CN206038914U - 基于全球卫星导航系统数据跟踪移动对象的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的设备，包括：用运动探测器不依赖于GNSS数据地检测移动对象的移动；用可信位置及速度单元接收GNSS数据，并根据GNSS位置及速度、运动检测器的检测结果，以及GNSS方案指标、GNSS信号指标和在先可信位置及速度中的至少一种或它们的任意组合，确定移动对象的可信位置和可信速度；以及用边界测试单元评估移动对象相对于预定边界的可信位置及速度。

Description

基于全球卫星导航系统数据跟踪移动对象的设备

技术领域

本实用新型总体构思涉及用于相对于各边界来跟踪移动对象的设备，更具体地，涉及利用多种不同的全球卫星导航系统(GNSS)及运动检测器的值来相对于各边界跟踪移动对象的设备。

背景技术

通常需要对移动对象进行监控，从而使该移动对象可以包含于选定边界内，并识别该移动对象何时离开该边界。监控移动对象的移动和检测移动对象是否已离开选定边界或控制区域的传统方法是使用GNSS围栏系统(GNSS fencing system)。

通常使用采用了GNSS系统(例如美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS等)的各种常规的GNSS围栏系统来定义选定的控制区域的各边界，并对移动对象相对于选定的控制区域的移动进行监控。在这些系统中，通过使用GNSS卫星来对受到约束的移动对象的位置及速度进行监控，以确定该移动对象是否以及何时越过边界。通常，使用提供给移动对象的移动装置在该移动装置沿边界移动时对选定的控制区域的该边界进行编程。可替换地，可以将边界顶点的坐标直接编程至移动装置中。如果设置有移动装置的移动对象越过边界，则可以向该移动对象提供校正激励。

这些常规的GNSS围栏系统通常采用差分GNSS来改善感知到的移动对象的位置及速度。与非差分系统相比，这种实现方式通过结合在移动对象的位置可观测的各卫星的伪距(或伪距离)校正而提高了对移动对象的位置进行确定的准确度。当每个卫星信号向提供给移动对象的接收器传播时，该信号在大气中或信号路径上的变化导致这些伪距误差增加。由已知位置处的固定式GNSS接收器来计算伪距校正，并通过适合的通信连接将其传输至移动对象接收器。

如上所述，当存在良好的信号环境时，常规的GNSS位置及速度确定系统在围栏应用或边界检测应用中具有最佳表现。然而，即使在最优环境中，仍然经常在GNSS跟踪中出现异常。此外，在移动对象的位置处可能存在不存在于固定式GNSS接收器处的较差的信号环境，因此无法如固定式GNSS接收器那样对信号环境进行识别。在存在较差的信号环境的情况中，确定位置及速度时产生的误差常常造成虚假越界。这样的虚假越界会削弱消费者的信心，和/或会给如下移动对象带来负面心理效应：向该移动对象提供移动装置以将其运动约束在控制区域中。例如，如果移动对象是一只宠物(例如一只狗)，其可以接收校正激励作为确定已越界的结果，那么在实际上并未越过控制区域边界时接收到校正激励可能会破坏训练过程。

因而，为了减少虚假越界判定的概率，存在对如下移动位置确定设备的需求：该移动位置确定设备可以识别、量化和减少位置及速度误差，特别是在较差的GNSS信号环境中。

实用新型内容

本实用新型总体构思的各实施例提供了基于GNSS数据来确定移动对象的可信位置及速度的设备。

可以通过提供一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的移动设备来实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该设备包括：运动检测器，其不依赖于GNSS数据检测移动对象的运动；信号接收和校正单元，其被配置为接收全球卫星导航系统数据和全球卫星导航系统辅助数据，以根据全球卫星导航系统辅助数据来校正接收到的卫星数据，并且传送结果数据；位置、速度、时间引擎，其被配置为从信号接收和校正单元接收结果数据，并根据校正后的数据和附加全球卫星导航系统辅助数据来产生位置和速度方案指标；第一和第二低通滤波器，其被配置为从信号接收和校正单元接收结果数据，计算并传送平均信噪比；可信位置及速度确定单元，其被配置为接收位置和速度方案指标以及平均信噪比，以根据来源于一个或多个在先可信速度及可信位置的估计参数来确定移动对象的当前可信位置和 当前可信速度。

可以提供边界测试单元，以根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度评估是否越界。

此外，可以通过提供一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的方法来实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该方法包括步骤：用运动检测器不依赖于GNSS数据地检测移动对象的运动；以及接收GNSS数据并确定移动对象的可信位置和可信速度。在另外的实施例中，当前可信位置可以是在先可信位置和衰减位置差与位置跟踪系数的乘积的总和，其中衰减位置差为位置衰减系数和当前GNSS位置与在先可信位置的差值的乘积，位置衰减系数为最新的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标和在先的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标的函数，而位置跟踪系数可以是可信速度和由运动检测器检测到的运动的函数。

当前可信速度可以是在先可信速度和衰减速度估计值的函数，其中衰减速度估计值为速度估计值和速度衰减系数的乘积，速度估计值为在先速度估计值与GNSS速度估计值的函数，速度衰减系数为最新GNSS速度方案指标和在先GNSS速度方案指标的函数，而速度衰减系数为GNSS信号指标的函数。可以根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度评估是否越界。

可以通过一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的设备实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该设备包括：运动检测器，其不依赖于GNSS数据检测移动对象的运动；可信位置及速度确定单元，其接收GNSS数据并根据GNSS位置及速度、运动检测器的检测结果，以及GNSS方案指标、GNSS信号指标和在先可信位置及速度中的至少一种或它们的任意组合，来确定移动对象的可信位置及速度；以及边界测试单元，其评估移动对象相对于预定边界的可信位置及速度。

GNSS方案指标可以包括水平精度因子、估计的水平位置误差、估计的速度误差、水平精度因子乘以估计的水平位置误差、水平精度因子乘以估计的速度误差，或者它们的任意组合。

GNSS信号指标可以包括代表总可观测GNSS信噪比的量和/或代表总合格GNSS信噪比的量，可观测是指所有用于确定GNSS位置及速度的GNSS信号，合格是指所有由高于预定海拔阈值的卫星发出的可解码GNSS信号。

