CN111149018A - 用于校准系统参数的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统中执行的方法。该方法包括：提供在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计，其中至少一个系统参数在第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变；提供本地信号；在接收器处接收来自远程源的信号；通过使本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；基于第一估计和第二估计每个，提供本地信号、接收到的信号和相关信号中至少一个的幅度和/或相位补偿，以便提供对应于在第一时间段期间至少一个系统参数的第一估计和第二估计的第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号；并且基于第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号之间的比较，确定第一估计和第二估计中的哪一个更接近第一时间段期间至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。还公开了一种计算机可读介质和系统。

Description

用于校准系统参数的方法和系统
技术领域
本发明针对用于校准系统参数的方法和系统，并且特别适用于定位、跟踪、导航、频率测量和定时系统。
背景技术
在标准的全球导航卫星系统(GNSS)程序中，接收器接收从诸如卫星的远程源广播的信号，并将其与本地产生的信号相关联，以便提供相关码，使得接收器可以同步接收到的信号。这样的接收到的信号的示例包括GPS信号和GLONASS信号，该GPS信号包括在无线电传输内编码的金码(Gold Codes)。
噪声可以例如经由通过其接收信号的通信信道或由多路径效应引起的接收到的信号的相位变化而引入接收到的信号中。随着接收到的信号的信噪比降低，执行本地信号和接收到的信号的精确相关变得更加困难。
因此，期望提供一种用于使本地信号与接收到的信号相关的改进方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，一种用于在定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统中执行的方法，包括：提供在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计，其中所述至少一个系统参数在所述第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变；提供本地信号；在接收器处接收来自远程源的信号；通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；基于所述第一估计和第二估计中的每个，提供所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中至少一个的幅度和/或相位补偿，以便提供对应于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计的第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号；并且基于所述第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号之间的比较，确定所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
发明人已经有利地认识到，可以在同时校准系统的一个或多个参数的同时优化本地信号与接收到的信号的相关性。这是通过提供第一和第二经相位补偿相关信号和/或经幅度补偿相关信号、比较信号并典型地选择具有更高相关性或随时间更可能的演变的补偿相关信号来实现的。这样进行的选择不仅改善了本地信号和接收到的信号的相关性，而且还意味着与具有更高相关性或随时间更可能的演变的补偿相关信号相关联的系统参数的估计更接近于系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
实际上，传统上，接收到的信号中的相位和幅度变化(例如，由接收器和远程源之间的视线路径的变化引起)被视为降低定位精度的麻烦。在本发明中，有利地使用在接收到的信号中的这些幅度和/或相位变化(体现为在第一时间段内的幅度和/或相位演变)，以便基于至少一个系统参数的不同估计来“测试”不同的幅度和/或相位补偿，以便确定哪个估计更接近真实值和/或随时间的演变。可以以此方式测试的系统参数的示例包括位置、速度、取向、航向(heading)(运动方向)、本地振荡器频率误差、磁力计偏差误差、陀螺仪漂移率、加速度计漂移率以及诸如本领域技术人员可能想到的其他参数。
设想可以使用相关联的幅度和/或相位补偿来提供和“测试”系统参数的两个以上的估计。还设想通过提供每个系统参数的第一估计和第二估计(以及可能进一步的估计)，可以基本上同时校准两个或更多个系统参数。
在将信号相关之前，可以将相位和/或幅度补偿应用于接收到的信号、本地信号或其组合。在相关之后也可以应用相位和/或幅度补偿。在有利的实施例中，补偿可以部分地应用于本地信号、接收到的信号和相关信号中的两个或全部三个。例如，可以将与本地振荡器频率误差的估计相对应的补偿应用于接收到的信号，同时将补偿应用于与接收器速度的估计相对应的本地信号。
特别有利的是，相比可能使用常规处理(典型地在GPS情况下为20毫秒或更短)而言，相位补偿使得能够使用更长的相干积分时间(典型地为一秒持续时间或更长)进行相关。长的相干积分时间可以提高原本非常弱的信号的接收到的信噪比，从而允许例如在困难的环境(诸如室内或城市峡谷)中将本发明与衰减的GNSS信号结合使用。此外，增加的相关时间导致了频率空间的分辨率增加，由此本发明可以更好地区分不同的相位补偿，并且通过扩展来区分一个或多个系统参数的不同估计。频率分辨率与相干积分时间成反比。
接收到的信号可以包括任何已知或未知模式的发送的信息(数字或模拟)，其可以通过使用相同模式的本地副本的互相关过程而在广播信号中找到。可以使用可以被用于测距的码片码来对接收到的信号进行编码。这种接收到的信号的示例包括GPS信号，其包括在无线电传输内编码的Gold码。另一示例是GSM蜂窝传输中使用的扩展训练序列。
实际上，接收到的信号可以作为复合码处理，其包括同相和正交分量。本地信号可能类似地是复合的。相关信号可以用作这些复杂信号之间的相关性的度量。
第一时间段是执行相关所在的时间段。
典型地，所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计被用于提供在所述第一时间段期间来自所述远程源的接收到的信号的相位和/或幅度演变的相应的第一预测和第二预测，并且其中基于所述第一预测和第二预测来执行所述幅度和/或相位补偿。
系统参数的估计可以与数学模型结合使用，以提供在第一时间段期间接收到的信号的相位和/或幅度演变的相应预测。典型地为每个系统参数预先选择模型。典型地，在第一时间段期间的预测的相位演变是从在第一时间段期间的接收到的信号的预测的频率演变导出的。系统参数的不同估计将引起在第一时间段期间的接收到的信号的相位和/或幅度演变的不同预测，从而意味着对于至少一个系统参数的不同估计，执行的幅度和/或相位补偿是不同的。通过比较作为幅度和/或相位补偿的结果而获得的相关信号，可以选择更接近于真实值和/或随时间的真实演变的估计。
该方法可以进一步包括以下步骤：在第一时间段期间提供至少一个系统参数的第三估计，其中第三估计基于第一估计和第二估计中的哪一个更接近在第一时间段期间的至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的确定。以这种方式，可以使用迭代方法，其中对测试的估计进行调整，直到达到最佳估计为止。
例如，假设我们希望校准的系统参数是接收器的运动方向。在此示例中，我们将假设在第一时间段期间其是恒定的(即与时间无关)，并且因此具有真实(尽管未知)值。使用数学模型，运动方向的第一估计将提供在第一时间段内的第一预测的幅度和/或相位演变，并且在第一时间段内的运动方向的第二(不同)估计将提供在第一时间段内的第二预测的幅度和/或相位演变。通过对估计中的每个执行本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个的幅度和/或相位补偿，并比较所产生的补偿相关码，以查看哪个具有更高的相关性或随时间更可能的演变，我们可以推断出接收器的运动方向的两个估计中哪一个更接近在第一时间段期间的真实值。可以使用迭代方法来确定最佳估计。
典型地，幅度和/或相位补偿基于从第一时间段内的幅度和/或相位演变的第一预测和第二预测中导出的多个矢量。在这种情况下，矢量就像列矩阵，表示多个值。多个矢量可以是相位矢量或相量的序列，其是指示第一时间段期间被引入到接收到的信号中的预测的幅度和/或相位变化的2D相位矢量。多个矢量可以与本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个组合，以提供幅度和/或相位补偿。在一些情况下，在第一时间段期间没有幅度演变，所述矢量可以是单位矢量。
在本发明的特别有利的实施例中，该方法还包括以下步骤：提供在第一时间段期间的接收器的测量出的或假定的移动，并且其中幅度和/或相位补偿基于接收器的测量出的或假定的移动。典型地，至少一个系统参数的第一估计和第二估计基于测量出的或假定的移动。
在第一估计和第二估计基于接收器的测量出的移动的情况下，这典型地由至少一个传感器提供，该至少一个传感器被配置为进行测量，从该测量可以确定位置和/或取向和/或移动。例如，这可以是惯性测量单元，诸如例如加速度计、陀螺仪、气压计或磁力计。可以使用本领域技术人员将理解的其他传感器。至少一个传感器典型地安装在接收器上。
优选地，在第一时间段期间获得来自至少一个传感器的测量结果，以提供在第一时间段期间的接收器的测量出的移动，并且该测量出的移动随后用于使用至少一个系统参数来预测在该时间段期间的接收到的信号的幅度和/或相位演变。至少一个系统参数可以是在第一时间段期间的接收器的运动和/或位置和/或取向的参数。这可以是例如接收器的速度，其通过使用适当的物理模型将加速度计测量结果转换为接收器速度来对加速度计在第一时间段期间进行的测量进行分析而获得。然后可以使用本发明的方法来“测试”接收器速度的第一估计和第二估计，以便优化在第一时间段内的相关性，并确定接收器速度的哪些估计更接近真实值和/或随时间的演变。对在第一时间段期间获得的接收到的信号和本地信号中的至少一个执行幅度和/或相位补偿。如上面解释的，在相关之后，幅度和/或相位补偿也可以被施加到相关信号。
作为接收器的运动和/或位置和/或取向的参数的系统参数的其他示例包括接收器位置、接收器取向、接收器航向、接收器航向偏移(例如，接收器取向与运动方向之间的偏移)、接收器的用户的步长(例如，用于航位推算的系统)以及接收器和远程源之间的视线矢量。在某些情况下，该参数可以是源自远程源的反射或折射信号的到达角。例如，这种信号可能已从位于远程源和接收器之间的表面反射或通过不均匀的等离子体折射。
系统参数可以是至少一个传感器的偏差和/或漂移率。当至少一个传感器典型地质量低并且具有大固有偏差的低成本传感器(例如，如在智能电话中看到的)时，这是特别有利的。例如，可以提供加速度计偏差的第一估计和第二估计，并且基于第一估计和第二估计执行幅度和/或相位补偿，以便确定哪个估计更接近传感器偏差的真实值和/或随时间的演变。
该系统参数可以是接收器或远程源的频率参考误差。
系统参数可以在第一时间段期间是固定的(即具有恒定值)，或者可以是时间相关的。
特别有利的是，第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号可以与用于从在第一时间段(该第一时间段是在其内执行相关的时间段)期间由运动传感器获得的测量结果导出系统参数的物理模型完全一致。这与使用相关时间段内的频率和时间的分段分析(piece-wise)的现有方法相反，该方法可能容易导致幅度和/或相位演变与该时间段期间接收器运动的物理模型不一致。在涉及现有方法将优先锁定较弱但更合意的视线信号于其上的强反射信号(其合并了接收到的信号的相位变化)的情况下，这种不一致特别明显。
实际上，除了允许校准至少一个系统参数之外，在第一时间段期间接收器的这种测量出的或假定的移动的使用有益地允许增加定位、导航和/或定时精度。如果在接收器和远程源之间延伸的第一方向上提供相位和/或幅度补偿，则可以为沿该方向接收到的信号获得优先增益。因此，接收器和远程源之间的视线信号将优先于在不同方向上接收到的反射信号获得。在GNSS接收器中，这可以导致定位精度的显著提高，这是因为可以充分抑制非视线信号(例如反射信号)。可以针对视线信号实现最高的相关，即使该信号的绝对功率小于非视线信号的绝对功率也是如此。如果将系统参数选择为接收器和远程源之间的视线矢量，则可以通过测试真实视线矢量的不同估计以及同时校准该系统参数来获得进一步的准确性。
基于接收器在第一方向上的测量出的或假定的移动的幅度和/或相位补偿可以被称为“运动补偿”。典型地，指示测量出的或假定的移动的矢量可以用于执行运动补偿。因此，可以基于第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计中的每一个，对本地信号、接收到的信号和相关信号中的至少一个提供运动补偿。
当不存在传感器或当来自至少一个传感器的输出不可用时，可以提供在第一时间段期间的接收器的假定移动。可以基于先前时期中的移动的模式来计算假定的移动。
如上面概述的，在第一和第二经相位补偿相关信号和/或经幅度补偿相关信号之间的典型比较包括选择具有更高相关性或随时间更可能的演变的补偿相关信号。本发明可以以此来区分不同相位补偿的频率空间分辨率与相关的相干积分时间成反比。因此，所选相关信号可以被约束为位于与相干积分时间成反比的宽度的频率窗内。相干积分时间可以大于或等于一秒，这明显大于现有的GNSS接收器实施方式中使用的相干积分时间(典型地为20毫秒或更短)。
