CN1425139A - 利用卫星定位信号进行瞬时测向的方法与设备 - Google Patents

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CN1425139A CN01808195.9A CN01808195A CN1425139A CN 1425139 A CN1425139 A CN 1425139A CN 01808195 A CN01808195 A CN 01808195A CN 1425139 A CN1425139 A CN 1425139A
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Abstract

本发明涉及一个空间运动体的定向测量，譬如借助卫星无线电定位信号的接收器来测定一艘船舶的航向。为了很快获得一个定向测量值，采用位于两个点A与B、其距离D精确已知的两个接收天线，然后执行如下过程：根据在每个天线与p个卫星之间测得的单独一组2p个拟距离来连续n次计算点A相对于点B的位置(譬如当距离D为40厘米时作12次连续计算)。该n次计算与用作该计算起始假设的n个初始估计位置(Ae1至Aen)相对应。该n个估计位置位于一个圆心为B、半径为D的圆周。该计算位置(Ac1至Acn)与点B的距离为d1至dn。选择某个位置Ack来代表点A的一个真实位置，同时校验该位置与圆心为B、半径为D的圆周的距离是否在几毫米之内。该选择有可能通过校验该测量值的一致性来加以改善(如果观察到的卫星多于四个)。

Description

利用卫星定位信号进行瞬时测向的方法与设备
本发明涉及一个空间运动体的精确与快速测向。
典型情况是，航海需要对一艘船舶的前进航向有所了解，看它是正在航行、调遣操纵或是停止航行。该航行信息是关于该船舶在某个水平面上的纵轴定向信息。本发明的描述主要结合一艘船舶或一架飞机航向的测定，但它也可以应用于关于一个运动体定向的其他信息，包括该水平面之外的情况：侧摇(横滚)与纵摇(俯仰)姿态信息是航海与航空等的另一部分重要信息，尽管它们的精度要求通常不如航向信息。关于一部陆地运载工具的航向或定向的信息也很重要。也可以设想其他的范例性应用场合，如关于一部吊车、一件武器等的定向信息。
航向测量传统上是借助一个磁针罗盘、一个陀螺罗盘或者一个惯性单元。
由于地理北极与地磁北极的差别，而且由于该罗盘周围的扰动磁质，磁针罗盘需要修正。
电力支撑的陀螺罗盘对磁场变化不灵敏，在船舶中得到广泛应用。但是，安装困难、高纬度下精度下降以及希望高精度时所需要的机械维护与费用都是相当明显的缺陷。惯性单元提供高质量的测量，但费用很高，而且必须借助其他测量手段周期地重新调整。
也可以设想采用由卫星测量位置的装置来进行测向，譬如采用GPS系统(全球定位系统)卫星发射的无线电信号。
使用位于该船舶(或飞机)上不同点的几个接收天线，并通过差分测量来确定这些天线的相对位置，就可以测定以航向、侧摇和纵摇等表示的姿态。在良好接收条件下获得的精度是各天线之间距离的函数，对航向可以为3毫弧度、对侧摇或纵摇可以为6至8毫弧度。
然而迄今为止，为了获得希望的精确信息必须花费想当长的时间(几分钟)。这对一艘在大海上前进的船舶并无妨碍，但在其他条件下则可能导致功能失常，譬如一艘船舶在卫星信号接收常常被障碍物(桥梁、吊车等等)阻断的港口附近进行调遣操纵。
所以，本发明的一个重要目的就是提出能够极快获得某个移动运载工具航向信息的一种方法和一台设备，或者更一般地说，极快获得某个目标的定向信息的一种方法和一台设备。
