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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugtelematiksysteme.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugpositionsbestimmungssystem,
das das globale Positionsbestimmungssystem ("GPS" von
global positioning system) und Satellitenradiosystemdaten ("SRS"-Daten von satellite
radio system data) verwendet.
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Im
Stand der Technik gibt es zahllose GPS-Systeme und Fahrzeugpositionsbestimmungssysteme,
die GPS-Daten nutzen. Ein fahrzeugeigenes Telematiksystem, das eine
zivil genutzte (non-survey grade) GPS-Technologie verwendet, weist
praktische Beschränkungen
bezüglich
einer Positionsverfügbarkeit
und -genauigkeit auf. Ein Beispiel für eine Beschränkung ist
als das "Straßenschlucht"-Problem bekannt,
das aufkommt, wenn sich ein GPS-fähiges Fahrzeug in nächster Nähe zu großen Gebäuden oder
anderen Bauten befindet. In einer solchen Umgebung tritt aufgrund
der Reflexion der GPS-Satellitensignale von den Bauten ein hoher Grad
an Multipfadsignalen auf. Zusätzlich
können
einige Bauten eine teilweise oder vollständige Blockierung der GPS-Satellitensignale
bewirken. Solch eine Blockierung kann problematisch sein, da ein GPS-Empfänger GPS-Signale
von mindestens drei verschiedenen GPS-Satelliten empfangen muss,
um eine Positionsauslesung zu erhalten.
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Um
eine Ortsbestimmung zu verbessern, beruhen einige Fahrzeugpositionsbestimmungssysteme
auf Koppel-Techniken ("DR"-Techniken von dead reckoning
techniques). DR-Techniken kombinieren die GPS-Satelliten messungen
mit zusätzlichen
Quellen von Ortsinformationen, die sich in dem Fahrzeug befinden
können.
Zum Beispiel können
DR-Techniken Trägheitskreisel,
Beschleunigungsmesser, Kompassinformationen und Raddrehzahlsensoren
verwenden. Der Stand der Technik umfasst eine Anzahl an GPS-/DR-Systemen,
die GPS-/DR-Systeme umfassen, die bei Fahrzeuganwendungen verwendet werden.
Leider kann die Verwendung einer DR-Technologie bei einer fahrzeugeigenen
Fahrzeuganwendung die Kosten und Komplexität des Systems erhöhen.
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Militärisch genutzte
(military grade) GPS-Systeme verwenden zusätzliche GPS-Daten, zum Beispiel
differenzielle GPS-Daten oder Wide Area Augmentation System-Daten
("WAAS"-Daten), um eine
Ortsbestimmung zu verbessern. Die Verwendung von differenziellen
GPS-Daten und WAAS-Daten
reduziert bekannte GPS-Fehlerquellen wie beispielsweise: Ionosphäre; Takt
oder Uhrzeit; Ephemeriden; Multipfad; Troposphäre; und Empfängerfehler.
Differenzielle GPS-Daten und WAAS-Daten sind für preiswerte Verbraucheranwendungen
jedoch nicht leicht verfügbar.
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Demgemäß ist es
erwünscht,
ein GPS-basiertes Fahrzeugpositionsbestimmungssystem zu haben, das
das Erfordernis minimiert, auf DR-Techniken angewiesen zu sein, um eine
genaue Positionsbestimmung zu erhalten. Zusätzlich ist es erwünscht, ein
GPS-basiertes Fahrzeugpositionsbestimmungssystem zu haben, das in
einer Straßenschlucht-Umgebung
zuverlässig
und genau arbeitet. Des weiteren werden andere erwünschte Merkmale
und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen
und dem vorangehenden technischen Gebiet und dem Hintergrund ersichtlich.