运动检测器可以是微机电系统(MEMS)器件。

运动检测器可以是全方位振动传感器。

可以使用控制区域内的预定位置作为所述移动对象的初始起始地点。

响应于运动检测器没有检测到移动对象的运动，可以保持在先可信位置及速度。

GNSS数据可以包括GNSS PVT(位置、速度、时间)信号、伪距误差数据、时间辅助数据、星历辅助数据或它们的任意组合。

移动对象可以是人类或动物。

该设备可以附着至移动对象或由移动对象佩戴。

此外，可以通过一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的方法实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该方法包括步骤：用运动检测器不依赖于GNSS数据地检测移动对象的运动；用可信位置及速度确定单元接收GNSS数据，并根据GNSS位置及速度、运动检测器的检测结果，以及GNSS方案指标、GNSS信号指标和在先可信位置及速度中的至少一种或它们的任意组合确定移动对象的可信位置及速度；以及用边界测试单元评估移动对象相对于预定边界的可信位置及速度。

GNSS方案指标可以包括水平精度因子、估计的水平位置误差、估计的速度误差、水平精度因子乘以估计的水平位置误差、水平精度因子乘以估计的速度误差，或者它们的任意组合。

GNSS信号指标可以包括代表总可观测GNSS信噪比的量和/或代表总合格GNSS信噪比的量，可观测是指所有用于确定GNSS位置及速度的GNSS信号，合格是指所有由高于预定海拔阈值的卫星发出的可解码GNSS信号。

可以使用控制区域内的预定位置作为所述移动对象的初始起始 地点。

响应于运动检测器没有检测到移动对象的运动，可以保持在先可信位置及速度。

GNSS数据可以包括GNSS PVT(位置、速度、时间)信号、伪距误差数据、时间辅助数据、星历辅助数据或它们的任意组合。

移动对象可以是人类或动物。

此外，可以通过一种具有记录在其上的程序的计算机可读存储介质实现本实用新型总体构思的各示例实施例，所述程序使得计算机执行跟踪移动对象的方法，以基于全球卫星导航系统(GNSS)数据检测越界，该方法包括步骤：用运动检测器不依赖于GNSS数据地检测移动对象的运动；用可信位置及速度确定单元接收GNSS数据，并根据GNSS位置及速度、运动检测器的检测结果，以及GNSS方案指标、GNSS信号指标和在先可信位置及速度中的至少一种或它们的任意组合确定移动对象的可信位置及速度；以及用边界测试单元评估移动对象相对于预定边界的可信位置及速度。

此外，可以通过提供一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的设备来实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该设备包括：运动检测器，其不依赖于GNSS数据检测移动对象的运动；可信位置及速度确定单元，其接收GNSS数据并确定移动对象的可信位置和可信速度，其中当前可信位置为在先可信位置和衰减位置差与位置跟踪系数的乘积的总和，衰减位置差为位置衰减系数和当前GNSS位置与在先可信位置的差值的乘积，位置衰减系数为最新的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标和在先的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标的函数，而位置跟踪系数为可信速度与由运动检测器检测到的运动的函数，并且其中当前可信速度是在先可信速度和衰减速度估计值的函数，衰减速度估计值为速度估计值和速度衰减系数的乘积，速度估计值为在先速度估计值与GNSS速度估计值的函数，速度衰减系数为最新GNSS速度方案指标和在先GNSS速度方案指标的函数，而速度衰减系数为GNSS信号指标的函数；以及边界测试单元，其根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度 评估是否越界。

附图说明

以下示例实施例表示了为实施本实用新型总体构思而设计的示例技术和结构，但是本实用新型总体构思并不限于这些示例实施例。为清楚起见，在附图和图解中可能放大了线条、个体和区域的大小和相对大小、形状及质量。通过参考以下附图对示例实施例进行下面的详细描述，将更容易理解各种附加实施例，在附图中：

图1示出了现有技术中用于确定移动位置及速度的常规的差分GNSS系统；

图2示出了现有技术中利用常规的差分GNSS系统以离散时间间隔对移动装置的位置及速度的确定；

图3示出了现有技术中常规的移动位置及速度确定装置；

图4示出了现有技术中包括位置保持单元的常规的移动位置及速度确定装置；

图5A至图5B示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的可信位置及速度确定设备；

图6是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的对可信位置进行初始化的流程图；

图7示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对当前GNSS位置与在先可信位置之间的位置差的计算；

图8示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的水平位置误差对短期GNSS方案指标的计算；

图9是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的水平位置误差计算初始位置衰减因子和长期GNSS方案指标的流程图；

图10是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于长期方案指标和表征持续较差的长期位置误差阈值的常数计算后续位置衰减因子的流程图；

图11是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于 GNSS信号指标计算后续位置衰减因子的流程图；

图12是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的限定位置衰减因子的流程图；

图13示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对衰减位置差的计算；

图14示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的速度误差对短期GNSS方案指标的计算；

图15是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的速度误差计算初始速度衰减因子和长期GNSS方案指标的流程图；

图16是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于长期方案指标和表征持续较差的长期速度误差阈值的常数计算后续速度衰减因子的流程图；

图17是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于GNSS信号指标来计算后续速度衰减因子的流程图；

图18是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的限定速度衰减因子的流程图；

图19是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于短期GNSS方案指标确定GNSS位置及速度可用还是不可用的流程图；

图20示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于移动对象属性的对速度估计值的计算；

图21示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对衰减速度估计值的计算；

图22是示出本实用新型总体构思的一个实施例的基于GNSS定位质量计算可信速度的流程图；

图23是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的针对最小可信速度常数和运动检测器的结果对可信速度进行测试的流程图；

图24是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于可信速度计算新的位置跟踪系数的流程图；

图25是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于可用 的定位质量计算新的可信位置的流程图；

图26示出了移动装置穿过用于GNSS围栏应用中的控制区域的真实路径；

图27示出了由移动装置沿图26所示的真实路径移动而捕获的各GNSS位置；以及

图28示出了由移动装置沿图26所示的真实路径移动而捕获的各可信位置。

具体实施方式

下面将参照示出了实施例示例的附图和图解来描述本实用新型总体构思的多种不同的示例实施例。为了解释本实用新型总体构思，本文参照附图对示例实施例进行说明。

下面提供详细描述以帮助读者全面理解本文描述的各种方法、设备和/或系统。因此，将向所属技术领域的技术人员建议本文描述的各种方法、设备和/或系统的各种变化、修改及等价。然而，所描述的处理操作的所述进展仅为示例，操作序列不限于此，并且除了必须按照一定顺序进行的操作外，可以按照所属技术领域公知的情形改变操作顺序。此外，为清楚简明起见，可能省略了公知的功能和结构的说明。