本发明的另一个目的是，降低只使用由卫星定位系统的卫星发射的无线电频带中的一个单一频带的测向设备的复杂性。在常规情况下，这些系统(特别是GPS系统)的卫星发射两个通常标记为L1与L2的频带，人们知道，使用该第二频率可以加速关于位置的可靠信息的获取过程，但很自然，这要以复杂性增加为代价，而本发明正力图避免这一点。与现在同时使用这两个频带所能获得的信息相比，本发明可以通过使用这些频带中的某个单一频带来获得更加快速的信息。不过，如果因为其他原因而需要同时使用两个频带，那么本发明也适合使用两个频带。
为了达到这些目的，本发明提出了对一个运动体测向的一种方法，它使用两个天线来接收源自定位卫星的无线电信号，该天线安装在该运动体上的两个固定点A和B，这一方法包括周期地确定两个天线与p个卫星之间的一组2p个拟距离，将这2p个拟距离递送到一个位置计算设备，并由这个设备一方面根据该拟距离、另一方面根据点A对点B的某个估计相对位置来计算点A对点B的相对位置，这一方法的特征是，对于该计算设备接收到的一组给定的2p个拟距离，计算点A的相对位置包括：
-点A相对位置的n次计算(n＞1)，它们分别涉及n个初始估计位置Ae1至Aen，这些估计位置都与点B有相同的距离D，但对应点B周围n个不同的取向，该n次计算提供点A的n个计算位置Ac1至Acn，
-计算每个计算位置与点B之间的距离d1至dn，
-从n个计算位置中选择一个计算位置Ack，使得该相应距离dk与距离D之间偏差(dk-D)的绝对值小于一个预定的阈值，
-指出向量BAck的方向以代表要寻找的定向信息。
因此，不需要通过某种冗长的(譬如说迭代的)、涉及连续几组拟距离的程序来搜寻点A的相对位置直到获得满意的结果，而只要用单个的一组拟距离来进行n次不同的计算，然后用可以得到的关于点A与点B之间实际距离的现有知识就可以选择最合适的结果。这个现有知识能够剔除所有由于满足该常规有效性准则而看似准确、但实际不准确的结果。在现有技术中，只有根据新的各组拟距离进行逐步计算才能够经过很长时间渐进地剔除它们。
举例来说，如果这里假定每100毫秒在L1频带上发送一组拟距离，一次位置计算持续几毫秒，n大约等于12，而且计算运行及距离比较需持续几毫秒，那么可以看出，在100毫秒的时间内可获得定向信息，所以对每一组新的拟距离都可以获得新的定向信息。因此就可以讨论采用这些卫星的一个单一频带(原则上是L1)进行准瞬时测向。
正如下文将要说明的那样，该位置计算(n次计算中的每一个)可以分两步着手，粗测定的一步只用2p个拟距离中的一部分(与对估计位置中的误差最不敏感的卫星相对应的部分)，并采用n个初始估计位置Ae1至Aen中的一个来计算点A的一个近似位置Ap1至Apn，第二步是更精确的计算，它采用全部2p个拟距离，并用第一步中已经算得的近似位置Ap1至Apn作为一个估计位置。
这n个初始估计位置最好彼此相隔一个小于或等于该卫星发射的信号的载波频率波长λ的距离。
为测定一个航向(仅指水平面内的定向)，这n个初始估计位置至少应沿一个圆心为B、半径为D的圆周分布。如果希望一连串估计位置之间的距离小于λ，那么数目n至少应等于1+2πD/λ的整数部分。
譬如，如果波长大约为20cm，而距离D大约为40cm，那么大约要采用12或13个沿该圆周的初始估计位置。
在该船舶呈现相当大侧摇或纵摇的情况下，应当使该n个位置分布在一个球形环面上而不仅仅在一个圆周上。对一个40cm的距离D和一个20cm的波长，初始估计位置数目实际上可以取25至50之间的一个数n，所有位置与点B的距离均为D，并分布在这个球形环面上。
为了从该n个位置中选择一个计算位置，首先要校验这个位置是否实际上与点B的距离为D，但是也可以采用其他准则来剔除某个距离正确或近似正确、但不满足这些其他准则的位置。
在这些其他准则中有一个就是在多于四个卫星时p个卫星的位置测量的一致性。卫星的一次位置计算通常伴随一次被称为“残差计算”的计算，以便获得对每个卫星测得的拟距离之间的某个一致性数值。一致性数值不满意的位置将被剔除。
