信号接收的任何类型的结构。例如，特征506-508可以是可以阻挡或者可以干扰到直接接收卫星传送的信号的大型建筑物、其它高架机械结构或者以地面为基础的特征。如此，场景500表示涉及在位置计算期间估计和使用一个或者多个反射信号所行经的额外路径来改进结果的示例实施方式。其它示例场景也是可能的。
在图5A中，描绘了相对于接收器502A处于不同定向和定向的卫星504A-504D。卫星504A-504D的不同定向和定向帮助图示信号在到达接收器502A进行位置计算之前可能行经的不同路径。虽然卫星504D被示出为是传送可见信号(即，信号510A、信号510B)的唯一卫星，但接收器502A也可以从卫星504A-504C接收信号(未示出)并且使用所述信号来执行位置计算。图5A中示出了信号510A-510B的传输路径以表示接收器502A如何可以在信号被特征(例如，特征506)反射出之后从给定卫星(例如，卫星504D)接收信号，并且，尽管存在干扰和由于反射所行经的额外路径，仍然可以使用反射信号来准确地确定位置。
单独地关注卫星，卫星504A相对于接收器502A的定向表示左侧非视线(NLOS-L)定向。当在未遇到来自一个或者多个建筑物或者其它高程特征的干扰的情况下卫星无法直接向接收器传送信号时，该卫星相对于接收器具有非视线(NLOS)定向。例如，图4B所示的卫星412相对于接收器402也具有NLOS定向，这是因为，在没有来自特征416的干扰(即，特征416阻挡在接收器402与卫星412之间的直接传输路径)的情况下，卫星412无法直接向接收器402传送信号414A。尽管存在干扰，但接收器402仍然可以在信号414B被特征418反射出之后间接地从卫星412接收信号(例如，信号414B)。
参考回图5A，由于卫星504A面向接收器502A的左侧定位，所以卫星504A相对于接收器502A被定位在NLOS-L定向，并且由于存在阻挡传输路径的特征506，卫星504A无法直接向接收器502A传送信号。然而，接收器502A仍然能够在信号被特征(例如，特征508)朝着接收器502A(如图5所示)反射出之后在其当前位置中接收和使用来自卫星504A的间接信号。
与卫星504A不同，卫星504B和卫星504C具有清楚的视线(LOS)用于向接收器502A传送信号。当卫星在不存在来自一个或者多个特征(例如，建筑物)的干扰的情况下可以向接收器直接传送信号时，该卫星相对于接收器处于LOS定向。如场景500中所示，卫星504B和卫星504C相对于接收器502A的定向使得每个卫星在不存在来自特征506或者特征508的干扰的情况下都可以直接向接收器502A发送信号。接收器在位置计算中可以使用来自被定位在LOS定向中的卫星的信号，而不必考虑任何额外路径。例如，在位置计算期间，接收器502A可以使用各种因素，诸如一般位置、来自卫星504B、504C的信号和信息、该区域的地形信息、以及其它潜在的因素(例如，接收角度)，来确定从卫星504接收到的信号是直接信号。结果，接收器502A可以使用从卫星504B和卫星504C和/或被定位在LOS定向中的其它卫星接收到的信号来计算位置，而不需要考虑信号的任何额外路径，这是由于信号在到达接收器502A之前未被特征反射出(如这些信号的接收角度所指示的)。
与卫星504A相似，卫星504D相对于接收器502A还具有NLOS定向。具体地，由于卫星504D面向接收器502A的右侧，所以卫星504D具有NLOS-R定向，并且无法如信号510B的路径所图示的直接向接收器502A传送信号。然而，虽然，由于来自特征508的干扰，接收器502A无法直接从卫星504D接收信号(例如，信号510B)，但接收器502A仍然可以间接地从卫星504D接收信号，诸如在到达接收器502A之前被特征506反射出的信号510A。为了在位置计算中使用反射信号510A而不会影响计算得到的位置的准确度，接收器502A可以将信号510A所行经的额外路径考虑到计算中。在考虑额外路径之前，各种因素可以指示信号510A在到达接收器502A之前被反射出，所述因素诸如信号510A的接收角度、在从卫星504D接收到的信号内的信号信息、和/或地形信息来确定信号510A有可能是反射。