本发明的增强的频率分辨率对应于被测系统参数值的分辨率增加。在实施例中，第一参数估计和第二参数估计之间的差的下限可以被选择为与相干积分时间成反比。以这种方式，该系统可以测试比使用常规接收器可能进行的更加精细分离的参数估计，并且可以最佳地选择要测试的参数估计的分辨率，从而避免不必要的计算。
考虑以下工作示例：在确定航向误差时，可以进行以下过程。沿当前航向估计构造与接收器的测量出的或假定的运动(例如，由运动模块的传感器检测到)相对应的一系列幅度和/或相位补偿相量。这样的相位和/或幅度补偿相量可以被称为“运动补偿相量”。构造第二组运动补偿相量，以适应航向估计的微小变化，例如航向旋转X度。估计中可解决的差异由用户的速度和相关积分时间的长度决定。根据众所周知的多普勒方程，由用户运动引起的信号的多普勒频移引起了频移。可以进行的频率测量的分辨率由相干积分时间的倒数确定。例如，可以使用1秒相干积分来解决由用户运动引起的1Hz多普勒频移。这两组运动补偿相量与传入数据相关，并比较相关信号。如果当前航向估计比“测试”X度估计更接近真实值，则其相关信号将更强(更高相关)。以这种方式，可以通过多个“假设检验”和优化例程来收敛真实航向估计。
这种使用常规GNSS处理的测试将遇到问题：相关信号遭受多路径衰落(通过本发明的相位和/或幅度补偿得到缓解的效果)，这将主导测试并使其无法清楚地识别出感兴趣的参数中的小误差。结果实际上将非常嘈杂。类似地，常规GNSS处理使用的相干积分时间短得多，从而降低了可用于常规GNSS处理方法来解决参数的微小变化的频率分辨率。本发明使能的长的相干积分时间增加了频率和相位测量的分辨率。以这种方式，并且由于这两个原因，与常规接收器使用基于标准卡尔曼滤波器的方法所实现的相比，本发明允许更准确并且更自信地并且在更困难的信号环境中学习和监视参数。
该方法可以进一步包括在存储器中存储被确定为更接近系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的估计。可以基于在第一时间段期间的确定来存储估计(其采用值和/或随时间的演变的形式)。在第二时间或时间段，可以适当地重用所存储的估计。第二时间或时间段典型地在第一时间段之后(后面)。例如，该估计可以涉及传感器偏差，其可以被使用以在第二时间或时间段处提供定位、导航、频率或定时数据。系统参数的校准可以以设置的时间间隔执行，在该时间间隔之间可以使用所存储的估计。在该方法包括提供在第一时间段期间的接收器的测量出的或假定的移动的情况下，当在第二时间或时间段处的接收器的测量出的或假定的运动与在第一时间段期间的测量出的或假定的运动基本类似时，可以重用该估计。
当在用户设备上实施该方法时，在适当的情况下，这种对所存储的估计的重用有利地减少了计算负荷，降低了功耗并由此改善了电池寿命。
在优选的布置中，接收器是GNSS接收器，而远程源是GNSS卫星。使用GNSS定位和导航设备进行定位和导航会在室内(在该处信号较弱)和所谓的“城市峡谷”(在该处可能存在多路径信号)中产生许多困难。通过允许经由比较相关联的补偿相关信号来估计待测试的系统参数，可以优化相关性，同时校准一个或多个系统参数。
第一方面的方法典型地是计算机实施的方法。该方法优选地在定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统中执行。
根据本发明的第二方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括指令，该指令在由计算机执行时致使计算机执行第一方面的方法。可以在下载服务器处提供计算机可读介质。因此，可执行指令可以由计算机借由软件升级来获取。
根据本发明的第三方面，提供了一种定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统，包括：本地信号发生器，其被配置为提供本地信号；接收器，其被配置为接收来自远程源的信号；相关单元，其被配置为通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；以及处理器，其被配置为执行以下步骤：基于在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计，提供所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中至少一个的幅度和/或相位补偿，以便提供对应于所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计的第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号，其中，所述至少一个系统参数在所述第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变；并且基于第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号之间的比较，确定第一估计和第二估计中的哪一个更接近于所述第一时间段期间的至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
导航、跟踪、频率测量、定时或定位系统可操作以执行导航、跟踪、频率测量、定时或定位操作中的至少一项。
本发明的第三方面的优选实施例在所附权利要求书中提出，并提供如上面概述的对应优点。
该系统可以进一步包括运动模块，其被配置为提供在所述第一时间段期间所述接收器的测量出的或假定的移动，并且其中所述幅度和/或相位补偿基于所述接收器的测量出的或假定的移动。运动模块优选地包括至少一个传感器，其被配置为进行测量，从所述测量可以确定位置和/或取向和/或移动，并且典型地是惯性传感器，诸如加速度计、陀螺仪、气压计或磁力计。可以使用本领域技术人员将理解的其他传感器。
定位、跟踪、导航、频率测量或定时系统可以被提供在单个设备上。可以单独提供系统中的各种模块，使得系统是分布式的。例如，某些计算(诸如由相关单元和运动单元执行的计算)可以由网络中的处理器承担。因此，为了效率，电子用户设备可以在适当的情况下将计算卸载到网络中的其他处理器。
在优选的布置中，该系统包括GNSS定位设备，并且远程源是GNSS卫星。可以在诸如智能电话的电子用户设备中提供这样的GNSS定位设备。
该系统可以包括存储器，其被配置为存储被确定为更接近所述系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的估计。可以基于在第一时间段期间的确定来存储估计(其可以采取值和/或随时间的演变的形式)。在第二时间或时间段处，可以适当地重用所存储的估计。例如，该估计可以涉及可以使用以便在第二时间或时间段处提供定位、跟踪、频率测量、导航或定时数据的传感器偏差。系统参数的校准可以以设置的时间间隔执行，在该时间间隔之间可以使用存储的估计。在系统包括运动模块的情况下，当在第二时间或时间段处接收器的测量出的或假定的运动与第一时间段期间的测量出的或假定的运动基本类似时，可以重用该估计。
当在电子用户设备上实现该系统时，在适当的情况下，这种对所存储的估计的重用有利地减少了计算负荷，降低了功耗并从而提高电池寿命。
被确定为更接近真实值和/或随时间的真实演变的估计可以存储在例如位于用户设备的本地存储中，其中在单个设备上提供系统。可替选地或附加地，可以例如通过使用客户端-服务器系统从用户设备远程存储估计。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，其中：
图1示出了用于使数字信号和相关码相关的系统的示例；
图2示出了用于使数字信号与不使用基于相位补偿相关序列(motion-compensated correlation sequence)的相位补偿相关的相关码相关的系统的示例；
图3示出了适用于数字信号和相关码的相位补偿相关的系统的处理系统的相关系统的示例；
图4示出了相位补偿相关器的示例；
图5示出了长相关码发生器的示例；
图6示出了长数字信号缓冲器的示例；
图7示出了相位补偿相关器的示例；
图8示出了相位补偿相关器的示例；
图9示出了相位补偿相关码发生器的示例；
图10A和图10B示出了用于产生移动信号的接收器运动模块的不同示例；
图11示出了记录介质的示例；
图12A示出了控制器的示例；
图12B示出了计算机程序的示例；
图13示出了芯片组的示例；
图14A、图14B、图14C示出了包括远程设备和远程处理系统的系统的示例，其在远程设备和远程处理系统之间具有不同的功能分布；
图15是示出了根据本发明的实施例可以使用的定位系统的示意图；并且
图16是示出了可以在本发明的实施例中采取的步骤的流程图。
具体实施方式
图15是示出了根据本发明的实施例可以使用的定位系统的示意图。接收器2包括用于接收包括GNSS信号的无线电信号的天线4。接收到的信号在相关器6中与本地信号发生器8生成的本地信号相关。本地信号发生器8配置为使用本地振荡器(LO)10的频率参考来生成已知相关序列的本地副本(诸如GNSS卫星的伪随机数(PRN)码)。
惯性测量单元(IMU)12包括传感器，该传感器可以确定在第一时间段期间接收器2的运动、位置和/或取向，特别是天线4的运动、位置和/或取向。IMU12可以包括加速度计、陀螺仪传感器和其他惯性传感器。参数估计单元16接收在第一时间段期间获得的来自IMU的数据。在该示例中，来自IMU的数据用于提供在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计。至少一个系统参数在第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变。该参数可以是例如在第一时间段期间接收器2的运动方向。在其他示例中，该参数可以是LO的频率误差。
补偿单元14接收来自IMU的数据，该数据用于基于在第一时间段期间接收器2的测量出的或假定的运动来提供在第一时间段期间接收到的信号的相位和/或幅度演变的预测。补偿单元14还接收来自参数估计单元16的第一估计和第二估计。取决于第一估计和第二估计中的每个，补偿单元14计算表示了在第一时间段期间接收到的信号的相位和/或幅度的预测演变的相量的集合。然后，相量用于在第一时间段内对第一参数估计和第二参数估计两者执行幅度和/或相位补偿。可以对本地信号、由相关器6提供的接收到的信号或相关信号或其组合执行幅度和/或相位补偿。
相关器6将分别对应于第一参数估计和第二参数估计的第一和第二幅度和/或经相位补偿相关信号提供给比较单元18。这里，比较单元18通过比较第一相关信号和第二相关信号来确定第一估计和第二估计中的哪一个更接近在第一时间段期间至少一个系统参数的真实值和/或真实演变。典型地，这通过选择随时间具有较高相关性或更可能的演变的相关信号来执行。
然后，可以将确定出的系统参数的估计存储在本地存储20中。在实施例中，可以通过使用确定出的估计来执行迭代过程，以提供在第一时间段期间的参数值和/或随时间的演变的进一步估计，以便提供在第一时间段期间的系统参数的最佳估计。
图16是示出例如可以参考接收器2在本发明的实施例中可以采取的步骤的流程图。
在步骤101处，天线4在第一时间段期间接收包括GNSS信号的无线电信号。在步骤102处，惯性测量单元12在第一时间段期间获得IMU数据。
在步骤103处，参数估计单元16提供在第一时间段期间的具有真实值和/或随时间的演变的至少一个系统参数的第一估计和第二估计。第一估计和第二估计可以基于IMU数据。基于第一估计和第二估计以及来自IMU的数据，补偿单元14提供在第一时间段期间的接收到的信号的相位和/或幅度演变的相应第一预测和第二预测。
在步骤104处，处理在第一时间段期间接收到的信号以便提供相位和/或幅度补偿。这是对由本地信号发生器8产生的本地信号、接收到的信号和由相关器6生成的相关信号中的至少一个执行的。基于在第一时间段期间接收到的信号的相位和/或幅度演变的第一预测和第二预测并且典型地基于表示预测的幅度和/或相位演变的相量集合来执行幅度和/或相位补偿。所产生的相关信号可以被称为经补偿相关信号(compensatedcorrelation signal)。
在步骤105处，比较单元18基于第一经补偿相关信号和第二经补偿相关信号之间的比较来确定第一参数估计和第二参数估计中的哪个更接近在第一时间段期间的真实值和/或随时间的真实演变。典型地，选择具有最高相关性和/或随时间的最可能演变的补偿相关信号，并且与选出的经补偿相关信号相对应的参数估计被确定为更接近于在第一时间段期间的真实值和/或随时间的真实演变。
被确定为更接近真实值和/或随时间的演变的估计然后可以用于迭代地提供进一步的估计，直到确定最优值和/或随时间的演变为止。
在通信信道中可能出现的一种形式的噪声源于多路径效应。在接收器处接收到的信号可能已经由多个不同路径到达接收器，多个不同路径中的每个都具有不同的特性，诸如路径长度。因此，接收到的多路径信号通常在不同时间接收，并且可能具有不同的衰减特性和相位。因此，每个多路径信号可以充当关于其他多路径信号中的每个的噪声。在多路径条件普遍的情况下，这可能是一个重要问题。
即使在多路径条件不普遍的情况下，噪声也可能来自其他源，诸如例如由于接收器处的频率参考不稳定而引起的频率参考漂移、致使多普勒频移的接收器的移动、以及发射器和接收器之间的定时未对准、电磁干扰以及故意干扰。
信号也可能被环境衰减，例如传播信道中的障碍物，其降低了接收到的信号的信噪比。
发明人已经认识到，通过执行相位补偿相关，可以显著改善接收到的数字信号和相关码的相关性。通过补偿相位变化(由接收器的移动及其他引起)，可以增强接收到的信号的增益，并提高接收到的信号的信噪比。
例如，通过沿特定方向执行相位补偿相关，接收到的数字信号和相关码之间的相关性显著偏向于沿该特定方向接收到的数字信号与相关码的相关性。通过补偿特定方向上的相位变化(由接收器的移动及其他引起)，增强了从该特定方向接收到的信号的增益，而减少了不是从该方向接收到的信号(即，从其他方向到达接收器处的反射信号)的增益。
运动补偿相关是一种相位补偿相关，其减少或消除了由接收器的移动而引起的多普勒频移的影响。
发明人已经创建了新型的相位补偿相关序列(phase-compensated correlationsequence)。
这些相位补偿相关序列可以被存储并且可以被重用。
一种类型(超级相关器)是以下运动补偿相关序列(motion-compensatedcorrelation sequence)，其可用于执行运动补偿相关，例如，在其他误差源(诸如本地振荡器漂移)可忽略不计或通过建模/估计消除的情形中。另一种类型(超相关器)是以下运动补偿相关序列，其中在不依赖建模的情况下直接补偿本地振荡器频率误差，并可用于执行运动补偿相关。