在具有侧摇或纵摇时测量一艘船舶航向的情况下的另一个准则如下：计算出由点A相对点B的计算位置来定义的侧摇角或纵摇角，如果该侧摇角或纵摇角超过一个设定的阈值，就剔除该计算位置，该阈值对应某个不大可能、或者因为太大而无法获得一个良好航向测量结果的横摇角或纵摇角。
最后要指出，本发明的主题不仅仅是刚才已经说明了其要点的测向方法，而且也是一个能实现这一方法的、为一个运动体测向的设备。根据本发明的设备包括：至少两个接收卫星定位信号的天线，这些天线固定在该运动体上彼此相隔一个距离D的两点A与B；周期地测定一方面为点A与p个卫星之间、另一方面为点B与p个卫星之间的一组2p个拟距离的装置；将该拟距离递送到一个位置计算设备的装置；根据n个初始估计位置和一组2p个拟距离来对点A相对点B的相对位置进行n次计算的装置，这n个初始估计位置都与点B有一个距离D；计算由此算得的n个位置A1至An与点B之间的距离d1至dn的装置；从这n个位置选择一个计算位置Ack以使得距离dk与距离D之间的偏差绝对值小于某个设定阈值的装置；以及计算向量BAck方向的装置，这一方向就代表与所要求的定向有关的信息。
阅读下面参考所附例图而给出的详细说明之后，本发明的其他特性和优点就会变得显而易见。这些例图为：
-图1示意地表示根据本发明的一个设备在一艘船舶上的安装；
-图2表示根据本发明的一个设备；
-图3表示点A在点B周围的可能位置的球面。
-图4表示初始估计位置在一个球形环面上的某种分布；
-图5表示这些位置在一个圆周上的某种分布；
-图6表示所进行的计算的一幅流程图。
举例来说，安装在一艘船舶上的测向设备包括两个中心位于位置A与B的天线10与12，它们相对于该船舶固定的方式可以使向量BA的方向与该船舶的定向之间有一对一的关系。向量BA可以沿该船舶的某个水平纵轴方向布置，在这种情况下，当该船舶水平时，向量BA的方向与航向完全一致。但向量BA可以具有任意其他方向，只要这个方向有一个能单独给出某个航向的水平分量即可。在上面所说的示例中，向量BA是水平的，并且垂直于该船的纵轴，所以也能测定侧摇。距离BA可以为几十厘米至几米。
如果希望获得关于姿态(航向、侧摇和纵摇)的完整信息，就必须要有一个图中未画的、位于位置C且与BA不在一条直线上的第三个天线，点C的相对位置采用与计算点A位置完全同样的方法计算(假定点B是这些相对位置的参考点)。
这些天线可以固定在该船的一根桅杆上。
从这些定位卫星(GPS或其他系统)发射的无线电信号由这些天线接收，并为一个电子组件14所用。
这个电子组件14首先包括(图2)一个基于卫星的定位接收器16，它能确定一个天线与几个卫星之间的拟距离测量值。术语“拟距离”应当被理解为是指该卫星与该天线之间的无线电传播时间，它可能受时钟同步误差影响，但只要能从至少四个不同的卫星接收该信号，该误差就可以按照惯例通过计算来消除。确定该传播时间既要参考对该卫星发射的某个载波频率进行调制的伪随机代码的一个基准时刻，也要参考该接收到的载波的相位，因为天线彼此十分接近，所以噪声低于与代码相关的测量的与相位相关的测量本身在本发明的框架内是很重要的。
当p个卫星直接可见时，接收器16周期地(譬如每100毫秒)递送一组2p个拟距离。这2p个拟距离对应于从这p个卫星到该第一天线(点A)的p个拟距离和从这p个卫星到该第二天线(点B)的p个拟距离。
接收器16可由两个部件构成，一个部件专用于该第一天线以便递送p个拟距离，另一部件则专用于该第二天线以便同时递送另外p个拟距离。但也可以采用通过一个多路转换器连接到这两个天线的一个单一部件，使它先测定该第一批p个拟距离，然后再测定其他p个拟距离。在这种情况下，该接收器在递送整个这组2p个拟距离之前自然会将这两批拟距离归属于同一个测量时刻。