如上面所指示的，接收器502A可以使用来自多个卫星的信号来计算位置。在一些情形下(例如，场景500)，接收器502A可以确定用于位置计算的一个或者多个信号在到达接收器502A之前有可能被特征反射出。因此，接收器502A或者另一系统可以通过使用各种因素识别信号有可能对应于反射，所述因素诸如之前确定的接收器502A的一般位置(或者为接收器502A确定的先前位置)、传送卫星相对于接收器502A的位置以及信号内的信息、每个信号的接收角度、和/或该位置的地形信息。作为示例，当识别到信号有可能对应于反射时，接收器502A可以确定如地形信息中指示的附近的特征可能会潜在地干扰到信号接收，以便确定由于反射所行经的额外路径。
为了将反射信号所行经的额外路径考虑到位置计算中，可能需要估计额外路径。以下描述图示了如何可以估计额外路径并且将其用在位置计算中。估计和考虑在接收器处接收到的反射信号的额外路径的其它示例也是可能的。
如图5A所示，接收器502A被定位在与特征506的一侧相隔距离δx处。特征506表示朝着接收器502A反射信号510A的物理结构。图5A也示出了接收器502B的轮廓，其表示如果信号510A行经笔直的非反射的路线则接收器会接收到信号510A的情况。如此，接收器502B也被定位在与特征506的反射侧相隔距离δx处，使得在接收器502A与接收器502B之间的距离等于距离2δx。在一些示例中，当确定源自卫星504D和相对于接收器502A处于NLOS-R定向的其它卫星的反射信号行经额外路径时，由于反射信号被特征506反射，接收器502A可以估计和使用距离δx和/或距离2δx。例如，在估计与特征506的距离δx时接收器502A可以使用传感器、位置测量、或者其它因素。
如图5A中进一步示出的，接收器502A也定位在特征508附近。具体地，特征508的最近侧定位在与接收器502A相隔距离(w-δx)处，其中，距离w表示在特征506与特征508之间的距离并且距离δx如上面讨论的表示在接收器502A与特征506的一侧之间的距离。如此，在一些示例中，接收器502A可以估计与特征508的距离(w-δx)以便确定源自卫星504A或者相对于接收器502A具有NLOS-L定向的其它卫星的信号所行经的额外路径，这是由于信号在到达接收器502A(未示出)之前被特征508的一侧反射出。接收器502A可以使用传感器、先前的位置计算、地图或者其它信息来确定距离(w-δx)。出于图示的目的，场景500示出了信号510A的反射路径和信号510B的阻挡路径二者以表示尽管由于存在特征508而未能直接从卫星504A接收到信号510B，接收器502A如何仍然可以接收和使用来自卫星504D的反射信号510A。场景500表示常常可以发生在具有大型建筑物的城市中的示例情形。
为了使用一个或者多个反射信号准确地确定其位置，接收器502A可以同时(或者在一系列计算中)执行一组位置计算。具体地，在位置计算期间，接收器502A可以确定四个起初不知道的状态，诸如接收器502A在三个维度(X,Y,Z)上的位置以及接收器502A的时钟偏移。为了确定这四个起初不知道的状态，接收器502A可以使用将这些状态与测量相关联的多变量等式(例如，等式[1])。在等式[1]中，δz对应于测量残差的向量，如果接收器的状态为[0；0；0；0]，则该向量的每个元素k包含在卫星k的测得范围与该卫星的期望范围之间的差。H对应于将测量残差映射到状态的矩阵，如等式[2]所示，其中，ek表示从接收器502A到卫星k的单位向量，并且δx表示这三个维度上的变化和时钟偏移，如等式[3]所示。
[1]δ z ＝Hδ x
[2]
接收器502A通常可以通过使用来自四个或者更多个卫星的信号使用等式[1]来计算位置。然而，如场景500所示，一个或者多个特征(例如，特征506-508)可能会干扰到信号的接收并且可以使接收器502A接收和潜在地使用一个或者多个反射信号(例如，信号510A)。使用反射信号或者多个反射信号可以产生不准确的位置结果。因此，为了避免不准确的结果，接收器502A可以使用等式[1]的修改形式，该修改形式考虑了反射信号(例如，信号510A)所行经的额外路径，如等式[4]所示：
[4]δzk＝Hk·δ X +Δk