使用相位补偿相关的另一优点在于可以使用较长的相关时段来提高相关增益。使用较长的相关时段显著提高了相关增益，并且因此使得接收器显著地更敏感。
相位补偿相关的另一优点在于执行长相干积分(coherent integration)的能力。
本详细说明中将使用以下定义：
数字信号是离散符号的序列。数字信号可以例如是调制的模拟载波、调制的模拟载波的采样版本或调制的模拟载波的采样和量化版本。
符号表示一个或多个位的整数。符号可以例如由特定波形、特定波形的一个或多个样本或特定波形的一个或多个量化样本来表示。样本可以例如是复数值或实数值。
相关码是已知具有特定自相关特性的某些符号序列。
相关序列是在相关期间与数字信号相关的符号序列。相关序列可以以实数序列或复数序列的形式表示。
相位补偿相关是使用相位补偿相关序列的相关。
相位补偿相关序列是以下相关序列，其依赖于时间变化的相位或时间不变的相位沿其长度在一些示例中不同地进行了相位补偿。
运动补偿相关是使用了运动补偿相关序列的相关。
运动补偿相关序列是已经根据接收器的(假定的或测量出的)移动进行相位补偿相关序列。在本文档中使用运动补偿相关序列来指代运动补偿相量序列或运动补偿相关码。实际上，使用运动补偿相量序列构造运动补偿相关序列。
运动补偿相量序列是已经根据接收器的(假定的或测量出的)移动进行相位补偿的相量序列。
运动补偿相关码是已经由相量序列进行了补偿的相关码，所述相量序列已经根据接收器的(假定的或测量出的)移动进行了相位补偿。运动补偿相关码可以例如通过相关码和运动补偿相量序列的组合形成。
可以通过直接测量、建模/预测/估计行为或通过间接方法(诸如在一系列可能性上的优化过程)来提供相位补偿。
相位补偿相关码是已由相量序列补偿了的相关码，该序列的相量根据接收器的移动(假定的或测量出的)和/或其他频率变化源(诸如无线电接收器中本地频率参考上的时间相关的频率误差)进行了相位补偿。相位补偿相关码例如可以通过相关码和相位补偿的相量序列的组合来形成。
相干积分是符号序列的总和，其方式是始终保持输入序列的相位关系，使得序列的部分可以在幅度和相位两者上一起建设性地相加。
图1示出了用于使数字信号222和相关码341相关的系统100的示例。系统100包括接收器系统(接收器)200和处理系统250。
接收器200包括一个或多个天线202，以用于接收信号201以产生包括数字信号222的模拟信号212。在该示例但不一定是所有示例中，模拟信号212由前置放大器204放大，然而该阶段是可选的。接下来，在该示例但不一定是所有示例中的模拟信号212被下变频器210下变频到包括数字信号222的较低频率的模拟信号。然而，这个阶段也是可选的。然后，模拟信号212由模数转换器220从模拟形式转换为数字形式，以产生以数字形式的数字信号222。接收到的数字信号222以模拟形式或数字形式被提供给处理系统250。
处理系统250包括相关系统252，并且在该示例但不一定是所有示例中，还包括控制系统254。相关系统252使接收到的数字信号222与相关码341相关。如果存在，控制系统254可以被用于控制相关系统252。
图2示出了用于使数字信号222和相关码341相关的处理系统250的示例。在该特定示例中但不一定是所有示例中，数字信号22已经从模数转换器220输出并且处于数字形式。该示例不使用基于相位补偿相关序列的相位补偿相关，并且旨在证明使用相位补偿相关序列的相位补偿相关与因不使用相位补偿相关序列而未被相位补偿相关之间的差异。
最初，相位调整模块260调整接收到的数字信号222的相位。该相位调整产生同相数字信号(I)和正交相位数字信号(Q)。这些复数数字信号被提供给相关模块262，相关模块262使相位调整的数字信号与相关码341相关。相关模块262的结果从相关系统252输出到控制系统254。控制系统254使用相关结果向相位调整模块260提供闭环相位调整信号271，并向用于产生相关码341的码生成模块272提供闭环码调整信号273。
可以通过使用闭环码调整信号273调整相关码341来实现码相位对准，所述闭环码调整信号273例如可以形成延迟锁定环的一部分。可以通过经由闭环相位调整信号271调整接收到的数字信号的相位来实现载波相位对准，所述闭环相位调整信号271可以是锁相环的一部分。
尽管信噪比水平足够高并且维持闭合控制回路的锁定，但是闭合控制回路自动补偿由天线202和接收到的数字信号222的源之间的相对移动引起的多普勒频移。然而，例如，在获取相位期间可能不存在“锁定”，或者其由于暂时信号损失或由于低信噪比水平而丢失。
本发明人已经开发了一种新的处理系统250，如图3所示，其适用于如图1所示的系统。
新处理系统通过使用基于相位补偿相关序列的相位补偿相关来提供接收到的数字信号222和相关码341的改善的相关。
应当理解，与图2的处理系统250相比，图3的处理系统250使用开环控制350来产生在相关器310中使用的相位补偿相关码322，以与接收到的数字信号222相关。
例如，图3中示出的处理系统250可以是图2中示出的处理系统250的永久替代，或者可以作为图2中示出的处理系统250的替代方案而被暂时使用。
图3中的处理系统250的开环控制350可以基于相位参数信息361。可以例如从模型(假定的)或从传感器(测量出的)提供相位参数信息。在一些但不一定是全部示例中，相位参数信息是传感器信息，例如，接收器200的假定的或测量出的移动361，并且不基于来自任何相关的结果的反馈(闭环)。
用于接收到的数字信号222和相关码341的相位补偿相关的处理系统250可以被用于多个不同的应用。例如，其可以被用于时间和/或频率同步和/或信道估计和/或信道分离。
所使用的相关码341可以是应用特定的。例如，在处理系统250是诸如CDMA移动电信接收器的直接序列扩频通信系统的一部分的情况下，相关码(码片码(chipping code))是伪随机噪声码。例如，如果接收器200是用于全球导航卫星系统(GNSS)的接收器，则相关码是伪随机噪声码，例如Gold码。例如，如果接收器200是用于通信系统的接收器，则相关码可以是训练或导频符号序列，诸如在正交频分多路复用(OFDM)、长期演进(LTE)和数字视频广播(DVB)标准中使用的那些训练或导频符号序列。
在一些示例中，相关码341可以取决于经由码分多址将通信信道分成不同的码分信道的数字信号222的发射器的标识。
在一些情况下，数字信号222用数据(例如GNSS系统中的导航位)调制。然而，在其他示例中，数字信号222不用数据调制，诸如例如当其为训练或导频序列时。
图3示出了适于用于数字信号222和相关码341的相位补偿相关的系统100的处理系统250中的相关系统252的示例。相位补偿相关系统252提供了相位补偿相关器300，其包括相关器310和相位补偿相关序列发生器320。
应当理解，图3示出了在数字域后采样中执行相关的相位补偿相关系统252的示例。该相位补偿相关系统252适合在图2中示出的处理系统250中使用。然而，不同的处理系统250是可能的，并且不同的相位补偿相关系统252是可能的。相位补偿相关系统252不一定务必适合在图2中示出的处理系统250中使用。一些相位补偿相关系统252可以在下变频之前或之后在模拟域中执行相关。其他相位补偿相关系统252可以在数字域中执行相关，但是没有模拟下变频或者没有完整的模拟下变频，并且在某些示例中，它们可以使用数字下变频。
可以或可以不形成相位补偿相关器300的一部分的相位参数模块360将指示时间可变的相位参数的相位参数信息361提供给相位补偿相关序列发生器320。
例如，在一些但不一定是全部示例中，可能形成或可能不形成相位补偿相关器300的一部分的接收器-运动模块360向相位补偿相关序列发生器320提供指示接收器200的移动的移动信号361。
相位补偿相关序列发生器320包括相位补偿相量发生器330，其接收相位参数信息361并产生相位补偿相量序列332。
相位补偿相关序列发生器320另外包括相关码发生器340，其产生相关码341。
相位补偿相关序列发生器320另外包括组合器(混合器)336，其将相位补偿相量序列332和相关码341进行组合以产生相位补偿相关码322。
相位补偿相关码322由相位补偿相关序列发生器320提供给相关器310，相关器310使相位补偿相关码322与接收到的数字信号222相关以产生相关输出312。
当执行运动补偿时，相位补偿相关器300包括从接收器-运动模块360通过相位补偿相关序列发生器320到相关器310的开环350。可能存在源自相关输出312到相位补偿相关序列发生器320的反馈。闭环反馈可以在相位补偿相关器300的输出和相位补偿相关序列发生器320或相位参数模块360或相位调整模块260或下变频器210之间发生。
因此，应当理解，相关器310执行以下方法：使由接收器200提供的数字信号222与相位补偿相关码322相关，其中相位补偿相关码322是使用一个或多个相量在相关时或之前已经被补偿的相关码341。通过将相关码341与相位补偿相量序列332组合，相关码341在相关时或之前针对相位变化被补偿。相位补偿相量序列332取决于在接收器200正接收数字信号222的时间期间的相位变化。
使用开环350来控制相位补偿相关具有例如快的优点，这是因为控制不是基于先前相关的结果。使用开环控制来执行相位补偿相关使得相关器310能够在存在低信噪比的情况下操作。
尽管在图3中，相位参数模块360、相位补偿相关序列发生器320和相关器310被示出为相位补偿相关器300的一部分，但在其他示例中，仅相关器310可以是相关系统的一部分，其中相位补偿相关码322由相位补偿相关系统发生器320提供给相位补偿相关器300，相位补偿相关系统发生器320不是相位补偿相关器300的一部分。在其他示例中，仅相关器310和相位补偿相关序列发生器320可以是相位补偿相关器300的一部分，其中相位参数模块360将相位参数信息361提供给相位补偿相关器300。
尽管在该示例中，相位补偿相关序列发生器320被示出为包括相位补偿相量发生器330、相关码发生器340和组合器(混合器)336的单个实体，但是应当理解，这些可以是不同于相位补偿相关序列发生器320的组件，或者被组合为除被示出在相位补偿相关序列发生器320内的组件以外的组件。
本领域技术人员将理解，图3中所示出的相位补偿相关器300与之前所做的重大和显著的不同之处在于，它通过在相关时或之前修改相关码341而采用了反直觉方法，即使那些相关码341可能为了优异的互相关结果已经仔细设计也是如此。
图3中示出的相位补偿相关器300可以是永久功能的或可以是暂时功能的。例如，其可以例如在GNSS接收器中的卫星获取相位期间和/或当存在信号损失时和/或当存在低信噪水平时起作用。相位补偿相关器300可以保持数字信号222的相位相干性，从而允许更长的相干积分时间。
图4示出了图3中所示的相位补偿相关器300的示例。该图示出了相关器310和相位补偿相关序列发生器320的可能的子组件。
在该示例中，相位补偿相量发生器330产生相位补偿相量序列332，其包括同相分量I和正交相位分量Q。同相分量I和正交相位分量Q两者都与由码发生器340产生的相同相关码341进行混合313，以产生同相分量I和正交相位分量Q作为相位补偿相关码322。相关器320将相位补偿相关码322的同相分量与接收到的数字信号222进行混合312，并对结果执行积分和转储(integration and dump)314以产生同相相关结果312。相关器310将正交相位相位补偿相关码322与相同的接收到的数字信号222进行混合312，并对结果执行积分和转储314以产生正交相位相关结果312。
需要注意的是，当产生相位补偿相量序列332时，在相位补偿相关码发生器320内发生同相和正交相位信号的产生。相位补偿相量序列332与相关码341的组合(混合)产生了相位补偿相关码322，其与接收到的数字信号222进行相关以产生相关输出312。
在相关器310内执行的积分针对与相位补偿相量序列332相关的那些接收到的数字信号222产生了正增益。与相位补偿相量序列332不相关的那些接收到的数字信号222与相位补偿相关码332具有较差相关。因此，相比于噪声，对于接收到的数字信号222存在由相位补偿相关器300施加的差分增益。因此，应当理解，相位补偿相关器300显著改善了相关性能。
相位变化的参数模型
相位序列{Φ(tn)}由在时间t＝0至t＝T期间的N个定义的时间tn处以弧度的N个(N＞1)相位值Φ(tn)的序列定义。时间间隔tn-1至tn对应于无线电采样间隔。
Figure BDA0002426516140000211
或
Figure BDA0002426516140000212
其中
F(t)＝fD(t)+fRerr(t)，并且Φo是在时间t＝0时的相位初始值。
积分中的F(t)是在时间尺度上是时变的，该时间尺度一直下降到无线电采样周期-即连续的无线电样本之间的时间。它不是在相关码字长度上固定的，而是沿着相关码字长度变化。
fD(t)是由于用户和源(例如卫星)运动而在接收器处的(与时间相关的)多普勒频率
fRerr(t)＝是(与时间相关的)接收器频率参考频率误差
其中，根据一阶多普勒方程fD＝(1+(vu/c))(fo+fSerr(t))
其中
c是光速，
vu是接收器在u(vu＝(vs-vr).u)方向上朝向实际或假定信号源的(与时间相关的)相对速度。
vr是接收器的(与时间相关的)速度，
vs是数字信号源的(与时间相关的)速度，
u是(时间相关的)单位矢量，其定义了信号的到达方向，对于直接接收到的信号，这定义了接收器和信号源之间的视线(LOS)单位矢量uLOS，但其可以可替选地是预期的到达方向。
fo是标称发送频率。所有信号源可能具有共同的fo。
fSerr(t)是(与时间相关的)源频率参考频率误差。
通常没有必要使用诸如相对论多普勒方程的高阶多普勒方程。尽管它可以在某些情况下使用，例如积分时间非常长(许多秒)。
相位Φ(tn)是由于标称发射频率而产生的总相位变化、由接收器相对于源的运动而引起的任何多普勒频移、以及与源和接收器频率参考相关联的任何频率误差。它可能被称为“总”相位，或者被称为补偿相位(这是因为它用于补偿相关性)，或者被称为模型相位(这是因为它基于参数模型)，其中潜在可变参数可能是例如fRerr(t)、vrvsu、fSerr(t)。
展开式1