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Ein
fahrzeugeigenes Fahrzeugpositionsbestimmungssystem gemäß der Erfindung
kann die momentane Position des Fahrzeugs unter Verwendung von GPS-Daten
und GPS-Korrekturdaten, die über
eine oder mehrere Komponenten eines Satellitenradiosystem ("SRS" von satellite radio
system) übertragen
werden, genau bestimmen. Das Fahrzeugpositionsbestimmungssystem
kann genaue Fahrzeugpositionsdaten erzeugen, während das Erfordernis, auf
eine DR-Technologie angewiesen zu sein, minimiert wird. Gemäß einer
praktischen Ausführungsform
der Erfindung setzt das Fahrzeugpositionsbestimmungssystem terrestrische
Repeater des SRS wirksam ein, was die Zuverlässigkeit in Straßenschlucht-Umgebungen
steigert.
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Die
obigen und andere Aspekte der Erfindung können bei einer Ausführungsform
durch ein fahrzeugeigenes Fahrzeugpositionsbestimmungssystem mit
einem GPS-Empfänger,
der ausgebildet ist, um GPS-Signale zu empfangen, die von GPS-Satelliten
stammen, ausgeführt
werden, wobei die GPS-Signale GPS-Daten umfassen, ein SRS-Empfänger ausgebildet
ist, um SRS-Signale zu empfangen, die von einer Satellitenradio-Rundfunkzentrale stammen,
wobei die SRS-Signale GPS-Korrekturdaten umfassen, und eine Verarbeitungslogik
mit dem GPS-Empfänger
und dem SRS-Empfänger gekoppelt
ist. Die Verarbeitungslogik ist ausgebildet, um in Ansprechen auf
die GPS-Daten und die GPS-Korrekturdaten Daten der momentanen Fahrzeugposition zu
erzeugen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben;
in dieser zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines satellitenbasierten Fahrzeugpositionsbestimmungssystems
gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines fahrzeugeigenen Fahrzeugpositionsbestimmungssystems
gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung;
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3 ein
Flussdiagramm eines GPS-Korrekturdatenübermittlungsprozesses gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung; und
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4 ein
Flussdiagramm eines Fahrzeugpositionsbestimmungsprozesses gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung.
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Die
folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter
Natur und beabsichtigt nicht, die Erfindung oder die Anwendung und
Verwendungen der Erfindung zu beschränken. Des weiteren besteht keine
Absicht, durch irgendeine beschriebene oder implizierte Theorie,
die in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der
Kurzbeschreibung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt
ist, gebunden zu sein.
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Die
Erfindung kann hierin in Bezug auf funktionale und/oder logische
Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben werden.
Es sei angemerkt, dass solche Blockkomponenten durch jede Anzahl
an Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert
werden können,
die ausgebildet sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Zum
Beispiel kann eine Ausführungsform
der Erfindung verschiedene Komponenten einer integrierten Schaltung,
zum Beispiel Speicherelemente, Elemente für eine digitale Signalverarbeitung,
Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen einsetzen, die
unter der Steuerung von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuereinrichtungen
eine Vielzahl an Funktionen ausführen
können.
Zusätzlich
werden Fachleute erkennen, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung
mit jeder Anzahl an praktischen Fahrzeugcomputersystem-Plattformen, -Architekturen und
-Einsätzen,
jeder Anzahl an praktischen Satellitenpositionsbestimmungssystem-Plattformen,
-Architekturen und -Einsätzen,
und jeder Anzahl an praktischen Satellitenradiosystem-Plattformen,
-Architekturen und -Einsätzen
ausgeführt
werden kann, und dass das bestimmte System, das hierin beschrieben
ist, lediglich eine beispielhafte Anwendung der Erfindung ist.
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Um
es kurz zu machen werden herkömmliche
Techniken, die mit Fahrzeugcomputermodulen, einer Fahrzeugpositionsbestimmungsdatenverarbeitung,
GPS-Daten und -Systemkomponenten, SRS-Daten und -Systemkomponenten,
einer digitalen Datenkommunikation und anderen funktionalen Aspekten
des Systems (und den einzelnen Betriebskomponenten des Systems)
in Beziehung stehen, hierin nicht ausführlich beschrieben. Des weiteren sollen
die Verbindungslinien, die in den verschiedenen Figuren, die hierin
enthalten sind, gezeigt sind, beispielhafte funktionale Beziehungen
und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen
darstellen. Es sei angemerkt, dass viele alternative oder zusätzliche
funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen bei einer
praktischen Ausführungsform
vorhanden sein können.