接收器16将这2p个拟距离递送到一个计算相对位置的设备18，它的功能是测定天线10(点A)相对天线12(点B)的精确位置，并由此推导希望的定向信息。应当注意，该接收器与计算设备可以采用同一个微处理器，但是这里画成两个单独的元件以便使理解更容易。
计算设备18通过编程来执行该希望的计算，并被链接到与应用有关的所需外围设备：显示器20、键盘22、数据或程序阅读器/记录器24、对一个用户的有线或无线传输装置或者输出到一条计算结果传输线的简单接口。
该计算设备中提供的计算装置能根据接收器16在某个给定时刻递送的一组2p个拟距离来执行下文将要详细说明的运算。
该位置计算是差分计算，就是说，点A的位置是针对点B确定的，而不是针对一个独立的地球基准点。所以下面可以认为，该位置计算的要点就是取在点A与点B测得的拟距离的差，并根据拟距离的差分测量值来计算点A的位置。下文还将引入拟距离二重差分(卫星对之间的差分)的概念对这一点作进一步阐述。
大体上说，如果附加下文将要进一步加以阐述的传统二重差分概念，那么差分计算的原理如下：
-依靠这些卫星的天体位置推算表计算这些卫星在测量时刻t的位置；
-根据拟距离的差分测量值来确定点A与B之间沿该卫星的视线轴线的差分距离。所得距离大体上可以看作是A与B之间距离沿这些轴线的投影；这些是测量距离；
-并行计算点B与点A的估计位置(这就是说，下文将会更多地说到点A的位置假设)之间沿这些相同轴线的距离；这些是估计距离；
-测定该测量距离与该估计距离沿每根轴线的差，这个差被称为沿这一轴线的偏差幅值或“新息”(innovations)；
-根据这些偏差幅值并借助代表这些卫星视线轴线的方向余弦矩阵来计算点A的测量位置与该估计位置之间在经度、纬度和高度上的偏差；
-将该计算偏差加到该初始估计位置并获得点A的一个计算位置，它或者是一个准确位置，或者是供下文将要看到的后续计算步骤中的一个新的估计位置；
-将点A位置的准确数值转换为关于定向(譬如航向、侧摇)的希望信息。
所以可以看出，这一类型的计算涉及估计位置，本发明的一个实质要素就在于，要根据相同的一组拟距离但利用不同的初始估计位置连续进行点A位置的几次计算，还在于要从对相同一组拟距离进行的各种计算中选择一个结果。
所以，在进一步给出与本发明一个希望实施计划中的计算实现方法有关的细节之前，首先要对选择初始估计位置与选择该结果的条件作出某种解释。
图3代表圆心为B、半径为D的球面，根据该地球参考点上运动体的取向可以在上面找到点A，其中D表示固定在该船舶上的天线中心A与B之间的已知精确距离。但是，对于某种航海应用，实际上可能认为点A可以沿一个其高度h由该船舶呈现的最大侧摇来决定的球形环面(图4)移动。
选择沿这一球形环面分布的、标记为Ae1至Aen的、点A的n个估计位置。这些位置就是计算点A实际位置的最初假设。
为了简化该说明，现在认为该船舶只有非常小的侧摇或纵摇，或者只在该船舶倾斜很小的状态下该航向测量才生效。
在这种情况下，只需要使这些估计位置分布在一个圆心为B、半径为D的水平圆周的外围。图5就表示这种结构。
这一连串的位置相隔一个距离，该距离最好不超过该卫星信号载波频率的波长λ(对GPS系统的L1频率大约为20cm，而且要获得希望的快速航向测定也只需要使用L1频率)。估计位置的数目n至少等于1+2πD/λ的整数部分以便覆盖整个圆周，譬如在D＝40cm时至少应为12或13(典型值)。如果即使在该船舶存在某个相当大倾斜时仍必须要测量航向，那么就可以在图4的球形环面上选择25至50个初始估计位置，而不是在图5的圆周上选择12或13个估计位置。这一连串的位置仍然相隔大约λ或者稍近一些。