Figure BDA0002426516140000221
因此，将相位序列{Φ(tn)}建模为取决于fo、fRerr、fSerr、vs、vr和u。因此，根据该模型的相位序列{Φ(tn)}可以用于改善相关期间相关序列和接收到的信号之间的相位重合/对准，从而显著提高相关增益。该模型用于产生相位补偿相关码，其表示如根据模型接收到的数字信号。
应当注意，方程2中用于确定单相位值Φ(tn)的积分在小于相关码字长度的时间段内。因此，可以考虑例如在比单个相关码字长度短的时间尺度上的接收器运动中的变化。还应当注意，方程1和方程2中的F(t)的值可以在比相关码字长度短的时间尺度上变化。在一些示例中，相位序列{Φ(tn)}的持续时间T等于一个或多个相关码字持续时间。在一些示例中，它可能是数千个相关码字长度。
相位序列{Φ(tn)}内的相位值以无线电采样率变化。频率fRerr(t)、fSerr(t)在一个以上的无线电样本中可能是恒定的，或者接收器在一个以上的无线电样本中可能是固定的，但根据方程1-3，相位始终在变化，其在相干积分时间T上不是常数。
表示总相位变化Φ(tn)的方程3可以重写为：
Φ(tn)＝Φfo(tn)+Φf_Serr(tn)+Φf_Rerr(tn)+ΦDoppler(tn)+Φo -方程4
Φfo(tn)是由于标称传输频率引起的相位变化。
Figure BDA0002426516140000231
Φf_Serr(tn)是由于卫星频率参考频率误差引起的相位变化。
Figure BDA0002426516140000232
Φf_Rerr(tn)是由于接收器频率参考频率误差引起的相位变化。
Figure BDA0002426516140000233
由于该相位Φf_Rerr(tn)的变化是由接收器频率参考频率误差引起的，因此其可以被称为接收器频率参考相位。
ΦDoppler(tn)是由于多普勒频移而引起的相位变化。
Figure BDA0002426516140000234
由于该相位ΦDoppler(tn)的变化是由多普勒频移引起的，因此可以使用名称“多普勒相位”来称呼它。
在某些示例中，可以假设从固定频率生成Φfo(tn)，并且Φf_Serr(tn)是已知的和/或行为良好的，并且它们对总相位变化Φ(tn)和相关性的影响可以通过恒定频率分量在相干积分时间内补偿。
使用方程4(或方程3)定义的相位模型、总相位变化Φ(tn)的部分了解以及与一个或多个接收到的信号的相关结果，可以确定由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)(如果有的话)而引起的相位变化、和/或由于多普勒频移ΦDoppler(tn)(如果有的话)而引起的相位变化、和/或总相位变化Φ(tn)。
由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化取决于fRerr(t)，它可能会在相干积分时间内变化，特别是对于较长的相干积分时间和/或不稳定的频率参考。
由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化可用于补偿低精度频率参考，从而使能在接收器处使用低成本频率参考。
通过在不同时间处测量由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)引起的相位变化，可以对在其他时间由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)引起的相位变化进行建模。例如，由于在不同时间确定出的接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)，可以将多项式拟合或其他模型应用于相位变化。也可以使用加速度计、陀螺仪或其他运动测量传感器来确定作用在接收器频率参考上的力，其导致可预测的频率变化。以这种方式，由于来自运动的力而引起的频率参考误差可以在该频率参考误差相量项的构造或建模中直接补偿。
相位变化由于多普勒频移而引起。ΦDoppler(tn)取决于fDoppler(t)，其可以在相干积分时间内变化，特别是对于较长的相干积分时间和/或移动的接收器而言。
由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化可用于校准关于vr、vs、u的任何假设或测量。
由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化的了解允许了对相关期间的这种变化进行补偿。这种补偿特别针对定义了由于多普勒频移而引起的相位变化的vr、vs、u–因此，它是依赖于vr的选择性滤波，其显著衰减了来自不正确源(vs)和来自不正确到达方向(u)的信号。因此，移动中的接收器可以显著增加“正确”信号的增益，并减少由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化所提供的运动补偿相关引起的“不正确”信号的增益。
总相位变化Φ(tn)的时间变化的了解允许在相关期间对变化进行补偿，从而使能极长的相干积分时间并显著提高增益。
在一些但不一定是所有示例中，可以假设由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)(以及又Φf_Serr(tn))引起的相位变化是已知的，并且在用于相关的相干积分时间内表现良好。总相位变化Φ(tn)的剩余未知分量是由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化，并且其可以基于vr、vs、u进行计算。可以假定或测量vr的值。相干积分时间的长度可以是许多相关码字，例如，持续时间为1ms的1000个相关码字的长度是可能的。
在一些但不一定是所有示例中，直接测量由于用于相关的相干积分时间上的接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化。如果已知Φf_Serr(tn)，则总相位变化Φ(tn)的剩余未知分量是由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化，并且其可以基于vr、vs、u进行计算。可以假定或测量vr的值。相干积分时间的长度可以是许多相关码字，例如，持续时间为1ms的10000个相关码字的长度是可能的。
在一些但不一定是所有示例中，可以假设ΦDoppler(tn)是已知的，并且在用于相关的相干积分时间内表现良好。例如，当卫星信号源直接在头顶上方或已知vr、vs、u时，可以假定这一点。总相位变化Φ(tn)的剩余未知分量是由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化和由于卫星频率参考频率误差Φf_Serr(tn)(如果有的话)而引起的相位变化，并且可以通过使用高质量接收到的信号的相关性的直接测量或使用一个或多个较低质量信号的假设检验来发现该分量。
在一些但不一定是所有示例中，可以假设已知由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化在一定界限内，其例如由接收器频率参考的预期稳定性(例如，艾伦方差)定义，和/或已知由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化在一定界限内，其例如由用于测量vr和/或vr的预期值的惯性传感器的预期稳定性来定义。可以使用多信号假设检验来确定由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的在相干积分时间内的实际相位变化和/或由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的实际相位变化。假设受相位模型(方程3、4)和预期界限的约束。
例如，当用于估计由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化的模型已经到期并且需要更新时，可以假定已知由于接收器频率参考频率误差Φf_Rerr(tn)而引起的相位变化在一定界限内。
例如，当确定接收器已经移到室内或同时衰减所有接收到的信号时，可以假定已知由于多普勒频移ΦDoppler(tn)而引起的相位变化在一定界限内。
应当理解的是，当方程3中的某些相位参数为零或已知时(例如，根据直接测量结果、信号源选择或其他方式)，则可以使用方程3的模型确定其他未知相位参数及其随时间的演变。例如，可以使用例如下面描述的假设检验来确定vr(t)。
应当理解，多普勒相位ΦDoppler(tn)尤其取决于(以增加的特异性)接收器vr的移动；接收器相对于信号源(vs-vr)的移动；接收器相对于信号源沿定义的方向u的速度的分量(vu＝(vs-vr).u)。
相位参数
为了在本文档中一致地引用参数，将影响总相位Φ(tn)的参数分类为相位参数很有用。这些相位参数可以统称为相位参数p(t)，或独立地称为相位参数pi(t)，其中索引i指示出参数的类型或类别。相位参数p(t)可以随时间连续变化，并且在每个时间tn处定义，其中时间间隔tn-1至tn对应于无线电采样间隔。
接收器系统参数是相位参数pi(t)，其会在相同程度上影响所有接收到的信号的相位。
相位参数p(t)的类型可以分类为：
fRerr是接收器系统参数的示例。该参数在相同程度上影响由接收器接收到的所有信号的相位Φ(tn)。可以通过对所有信号应用相同的时变相位序列{Φf_Rerr(tn)}来将其删除。
如果存在航向(取向)误差，则vr(Δvr)中存在对应的误差。航向误差是影响由接收器接收到的所有信号的相位的参数。
vr和vs是运动学参数的示例。
vr是接收器运动学参数的示例，其相关的位移参数δrr也是如此。
vs是源运动学参数的示例，其相关的位移参数δrs也是如此。
可以将任何物体的速度分解为两个参数：地面速度vr的航向h和速度s。
u是信号到达方向参数的示例。
uLOS是沿视线对准的矢量，并且是由rs-rr(rs是数字信号源的位移，并且rr是接收器的位移)定义的既是矢量参数又是运动学参数(相对位移参数)的示例。
相位参数p(t)在诸如相干积分时间T之类的时间段上的演变(时间变化)可以由多值序列{p(tn)}表示。
特定相位参数pi(t)在诸如相干积分时间T之类的时间段上的演变(时间变化)可以由多值序列{pi(tn)}表示。
可以在相位参数信息361中提供相位参数中的一个或多个，以产生相位补偿相量序列332。
时变相位序列可以在相关之前或之后应用。如果在相关之后应用，则可能是相关之前应用的子采样版本。在这种情况下，F(t)由阶梯函数近似，其中在每个相关码字相关期间F(t)不变，然后针对下一个跳到新值，依此类推。
因此，F(t)在相干积分时间内有所变化，并且基于参数模型。该模型不取决于先前的相关结果，并且因此可以在发生任何相关之前应用。
相量序列
相位序列{Φ(tn)}表示在时间t＝0至t＝T期间通过定义的时间tn的相位演变(随时间的变化)。
复相量X(tn)表示定义时间tn处的相位Φ(tn)
X(tn)＝exp(iΦ(tn)) -方程7
相量序列{X(tn)}包括多个相量X(tn)，每个相量X(tn)表示在不同的定义时间处的相位Φ(tn)(Arg(X(tn))＝Φ(tn))。
{X(tn)}是每个n的相量X(tn)的序列，其中1≤n≤N且N≥2。
每个相量X(tn)表示基于时间tn处接收器的相位的相位补偿，其被应用于相关码341的对应样本。以这种方式，当相关码341与相位补偿相量序列332组合时，相关码341变为被相位补偿。
相量X(t)是相空间中的变换并且它是复值的，经由其实值产生了相位补偿相量序列332的同相分量并且经由其虚值产生了相位补偿相量序列332的正交相位分量。相量X(t)是循环相量并且可以以多种不同方式表达，例如，表达为复平面中的矢量。从实轴到该矢量的角度等于以弧度的相位角Φ(t)，并且对于逆时针旋转为正值。尽管在该示例中，相量X(t)在相位补偿相量序列332内具有恒定的幅度，但是在其他示例中，相量可以表示旋转和幅度的变化，而不仅仅是旋转。然而，在其他示例中，诸如所示出的示例中，相量仅针对旋转。
相位补偿相关
时间间隔Tg-Tg-1的复相关结果R为
Figure BDA0002426516140000281
其中X(t)是相量，S(t)是数字信号，并且相关码字C(t)可以是单个相关码字或接收到的信号的基本相关码字的串联。
时间间隔Tg-Tg-1(相干积分时间段)等于一个或多个相关码持续时间，并且可以非常长，例如数秒的数据(长度为数千个相关码字)。X(t).C(t)的按项相乘会产生相位补偿相关码，其在某些情况下可以重用，而无需重新计算。方程8中的星号表示复共轭。
信号S(t)可以是具有允许相关的特性的任何信号(即具有重复的或可预测的信号内容，诸如GNSS信号、蜂窝电信信号、DVB-T信号、雷达信号、声纳信号等)。在某些但并非全部示例中，信号源是GNSS卫星。
相关可能发生在GNSS接收器中的采集前或采集后。采集是指确定接收到的信号的码延迟和载波频率。在一些示例中，相关可以使用GNSS接收器获取引擎的相关器。
相位序列{Φ(tn)}在单个相关码字内包括针对不同时间的多个相位值Φ(tn)。相位序列{Φ(tn)}表示通过相时(phase-time)空间的端到端多步定向(非随机)路径。它具有子码字分辨率(每个相关码字多个不同的频率值F(t))。相位序列{Φ(tn)}是通过相时空间的已知、假定或建模的端到端多步路径，并在其整个长度T上进行评估，该长度T是相关时间段(相干积分)。
应当注意，相关性沿着矢量u执行相干积分。没有沿着u到达的信号不会针对接收器的不同位置进行相干积分。
先验补偿
如果在时间段(例如，T)内已知或假定接收到的信号的相位参数序列{p(tn)}，则为该时间段精确定义相位序列{Φ(tn)}。这意味着可以精确补偿该时间段内的相位变化，以减少影响相干积分(相关性)的相位误差。这通过使用针对相干积分的相关码字(例如，级联的相关码字)而允许显著地延长相干积分时间。这继而显著地增加了信号增益。然后可以使用以前无法使用的信号。
因此，如果使用正确的相位序列{Φ(tn)}来创建正确的相量序列{X(tn)}，则可以使用许多相关码字长度的极长的相干积分时间来增加增益。
可以通过增加相位序列{Φ(tn)}的长度和相干积分时间(方程8中的T＝Tg-Tg-1)来提高相关性的灵敏度。可以提高灵敏度，直到在噪声上可以看到微弱的信号为止。