图1中示出了一种常规的差分GNSS系统。多颗卫星11-1、11-2、……11-N发射GNSS位置速度和时间确定信号，其由提供给移动对象的移动位置及速度确定装置12以及由固定位置的GNSS辅助和伪距误差装置13接收。移动位置及速度确定装置12还向固定位置的GNSS辅助和伪距误差装置13发送对GNSS辅助和伪距误差数据的请求，并且所述数据相应地返回至移动位置及速度确定装置12。由于固定地放置了固定位置的GNSS辅助和伪距误差装置13，所以可以轻易识别出由大气和信号路径变化等因素而存在的异常，使得校正后的数据可以传输至移动位置及速度确定装置12并由其使用。

在常规的GNSS围栏系统中，通过各顶点(即，纬度、经度)以及连接相邻顶点的各条线段(直线段、圆弧、曲线等)的集合来描 述控制区域。由于该系统需要的操作是将移动对象控制在非常接近所述控制区域的范围内，因此向移动对象提供移动位置及速度确定装置12。通常由移动对象佩戴装置12，或者使用适当的手段将装置12附着至移动对象。当移动对象移动时，移动位置及速度确定装置12随之移动，GNSS位置及速度确定是以离散的时间间隔确定的，从而确定移动对象的新位置和新速度。针对关于控制区域构成越界的一种或多种指标或条件对所确定的位置及速度进行测试。通常，确定位置及速度的时间间隔在250ms到1秒范围内。

图2示出了利用传统差分GNSS系统以离散的时间间隔对移动对象的位置及速度的确定。通过顶点(a1，b1)、(a2，b2)和(a3，b3)以及连接这些连续顶点的线段示出了控制区域的一部分，所述线段定义了该控制区域的边界。在初始时刻(t)进行边界测试，以确定提供给移动对象的移动装置的位置及速度。在时刻(t+Δt)、(t+2Δt)和(t+3Δt)进行后续边界测试。如同在图2中示出的最后一次边界测试可见的那样，应当确定移动对象的位置在控制区域之外。

常规的GNSS围栏系统采用一个或多个关于所确定的移动装置的位置及速度的测试，以确定是否已出现控制区域的越界。一种典型的测试为：仅确定移动装置的当前位置是在所定义的控制区域内还是所定义的控制区域之外。另一典型的测试为确定到边界的最短距离。再一典型的测试为：基于单位方向矢量和速度，确定到达边界的最短预期时间。如图2所示，在(t+2Δt)时刻对移动装置的位置及速度的确定将有可能生成一个方向矢量，其表明即将出现越界。

图3示出了一种常规的移动位置及速度确定装置30。信号接收和校正单元31从一定数量的GNSS卫星接收(t+NΔt)时刻的GNSS PVT(位置、速度、时间)确定信号。信号接收和校正单元31还从固定位置的GNSS辅助和伪距误差装置接收伪距误差数据形式的GNSS辅助数据。在根据伪距误差数据校正接收到的各卫星信号之后，信号接收和校正单元31将结果数据传输至PVT引擎32。PVT引擎32从信号接收和校正单元31接收校正后的数据以及时间辅助和星历辅助数据形式的附加GNSS辅助数据，并确定移动位置及速度确 定装置30在t+NΔt时刻的位置Pos(t+NΔt)和速度Spd(t+NΔt)。PVT引擎32将位置Pos(t+NΔt)传输至延迟元件33、单位方向矢量计算器34以及边界测试单元35。延迟元件33向位置Pos(t+NΔt)引入延时d，以产生延时位置Pos(t+(N-d)Δt)并将其传输至单位方向矢量计算器34。单位方向矢量计算器34接收位置Pos(t+NΔt)和延时位置Pos(t+(N-d)Δt)，并确定传输至边界测试单元35的单位方向矢量U_vector(t+NΔt)。此外，边界测试单元35从PVT引擎32接收速度Spd(t+NΔt)。

此外，边界测试单元35从边界顶点存储单元36接收控制区域的边界顶点(a1，b1)、(a2，b2)、……(aN，bN)。边界测试单元35使用接收到的各边界顶点、速度Spd(t+NΔt)、位置Pos(t+NΔt)以及单位方向矢量U_vector(t+NΔt)来确定：移动位置及速度确定装置30当前是否位于控制区域内；从装置30到控制区域边界的最短距离；以及到达边界的最短预期时间。如图3所示，边界测试单元35将这些确定结果输出为：In/Out_test(t+NΔt)、Distance_test(t+NΔt)和Time_test(t+NΔt)。可以使用这些结果信号来触发来自装置30的激励。

通常，常规的差分GNSS围栏系统在这样的情况下更有规律地运行：接收GNSS信号的移动装置在良好的GNSS信号环境中工作。然而，特别是在存在常见信号损坏的情况(例如当移动装置已移动到住宅或其他结构内部时、移动装置被较厚的树叶覆盖等)下，差分GNSS位置及速度的确定结果仍然会含有实质性且无法解决的误差。尽管常规的差分GNSS系统是对非差分GNSS系统的改进，但是常规的差分GNSS系统仍然无法充分校正这些常见信号损坏，并且其结果往往会是虚假越界判定。

常规的对典型差分GNSS围栏系统的改进是“位置保持(pinning)”操作。位置保持算法会在位置和速度不存在足够变化时“保持”GNSS位置(使GNSS位置保持不变)。开发位置保持技术的目的是在移动装置静止时消除GNSS位置确定中的漂移。当检测到足够的位置变化或速度时，使位置保持算法旁路。

图4示出了常规的移动位置及速度确定装置40，其包括位置保 持单元41。如图4所示，装置40与图3中示出的装置30类似，同时添加了位置保持单元41。PVT引擎32控制位置保持单元41，使得在检测到足够的位置变化或速度时将其旁路。