当该测量点的计算位置与该估计位置(在这一计算中有用)之间的差小于该载波频率波长之半时，就认为该计算的质量足以能使该计算位置确切符合该实际位置。这就是选择这一连串估计位置之间的间隔大约为λ的原因。很明显，这些位置可以更加靠近，这只不过是提高这一可靠性，但是这也必须增加每组拟距离测量所需的位置计算次数n。甚至还可以设想大于λ的间隔，特别是在某些希望的卫星群结构中。选择一个几乎等于该波长的间隔是安全性与计算时间之间一个很好的折衷。
所以，该第一初始估计位置Ae1被用来作为一个开始，点A的位置就根据这个估计位置按照上文已大体建立、下文将详细说明的计算原理计算，它求得一个不一定位于该估计位置圆周(或球面)上的计算位置Ac1。在计算点A位置Ac1的同时，也计算这一测量的有效性的某种评价。在GPS领域，这个评价是常规评价。通常它是根据计算该残差的均方值求得的，它产生一个较高或较低的一致性数值以代表该测量较高或较低的可靠性；该一致性数值可以就简单地取这个平方值的倒数或相反数。这些残差是该计算点与某些直线之间的距离，而这些直线则代表当方程数多于未知数时(多于四个卫星时)用于测定该计算点的直线方程。
然后从每一个估计位置Ae1、Ae2、...、Aen开始，始终采用同一组拟距离来进行位置Ac1、Ac2、...、Acn的计算。每次还要计算该测量的一致性数值。
计算每一个位置Ac1至Can与点B的相应距离d1至dn，由于已经知道要寻找的点A的位置应当在中心为B、半径为D的球面上，所以将这个距离与D进行比较。
剔除那些对B的距离与已知值D的偏差d1-D至dn-D超过某个设定阈值(譬如当AB距离为40cm时该阈值为1cm)的位置。
最好也剔除那些其测量的一致性数值在一个给定阈值以下的位置。
那些不符合与该应用有关的某些准则的位置也要被剔除：譬如在一艘船舶航向的测量中，连接该天线的向量AB垂直于该船舶的纵轴，所以该测量对侧摇很敏感，这时就可以
-或者仅仅只是剔除那些侧摇倾斜大于一个小给定值(譬如10°)时所作的位置测量；然后只要计算投影到该垂直平面上的距离AB并将它与某个阈值进行比较即可；这就意味着只是当该船舶几乎水平时才进行航向测量；
-或者接收该船舶倾斜时(特别是对航向和侧摇的测量感兴趣时)所作的测量，但剔除那些象征对该船舶(由于测量误差)看似不合理的某个侧摇量的测量；所以，测量结果象征某个侧摇大于一个很高阈值(譬如30°)的测量也被排除。
如果向量BA位于该船舶的纵轴方向，那么刚才对侧摇所说明的方法显然也适用于纵摇。
在所有情况下，这些阈值可以被参数化，并被修改得能适应船舶的类型或者适应航行的条件，当然也可以修改得能适应所设想的、并非涉及一艘船舶的应用。
对一组拟距离进行的n次计算是在一个极短时间内进行的，譬如说不到100毫秒。一般来说，这样可以选出一个惟一的、满足各种准则的计算位置值Ack。
如果找到了几个满足各种准则的值，或者相反，找不到满足的值，就要准备根据一组不同的拟距离进行一次新测量。但是，在本发明的一个变体中，可以希望保留同一组拟距离，在以前的位置Ae1至Aen之间规则地取中间位置A′e1至A′en作为初始估计位置，重做一系列另外的n次计算。在这第二次计算中获得一个惟一的满意测量值的几率非常高。
现在将借助示例给出用以求得各个位置而进行的计算细节，并明确地表示这一计算中如何涉及该初始估计位置。图6示意性地表示所作计算的主要步骤。
这n次计算的每一次都最好分两步进行，一步是获得一个近似位置Ap1至Apn，随后一步则是精确重新调整以便获得该计算位置Ac1至Acn；选择一个满足各种准则的测量只对计算所得的最后位置Ac1至Acn进行。
获得一个近似位置Ap1至Apn的这一步采用一个初始估计位置Ae1至Aen；这一步只利用从这组2p个拟距离中选择的2p′个拟距离的一个子集。