相干积分时间T期间对相位序列{Φ(tn)}的最显著的影响典型地是由于接收器频率参考的不稳定性(相位参数fRerr)和接收器相对于信号源的相对位置/取向的变化(相位参数u和vr)引起的。
在一些示例中，相量序列{X(tn)}可以是包括基于运动补偿相位序列{Φ(tn)}的运动补偿相量X(tn)的运动补偿相量序列。运动补偿相位序列{Φ(tn)}基于接收器的假定的或测量出的运动，诸如例如vu(t)或vr(t)或vs(t)-vr(t)或vr(t).u。运动补偿相量序列{X(tn)}基于运动补偿相位序列{Φ(tn)}。可以进一步补偿相位序列{Φ(tn)}，以针对与发射器和接收器处的频率参考相关联的误差和不稳定性以及其他相位源误差。
通过假设检验进行参数校准
推定相位序列{Φ(tn)}可用于基于假设H创建推定相量序列{X(tn)}，并且相关结果R的所得增益或另一评估可用于确定推定相位序列{Φ(tn)}和相量序列{X(tn)}是否是正确的相位序列{Φ(tn)}和推定相量序列{X(tn)}。以这种方式，可以为确定{X(tn)}和{Φ(tn)}、诸如频率fRerr、h、vr、u、vs.、δrs、δrr等的相位参数pi(t)中的一个或多个确定对应的参数序列{p(tn)}。
参数可能会在非常短的时间范围内变化，诸如在相位序列{Φ(tn)}内。参数pi可以随时间连续变化，并且在一些但不一定是在每个时间tn处定义所有示例，其中时间间隔tn-1至tn对应于无线电采样间隔。
该方法可以例如包括：致使接收器在一段时间期间经由通信信道接收到的数字信号的多个样本的相关，并且使用不同的多个推定相量序列补偿相同的相关码以针对每个不同的多个推定相量序列产生相关的结果，其中每个相量序列都包括表示该时间段期间不同定义时间处的不同相位的多个相量，并且多个推定相量序列的不同之处在于每个推定相量序列均基于关于在该时间段期间通过定义时间的频率和相位的演变的不同假设；并且
使用相关结果来确定有关该时间段期间频率和相位演变的优选假设。
不同的假设基于相位演变的参数模型的相位参数(参见方程3)
这可以扩展为基于并行的多个假设{Hk}来使用多个不同的相位序列{Φ(tn)}k。每个不同的推定相位序列{Φ(tn)}k可用于创建推定相量序列{X(tn)}k，并且相关结果Rk的所得增益或另一评估可用于确定多个推定相位序列{Φ(tn)}k(和相量序列{X(tn)}k)中的哪个是正确的，或者至少是最佳相位序列{Φ(tn)}#(以及推定相量序列{X(tn)}#)。
因此，相关结果Rk可用于确定有关相干积分的时间段期间的相位{Φ(tn)}#的演变的优选假设H#。以这种方式，可以为确定{X(tn)}#和{Φ(tn)}#、诸如接收器频率误差{fRerr}#、{vr}#、{u}#、{vs}#、{δrs}#、{δrr}#等的相位参数中的一个或多个确定对应的优选序列。
假设{Hk}例如可以基于一个或多个相位参数的不同演变(时间变化)，所述一个或多个相位参数取决于接收器的本地振荡器的频率偏差{fRerr}；接收器在时间段{h}内的取向；接收器在时间段{vr}、{δrr}内的移动；数字信号源在时间段{vs}内的移动、接收器与源在时间段{u}内的相对位置；接收器朝向信号源的相对速度vu。
相关结果Rk可用于确定关于相干积分的时间段期间的相位{Φ(tn)}#的演变的优选假设H#。选择优选的相关结果，以确定关于该时间段期间的相位演变的对应的优选假设。
在一个示例中，选择相关结果Rk＝#之一作为一种优选的相关结果并且对应于在相干积分的时间段期间的相位演变有关的一种优选假设H#。例如，当相位序列{Φ(tn)}k基于接收器的估计轨迹作为假设时，可以使用这种方法。
在另一示例中，每个假设Hk推测接收器已经移动了一定量。这有效地假设了vr(t)的序列。针对不同的移动量以及还针对不同的信号源生成不同的假设。在该示例中，针对每个移动假设，将多个信号源中的每个的对应相关结果Rk组合以提供所有信号源上每个假设的联合得分。跨使用中的信号源导致最高联合得分的假设被选择作为关于接收器移动的首选假设H#。因此，如果校准相位参数(例如航向误差)，则当所有可见信号源在其预期的视线上具有最大的相关结果时，我们获得正确的相位参数。
优选相关结果的选择或优选相关结果可以基于多个相应相关结果的比较以选择一个或多个。
该选择可以例如优化与相位有关或与运动有关的参数值。
选择可以例如针对一个信号源、针对所有信号源或针对信号源的所选子集来优化最大累积功率。
在某些情况下，最高功率可能源于从原始信号源直接接收到的信号，例如卫星。例如，通过将u约束在可能与rs-rr对准的值的范围内，仅考虑直接视线信号是可能的，其中rs是原始信号源自原点的矢量位移，并且rr是接收器自原点的矢量位移。
在其他情况下，最高功率可能来自间接接收到的信号(反射信号)。例如，可以通过将u约束到不可能与rs-rr对准的值范围来仅考虑反射信号，
在其他情况下，最高功率可能来自未经授权的源发送的信号(欺骗信号)。例如，可以通过将u约束到不可能与rs-rr对准的值的范围来识别这种信号，或者通过将u约束到可能与rs-rr对准的值的范围来过滤这种信号。
总览
相位(运动)补偿相关可以涉及构造非常大的相位(运动)补偿码字，并且然后基于相位变化的参数模型测试其构造中的细微变化，以便校准/更新/监视变化缓慢的系统参数。这在存在严重的多路径和困难的衰减条件(诸如室内)时特别有效。
小变化是预期为以下最小调整的调整，其应足够大以引起结果功率的变化，而这不能仅仅归因于测量噪声。通过略微调整系统参数，可以最大化功率并维持系统参数的良好校准。
缓慢变化意味着变化慢于数据信号的采样率。例如，可以使用其中参数在相干积分长度T的时间尺度上随时间线性变化的模型或使用另一模型(例如其中参数(例如接收器频率参考频率误差)随n阶多项式(其中n是大于或等于2的值)而变化)进行建模和预测。例如，本地接收器频率参考可能跨相干积分时间T呈现出逐渐的频率线性漂移，或者跨相干积分时间T呈现出多项式的频率漂移。例如，步长估计可能因固定值而过大。步长可能会随着用户的疲倦而逐渐缩短，并且步长的这种逐渐缩短在时间尺度上将远大于相干积分时间T。
“参数模型”是指方程的集合，其控制着我们的参数信息(例如传感器测量结果)如何转换到时频空间，最终提供了(基于测量结果的)对在接收器处接收到的信号的频率和相位演变的预测。这些方程可以包含参数-时变和不变-其值最初是未知的或不确定的，但是可以如所描述的确定/校准/优化。
例如，如果测量结果是来自附接到接收器的惯性测量单元的加速度和旋转速率，则控制如何将其首先转换为速度、并且最终转换为多普勒频移的方程集合是惯性导航方程和各种坐标系转换。可以优化的惯性导航方程内的参数可以包括加速度计和陀螺仪偏差、比例因子和对准。这样的参数的优化可以通过所描述的方法来实现。基本的方程集合(模型)不会改变，这意味着我们的最佳频率和相位演变始终与物理模型完全一致。
大运动(或相位)补偿码字的构造基于基础参数模型(与其相一致)。所得频率(和相位)演变与基础模型完全一致，并且不能简单地遵循时频空间内的任何路径。
通过在该时间段内对多个不同的参数序列{p(tn)}并行执行相关，可以使用关于通过该时间段的相位演变的不同假设Hk执行相关。每个假设Hk由不同的相位参数序列{p(tn)}k定义。
单一参数
如果假设除了一个参数pi(t)之外，在整个周期T内所有相位参数p(t)都是已知的或定义明确的，则有可能在优化R的周期内找到参数序列{pi(tn)}。可以通过基于相关结果优化得分函数来确定最佳值。
还可以采用进一步的优化方案，包括也可以使用现有模型和与不同测量结果和参数相关联的误差的估计来加权优化分数的那些方案。
在一个示例中，可以通过确定相关功率最大的地方来找到最佳分数。取决于情况，可能期望找到局部最大值或受参数模型约束的全局最大值。例如，当使用衰减的LOS信号校准系统参数时，使用局部最大值，这是因为跨整个搜索空间的全局最大值可能与较强的反射信号相关联。
假设检验方法涉及在第一时间段期间(例如，t＝0至t＝T)由接收器经由通信信道接收到的数字信号{S(tn)}与使用不同的多个推定相量序列{X(tn)}k进行补偿的相同的相关码C(t)的相关，以针对每个不同的多个推定相量序列{X(tn)}k产生相关结果Rk。
每个相量序列{X(tn)}k包括多个相量X(tn)，其中每个表示在第一时间段期间(t＝0至t＝T)的定义时间tn处的相位Φ(tn)。
多个推定相量序列{X(tn)}k的不同之处(索引k)在于，每个推定相量序列{X(tn)}k基于关于在第一时间段期间通过定义时间tn的相位序列{Φ(tn)}k的演变的不同假设Hk。
该方法使用相关结果Rk来确定关于在第一时间段期间的相位序列{Φ(tn)}#的演变的优选假设H#。
每个相位序列{Φ(tn)}k在单个相关码或级联相关码内包括针对不同时间tn的多个相位值Φ(tn)。它表示通过相时空间的端到端多步路径。假设Hk(由参数序列{p(tn)}k定义)表示通过相时空间的可能的端到端多步路径的模型，其同时在其整个长度上进行评估。使用相位序列{Φ(tn)}k随时间的假定的或测量出的模型(多步路径)，而不是蛮力穷举搜索。该模型定义了相关(相干积分)的时间段期间相位值Φ(tn)的演变，使得相关结果的优化始终受到基础模型的约束并与其一致。
多个信号
在某些情况下，可以使用单个信号源来确定最佳相位参数序列{pi(tn)}#，其中接收到的信号足够强。所使用的单个信号源可以是可用信号源中的所选信号源或唯一可用信号源。
可以使用多个信号源来确定最佳相位参数序列{pi(tn)}#。所使用的多个信号源可以是所有可用信号源或可用信号源的所选子集。
例如，可以通过选择对于相同的k(即对于不同地应用于每个接收到的信号的相同假设Hk)具有最大相关结果的那些信号源来选择可用信号源的子集。
通过考虑每个信号源的相关结果Rk，可以使用多个信号源来确定最佳相位参数序列{pi(tn)}#。
例如，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以通过识别出多个信号源对于相同k具有最大相关结果max Rk来确定(即对于相同假设Hk，其不同地应用于每个接收到的信号，这提供最佳k＝#定义{pi(tn)}#)。
在一个示例中，可以通过确定每个信号的功率最大所在的Hk的值来为每个信号源分别找到{pi(tn)}。例如，可以使用数值优化方法来最大化可能的相位参数序列的集合的相干相关值，即
Figure BDA0002426516140000351
其中l是要考虑的信号源，并且其中此情况中的argmax是一个函数，该函数返回参数序列{pi(tn)}#，从而得出最大相关值。
在某些示例中，可以通过确定信号的组合功率最大所在的Hk的值来集体找到{pi(tn)}，即
Figure BDA0002426516140000352
在此，目标函数是使用个别信号的非相干相关性的总信号功率。应当理解的是，可以使用其他目标函数，例如使用信号的相干总相关性。
多个参数
上面描述的优化考虑了单相参数的优化。还可以同时在两个或多个参数上执行这种优化。
如果假设除了多个参数pi(t)以外，在周期T上所有相位参数p(t)都是已知的或定义明确的，则有可能在优化R的时间段内找到相位参数序列{pi(t)}。
为了简化说明，将多个参数pi(t)称为参数p1(t)和p2(t)。然而，应当认识到，在一些但不一定是所有示例中，多个参数pi(t)可以大于两个。
通过在一段时间内并行执行多个不同参数序列{p1(tn)}j、{p2(tn)}k的相关，可以使用关于相位通过时间段的演变的不同假设Hj,k执行相关。每个假设Hj,k由序列{p1(tn)}j和同时{p2(tn)}k的不同组合{p1(tn)}j{p2(tn)}k定义。
在一个示例中，当信号源和接收器处于相对运动状态时，通过最大化所有信号源上的相关功率的总非相干总和，可以找到产生最佳相位序列{Φ(tn)}#的参数序列的最佳组合({p1(tn)}#{p2(tn)}#)，
Figure BDA0002426516140000361
例如，由于信号源处于恒定运动中(例如GNSS卫星)，因此可以检测或假定这一点。
方法
假设检验方法涉及将在第一时间段期间(例如，t＝0至t＝T)由接收器经由通信信道接收到的数字信号的序列{S(tn)}与使用不同的多个j、k推定相量序列{X(tn)}j,k所补偿的相同相关码C(t)进行相关，以针对每个不同的多个推定相量序列{X(tn)}j,k产生相关结果Rj,k。
每个相量序列{X(tn)}j,k包括多个相量X(tn)，其中每个表示在第一时间期间(t＝0至t＝T)的定义时间tn处的相位X(tn)。
多个j、k推定相量序列{X(tn)}j,k不同之处(索引j、k)在于，每个推定相量序列{X(tn)}j,k基于关于该时间段期间通过定义时间tn的相位{Φ(tn)}j,k的演变的不同假设Hj,k。
该方法使用相关结果Rj,k来确定关于相干积分(相关)的时间段T期间相位{Φ(tn)}#的演变的优选假设H#。
每个相位序列{Φ(tn)}j,k在单个相关码或级联相关码内包括针对不同时间tn的多个相位值Φ(tn)。它表示通过相时空间的端到端多步路径。假设Hj,k(由参数序列组合{p1(tn)}j、{p2(tn)}k定义)表示通过相时空间的可能的端到端多步路径的模型，其同时在其整个长度上进行评估。使用相位值Φ(tn)随时间变化的假定的或测量出的模型(多步路径)，而不是蛮力穷举搜索。该模型定义了相关(相干积分)的时间段期间相位值Φ(tn)的演变，使得相关结果的优化始终受到基础模型的约束并与其一致。
应用
相位补偿相关可以提供关于某些相位参数值p(t)的高置信度，诸如航向和本地振荡器偏移，而数据比竞争技术少得多，这是因为相位补偿相关提供的数据具有更高的信号强度并且更清洁(缓解多路径)。在标准方法无法工作的困难环境中(这是因为此类方法无法提取任何信号)，相位补偿相关可以利用非常微弱的信号。相位补偿相关还可以在信号源视线通畅的完全良性信号环境中工作。
可以使用不同的目标函数和针对不同应用的优化标准来计算最佳相位参数序列{pi(tn)}#。
最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以例如是运动学参数序列，例如接收器运动学参数序列或相对位移运动学参数序列。
当pi(t)＝vr(t)时，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以用于确定接收器的轨迹，例如{vr(tn)}。序列{vr(tn)}也可以通过微分{rr(t)}来确定。