等式[4]包含修改的等式[1]的一行。等式[4]表示示例修改。如此，按照相似的方式，上述等式的其它排可以具有相似的修改。如此，等式[4]中的值Δk表示：当与信号510B相比较时，信号510A由于反射所行经的额外路径长度。下一个步骤从未知的接收器状态x方面表示Δk。该步骤可以通过分析图5A所示的在接收器502A、接收器502B和点502C的定位之间形成的三角形来完成。如图所示，三角形包括直角，具有斜边2δx和底边Δk，夹角为e。结果，可以形成等式[5]。图5A进一步将图5中标为e的所有角都描绘成具有相同的值，这是由于光线的入射角度等于反射角度、交错角和对应角度。
通过将接收器502A距特征506的距离2δx乘以角度e(即，信号510A的接收角度)的余弦值，接收器502A可以使用等式[5]来确定反射信号510A所行经的额外路径Δk。如此，当诸如卫星504D传送的信号510A的反射信号源自NLOS-R卫星时，可以使用等式[5]来确定所行经的附加路径Δk。
[5]Δk＝2δx cos(e)
相反，等式[6]表示用于确定源自NLOS-L卫星(例如，卫星504A)的反射信号所行经的额外路径的示例计算。如图所示，等式[6]与等式[5]相似，但使用了接收器502A与特征508的距离，这是由于特征508的该侧可能会引起由NLOS-L卫星发送的信号的反射。
[6]Δk＝2(w-δx)cos(e)
注意，在图5A中未示出用于等式[6]和卫星504A的Δk和e的具体值，但是可以以与来自卫星504D的反射路径类似的方式绘制。如此，根据未知的接收器定位δx表达了Δk。因此，在一些实施方式中，在位置计算期间可以使用以下指南：如果卫星具有视线(LOS)信号，则Δk＝0；如果卫星具有右侧非视线(NLOS-R)信号，则通过等式[5]给出Δk；如果卫星信号是NLOS-L，则通过等式[6]给出Δk。Δk的值可以进一步被包含到用于每个卫星的等式[4]中，如下：(i)如果卫星是LOS，则Δk＝0，并且不做任何处理；以及(ii)如果卫星是NLOS-R，则可以将等式[4]写成等式[7]：
[7]δzk＝[-ek1+2cos(e)，-ek2，-ek3，1]δx
如果卫星是NLOS-L，则可以将等式[4]写成等式[8]：
[8]δzk＝[-ek1-2cos(e)，-ek2，-ek3，1]δx+2w cos(e)
在等式[7]和[8]中，值ek1、ek2、ek3表示单位向量ek的第一、第二和第三元素并且可以根据卫星k的俯仰角e和方位角β来写，如等式[9]所示。
[9][ek1，ek2，ek3]＝[cos(e)sin(β)，cos(e)cos(β)，sin(e)]
在图5A中，出于图示的目的，可以在两个维度上表示卫星相对于接收器502A的定位。将上述场景500概括为三个维度引入了另一分量sin(β)，该分量包含卫星相对于坐标系(X，Y，Z)的方位角，如等式[10]所示。具体地，如等式[10]所表示的，在位置计算期间可以使用包含了LOS、NLOS-R和NLOS-L卫星的多变量等式。因此，等式[9]和等式[10]表示可供接收器502A用来根据坐标系(X，Y，Z)和时钟偏移(即，在传送卫星的时钟与接收器502A的时钟之间的差)进行位置确定的示例计算。
[10]
在等式[10]中，是LOS的所有卫星会具有像标了“LOS”的行所示的那样的行。如此，在一些示例中，可能会存在一个或者多个这种行。相似地，对于是NLOS-R的卫星，可能会存在像标了“NLOS-R”的行的一个或者多个行。等式[10]与是NLOS-L的卫星相似。
图5B图示了场景500，示出了接收器502A执行位置确定。如图5B所示，卫星的反射可以视为是绕着产生新估计卫星定位505D的特征506的反射表面所在的平面。相似地，虽然在图5B中未示出，但可以为在其当前定向处被阻止直接向接收器502A传送信号的其它卫星(诸如504A)限定反射卫星定位。这些反射卫星定位(例如，反射卫星定位505D)可以用于对联立等式(或者一系列等式)求解得到尚不可知的用户定位(例如，接收器502A)和由于反射所行经的附加路径长度。通过使用上述等式，接收器502A可以准确地确定其位置。
如利用等式[1]所示的，导航等式包括对应于测量残差的向量的项δz。该向量的每个元素k包含在卫星k的测得范围与传送卫星的期望范围之间的差。在图5A中描述的先前技术中，通过使用真实的卫星定位(卫星504D)来构造δz并且然后用Δk调节。换言之，δz由以下组成：测得范围和对测得范围的调节减去从先验定位到真实卫星定位之间的预期范围。通过使用图5B中描绘的技术，可以使用等价公式，该等价公式使用测得范围(未进一步调节)减去对反射卫星定位的预期范围，以便提供相同的结果并且准确地确定接收器502A的位置。