如前所述，将位置保持单元添加至移动位置及速度确定装置40有助于在移动装置不移动时为移动装置维持几乎恒定的GNSS位置。因此，可以在移动装置静止时避免部分潜在的不规律的位置确定。然而，这一改进无助于在移动装置正在移动时减少上述常见GNSS信号损坏的影响。

图5A至图5B示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的可信GNSS位置及速度确定设备50。图5A至图5B中的每一个示出了由示出的切割线分隔的这一示例设备的各部分。可信位置及速度确定设备50在本文中始终可以用“移动装置”互换表示。

需注意，图5A至图5B的设备仅为本实用新型总体构思的一个示例实施例。还有很多不同的用于实现示出的实施例的可能的物理构造。例如，可以在单个集成电路芯片中组合两个或两个以上的单元，可以在一个或多个芯片组中组合两个或两个以上的集成电路芯片，等等。此外，可以由软件执行和/或控制部分或全部所描述的操作，并且多种不同的所描述的单元、元件等可以是该软件的功能块。可以由计算机、机器、处理器等用生成所描述的结果的输入输出处理执行这样的软件，可以向设备50提供所述计算机、机器、处理器等，也可以将其作为设备50提供。

可以将移动装置50以固定或可拆卸地附着的方式提供给任何数量的可能的移动对象。移动对象可以是人类、动物、机械等。例如，为了将狗限制在规定区域(例如狗主人居住的住宅的庭院)内，可以将移动装置50粘贴至狗所佩戴的狗项圈上。这仅仅是一个如何使用移动装置50的非限定性示例。

可信位置及速度确定设备50(或移动装置50)推导移动对象的“可信”位置及速度，其用于如下应用：例如，GNSS围栏、边界检测、控制(containment)等。可信位置是指这样的位置：与单独的GNSS推导的位置及速度相比，其依赖于更精准的位置及速度确定。 可信位置及速度是根据如下要素推导出的量，即，GNSS位置及速度、来自独立运动检测器的对移动装置50的移动的确认，以及GNSS信号指标、GNSS方案指标以及先前确定的可信速度及位置中的一个或多个。在良好的信号环境下，可信位置及速度可以非常紧密地以已确认的中等速度跟踪GNSS位置及速度。然而，当GNSS信号环境恶化或GNSS速度下降时，可信位置及速度会不那么密切地跟踪GNSS位置及速度。在GNSS信号环境和/或GNSS速度低于可接受水平的情况下，可信速度和位置可以完全停止跟踪GNSS位置及速度。可信位置及速度的确定使得虚假越界判定的概率低得多。

此外，实际的能量制约通常需要移动装置在任何可能的时候节省能量。例如，如果移动对象(以及随之而来的移动装置50)并未非常贴近控制区域的任何边界段并处于静止(如前文提到的独立运动检测器所确认的那样)，则移动装置50可以获得通过停止GNSS导航而节省能量的机会。在之后的时间点，当独立运动检测器检测到移动对象的运动时，可以将可信位置初始化为基于之前的导航停止时存在的条件的地点(location)。如果移动对象在控制区域内或者非常贴近控制区域的边界，则可以将可信位置初始化为位于控制区域内的已知地点(或“可靠起点”)。移动装置50的所有者或操作者可以自主判断来确定可靠起始地点，其将在下文中更加详细地描述。否则，如果移动对象并未非常贴近控制区域的边界，则可以用最后一个已知的可信位置对可信位置进行初始化。当重新开始导航时，会利用通过例如RF通信连接提供的相关辅助数据来保持快速的“首次定位时间”。无论移动装置50处于何种导航状态，都会存在移动装置50可用的辅助数据，因为固定式“基准”GNSS接收器可以维持如下数据并使其可用，即，准确的时间、伪距校正、星历数据以及离子校正模型。

需注意，包含独立运动检测器仅仅意味着对运动的检测不依赖于对移动装置50接收到的GNSS信号进行的处理。根据多种不同的实施例，独立运动检测器可以是提供给移动装置50的独立形成的装置，或是与移动装置50集成的装置。

参照在图5A至图5B中示出的本实用新型总体构思的示例实施例，可信GNSS位置及速度确定设备50包括：信号接收和校正单元51、PVT引擎52、可信位置及速度确定单元53、第一低通滤波器54-1和第二低通滤波器54-2、独立运动检测器55、第一延迟元件56-1和第二延迟元件56-2、单位方向矢量计算单元57、边界测试单元58以及边界顶点存储单元59。与关于这个示例的讨论中示出的元件相比，本实用新型总体构思的多种不同的其他示例实施例可以包括更多或更少的元件。可以由软件执行和/或控制所描述的操作中的部分或全部，并且所描述的多种不同的单元、元件等可以是该软件的功能块。

信号接收和校正单元51从一定数量的GNSS卫星接收(t+NΔt)时刻的GNSS PVT(位置、速度、时间)确定信号。信号接收和校正单元51可以具有用于直接接收信号的集成接收器，或者可以从另外的接收器(未示出)接收信号。信号接收和校正单元51还从固定位置的GNSS辅助和伪距误差装置或用于递送GNSS辅助数据的类似装置接收伪距误差数据形式的GNSS辅助数据。在根据伪距误差数据校正接收到的卫星信号(下文稍后进行更加详细的讨论)后，信号接收和校正单元51将结果数据传输至PVT引擎52。信号接收和校正单元51还将校正后的信号传输至第一低通滤波器54-1和第二低通滤波器54-2。

PVT引擎52从信号接收和校正单元51接收校正后的数据以及时间辅助和星历辅助数据形式的附加GNSS辅助数据，并且产生GNSS位置、GNSS速度和若干GNSS方案指标，其被传输至可信位置及速度确定单元53。下文稍后将对这些若干信号的处理进行更加详细的讨论。

由PVT引擎52处理并进行传输的GNSS方案指标包括：水平精度因子(HDOP)Hor_DOP(t+NΔt)、估计的水平位置误差Est_Hor_Pos_Err(t+NΔt)以及估计的速度误差Est_Spd_Err(t+NΔt)。在附图中用Pos(t+NΔt)表示GNSS位置，用Spd(t+NΔt)表示GNSS速度。