当pi(t)＝rr(t)时，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以用于确定接收器的位置{rr(tn)}。序列{rr(tn)}也可以通过积分{vr(tn)}来确定。
当pi(t)＝δrstep(t)时，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以用于确定由携带接收器的用户采取的步长{δrstep(t)}。用户步长δrstep是个人航位推算导航的良好操作的基础。δrstep是脚步事件之间(例如，可以从加速度计迹线检测到脚步事件)在地面上行进的距离。
当pi(t)＝h(t)时，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以用于确定接收器的航向{h(tn)}。例如，考虑到GNSS(诸如GPS)，接收器中惯性传感器的参考系与GNSS卫星定义的参考系之间的航向误差可以用1秒的数据和少至几十厘米的运动来解决。
当pi(t)＝u时，最佳相位参数序列{pi(tn)}#可以用于确定视线uLOS。如果与信号到达的尝试方向u相关联的相量序列导致信号检测，则信号从该方向到达。如果该方向对应于预期的视线方向uLOS，则我们可以将该信号视为来自信号源的直接路径。如果在其他方向上的测试u矢量导致信号检测，则这可能指示出接收到的信号是反射信号或欺骗信号。将信号标识为反射信号或欺骗信号可以使能其无法使用(被拒绝)。
最佳相位参数序列{pi(tn)}#可用于针对不同系统/系统组件(例如惯性传感器、频率参考、姿态和航向参考系统(AHRS)、指南针、其他基于RF的导航辅助器件)校准初始条件、偏差和偏移。在此过程期间，接收器不需要是静态的，并且用户也无需遵循已定义的过程。该过程对于接收者的用户(不涉及该用户)可以是透明的。
可以校准的组件的示例包括以下一项或多项：可以使能使用低成本频率振荡器的频率振荡器、人体步距测量传感器、惯性传感器、磁力计、陀螺仪和加速度计。
当pi(t)＝fRerr(t)时，最优{pi(tn)}#可用于确定接收器的振荡器/频率参考频率误差。
用例
运动补偿相关(参见方程6)从特定方向耦合到能量，并在其他方向(当接收器移动时)消散能量。
例如当放在口袋或袋子中时，智能手机可以相对于实际运动方向以任意取向放置。需要确定智能手机指南针航向和实际用户运动航向之间的偏移，以允许进行人体运动建模以辅助轨迹重建。我们记录下这个航向误差项h。
当用户移动到外面并且GNSS信号很容易以标准信号水平获得时，可以使用超相关来测试类似于初始航向估计并表示航向估计范围的试验轨迹的范围，利用接收器的联合增益，在所有传入信号上的GPS信号相关峰值给出了优化的度量。
超相关是指使用相量序列{X(tn)}，其包括多个相量X(tn)，其中每个表示相位Φ(tn)，其长度比相关码字的长度更长。例如，如果正在进行1秒超相关，则可能使用以100Hz运行的惯性测量单元来跨所需的1秒时间创建100速度值的矢量。然后进行内插，以给出与该1秒钟内的无线电样本数量一样多的速度值。现在，在“试验轨迹”方面，我们选择围绕固定点对速度序列进行几何旋转，以便测试一堆航向校正(惯性测量单位航向估计的一堆轻微变化)。
通过联合使用所有信号，该方法对于多路径干扰和反射信号具有鲁棒性，这是因为只有真正的航向估计将在该取向的单个得分值中同时汇总来自所有信号源的能量。
可替选地，可以通过调整固定频率偏移来测试轨迹在每个信号源方向上的简单线性压缩或扩张，该固定频率偏移被添加到用于生成超相关相量序列的基本频率。通过以这种方式针对每个信号源b＝1，2…B进行优化，可以构建B个联立方程的集合，其中自由参数h是要校准的航向误差，并且该方程集合的输入测量结果是通过对每个发射器执行此过程而确定出的频移。这些仅是可能采用的优化方法的两个示例，但并不期望它们是详尽的列表。
与现有方法相比，此方法的好处是多路径缓解和信号增强。两者都意味着在困难的信号环境中(LOS加反射、某些信号不是LOS等)，我们可以更自信地进行校准，并使用更少的数据。
在给定的时刻针对一些长相位补偿序列(例如1秒)绘制相关器的超相关增益，并测试一些感兴趣参数的范围；在该示例中，改变小的常数项ftest被添加到针对传入信号所预测的频率序列F(t)。在正确的F(t)+ftest估计下，相关结果的功率将最大。如果系统校准良好，则对于每个传入信号，ftest将在测量噪声范围内为零或非常接近零。如果每个信号都有共同的ftest，则存在共同的频率误差(例如，本地频率参考频率偏移)。可以通过取每个信号产生的ftest值的平均值来估算该共同频率误差。如果每个信号的ftest值明显不同，则存在不是共同误差的需要校准的至少一个参数。在某些情况下，来自每个传入信号的ftest值的分布可以直接映射回感兴趣的参数。航向误差就是这种术语的示例，这是因为在接收器与所有源之间的所有视线矢量中，接收器航向误差与三角校正之间存在直接映射。请注意，以这种方式估计航向误差可能仍会留下ftest的残差、常见的非零值。在这种情况下，ftest的剩余值很可能表示接收器频率误差fRerr。
以这种方式，可以通过利用信号几何结构并知道某些参数会导致所有信号源通道产生共同误差(诸如接收器频率误差fRerr)，而其他参数将导致特定的对全部非共同的误差模式，从而允许观察和调整所讨论的参数误差。
在未正确校准的系统中，用于相关性的预测相位会存在误差。由于这些值是使用一系列其他参数(接收器位置、接收器时间、卫星轨道数据、接收器频率参考误差估计、接收器运动估计)预测的，因此我们可以跨卫星测量结果使用这种误差分布来优化已知可能是错误源的参数中的误差。
我们可以附加地或可替选地对感兴趣的参数执行假设检验。例如，我们可以改变基础系统参数来针对每个假设直接计算定制的相位补偿相量序列(例如航向偏移估计)并确定如上面描述的最佳假设，而不是移动相位补偿相量序列然后推断对基础系统参数的校正。
在不存在或已补偿所有与频率参考有关的频率误差的影响的情况下，用于相位补偿相量序列{X(tn)}的计算中的相位序列{Φ(tn)}由速度序列{vu(tn)}确定，该速度序列表示关于在第一时间段t＝0至t＝T期间多普勒频移的演变的假设。选择具有最高累积功率的相关结果，将与第一时间段期间多普勒频移的演变有关的对应假设选择为最佳假设。表示最佳假设的速度{vu(tn)}的对应序列也被识别出，并且可用于计算接收器的变化位置。
多路径干扰和信号选择
前面的段落已经描述了来自一个或多个源的一个或多个信号的相位补偿相关。使用一个或多个信号的选择可以基于一个或多个标准。
例如，可以期望在视线信号和来自同一信号源的反射信号之间进行区分。反射信号受到延迟影响。可以将该延迟建模为未知的相位偏移。
因为视线信号具有最小的延迟并且不同的路径具有不同的延迟，所以有可能在视线信号和反射信号之间消除歧义。当延迟大于信号的相干长度时，可以使用传统的相关方法消除歧义。相干长度与信号的带宽有关，并且对于GPS L1信号约为300米。与视线信号强烈耦合的相位补偿相关码(超级相关器)可用于衰减反射信号，从而消除多路径干扰，即使来自于比信号相干长度短得多的延迟的反射信号也是如此。
也可能在视线信号和通过类似但不相同的第一路径到达的第一反射信号和通过类似但不相同的第二路径到达的第二反射信号之间消除歧义，这是因为视线信号具有最小的延迟，并且作为群组的第一反射信号具有与作为群组的第二反射信号不同的延迟。通过识别这样的分组，可以在某些延迟内到达的选择信号中进行选择或排除。
通过在运动补偿相关之前或之后应用共同相位偏移，可以补偿群组延迟。将运动补偿相关的使用应用于具有类似的群组延迟的接收到的信号的子集可以增加信噪比，并使能确定一个或多个相位参数，然后可以将其用于进一步改善信噪比。
在某些情况下，代替补偿群组延迟，可以将不同群组的源信号视为来自不同源的信号。
附加地或可替选地，可能期望区分从不同方向接收到的来自同一信号源的信号。为此目的，可以使用利用了不同u的相位补偿相关的使用。可能期望接收器移动，使得对于u的取向的相对较小的变化存在明显的相位变化。
这可以用来区分视线信号和反射信号。
这也可以用于区分从预期方向接收到的信号和从意外方向接收到的信号。这可以使能来自意外方向的信号被拒绝为欺骗信号。
例如，可能期望选择特定的信号源，这是因为其视线矢量uLOS相对于接收器具有特定取向，或者其位置和/或移动与接收器的位置和/或移动具有一些其他关系。
多路径
在某些情况下，可能期望使用(选择)最强的信号，无论它是否是反射信号。反射信号具有未知的延迟，但可用于相位补偿相关(以及使用相关确定延迟)(或针对其而被选择)。例如，反射信号在确定本地频率参考误差时仍然有用。
在某些情况下，当接收到的所选多个反射信号具有相等的延迟时，即使有极高的延迟(诸如，延迟时间长于信号带宽的倒数)，也可能使用(选择)多个反射信号。在这种情况下，延迟信号仍可用于确定本地频率参考误差。上面已经给出了关于如何确定这种偏移误差的示例。
要使用的反射信号的选择可以在相位补偿相关之前(如果有足够的信息来区分信号的话)或在相位补偿相关之后进行。
在某些情况下，可能期望使用(选择)一个或多个视线信号的最强信号线。
样本选择
在某些情况下，可能不期望对接收到的信号的每个样本执行相关，例如相位补偿相关。选择过程可以发生以确定要使用或不使用接收到的信号的样本的哪个子集，或者确定在其期间决定了执行相关或不执行相关的时间段。
在一个示例中，选择可以是使间歇样本相关。这可以用来降低处理能力。当应用于相位补偿相关时，它可用于获得长期相干积分的某些好处，但规模要比每个样本粗。
在一个示例中，选择可以是不将一个或多个样本用于相位补偿相关、或者将相位补偿相关结果不用于那些一个或多个样本。例如，如果在特定时间段(未使用的时间段)内检测到异常(干扰了相位补偿相关的事件)，则可能不使用与该异常相符的样本(巧合样本(coincident sample))(不用于相位补偿相关或相位补偿相关的结果不用于那些一个或多个样本)。在一个示例中，加速度计曲线可以用于识别存在可能影响晶体振荡器的操作的快速加速或减速的时间段，并且然后在该时间段内不使用巧合样本。在另一个示例中，当携带接收器的人正在行走时发生脚跟着地的时间段可以被用来确定不使用巧合样本的时间段。在另一个示例中，非常快速的转弯可能会导致来自陀螺仪的读数不准确。
异常可以用于校准参数模型的参数值。例如，冲击可能会在接收器频率参考(本地振荡器)中引入相位变化。由加速度计测量出的撞击幅度可用于校正接收器频率参考(本地振荡器)的频率。加速度计可用于推断接收器频率参考输出中与冲击有关的变化。
通过信号选择进行参数校准
相位取决于vu＝(vs-vr).u。
假设fSerr和fRerr为零或得到补偿，如果选择了信号，并且控制或定向了接收器的运动，使得vs(信号源速度)和vr(接收器速度)正交且vr沿uLOS方向，则相位在vr中是线性的。因此，如果接收器源移动，则来自源的信号的相关可以提供vr。
可替选地，可以选择其运动vs与u例如在头顶上方的GNSS卫星正交的源。
可替选地，可以控制或定向接收器的运动，使得其具有与u正交的运动vr或使得vs-vr与u正交。
参数变化建模
可能需要对相位参数的时间演变进行建模，使得可以使用该模型为每个数据样本提供相位参数值。
例如，可以比每个数据样本更少地进行相位参数值的测量，并且可以使用那些测量来校准相位参数的时间演变模型。
例如，可以例如周期性地根据时间表或根据一些其他标准，例如基于相位参数测量系统的稳定性，间歇地进行测量和校准。
在一个示例中，可以将接收器频率参考频率误差(以及由此引起的相位变化)建模为时间t的线性方程或时间t的n阶多项式方程，其中n等于或大于2。
通过对接收器频率参考频率误差进行多次不同的测量，可以定义多项式方程。
接收器频率参考频率误差可以例如使用假设检验、良好信号的运动补偿相关或来自无障碍卫星(例如在头顶上方的卫星)的信号的相关来测量。
接收器频率参考频率误差的多项式的测量和校准可以例如根据时间表间歇地进行，例如周期性地或根据一些其他标准进行，例如基于接收器频率参考的稳定性进行。例如，环境温度的显著变化可能触发定义了接收器频率参考频率误差的多项式的定义或重新定义。
在一些示例中，阶数n可以是固定的。在其他示例中，阶数n可以是可变的。
长码
图5示出了相关码发生器340的示例，其提供可以被用于如上所述的相关的相关码341。相关码341是如下所述的长相关码。短码发生器470产生相关码341'。长码发生器472多次级联相关码341'以产生长相关码341。长相关码可以被存储在缓冲存储器474中，缓冲存储器474的大小足以暂时存储多个相关码341'的级联。图6示出了长数字信号缓冲器480的示例，其暂时存储可以被用于如上所述的运动补偿相关的接收到的数字信号222。这是缓冲存储器474，其大小足以暂时存储具有与长相关码341一样长的持续时间的接收到的数字信号222。
数字信号222是长数字信号，相关码341是长相关码，相位补偿相关码322是长相位补偿相关码。
长数字信号222、长相关码341和长相位补偿相关码322具有相同的长度。每个都具有大于相关码字的长度的持续时间，例如，对于GPS大于1毫秒或者对于GALILEO大于4毫秒。例如，持续时间可以是N*1ms或M*4ms，其中N、M是大于1的自然数。在一些示例中，当执行运动补偿相关时，可以例如根据接收器运动测量结果的置信度改变持续时间。在一些示例中，可以增加和/或减少N或M。在一些示例中，可以在具有持续时间N*1ms或M*4ms之间进行选择。较长的持续时间增加了相关时间，提供了较大增益。
长相关码341是相同第一相关码341'的多个级联。
第一相关码341'可以是标准或参考码，例如，Gold码、Barker码或具有固定周期T和预定互相关特性的类似码。
长相位补偿相关序列422可以称为超相关序列。超相关序列可以是长相位补偿相量序列或长相位补偿相关码(经相量调整的)。
图7示出了包括多个相位补偿相关序列(PCCS)发生器320的相位补偿相关器300的示例。
相位补偿相关器300还可以可选地包括相位补偿相关序列系统500，其包括相位补偿相关序列(PCSS)存储系统420、相位补偿相关序列(PCCS)重用系统450和多相位补偿相关序列(MCCS)发生器320。