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Die
folgende Beschreibung kann sich darauf beziehen, dass Komponenten
oder Merkmale miteinander "verbunden" oder "gekoppelt" sind. Wie hierin verwendet
bedeutet "verbunden", wenn es nicht ausdrücklich anders
festgestellt ist, dass eine Komponente/ein Merkmal direkt oder indirekt
und nicht notwendigerweise mechanisch mit einer anderen Komponente/einem
anderen Merkmal verbunden ist. Ähnlich
bedeutet "gekoppelt", wenn es nicht ausdrücklich anders
festgestellt ist, dass eine Komponen te/ein Merkmal direkt oder indirekt
und nicht notwendigerweise mechanisch mit einer anderen Komponente/einem
anderen Merkmal gekoppelt ist. Somit können, obwohl die schematischen
Blockdiagramme Beispielanordnungen von Elementen zeigen, bei einer
tatsächlichen
Ausführungsform
zusätzliche
Zwischenelemente, -einrichtungen, -merkmale oder -komponenten vorhanden
sein (unter der Annahme, dass die Funktionalität des Systems oder der Teilsysteme
nicht nachteilig beeinflusst wird).
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In 1 und 2 können die
verschiedenen Systemkomponenten mit physikalischen Hardwareelementen,
virtuellen Maschinen und/oder logischen Elementen implementiert
sein. Solche Systemkomponenten können
Universalmikroprozessoren, Controller oder Mikrocontroller verwenden,
die geeignet ausgebildet sind, um den Betrieb des Systems, der hierin
beschrieben ist, zu steuern, oder zumindest die Prozesse, die hierin
beschrieben sind, zu regeln. Gemäß den Praktiken
von Fachleuten in der Computerprogrammierung ist die vorliegende
Erfindung hierin in Bezug auf symbolische Darstellungen von Operationen
beschrieben, die durch verschiedene Verarbeitungs- oder logische
Komponenten ausgeführt
werden können.
Solche Operationen werden manchmal als von einem Computer ausgeführt, computergestützt, softwareimplementiert
oder computerimplementiert bezeichnet. Es sei angemerkt, dass Operationen,
die symbolisch dargestellt sind, die Manipulation durch die verschiedenen
Mikroprozessoreinrichtungen von elektrischen Signalen, die Datenbits
an Speicherstellen in dem Systemspeicher darstellen, sowie eine
andere Verarbeitung von Signalen umfassen. Die Speicherstellen,
an denen Datenbits gehalten werden, sind physikalische Stellen,
die bestimmte elektrische, magnetische, optische oder organische
Eigenschaften haben, die den Datenbits entsprechen.
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Verschiedene
Elemente der vorliegenden Erfindung sind, wenn sie in Software implementiert
werden, im Wesentlichen die Codesegmente oder Anweisungen, die die
verschiedenen Tasks oder Schritte ausführen. Die Programm- oder Codesegmente können in
einem von einem Prozessor lesbaren Medium gespeichert sein oder
durch ein Computerdatensignal, das in einer Trägerwelle umfasst ist, über ein Übertragungsmedium
oder einen Kommunikationspfad übertragen
werden. Das "von
einem Prozessor lesbare Medium" oder "von einer Maschine
lesbare Medium" kann
jedes Medium umfassen, das Informationen speichern oder transferieren
kann. Beispiele des von einem Prozessor lesbaren Mediums umfassen
einen elektronischen Schaltkreis, eine Halbleiterspeichereinrichtung,
einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren ROM (EROM von erasable
ROM), eine Diskette, eine CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte,
ein Lichtleitfasermedium, eine Hochfrequenzverbindung (HF-Verbindung)
oder dergleichen. Das Computerdatensignal kann jedes Signal umfassen,
das sich über
ein Übertragungsmedium
wie beispielsweise elektronische Netzwerkkanäle, Lichtleitfasern, Luft,
elektromagnetische Pfade oder HF-Verbindungen
ausbreiten kann. Die Codesegmente können über Computernetzwerke wie beispielsweise
das Internet, ein Intranet, ein LAN oder dergleichen heruntergeladen
werden.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugpositionsbestimmungssystems 100, das
gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung ausgebildet ist. Das System 100 umfasst im
Allgemeinen eine Vielzahl an GPS-Satelliten 102, einen oder
mehrere SRS-Satelliten 104/106, eine oder mehrere
SRS-Uplink-Stationen 108/110, einen oder mehrere
terrestrische Repeater 112/114, eine SRS-Rundfunkzentrale 116,
eine GPS-Korrekturdatenquelle 118 und ein Fahrzeug 120 mit
einem fahrzeugeigenen Telematiksystem, das mindestens ein fahrzeugeigenes
Fahrzeugpositionsbestimmungsteilsystem umfasst. In einem praktischen
Einsatz kann das Telematiksystem auch Telefonie, Datenlieferung,
Navigation, Fahrzeugstatusüberwachung und
Medienmerkmale umfassen.