第一低通滤波器54-1和第二低通滤波器54-2处理从信号接收和校正单元51接收到的数据，并且分别计算如下指标并将其传输至可 信位置及速度确定单元53，即，平均可观测信噪比Ave_Obs_SNR(t+NΔt)，其为代表总可观测(所有已使用的GNSS信号)的GNSS信噪比的量；以及平均合格信噪比Ave_Eli_SNR(t+NΔt)，其为代表总合格(所有由高于预定海拔阈值的卫星发出的可解码GNSS信号)的GNSS信噪比的量。在每个历元(即，Δt)计算新的Ave_Obs_SNR(t+NΔt)和新的Ave_Eli_SNR(t+NΔt)。它们均被送入第一低通滤波器54-1和第二低通滤波器54-2。第一低通滤波器54-1和第二低通滤波器54-2的作用是允许每个平均值的缓慢增长和迅速下降。该增长的时间常数可以具有15*Δt的数量级。平均可观测信噪比和平均合格信噪比被称作GNSS信号指标。

可信位置及速度确定单元53接收水平精度因子、估计的水平位置误差、估计的速度误差、GNSS位置、GNSS速度、平均可观测信噪比、平均合格信噪比以及在先可信位置及速度，并对可信位置Act_Pos(t+NΔt)和可信速度Act_Spd(t+NΔt)相应地进行处理。此外，可信位置及速度确定单元53从独立运动检测器55接收确认信号，以确定如何处理可信位置及速度。本文稍后对这个数据的处理进行更加详细的讨论。

可信位置及速度确定单元53将可信位置传输至第一延迟元件56-1、单位方向矢量计算单元57和边界测试单元58。第一延迟元件56-1向可信位置引入延时d，以产生延时的可信位置Act_Pos(t+(N-d)Δt)并将其传输至单位方向矢量计算单元57。此外，将延时的可信位置送回至可信位置及速度确定单元53。单元方向矢量计算单元57接收可信位置和延时的可信位置并产生单位方向矢量U_Vector(t+NΔt)，然后将其传输至边界测试单元58。

可信位置及速度确定单元53将可信速度传输至第二延迟元件56-2和边界测试单元58。第二延迟元件56-2向可信速度引入延时d，以产生延时的可信速度Act_Spd(t+(N-d)Δt)并将其传输回可信位置及速度确定单元53。

边界测试单元58接收单位方向矢量、可信位置、可信速度和表示GNSS位置及速度定位是否可用的信号。将定位质量信号从可信位 置及速度确定单元53传输至边界测试单元58。边界测试单元58还接收来自边界顶点存储单元59的控制区域的边界顶点(a1，b1)、(a2，b2)、……(aN，bN)。边界测试单元58使用接收到的边界顶点、可信位置、可信速度、单位方向矢量和定位质量，来产生表示当前移动装置50在控制区域内还是控制区域之外的数据、从移动装置50到控制区域边界的最短距离、以及到达边界的最短预期时间。如图5B所示，边界测试单元58输出这些确定结果作为In/Out_test(t+NΔt)、Distance_test(t+NΔt)和Time_test(t+NΔt)。可以使用这些结果信号触发激励(未示出)，其提供给装置50或与装置50进行通信。下文稍后对这个数据的处理进行更加详细的说明。

下面将对根据本实用新型总体构思的许多不同的实施例执行的多种不同的操作进行说明。

图6是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的对可信位置进行初始化的流程图。使用移动装置50首次启动导航进程之后，在操作61中将可靠起始地点设为最后一个已知可信位置。如果移动装置50正在经历由检测到的运动导致的重启或者重置而非首次启动，则最后一个已知可信位置已被存储。

在操作62中，确定最后一个已知可信位置是否位于控制区域邻近极限阈值内。如果确定最后一个已知可信位置位于邻近极限阈值内，则在操作63中将可靠起始地点设为可信位置Act_Pos(t)。如果确定最后一个已知可信位置并未在邻近极限阈值内，则在操作64中将最后一个已知可信位置设为可信位置Act_Pos(t)。

图7示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对当前GNSS位置GNSS_Pos(t+NΔt)和在先可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)之间的位置差Pos_Dif(t+NΔt)的计算。可以如随后的操作中描述的那样使用在差计算单元71中计算得到的位置差Pos_Dif(t+NΔt)。

图8示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的水平位置误差对短期GNSS方案指标进行的计算。可以在移动装置50的可信位置及速度确定单元53中执行这一计算。如图8所示，将水平精度因子(HDOP)Hor_DOP(t+NΔt)和估计的水平 位置误差Est_Hor_Pos_Err(t+NΔt)输入误差位置单元81，以产生HDOP误差位置HDOP_Err_Pos(t+NΔt)。短期滤波器82接收HDOP误差位置HDOP_Err_Pos(t+NΔt)以及从延迟元件84送回的延时的短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+(N-1)Δt)，来产生并输出短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)。此外，由延迟元件83接收输出的短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)，并将其用于产生延时的短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+(N-1)Δt)。短期时间常数可以具有3*Δt的数量级。

图9是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的计算初始位置衰减因子和长期GNSS方案指标的流程图。在操作91中，确定短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)是否大于延时的长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+(N-1)Δt)。如果短期HDOP误差位置大于延时的长期HDOP误差位置，则执行操作92，其中将短期误差位置和延时的长期HDOP误差位置输入至Sqrt(LT/ST)单元94，其产生并输出初始位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)。此外，由产生长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)的长期滤波器96接收短期HDOP误差位置和延时的长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+(N-1)Δt)。长期HDOP误差位置也被送入延迟元件98，其产生延时的长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+(N-1)Δt)并将其送入长期滤波器96。长期时间常数可以具有20*Δt的数量级。

如果短期HDOP误差位置不大于延时的长期HDOP误差位置，则将长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)设为等于短期HDOP误差位置，并将位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)设为等于0.5*Pos_Deg(t+(N-1)Δt)+0.5，其中Pos_Deg(t+(N-1)Δt)是在操作93中的延时的位置衰减因子或最后的位置衰减因子。

图10是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于长期方案指标和表征持续较差的长期位置误差阈值的常数计算后续位置衰减因子的流程图。在操作101中，确定长期HDOP误差位置LT_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)是否大于表征持续较差的长期位置误差阈值的常数LT_threshold。如果长期HDOP误差位置大于LT_threshold，则在操作102中令后续位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)乘上LT_threshold除以长期HDOP误差位置的商。