PCCS重用系统450确定是否应当对接收到的数字信号222执行相位相关以及应当对接收到的数字信号222执行什么样的相位相关。PCCS重用系统450接收参数信息361作为输入，该参数信息361可以用于确定是否应当将当前使用中的相位补偿相关序列422重用于接收到的数字信号222的相位补偿相关(重用当前)，和/或先前使用/存储的相位补偿相关序列422是否应当被重用/用于接收到的数字信号222的相位补偿相关(PCCS访问)，和/或是否应当生成新的相位补偿相关序列422以用于接收到的数字信号222的相位补偿相关(PCCS生成)，和/或是否应当暂停接收到的数字信号222的相位补偿相关(暂停)。
在一些但不一定是所有示例中，如果参数信息361被确定为表示与紧接在前的状态(例如，接收器200的假定的或测量出的移动)相同或对应的状态(例如，接收器200的假定的或测量出的移动)，则可以确定出接收器200的相位补偿不变(重复)，并且可以经由重用来重用当前使用的相位补偿相关序列422。
在一些但不一定是所有示例中，如果参数信息361被确定为表示以下状态(例如接收器200的假定的或测量出的运动)，其相同于或对应于针对其存在着与该状态相关联的所存储的相位补偿相关序列422的状态(例如，接收器200的假定的或测量出的运动)，则该所存储的相位补偿相关序列422在可寻址存储器中被访问并经由PCCS存储系统420使用。所访问的所存储的相位补偿相关序列422可以是先前使用的和/或先前生成的相位补偿相关序列422。它可能已经由PCSS存储系统420存储在可寻址存储器中以供重用。
多个相位补偿相关码发生器320中的每个生成长相位补偿相关码322，其为在相关之前已经使用相同的长相位补偿相量序列332进行了补偿的长相关码341。
多个相位补偿相关码发生器320中的第一个产生早期长相位补偿相关码322，其为在相关之前已经使用相同的长相位补偿相量序列332以及前移的时间进行了补偿的长相关码341。
多个相位补偿相关码发生器320中的第二个产生当前(即时)长相位补偿相关码322，其为在相关之前已经使用相同的长相位补偿相量序列332进行了补偿的长相关码341。
多个相位补偿相关码发生器320中的第三个产生晚期长相位补偿相关码322，其为在相关之前已经使用相同的长相位补偿相量序列332以及后移的时间进行了补偿的长相关码341。
早期长相位补偿相关码、当前(即时)长相位补偿相关码和后期长相位补偿相关码中的每个分别与相同的长数字信号222相关。
相位补偿相关器300适用于全球导航卫星系统(GNSS)，其中接收到的数字信号222由GNSS卫星发送。相位补偿相关器300可以是GNSS接收器200的一部分。
在一些但不一定是所有示例中，在模拟到数字转换之前对接收到的信号进行用于创建数字信号222的下变频，在其他示例中，其不进行。在模拟到数字转换之前对接收到的信号进行下变频以创建数字信号222的情况下，在一些但不一定是所有示例中，下变频独立于接收器200的测量出的移动并且不根据接收到的信号的接收器200测量出的移动来控制。
在一些但不一定是所有示例中，调制移除块510可以使用相位补偿相关器移除已被调制到被相干积分的信号上的任何数据。这样的示例是从接收到的GNSS数字信号222'中移除导航位以产生由相位补偿相关器300处理的数字信号222。
在该示例中，被级联以产生长相关码341的相关码是码片码或伪随机噪声码。例如，其可以是Gold码。
在一些示例中，每个GNSS卫星可以使用不同的长相关码341。可以提供多个相位补偿相关器300，并且可以将其分配给不同的卫星。然后，相位补偿相关器300针对所分配的GNSS卫星执行相位补偿相关。
在一些示例中，可以通过使用接收器200与所分配的卫星之间的视线相对速度vu来补偿所分配的卫星的移动。在其他示例中，可以通过使用如图8所示的闭合控制环来补偿所分配的卫星的移动。使由接收器200提供的数字信号222与长相位补偿相关码322相关另外地使用一个或多个闭合控制环610、620来维持码-相位对准和/或载波-相位对准620。
控制系统254使用相位相关的相关的结果312来提供闭环控制信号610和/或闭环控制信号620。
闭环控制信号610控制相位调整模块600来调整相位补偿相关码322的相位以维持载波相位对准。
闭环控制信号620控制卫星的多个相位补偿相关码发生器320中的每个以维持码相位对准。
图9示出了相位补偿相关码发生器320可以如何经由闭环控制信号620维持码-相位对准的示例。数控振荡器632接收控制信号620并且使用短码发生器470和移位寄存器634来控制长相关码发生器340，该移位寄存器634缓存长相关码341并且同时用作用于特定信号源(例如卫星)的多个相位补偿相关码发生器320的长码发生器472和长码缓冲器474。
图10A和10B示出了用于产生相位参数信息361的相位参数模块360的不同示例，该相位参数信息361例如指示一个或多个随时间变化的参数{pi(tn)}。
例如，在一些但不一定是所有示例中，图10A和图10B示出了用于产生指示接收器200在特定持续时间期间的移动的移动信号361的接收器-运动模块360的不同示例。图10A中示出的接收器-运动模块360产生指示接收器200的测量出的移动的移动信号361。图10B中示出的接收器-运动模块360产生指示接收器200的假定的移动的移动信号361。
移动信号361可以是由一个或多个参数的集合定义的参数化信号。
接收器-运动模块360可以例如被用于确定行人或车辆的速度。
如图10A所示的测量接收器移动的接收器-运动模块360可以具有跟踪接收器200的运动的本地导航或定位系统，诸如行人航位推算系统、惯性导航系统、视觉跟踪系统、或无线电定位系统。
惯性导航系统典型地通过对来自惯性传感器(诸如多轴加速度计和陀螺仪)的加速度测量结果进行积分来计算速度。
行人航位推算系统可以根据例如脚跟着地检测脚步、估计脚步/步长、估计航向以及确定2D位置。
无线电定位系统可以例如使用Wi-Fi定位和/或蓝牙定位。
示出在图10B中的假定接收器移动的接收器-运动模块360可以具有上下文检测系统，其检测接收器200的上下文(诸如特定时间处的特定位置)并根据针对相同上下文的接收器速度的过去历史来确定接收器速度。学习算法可以被用于在接收器速度可预测时识别重现的上下文，并且然后检测该上下文以估计接收器速度。
在其他示例中，图10A和图10B可以示出用于产生指示时变参数{pi(tn)}的相位参数信号361的相位参数模块360的不同示例。例如，由于接收器频率参考频率误差{Φf_Rerr(tn)}引起的相位变化。
如前面描述的，可能期望对相位参数的时间演变进行建模，使得可以使用该模型为每个数据样本提供相位参数值。
图11示出了诸如存储数据结构432的便携式存储器设备的记录介质700的示例。数据结构432包括：相位补偿相关序列422，其为(长)相关码341和(长)相位补偿相量序列332的组合，或者为(长)相位补偿相量序列332。记录介质700和数据结构432使得能够传输相位补偿相关序列422。数据结构432可以被配置为可寻址以供使用运动相关的索引进行读访问的数据结构。
在一些但不一定是所有示例中，长相位补偿相关序列422是长相关码341和长相位补偿相量序列332的组合，并且长相关码341是相同标准相关码中的多个相关码的级联。
控制器800可以被用于执行前述方法中的一个或多个、前述块和/或相位补偿相关器300的全部或一部分。
控制器800的实施可以作为控制器电路。控制器800可以单独以硬件实施、具有软件的某些方面(包括单独的固件)或者可以是硬件和软件(包括固件)的组合。
如图12A所示，控制器800可以使用实现硬件功能的指令来实施，例如，通过在通用或专用处理器810中使用可以被存储在计算机可读存储介质(磁盘、存储器等)上的可执行的计算机程序指令710以由这种处理器810执行。
处理器810被配置为从存储器820读取和写入存储器820。处理器810还可以包括经由其数据和/或命令被处理器810输出的输出接口，以及经由其数据和/或命令被输入到处理器810的输入接口。
存储器820存储计算机程序710，计算机程序710包括计算机程序指令(计算机程序码)，其在被加载到处理器810中时控制相位补偿相关器300的全部或一部分的操作。计算机程序710的计算机程序指令提供使得装置能够执行图3至图19中示出的方法的逻辑和例程。通过读取存储器820，处理器810能够加载和执行计算机程序710。
因此，包括控制器的装置可以包括：至少一个处理器810；以及包括计算机程序码710的至少一个存储器820，至少一个存储器820和计算机程序代码710被配置为利用至少一个处理器810致使该装置至少执行上面描述的一种、一些或所有方法的原因或上面描述的一种、一些或所有方法的性能。
如图12B所示，计算机程序710可以经由任何适合的递送机构700到达装置800。递送机构700可以是例如非暂时性计算机可读存储介质，计算机程序产品、存储器设备、记录介质(诸如光盘只读存储器(CD-ROM)或数字多功能盘(DVD)或固态存储器)、有形地体现计算机程序710的制品。递送机构可以是被配置为可靠地传送计算机程序710的信号。装置800可以将计算机程序710传播或发送为计算机数据信号。
尽管存储器820被示出为单个组件/电路，但是它可以被实施为一个或多个单独的组件/电路，其中的一些或全部可以是集成/可移除的和/或可以提供永久/半永久/动态/高速缓存的存储。
尽管处理器810被示出为单个组件/电路，但是它可以被实现为一个或多个单独的组件/电路，其中的一些或全部可以是集成/可移除的。处理器810可以是单核或多核处理器。
对“计算机可读存储介质”、“计算机程序产品”、“有形体现的计算机程序”等或“控制器”、“计算机”、“处理器”等的引用应理解为不仅包含具有不同架构(诸如单/多处理器架构和顺序(冯诺依曼)/并行架构)的计算机，还包含诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号处理设备和其他处理电路的专业电路。对计算机程序、指令、码等的引用应被理解为包含针对可编程处理器或固件的软件，诸如例如硬件设备的可编程内容(无论是针对处理器的指令，还是针对固定功能设备、门阵列或可编程逻辑设备等的配置设置)。
如图13所示，芯片组840可以被配置为提供控制器800的功能，例如，它可以提供相位补偿相关器300的全部或一部分。
图3至图19中所示的框可以表示方法中的步骤和/或计算机程序710中的码部分。对块的特定顺序的图示不一定意味着存在块的所需或优选顺序，并且可以改变块的顺序和布置。此外，可以省略一些块。
执行前述方法、前述块和/或相位补偿相关器300的全部或一部分中的一个或多个所需的装置或系统的组件不需要并置，并且可以经由一个或多个通信链路在组件之间共享数据。
图14A示出了包括远程设备1000和远程处理系统2000的系统的一个示例。远程设备1000包括接收器200和相位参数模块360。相位参数模块360向远程处理系统2000提供参数信息361。在该示例中，相位参数模块360是接收器运动模块360，其包括接收器运动传感器，该接收器运动传感器将接收器运动传感器数据(移动信号)提供为参数信息361。远程设备1000物理地远离包括控制器800的远程处理系统2000。远程设备1000和远程处理系统2000经由一个或多个通信链路1500进行通信。一个或多个通信链路1500可以包括例如无线通信(例如，WiFi、BLE、蜂窝电话、卫星通信)、有线通信(例如，以太网、固定电话、光纤电缆)、可以在组件之间传输的物理存储介质(例如固态存储器、CD-ROM)或其任何组合。
数字信号222由远程设备1000经由一个或多个通信链路1500提供给远程处理系统2000。接收器运动传感器数据由远程设备1000经由一个或多个通信链路1500作为参数信息361提供给远程处理系统2000。
远程处理系统2000的控制器800包括相位补偿相关器300，其包括相关器310和相位补偿相关序列发生器320。
相位补偿相关序列发生器320根据参数信息361的处理生成相位补偿相关序列322，并且相关器310使用相位补偿相关序列322执行数字信号222的相位补偿相关以产生相关结果312。
相位补偿相关序列322可以可选地由相位补偿相关序列存储系统420存储在远程处理系统2000的可寻址存储器430中以供重用。
在一些但不一定是所有示例中，相关结果312经由一个或多个通信链路1500返回到远程设备1000。
在一些但不一定是所有示例中，相位补偿相关序列322经由一个或多个通信链路1500返回到远程设备1000。
在一些但不一定是所有示例中，控制器800执行相关结果312的附加后处理以导出经由一个或多个通信链路1500传送到远程设备1000的较高值输出801(例如，来自GNSS信号的GNSS伪距或定位)。
图14B示出了包括远程设备1000和远程处理系统2000的系统的另一示例。远程设备1000包括接收器200和相位参数模块360。相位参数模块360向远程处理系统2000提供参数信息361。在此示例中，相位参数模块360是包括接收器运动传感器的接收器运动模块360，该接收器运动传感器将接收器运动传感器数据(移动信号)提供为参数信息361。远程设备1000物理地远离包括控制器800的远程处理系统2000。远程设备1000和远程处理系统2000经由一个或多个通信链路1500进行通信。一个或多个通信链路1500可以包括例如无线通信(例如，WiFi、BLE、蜂窝电话、卫星通信)、有线通信(例如，以太网、固定电话、光纤电缆)、可以在组件之间传输的物理存储介质(例如固态存储器、CD-ROM)或其任何组合。
接收器运动传感器数据由远程设备1000经由一个或多个通信链路1500作为参数信息361提供给远程处理系统2000。
相位补偿相关器300的一部分(相关器310)在远程设备1000中，并且一部分(相位补偿相关序列发生器320)在远程处理系统2000中。
远程处理系统2000中的相位补偿相关序列发生器320根据接收到的参数信息361的处理而生成相位补偿相关序列322。相位补偿相关序列322经由一个或多个通信链路1500从远程处理系统2000传送到远程设备100。
数字信号222并非由远程设备1000经由一个或多个通信链路1500提供给远程处理系统2000。而是，将其提供给远程设备1000中的相关器310。相关器310使用传送的相位补偿相关序列322执行数字信号222的相位补偿相关，以产生相关结果312。
在远程设备1000处，相位补偿相关序列322可以可选地由相位补偿相关序列存储系统420存储在远程设备1000的可寻址存储器430中以供重用。