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Die
GPS-Satelliten 102 stellen Satelliten dar, die kontinuierlich
ihre Position zum Empfang durch bodenbasierte GPS-Empfängerkomponenten
ausstrahlen. GPS-Signale, die an GPS-Satelliten 102 erzeugt
werden, umfassen GPS-Daten, die die Position der GPS-Satelliten 102 angeben.
Es gibt derzeit 24 GPS-Satelliten 102, die in der Umlaufbahn
eingesetzt sind; diese 24 GPS-Satelliten brauchen nicht modifiziert
zu werden, um das Fahrzeugpositionsbestimmungssystem 100 zu
unterstützen.
In der Praxis umläuft
jeder GPS-Satellit 102 die Erde auf eine nicht geostationäre Weise.
Die Art und Weise, auf die GPS-Satelliten 102 mit bodenbasierten
Komponenten kommunizieren, ist Fachleuten der Satellitenkommunikation
bekannt, und wird deshalb hierin nicht ausführlich beschrieben.
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Die
SRS-Satelliten 104/106 stellen Satelliten dar,
die in Verbindung mit Diensten eingesetzt werden, die durch einen
SRS-Provider angeboten werden. Ein solcher Provider bietet kommerzielle SRS-Dienste
unter dem Namen XM Satellite Radio Inc. an. Das kommerzielle SRS-System,
das von diesem Provider unterhalten wird, verwendet zwei geostationäre SRS-Satelliten 104/106 kombiniert
mit einer Vielzahl an terrestrischen Repeatern 112/114,
um SRS-Signale an Teilnehmer oder Abonnenten mit einem kompatiblen
SRS-Empfänger
einschließlich fahrzeugeigenen
Fahrzeug-SRS-Empfängern auszustrahlen.
Wie es nachstehend ausführlicher
beschrieben wird, können
die SRS-Signale GPS-Korrekturdaten umfassen, die mit den herkömmlichen SRS-Radiodaten
kombiniert sind. Die Art und Weise, auf die die SRS-Satelliten 104/106 mit
bodenbasierten Komponenten kommunizieren, ist Fachleuten der Satellitenkommunikation
bekannt, und wird deshalb hierin nicht ausführlich beschrieben.
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Die
SRS-Rundfunkzentrale 116 kann eine bodenbasierte Zentrale
sein, die anderen Komponenten des SRS-Systems SRS-Content bereitstellt. Es
sei angemerkt, dass, obwohl die SRS-Rundfunkzentrale 116 in 1 als
ein einzelner Block gezeigt ist, sie in einer oder mehreren der
SRS-Uplink-Stationen 108/110 umfasst
sein kann. Die SRS-Rundfunkzentrale 116 kann den SRS-Uplink-Stationen 108/110 über geeignete
Datenkommunikationsverbindungen 122/124 (die jede
Anzahl an Kabel- und/oder drahtlosen Teilen umfassen können) SRS-Signale
liefern. Die SRS-Uplink-Stationen 108/110 wiederum übertragen
SRS-Signale über
geeignete Uplink-Datenkommunikationsverbindungen 126/128 zu
den SRS-Satelliten 104/106.