图11是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于GNSS信号指标计算后续位置衰减因子的流程图。在操作110中确定平均可观测信噪比Ave_Obs_SNR(t+NΔt)是否大于平均合格信噪比Ave_Eli_SNR(t+NΔt)，其中平均可观测信噪比为代表总可观测(所有已使用的GNSS信号)的GNSS信噪比的量，平均合格信噪比为代表总合格(所有由高于预定海拔阈值的卫星发出的可解码GNSS信号)的GNSS信噪比的量。如果平均可观测信噪比大于平均合格信噪比，则在操作120中令后续位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)乘上平均合格信噪比除以平均可观测信噪比的商。

此外，在操作112中确定平均可观测信噪比是否小于或等于低SNR阈值。如果平均可观测信噪比小于或等于低SNR阈值，则在操作113中后续位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)乘以常数k，其中k是小于1的常数。

图12是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的限定位置衰减因子的流程图。在操作120中，确定最后一个已知可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)和最后一个已知可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)是否导致越界。如果确定确实发生越界，则在操作121中确定位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)是否小于最小位置衰减因子PosDegrade。如果位置衰减因子小于最小位置衰减因子，则在操作122中将位置衰减因子设为等于最小位置衰减因子。

图13示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对衰减位置差的计算。由衰减位置差计算单元131接收位置差Pos_Dif(t+NΔt)和位置衰减因子Pos_Deg(t+NΔt)两者，然后衰减位置差计算单元131产生并输出衰减位置差Deg_Pos_Dif(t+NΔt)。

图14示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的速度误差对短期GNSS方案指标进行的计算。可以在移动装置50的可信位置及速度确定单元53中执行这一计算。如图 14所示，将水平精度因子(HDOP)Hor_DOP(t+NΔt)和估计的速度误差Est_Spd_Err(t+NΔt)输入HDOP误差速度单元141，以产生HDOP误差速度HDOP_Err_Spd(t+NΔt)。短期滤波器142接收HDOP误差速度HDOP_Err_Spd(t+NΔt)以及从延迟元件143送回的延时的短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+(N-1)Δt)，以产生并输出短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)。此外，由延迟元件143接收输出的短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)，并将其用于产生延时的短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+(N-1)Δt)。短期时间常数可以具有3*Δt的数量级。

图15是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于HDOP和估计的速度误差来计算初始速度衰减因子和长期GNSS方案指标的流程图。在操作151中，确定短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)是否大于延时的长期HDOP误差速度LT_HDOP_Err_Spd(t+(N-1)Δt)。如果短期HDOP误差速度大于延时的长期HDOP误差速度，则执行操作152，其中将短期误差速度和延时的长期HDOP误差速度输入Sqrt(LT/ST)单元153，其产生并输出速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)。此外，由产生长期HDOP误差速度LT_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)的长期滤波器154接收短期HDOP误差速度和延时的长期HDOP误差速度。此外，将长期HDOP误差速度送回至延迟元件155，其产生延时的长期HDOP误差速度LT_HDOP_Err_Spd(t+(N-1)Δt)并将其传输至长期滤波器154。长期时间常数可以具有20*Δt的数量级。

如果短期HDOP误差速度不大于延时的长期HDOP误差速度，则在操作156中将长期HDOP误差速度LT_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)设为等于短期HDOP误差速度，并将速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)设为等于0.5*Spd_Deg(t+(N-1)Δt)+0.5，其中Spd_Deg(t+(N-1)Δt)是延时的速度衰减因子或上一个速度衰减因子。

图16是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于长期方案指标和表征持续较差的长期速度误差阈值的常数来计算后续速度衰减因子的流程图。在操作161中确定长期HDOP误差速度 LT_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)是否大于表征持续较差的长期速度误差阈值的常数LT_threshold。如果长期HDOP误差速度大于LT_threshold，则在操作162中令后续速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)乘上LT_threshold除以长期HDOP误差速度的商。

图17是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于GNSS信号指标来计算后续速度衰减因子的流程图。在操作171中确定平均可观测信噪比Ave_Obs_SNR(t+NΔt)是否大于平均合格信噪比Ave_Eli_SNR(t+NΔt)，其中平均可观测信噪比为代表总可观测(所有已使用的GNSS信号)的GNSS信噪比的量，平均合格信噪比为代表总合格(所有由高于预定海拔阈值的卫星发出的可解码GNSS信号)的GNSS信噪比的量。如果平均可观测信噪比大于平均合格信噪比，则在操作172中令后续速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)乘上平均合格信噪比除以平均可观测信噪比的商。

此外，在操作173中确定平均可观测信噪比是否小于或等于低SNR阈值。如果平均可观测信噪比小于或等于低SNR阈值，则在操作174中将后续速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)乘以常数k，其中k是小于1的常数。

图18是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的限定速度衰减因子的流程图。在操作181中，确定最后一个已知可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)和最后一个已知可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)是否导致越界。如果确定确实发生越界，则在操作182中确定速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)是否小于最小速度衰减因子SpeedDegrade。如果速度衰减因子小于最小速度衰减因子，则在操作183中将速度衰减因子设为等于最小速度衰减因子。

图19是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于短期GNSS方案指标确定GNSS位置及速度可用还是不可用的流程图。在操作191中，确定短期HDOP误差位置ST_HDOP_Err_Pos(t+NΔt)是否大于最大可接受短期位置误差ST_Pos_Err。如果短期HDOP误差位置不大于最大可接受短期位置误差，则在操作192中确定短期HDOP误差速度ST_HDOP_Err_Spd(t+NΔt)是否大于最大可接受短期 速度误差ST_Spd_Err。如果短期HDOP误差速度不大于最大可接受短期速度误差，则将GNSS位置及速度或定位确定为可用。在操作193中指示上述行为，在该操作中将定位质量FixQuality(t+NΔt)设为可用。