在上述示例的变型中，接收器运动模块360可以被配置为处理接收器运动传感器数据以导出被提供为参数信息361的测量出的或假定的接收器运动值。该经处理的参数信息361而不是原始接收器运动传感器数据可以被传递到远程处理系统2000，从而消除了远程处理系统2000根据接收器运动传感器数据计算接收器运动的需要。
在上述示例的变型中，接收器运动模块360可以不位于远程设备1000处，而是可以位于其他地方，例如，位于远程处理系统2000或其他地方处。
图14C示出了包括远程设备1000和远程处理系统2000的系统的另一示例。该系统类似于图14A中所示的系统，然而，相关结果312(和/或较高值输出801)未被提供给远程设备1000。相关结果312(和/或较高值输出801)在远程处理系统2000处被利用/存储，或者经由一个或多个通信链路2500被提供给远程第三方客户端3000以供进一步使用/处理/存储。
应当理解，可以进一步修改上面的示例以包括多个远程设备1000、和/或多个远程处理系统2000和/或多个远程第三方客户端3000，所有这些都通过多个通信链路1500/2500连接。
先前描述和示出的接收器200和相位补偿相关器300可以例如用于GNSS系统、无线电系统(例如，OFDM、DVB-T、LTE)、声纳系统、激光系统、地震系统等。
权利要求中出现的“致使或执行”一词可能意味着致使但不执行、执行但不致使或致使且执行。
如果实体致使某个动作，则其意味着移除该实体将意味着该动作不会发生。如果实体执行动作，则实体实施该动作。
图中项目的互连指示操作耦合，并且可以存在任何数量或组合的中间元件(包括没有中间元件)。
在已经描述了结构特征的情况下，可以用用于执行结构特征的功能中的一个或多个的装置来替换该结构特征，无论该功能或那些功能被明确地描述还是被隐含地描述。
如这里使用的“硬件模块”指的是排除了将由终端制造商或用户添加的某些部件/组件的物理单元或设备。相位补偿相关器300可以是硬件模块。相位补偿相关序列发生器320可以是硬件模块或可以是其一部分。相位补偿相量发生器330可以是或可以是硬件模块的一部分。相关码发生器340可以是硬件模块或可以是其一部分。相位参数模块360(例如，接收器-运动模块360)可以是硬件模块或可以是其一部分。相关器310可以是硬件模块或可以是其一部分。相位补偿相关序列存储系统可以是硬件模块或可以是其一部分。
术语“包括”在本文档中以包含性而非排他性含义使用。即，对包含Y的X的任何引用指示X可以包括仅一个Y或者可以包括多于一个Y。如果旨在使用具有排他意思的“包括”，那么将通过引用“包括仅一个…”或者通过使用“组成”在上下文中明确表明。
在该简要描述中，已经参考了各种示例。关于示例的特征或者功能的描述指示该示例中存在那些特征或者功能。在文中使用的术语“示例”或者“例如”或者“可以”，无论是否明确陈述，都表示至少在描述的示例中存在这样的特征或者功能，无论是否描述为示例，并且在一些或者全部的其他示例中可以但是并非必须存在这些特征或者功能。因此，“示例”、“例如”或者“可以”指在一类示例中的特定实例。实例的特性可以是仅该实例的特性、或者是类的特性、或者是包含类中的一些但非全部实例的类的子类的特性。因此，隐含地公开了参考一个示例而不是参考另一示例描述的特征，在可能的情况下可以在该其他示例中使用，但不一定必须在该其他示例中使用。
尽管在前述段落中已经参考多个示例描述本发明的实施例，但是应当理解，可以在不偏离本发明所要求保护的范围的情况下修改给出的示例。
可能期望从信号中移除数据调制(在GNSS术语中称为“数据擦除(data wipe-off)”)，例如，其对于二进制相移键控(BPSK)调制通过针对每个样本应用+/-π相移来完成。术语相位补偿意味着补偿后的相位可以是多个值之一，不限于+/-π。因此，相位补偿的缺失(存在)不会阻止数据擦除。
可能期望使用多于一个相关器来进行级联相关码字的相关。重要的是，在相关器之间维持相位相干性，使得相关器的开始相位与紧接在前的相关器的结束相位相对应，并且相关器的结束相位与紧接在后的相关器的开始相位相对应。
除了明确描述的结合之外，在上述说明中描述的特征可以结合使用。
尽管已经参考特定特征对功能进行了描述，但是那些功能可以由其他特征执行，无论是否进行了描述。
尽管已经参考特定实施例对特征进行了描述，但是那些特征也可以存在于其他实施例中，无论是否进行了描述。
虽然在前述说明书中努力指出认为是尤其重要的本发明的那些特征，但是要理解，申请人请求保护关于前文中提及的和/或在附图中示出的任何可专利的特征或者特征的结合，无论是否已经特别强调。

Claims (33)

1.一种用于在定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统中执行的方法，包括：
提供在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计，其中所述至少一个系统参数在所述第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变；
提供本地信号；
在接收器处接收来自远程源的信号；
通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；
基于所述第一估计和第二估计中的每个，提供所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中至少一个的幅度和/或相位补偿，以便提供对应于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计的第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号；并且
基于所述第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号之间的比较，确定所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计被用于提供在所述第一时间段期间来自所述远程源的接收到的信号的相位和/或幅度演变的相应的第一预测和第二预测，并且其中基于所述第一预测和第二预测来执行所述幅度和/或相位补偿。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述幅度和/或相位补偿基于从所述第一预测和第二预测导出的多个矢量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：提供在所述第一时间段期间所述接收器的测量出的或假定的移动，并且其中所述幅度和/或相位补偿基于所述接收器的测量出的或假定的移动。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一估计和第二估计基于所述接收器的测量出的或假定的移动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一估计和第二估计基于由至少一个传感器提供的所述接收器的测量出的移动，所述至少一个传感器被配置为进行从其能确定位置和/或取向和/或移动的测量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个传感器是惯性测量单元。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述至少一个系统参数是所述至少一个传感器的偏差。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个系统参数是在所述第一时间段期间所述接收器的运动和/或位置和/或取向的参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个系统参数是以下之一：接收器速度、接收器位置、接收器取向、接收器航向、接收器航向偏移、接收器的用户的步长、以及接收器和远程源之间的视线矢量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个系统参数是接收器或远程源的频率参考误差。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的步骤包括：对具有最高相关性的相关信号的选择。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所选相关信号被约束为位于与所述相关性的相干积分时间成反比的宽度的频率窗内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述相干积分时间大于或等于一秒。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中，所述第一参数估计和第二参数估计之间的差的下限与所述相干积分时间成反比。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将被确定为更接近所述系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的估计存储在存储器中。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：提供在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第三估计，其中，所述第三估计基于所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的确定。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述接收器是GNSS接收器，并且所述远程源是GNSS卫星。
19.一种计算机可读介质，包括指令，当所述指令由计算机执行时，致使所述计算机执行前述权利要求中任一项所述的方法。
20.一种定位、导航、跟踪、频率测量或定时系统，包括：
本地信号发生器，其被配置为提供本地信号；
接收器，其被配置为接收来自远程源的信号；
相关单元，其被配置为通过使所述本地信号与接收到的信号相关来提供相关信号；以及
处理器，其被配置为执行以下步骤：
基于在第一时间段期间的至少一个系统参数的第一估计和第二估计，提供所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中至少一个的幅度和/或相位补偿，以便提供对应于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第一估计和第二估计的第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号，其中，所述至少一个系统参数在所述第一时间段期间具有真实值和/或随时间的真实演变；并且
基于所述第一和第二经幅度补偿相关信号和/或经相位补偿相关信号之间的比较，确定所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述处理器还被配置为，基于所述至少一个系统参数的相应的第一估计和第二估计，提供在所述第一时间段期间来自所述远程源的接收到的信号的相位和/或幅度演变的第一预测和第二预测，并且其中基于所述第一预测和第二预测来执行所述幅度和/或相位补偿。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的系统，其中，所述幅度和/或相位补偿基于从所述第一预测和第二预测导出的多个矢量。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的系统，还包括运动模块，其被配置为提供在所述第一时间段期间的所述接收器的测量出的或假定的移动，并且其中所述幅度和/或相位补偿基于所述接收器的测量出的或假定的移动。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述第一估计和第二估计基于所述接收器的测量出的或假定的移动。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的系统，其中，所述运动模块包括至少一个传感器，其被配置为进行从其能确定位置和/或取向和/或移动的测量。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述至少一个传感器是惯性测量单元。
27.根据权利要求25或26所述的系统，其中，所述至少一个系统参数是所述至少一个传感器的偏差。
28.根据权利要求20至27中任一项所述的系统，其中，所述至少一个系统参数是在所述第一时间段期间的所述接收器的运动和/或位置和/或取向的参数。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述至少一个系统参数是以下之一：接收器速度、接收器位置、接收器取向、接收器航向、接收器航向偏移、接收器的用户的步长、以及接收器和远程源之间的视线矢量。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的系统，其中，所述至少一个系统参数是接收器或远程源的频率参考误差。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的系统，其中，所述接收器是GNSS接收器，并且所述远程源是GNSS卫星。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的系统，还包括：存储器，其被配置为存储被确定为更接近所述系统参数的真实值和/或随时间的真实演变的估计。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的系统，其中，所述处理器还适于，基于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的第三估计来提供所述本地信号、所述接收到的信号和所述相关信号中的至少一个的幅度和/或相位补偿，其中，所述第三估计基于确定所述第一估计和第二估计中的哪一个更接近于在所述第一时间段期间的所述至少一个系统参数的真实值和/或随时间的真实演变。
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