更准确地讲，借助该天体位置推算表可以知道p个卫星在测量时刻的可见性几何位置，各对卫星可以按它们对误差敏感性上升的等级顺序排列。只取与最低敏感性卫星对相应的p′个卫星，p′最好等于4以便简化计算。通过这一技术可以获得该初始估计位置与该真正位置中间的某个近似位置。
该位置计算采用某种二重差分方法对该2p′个拟距离进行。
所谓“二重差分”方法是指并非直接根据这些拟距离进行计算，而是根据这些拟距离之间的差进行计算。
更准确地说，是计算如下形式的二重差分：
      DDjj＝(Dia-Dja)-(Dib-Djb)其中Dia是从点A到等级为i的卫星的拟距离，Dja是从点A到等级为j的卫星的拟距离，Dib是从点B到等级为i的卫星的拟距离，Djb是从点B到等级为j的卫星的拟距离。
Dia-Dja或Dib-Djb形式的差分可以消除对各卫星共同的误差。这些差分之间的差分，或者说二重差分DDij，可以消除由于大气或电离层传播以及各卫星与该接收器之间的时钟误差引起的误差。
将这些测量差分DDij与根据该初始估计位置计算的(和没有测量的)类似差分进行比较。由这个比较得到的结果被称为INNOVij，它代表该估计值与该测量值之间的偏差。
这些偏差与该估计位置(这里为该初始位置Ae1至Aen)与该计算位置(这里为该近似计算位置Ap1至Apn)之间在经度、纬度和高度上的偏差DL、DG和DA的关系如下列方程所示：
     INNOVij＝DJ[cos(Evi)cos(Azi)-cos(Evj)cos(Azj)]
              +DG[cos(Evi)sin(Azi)-cos(Evj)sin(Azj)]
              +DA[sin(Evi)-sin(Evj)]其中Evi、Evj为卫星i和j的仰角，Azi、Azj为它们的方位角。
如果卫星多于四个，那么采用最小二乘技术使误差取极小值的某种简单的计算或者某种矩阵计算就能够确定代表测量位置与估计位置之间偏差的DL、DG和DA。将这些偏差加到该估计点(这里是点Ae1至Aen中的一个)的经度、纬度和高度就可获得一个计算点(这里是一个近似点Ap1至Apn)。
对每一个估计位置可以得到一个近似位置，根据这个近似位置可以进行一个第二步计算。该第二步非常类似于该第一步，但是
-它采用全部该2p个拟距离；
-它采用该近似位置Ap1至Apn而不是该初始位置Ae1至Aen作为估计位置；
-它采用方程数目大于未知量数目(假定卫星数p大于4)时的一种矩阵计算来计算该最终位置Ac1至Acn；估计位置与计算位置之间偏差DL、DG和DA的确定按照惯例采用某种最小二乘法进行(由计算确定的位置是能使该残差的均方值最小的位置)。
在最终位置的这一计算过程中，也确定了该测量的一致性数值(譬如该残差均方值的倒数)，以便对在该n个计算位置中选择一个位置测量值加以确认。
然后计算与点B的各个距离、与一个阈值进行比较、验证该一致性数值，从而选择一个准确位置Ack，也可能根据其他补充准则来选择，譬如上文所说的最大侧摇(或者，如果AB线是在该船舶的纵轴方向的话则为最大纵摇)。
向量BAck的方向就确定了要寻找的定向。它在水平面上的投影定义(如果向量BA不在该船舶的纵轴方向上，则在由初始校正所得的一个旋转之内的)该航向。

Claims (11)

1、为一个运动体测向的方法，它采用两个天线(10、12)来接收定位卫星发射的无线电信号，该天线位于该运动体的两个固定点A与B，这个方法包括周期地确定这两个天线与p个卫星之间的一组2p个拟距离，将该拟距离递送到一个位置计算设备(18)，以及由这个设备一方面根据该拟距离、另一方面根据点A对点B的一个估计相对位置来计算点A对点B的相对位置，这个方法的特征为，对该计算设备接收到的给定的一组2p个拟距离，该相对位置的计算包括：