Danach übertragen
die SRS-Satelliten 104/106 SRS-Signale für eine lokale Verarbeitung
zu bodenbasierten Empfängerkomponenten.
Diesbezüglich
können
die SRS-Satelliten 104/106 direkte SRS-Signale 130/132 zu
dem Fahrzeug 120 und/oder über die terrestrischen Repeater 112/114 indirekte
SRS-Signale 134/136 zu dem Fahrzeug 120 übertragen.
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Ein
terrestrischer Repeater ist, wie der Name sagt, eine bodenbasierte
Komponente, die als eine Relaisstation für SRS-Signale dient. Im Allgemeinen empfängt ein
terrestrischer Repeater ein SRS-Signal und verstärkt es für eine Wiederübertragung
mit einer höheren Übertragungsleistung.
Ein terrestrischer Repeater kann auch ein Filtern, eine Fehlerkorrektur oder
ein anderes Konditionieren des SRS-Signals vor einer Wiederübertragung
ausführen.
Somit ermöglichen
die terrestrischen Repeater 112/114, dass SRS-Signale
mit einer relativ hohen Leistung das Fahrzeug 120 in Umgebungen
erreichen, in denen GPS-Signale mit einer relativ niedrigen Leistung
von den GPS-Satelliten 102 blockiert werden. Obwohl dies
nicht in 1 gezeigt ist, kann das Fahrzeugpositionsbestimmungssystem 100 auch
terrestrische Zwischen-Repeater umfassen, die SRS-Signale von einem
anderen terrestrischen Repeater empfangen. Diesbezüglich kann
ein terrestrischer Zwischen-Repeater die SRS-Signale zu einem anderen
terrestrischen Zwischen-Repeater und/oder dem Fahrzeug 120 weiterleiten.
Herkömmliche
terrestrische Repeater, die derzeit eingesetzt werden, um Standard-SRS-Systeme
zu unterstützen,
können
in dem System 100 ohne Abwandlung verwendet werden.
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Gemäß der Beispielausführungsform
der Erfindung umfassen SRS-Signale
GPS-Korrekturdaten. Wie hierin verwendet bedeutet "GPS-Korrekturdaten" alle Daten oder
Informationen außer
den primären
GPS-Daten, die von
den GPS-Satelliten 102 stammen, wobei solche Daten oder
Informationen die primären
GPS-Daten ergänzen.
Zum Beispiel können
GPS-Korrekturdaten differenzielle GPS-Daten wie beispielsweise WAAS-Daten umfassen. Die GPS-Korrekturdatenquelle 118 stellt
die Verarbeitungslogik, die Einheit, die Komponente, das Teilsystem,
die Datei, die Einrichtung oder ein anderes Element dar, das der
SRS-Rundfunkzentrale 116 die GPS-Korrekturdaten liefert.
Obwohl die GPS-Korrekturdatenquelle 118 in 1 als
ein einzelner Block dargestellt ist, kann sie in der SRS-Rundfunkzentrale 116 umfasst
sein.
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In
der Praxis umfassen die SRS-Signale auch die herkömmlichen
SRS-Radiodaten.
Mit anderen Worten enthalten die SRS-Signale GPS-Korrekturdaten und SRS-Radiodaten. Die
beiden Datentypen können
unter Verwendung von jeder geeigneten Datenkommunikationstechnik
oder jedem geeigneten Datenkommunikationsprotokoll, die oder das
eine Datentrennung oder -extraktion durch die empfangende Komponente
vereinfacht, übertragen
werden.
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Bei
einem praktischen Einsatz kann das Fahrzeugpositionsbestimmungssystem 100 jede
Anzahl an GPS-Satelliten 102, jede Anzahl an SRS-Satelliten 104/106,
jede Anzahl an terrestrischen Repeatern 112/114 und jede
Anzahl an SRS-Uplink-Stationen 108/110 umfassen.
Zusätzlich
kann das System 100 mehr als eine SRS-Rundfunkzentrale 116, z.B.
eine, die jeden SRS-Satelliten 104/106 bedient, umfassen.