如果短期HDOP误差位置大于最大可接受短期位置误差，或者短期HDOP误差速度大于最大可接受短期速度误差，则在操作194中确定该定位质量不可用。

图20示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于移动对象各种属性的对速度估计值进行的计算。如示出的那样，由加速限制器和滤波器200接收GNSS速度GNSS_Spd(t+NΔt)和延时的速度估计值Spd_Est(t+(N-1)Δt)，加速限制器和滤波器200随后根据移动对象的各种属性产生速度估计值Spd_Est(t+NΔt)。可以由用户将这些属性输入移动装置50。各种属性可以包括关于诸如已知物理性能、移动对象类型(例如，狗、奶牛、人类等)之类的信息。

图21示出了根据本实用新型总体构思的一个实施例的对衰减速度估计值进行的计算。如示出的那样，由衰减速度估计单元210接收速度衰减因子Spd_Deg(t+NΔt)和速度估计值Spd_Est(t+NΔt)，衰减速度估计单元210相应地产生衰减速度估计值Deg_Spd_Est(t+NΔt)。

图22是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于GNSS定位质量来计算可信速度的流程图。在操作221中，确定定位质量FixQuality(t+NΔt)的值是否可用。如果定位质量不可用，则如同在操作222中示出的那样，令可信速度向零衰减，在该操作中可信速度Act_Spd(t+NΔt)被设为等于延时的可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)乘以衰减因子。如果定位质量可用，则在操作223中确定延时的可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)和延时的可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)是否越界。如示出的那样，将平均可观测信噪比Ave_Obs_SNR(t+NΔt)、衰减速度估计值Deg_Spd_Est(t+NΔt)、延时的可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)以及对最后一个可信位置及速度是否导致越界的判定输入至产生可信速度Act_Spd(t+NΔt)的可信速度计算单元225。此外，由可信速度计算单元225输出的可信速度也被送回至产生延时 的可信速度Act_Spd(t+(N-1)Δt)的延迟元件226。

图23是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的针对最小可信速度常数和运动检测器的结果对可信速度进行测试的流程图。在操作231中，确定可信速度Act_Spd(t+NΔt)是否大于最小可信速度常数。如果确定可信速度大于该常数，则在操作232中确定独立运动检测器是否确认了移动装置的移动。如果确定不存在由独立运动检测器确认的移动，则在操作234中确定移动装置不存在实际的运动和速度，并将MotionandSpeed的值设为假。如果确定存在由独立运动检测器确认的移动，则在操作233中将MotionandSpeed的值设为真。如果在操作231中确定Act_Spd(t+NΔt)小于最小可信速度，则在操作234中将MotionandSpeed的值设为假。

图24是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于可信速度计算新的位置跟踪系数的流程图。在操作241中，确定MotionandSpeed是否设为真。换言之，确定移动装置的运动和速度是否全部存在。如果MotionandSpeed的值为真，则在操作242中将新的位置跟踪系数Pos_Tra_Coe(t+NΔt)设为等于m与可信速度Act_Spd(t+NΔt)的自然对数的乘积加b。根据对象的各属性设定变量m和b。在本实用新型总体构思的这一实施例中，位置跟踪系数Pos_Tra_Coe(t+NΔt)与可信速度Act_Spd(t+NΔt)的自然对数呈线性关系。如果MotionandSpeed的值不为真，则在操作243中允许对位置跟踪系数进行衰减，在该操作中令位置跟踪系数乘以跟踪系数衰减值。

此外，可以通过提供基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的设备实现本实用新型总体构思的各示例实施例，该设备包括运动检测器，其不依赖于GNSS数据而检测移动对象的运动；以及可信位置及速度确定单元，其用于接收GNSS数据并确定移动对象的可信位置和可信速度。

还可以通过这样的各种系统、方法以及计算机可读介质实现本实用新型总体构思的各示例实施例：其中，当前可信位置可以是在先可信位置和衰减位置差与位置跟踪系数的乘积的总和，其中衰减位置 差为位置衰减系数和当前GNSS位置与在先可信位置的差值的乘积，位置衰减系数为最新的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标和在先的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标的函数，而位置跟踪系数可以是可信速度与由运动检测器检测到的运动的函数；并且，当前可信速度可以是在先可信速度和衰减速度估计值的函数，其中衰减速度估计值为速度估计值和速度衰减系数的乘积，速度估计值为在先速度估计值与GNSS速度估计值的函数，速度衰减系数为最新GNSS速度方案指标和在先GNSS速度方案指标的函数，而速度衰减系数可以是GNSS信号指标的函数。

可以提供边界测试单元，以根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度评估是否越界。

此外，可以通过提供一种基于全球卫星导航系统(GNSS)数据跟踪移动对象的方法实现本实用新型总体构思的各实施例，该方法包括步骤：用运动检测器不依赖于GNSS数据检测移动对象的运动，以及接收GNSS数据并确定移动物体的可信位置和可信速度。在另外的实施例中，当前可信位置可以是在先可信位置和衰减位置差与位置跟踪系数的乘积的总和，其中衰减位置差为位置衰减系数和当前GNSS位置与在先可信位置的差值的乘积，位置衰减系数为最新的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标和在先的GNSS位置方案指标与GNSS信号指标的函数，而位置跟踪系数可以是可信速度和由运动检测器检测到的运动的函数。

当前可信速度可以是在先可信速度和衰减速度估计值的函数，其中衰减速度估计值为速度估计值和速度衰减系数的乘积，速度估计值为在先速度估计值与GNSS速度估计值的函数，速度衰减系数为最新GNSS速度方案指标和在先GNSS速度方案指标的函数，而速度衰减系数为GNSS信号指标的函数。可以根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度评估是否越界。

可以通过确定在先可信位置及速度是否导致越界来设置位置衰减系数的下限。

在部分实施例中，可以通过确定在先可信位置及速度是否导致 越界来设置速度衰减系数的下限。当前可信速度可以是GNSS方案指标和/或在先可信位置及速度是否导致越界的另一函数。

图25是示出根据本实用新型总体构思的一个实施例的基于可用的定位质量计算新的可信位置的流程图。在操作251中，确定定位质量是否已被设为可用。如果确定定位质量尚未被设为可用，则在操作252中将可信位置Act_Pos(t+NΔt)设为等于延时的可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)。如果确定定位质量已被设为可用，则在操作253中以新的方式设定可信位置。在操作253中，将位置跟踪系数Pos_Tra_Coe(t+NΔt)、衰减位置差Deg_Pos_Dif(t+NΔt)和延时的可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)输入可信位置单元256以产生可信位置Act_Pos(t+NΔt)，其被送回至延时单元257以产生延时可信位置Act_Pos(t+(N-1)Δt)。