如图5A、图5B所示，可以按照考虑了任何反射信号所行经的额外路径的方式，使用多种方法来计算接收器502A的位置。在一些示例中，可以将这两种技术都用作检查先前结果的方式。例如，如果针对卫星504D使用了不准确的测得范围，则位置等式可能会指示接收器502A的定位在接收器502B(反射接收器定位)处。如此，如果针对反射卫星505D使用了相同的不准确测得范围，则位置等式可以确定接收器502A的准确位置(即，在特征506、508之间)。虽然这两种方法都可以应用于多次反射，但可以最优雅地描述替选方案(使用反射卫星位置)。
图5C图示了另一场景520，示出了接收器522执行位置确定。具体地，接收器522可以通过使用在到达接收器522之前被反射的一个或者多个信号来执行位置计算。如图5C所示，场景520包括被定位在特征524、526之间、接收来自卫星528A的信号的接收器522。场景520表示在信号被多个特征反弹(即，双反射)之后接收器522使用该信号(例如，信号530B)计算位置的示例情形。
在示例实施方式中，场景520示出了接收器522尝试接收来自卫星528A的信号。在接收器522与卫星528A之间的直接路径被特征524阻挡。然而，间接路径可以将来自卫星528A的信号(例如，反射信号530B)传递到接收器522，如图5C中进一步示出的。具体地，间接路径示出了反射信号530B在到达接收器522之前被特征526反射出并且然后被特征524反射出。如之前在图5B中示出的，计算可以涉及将卫星的位置反射在反射平面周围(例如，将卫星504D反射到反射定位卫星505D)。通过将该技术应用到场景520，将卫星528A的定位绕着特征526的反射侧反射可以产生反射卫星定位528B。
在应用上述技术确定反射卫星定位528B之后，位置确定过程被减少到单次反射，这可以通过用特征524的反射表面周围的反射替代反射卫星定位528B来进一步精细化。该二次反射产生反射卫星定位528C，如图5C所示。
虽然出于图示的目的示出了卫星528A的相应定位和反射卫星定位528B、528C并且它们并不表示卫星相对于接收器522的实际比例或者位置，但场景520示出连续的反射卫星定位528B、528C使得能够计算接收器522的位置，同时还能考虑到反射信号530B由于反射所行经的附加路径。仍然如图5C所示，信号路径530A、530C表示相应的路径，这些路径模仿如果不存在特征524、526则信号从定位在反射卫星定位528B、528C中的卫星到接收器522可能会行经的潜在路径。如此，其它示例实施方式可以涉及通过使用在到达接收器之前被反射了超过两次的信号来确定接收器的位置。
图6是图示了根据本文提出的至少一些实施例设置的示例计算机程序产品的概念局部图的示意图，该示例计算机程序产品包括用于在计算设备上执行计算机过程的计算机程序。在一个实施例中，使用信号承载介质602来提供示例计算机程序产品600。
信号承载介质602可以包括一个或者多个编程指令604，该编程指令604在由一个或者多个处理器执行时可以提供上面针对图1至图3以及图4A至图4D描述的功能或者该功能的部分。在一些示例中，信号承载介质602可以涵盖计算机可读介质606，诸如，但不限于，硬盘驱动、压缩光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、数字磁带、存储器等。
在一些实施方式中，信号承载介质602可以涵盖计算机可记录介质608，诸如，但不限于，存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD等。在一些实施方式中，信号承载介质602可以涵盖通信介质610，诸如，但不限于，数字和/或模拟通信介质(例如，光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。因此，例如，信号承载介质602可以是无线形式的通信介质610。
该一个或者多个编程指令604可以是，例如，计算机可执行的和/或逻辑实施的指令。在一些示例中，计算设备(诸如，图1中的处理器112)可以配置为响应于通过计算机可读介质606、计算机可记录介质608、和/或通信介质610中的一个或者多个传送到处理器的编程指令604而提供各种操作、功能或者动作。