-点A相对位置的n次计算(n＞1)，分别涉及n个均与点B有相同距离D、但对应于点B周围n个不同取向的初始估计位置Ae1至Aen，该n次计算能提供点A的n个计算位置Ac1至Acn，
-计算每个计算位置与点B之间的距离d1至dn，
-选择一个计算距离Ack使得相应距离dk与距离D的偏差(dk-D)小于某个设定的阈值，
-指出向量BAck的方向以代表要寻找的定向信息。
2、根据权利要求1的方法，其特征为，该n次连续的计算对这n次计算的每一个而言都分两步进行：
-在第一步中，根据该n个估计位置(Ae1至Aen)中的一个以及2p′个拟距离中与p′个卫星相应的一个子集来进行一个近似位置(Ap1至Apn)的计算，其中p′小于p，而且其中从这p个卫星的卫星群中选择的p′个卫星是那些在给定的当前卫星群几何位置下对某个估计位置误差灵敏度最低的卫星，
-然后在第二步中，根据这完整的一组2p个拟距离以及点A的一个估计位置作一个点A相对位置(Ac1至Acn)的计算，该估计位置就是在该第一步中算得的近似位置(Ap1至Apn)。
3、根据前述权利要求之一的方法，其特征为，该n个初始估计位置(Ae1至Aen)彼此相隔一个距离，该距离小于或等于这些卫星发射的信号的载波频率波长λ。
4、根据前述权利要求任何一项的方法，其特征为，点A位置的n次计算中的每一次都要伴随着一个能提供该测量一致性的某个数值评价的残差计算，而且要将该一致性与一个阈值比较以便在相应的一致性低于这个阈值时剔除某个计算位置。
5、根据前述权利要求之一的、在侧摇或纵摇存在时用于测量一艘船舶航向的方法，其特征为，计算由点A相对于点B的计算位置来定义的侧摇角或纵摇角，而且当该侧摇角或纵摇角超过某个设定阈值时剔除该计算位置。
6、根据前述权利要求之一的方法，其特征为，为了测定一个航向，该n个估计位置(Ae1至Aen)至少沿一个圆心为B、半径为D的水平圆周分布。
7、根据权利要求5的方法，其特征为，如果这些卫星发射的信号的载波频率波长为λ，那么数目n大约等于1+2πD/λ的整数部分。
8、根据前述权利要求之一的方法，其特征为，该位置计算包括现有的二重差分计算，每个二重差分形式为(Dia-Dja)-(Dib-Djb)，其中Dia和Dib代表点A和点B与等级为i的卫星的拟距离，其中Dja和Djb代表点A和点B与等级为j的卫星的拟距离，该位置计算是根据该二重差分并根据该估计位置进行的。
9、根据前述权利要求之一的方法，其特征为，在该n个测量值均无法经该选择操作生效的情况下，根据该第一次初始估计位置(Ae1至Aen)之间的另外n个初始估计位置(A′e1至A′en)进行另外n次计算。
10、根据前述权利要求之一的方法，其特征为，在该选择操作使几个测量值生效的情况下，根据该第一次初始估计位置(Ae1至Aen)之间的另外n个初始估计位置(Ae1至Aen)进行另外n次计算。
11、为一个运动体测向的设备，它包括：至少两个接收卫星定位信号的天线，该天线固定在该运动体的彼此相隔一个距离D的两个点A和B；周期测定一组2p个拟距离的装置，这一方面包括点A与该p个卫星之间的拟距离，而另一方面则包括点B与该p个卫星之间的拟距离；将这些拟距离递送到一个位置计算设备的装置；根据n个初始估计位置以及一组2p个拟距离来对点A相对点B的相对位置进行n次计算的装置，该n个初始估计位置均与点B有一个距离D；计算由此算得的n个位置A1至An与点B之间的距离d1至dn的装置；从n个位置中选择一个计算位置Ack使得距离dk与距离D之间的偏差小于某个设定阈值的装置；以及计算向量BAck方向的装置，该向量代表与所要求的定向有关的信息。
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