图26至图28示出了相比于仅使用GNSS信号的使用本实用新型总体构思的一个实施例的跟踪和越界测试的实验结果。

图26示出了移动装置穿过用于GNSS围栏应用中的控制区域的实际已知路径。由连接变化地间隔开的各顶点262并围绕示出住宅的实线261表示围栏。根据本实用新型的一个实施例配置的移动装置沿示出的粗实线263来回移动，同时并在同一环境下记录GNSS位置和可信位置两者。该测试持续约五分钟，记录了超过四百个GNSS位置和可信位置。被环绕的S表示可靠起始地点。在该测试期间，移动装置数次停止并重启导航。

图27示出了由移动装置沿图26中示出的路径移动而捕获的各GNSS位置。用小圆圈272表示各GNSS位置，其中的连续部分用细虚线271联结。由于许多位置会相互堆叠，为清楚起见，没有示出全部超过400个捕获位置，但是保持了捕获位置的总体方向。如图27所示，当移动装置在住宅内部时，GNSS位置误差显著增加。在车道尽头的越界为真，但是在围栏区右侧及底端的越界为假。

图28示出了由移动装置沿图26中示出的路径移动而捕获的各可信位置。用小方块282表示与图27中示出的各GNSS位置同步记录的各可信位置，其中的连续部分由细虚线281联结。由于许多位置 会相互堆叠，为清楚起见，没有示出全部超过400个捕获位置，但是保持了捕获位置的总体方向。如图28所示，可信位置的路径说明其与移动装置所走的路径之间的误差最小，并且没有发生虚假越界。

根据本实用新型总体构思的许多不同的实施例，用于跟踪移动对象从而将其限定于控制区域的移动装置可以确定移动对象的可信位置及速度，它比常规推导出的GNSS位置及速度更加可靠。可信位置及速度是由GNSS位置及速度、来自独立运动检测器的移动确认以及这样的量值中的一种或多种推导出的量：可以包括GNSS信号指标、GNSS方案指标、在先可信位置及速度，以及它们的任何组合。在良好的信号环境下，可信位置及速度可以更加紧密地以已验证的中等速度跟踪GNSS位置及速度。当GNSS信号环境恶化或GNSS速度下降时，可信位置及速度会不那么密切地跟踪GNSS位置及速度。如果GNSS信号环境或GNSS速度低于最小可接受水平，可信速度和位置可以完全停止跟踪GNSS位置及速度。此外，由于采用了可指示何时需确定可信位置及速度的独立运动检测器，使得本实用新型总体构思的许多不同的实施例节省能量。

本文所公开的构思和技术不限于任何特定类型的移动对象，并且可以在不脱离本实用新型总体构思的精神和范围的情况下，应用于许多不同的其他应用和对象。例如，虽然本文讨论了狗所佩戴的狗项圈，但是本实用新型总体构思并不限于任何特定类型的动物，并且还可由人类或机械移动对象使用。

需注意，简化示图和附图并未示出不同部件的所有不同的连接和组合，然而基于示出的部件、附图以及本文提供的说明，所属技术领域的技术人员将理解如何利用可靠的工程判断力实现这样的连接和组合。

可以将本实用新型总体构思实施为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质可以包括计算机可读记录介质和计算机可读传输介质。计算机可读记录介质是能够将数据存储为由计算机系统在其后读取的程序的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、 DVD、磁带、软盘和光数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布于网络耦接的计算机系统，从而使以分布式的方式存储和执行计算机可读代码。计算机可读传输介质可以传输载波和信号(例如，通过互联网的有线或无线数据传输)。此外，本实用新型总体构思所属技术领域的程序员可以轻松理解用于实现本实用新型总体构思的功能性程序、代码和代码片段。

许多变化、修改以及另外的各种实施例是可能的，因此所有这样的变化、修改和实施例被视为在本实用新型总体构思的精神和范围内。例如，无论本实用新型内容的任何部分，除非清楚指定，否则无需在本实用新型或声明本实用新型任何优先权的任何权利要求中包含任何描述或示出的特定行为或元件、上述行为的任何特定次序或者上述元件的任何特定的相互关系。此外，可以重复任何行为，可以由多个实体实现任何行为，并且/或者可以复制任何元件。

尽管已经通过几个示例实施例的说明示出了本实用新型总体构思，但是本实用新型并非旨在将本实用新型构思的范围约束或以任何方式限定于这样的描述和说明。相反，本文的说明、附图和权利要求被视为在本质上是示意性而非限定性的，并且在阅读上述说明和附图后，所属技术领域的技术人员将易于想到另外的实施例。

Claims (6)

1.一种基于全球卫星导航系统数据跟踪移动对象的移动设备，其特征在于，包括：

运动检测器(55)，其不依赖于全球卫星导航系统数据检测移动对象的运动；

信号接收和校正单元(51)，其被配置为接收全球卫星导航系统数据和全球卫星导航系统辅助数据，以根据全球卫星导航系统辅助数据来校正接收到的卫星数据，并且传送结果数据；

位置、速度、时间引擎(52)，其被配置为从信号接收和校正单元接收结果数据，并根据校正后的数据和附加全球卫星导航系统辅助数据来产生位置和速度方案指标；

第一和第二低通滤波器(54-1，54-2)，其被配置为从信号接收和校正单元接收结果数据，计算并传送平均信噪比；

可信位置及速度确定单元(53)，其被配置为接收位置和速度方案指标以及平均信噪比，以根据来源于一个或多个在先可信速度及可信位置的估计参数来确定移动对象的当前可信位置和当前可信速度；以及

边界测试单元(58)，其根据移动对象相对于预定边界的当前可信位置和当前可信速度评估是否越界。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述运动检测器是微机电系统(MEMS)器件。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述运动检测器是全方位振动传感器。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括位置及速度保持单元，其被配置为响应于运动检测器没有检测到移动对象的运动而保持在先可信位置及速度。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述移动对象是人类或动物。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备附着至移动对象或由移动对象佩戴。