在彼此的位置相隔较远的多种数据存储元件之间，也可以分布有非暂时性计算机可读介质。执行一些或者所有所存储的指令的计算设备可以是诸如图1中图示的设备100的设备。可替选地，执行一些或者所有所存储的指令的计算设备可以是另一计算设备，诸如服务器。
应该理解，本文描述的布置仅仅是出于示例的目的。如此，本领域的技术人员要了解，也可以替代地使用其它布置和其它元件(例如，机器、接口、功能、顺序、和功能分组等)，并且根据需要的结果，可以完全省略一些元件。进一步地，所描述的许多元件是可以按照任何合适的组合和位置被实施为离散或者分布式组件或者结合其它组件实施的功能性实体。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但其它方面和实施例对于本领域的技术人员而言会是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是出于图示的目的而不旨在是限制性的，真实的范围由以下权利要求连同这些权利要求有权得到的等效物的全部范围指示。还要理解，本文使用的术语仅仅是为了描述具体的实施例，不旨在是限制性的。
由于可以对所描述的示例进行许多详细的修改、变化和改变，所以前述描述中的并且在附图中示出的所有事物都应该理解为是图示性的，而非限制性的。

Claims (16)

1.一种方法，包括：
在接收器处从多个卫星接收定位信号；
确定所述接收器的一般位置；
确定所述定位信号的相应接收角度，其中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于所述接收器的定向；
确定所述一般位置的地形信息，其中，所述地形信息指示在所述一般位置处的一个或者多个特征的给定高程和定位；
在所述接收器处，使用所述地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别所述定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号以及所述定位信号中是来自所述多个卫星的直接信号的一个或者多个定位信号，其中，反射信号是在所述接收器处被接收之前被在所述一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号；
经由所述接收器的传感器，估计在所述接收器与反射一个或多个反射信号中的至少一个的特征之间的距离；
根据在所述接收器与所述特征之间的估计的距离确定所述接收器的第二位置；以及
输出所述接收器的所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收器是全球导航卫星系统(GNSS)接收器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定接收到的定位信号的接收角度包括：
基于所述接收到的定位信号中的信息确定发送所述接收到的定位信号的卫星的定位；以及
至少部分地基于所述卫星的所述定位，确定所述接收到的定位信号的所述接收角度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述接收到的定位信号的所述接收角度基于定位在所述接收器附近的一个或者多个特征的相应高程和定位。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述接收器的所述一般位置包括：
使用来自所述多个卫星中的三个卫星的至少一个定位信号，来确定所述接收器的所述一般位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述接收器的所述一般位置包括：
使用三边测量计算来确定所述一般位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述一般位置的地形信息包括：
接收包括所述一般位置的所述地形信息的一个或者多个地图。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述一般位置处的所述一个或者多个特征对应于一个或者多个建筑物。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述地形信息指定在所述一般位置处的一个或多个建筑物的近似高度和位置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述接收器的所述第二位置包括：
基于对与所述多个卫星对应的联立线性等式集求解来确定所述接收器的所述第二位置，其中，与一个或多个反射信号中的至少一个相关联的卫星的线性等式集中的等式是在所述接收器与所述特征之间的估计的距离的函数。
11.一种系统，包括：
一个或者多个处理器；以及
配置为存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由所述一个或者多个处理器执行时使所述系统执行功能，所述功能包括：
从多个卫星接收定位信号；
确定所述系统的一般位置；
确定所述定位信号的相应接收角度，其中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于所述系统的定向；
确定所述一般位置的地形信息，其中，所述地形信息指示在所述一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定位；
使用所述地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别所述定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号以及所述定位信号中是来自所述多个卫星的直接信号的一个或者多个定位信号，其中，反射信号是在所述系统处被接收之前被在所述一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号；
经由所述系统的传感器，估计在所述系统与反射一个或多个反射信号中的至少一个的特征之间的距离；
根据在所述系统与所述特征之间的估计的距离确定所述系统的第二位置；以及
输出所述系统的所述第二位置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，识别所述定位信号中是反射信号的一个或多个基于对于反射信号进行反射的特征的高程和定位。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，识别所述定位信号中是反射信号的一个或多个基于反射信号的所述接收角度以及发送所述反射信号的卫星相对于所述系统的定位。
14.一种配置为存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由包括一个或者多个处理器的计算系统执行时使所述计算系统执行功能，所述功能包括：
从多个卫星接收定位信号；
确定所述计算系统的一般位置；
确定所述定位信号的相应接收角度，其中，给定定位信号的接收角度指示卫星相对于所述计算系统的定向；
确定所述一般位置的地形信息，其中，所述地形信息指示在所述一般位置中的一个或者多个特征的给定高程和定位；
使用所述地形信息和接收到的定位信号的所确定的相应接收角度，识别所述定位信号中是反射信号的一个或者多个定位信号以及所述定位信号中是来自所述多个卫星的直接信号的一个或者多个定位信号，其中，反射信号是在所述计算系统处被接收之前被在所述一般位置处的一个或者多个特征反射出的定位信号；
经由所述计算系统的传感器，估计在所述计算系统与反射一个或多个反射信号中的至少一个的特征之间的距离；
根据在所述计算系统与所述特征之间的估计的距离确定所述计算系统的第二位置；以及
输出所述计算系统的所述第二位置。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述功能
通过使用与所述一个或多个反射信号和所述直接信号中的至少一个相关联的所述卫星的相应定位来实现三边测量。
16.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定接收到的定位信号的接收角度包括：
基于所述接收到的定位信号中的信息确定发送所述接收到的定位信号的卫星的所述定位；以及
至少部分地基于所述卫星的所述定位，确定所述接收到的定位信号的所述接收角度。
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