Das System 100, wie es in 1 gezeigt ist,
ist lediglich ein einfaches Beispiel, das nur zur Vereinfachung
der Beschreibung verwendet wird.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines fahrzeugeigenen Fahrzeugpositionsbestimmungssystems 200,
das gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung ausgebildet ist. Das System 200 kann zum
Beispiel in dem Fahrzeug 120, das in 1 gezeigt
ist, eingesetzt sein. Das System 200 umfasst im Allgemeinen
einen GPS-Empfänger 202,
einen SRS-Empfänger 204,
eine Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206, die mit dem
GPS-Empfänger 202 gekoppelt
ist, und eine Datenextraktionsverarbeitungslogik 208, die
mit dem SRS-Empfänger 204 und
der Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 gekoppelt ist.
Das System 200 kann ebenfalls eine GPS-Antenne 210,
die mit dem GPS-Empfänger 202 gekoppelt
ist, wobei die GPS-Antenne 210 geeignet ausgebildet ist,
um GPS-Signale zu
empfangen, und eine SRS-Antenne 212, die mit dem SRS-Empfänger 204 gekoppelt
ist, wobei die SRS-Antenne 212 geeignet ausgebildet ist,
um SRS-Signale zu empfangen, umfassen. Bei der Beispielausführungsform
ist das System 200 ausgebildet, um Fahrzeugpositionsdaten 214,
die den momentanen Ort des Fahrzeugs angeben, und SRS-Radiodaten 216,
die Audio- und/oder Video-Content darstellen, der zur Wiedergabe
durch das audiovisuelle System des Fahrzeugs geeignet ist, erzeugen.
In der Praxis kann das System 200 in einem fahrzeugeigenen
Fahrzeugtelematiksystem umfasst sein, und die Elemente des Systems 200 können mit
jeder Anzahl an physikalischen Komponenten realisiert sein. Tatsächlich können der GPS-Empfänger 202,
der SRS-Empfänger 204,
die Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 und die Datenextraktionsverarbeitungslogik 208 als
Hardware, Software und/oder Firmware in einer einzigen physikalischen
Komponente realisiert sein. Der GPS-Empfänger 202 und der SRS-Empfänger 204 können zum
Beispiel in einem integrierten Empfängeraufbau kombiniert sein.
Des weiteren können
bei einer praktischen Ausführungsform,
obwohl 2 zwei separate Antennenkomponenten zeigt, die GPS-Antenne 210 und
die SRS-Antenne 212 als eine einzelne Antennenanordnung
realisiert sein.
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Der
GPS-Empfänger 202 ist
geeignet ausgebildet, um über
die GPS-Antenne 210 GPS-Signale zu empfangen, die von GPS-Satelliten
stammen. Wie oben erwähnt
umfassen die GPS-Signale, die durch den GPS-Empfänger 202 verarbeitet
werden, GPS-Daten. Diese GPS-Daten können als die "primären" oder "grundlegenden" GPS-Daten betrachtet werden,
aus denen das System 200 den momentanen Ort des Fahrzeugs
ableitet. Die GPS-Daten können
der Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 für eine weitere
Verarbeitung übergeben
werden, wie es unten beschrieben ist. Der SRS-Empfänger 204 ist geeignet
ausgebildet, um über
die SRS-Antenne 212 SRS-Signale zu empfangen, die von einer SRS-Rundfunkzentrale
(wie beispielsweise der SRS-Rundfunkzentrale 116) stammen.
In Abhängigkeit
von der bestimmten Systemarchitektur, dem Ort des Fahrzeugs und
anderen praktischen Betrachtungen können SRS-Signale, die durch
den SRS-Empfänger 204 empfangen
werden, durch die SRS-Satelliten 104/106, die
terrestrischen Repeater 112/114 oder andere Komponenten
oder Teilsysteme des Systems 100 übertragen werden. Wie oben
erwähnt umfassen
die durch den SRS-Empfänger 204 verarbeiteten
SRS-Signale GPS-Korrekturdaten (und möglicherweise SRS-Radiodaten).
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Die
Datenextraktionsverarbeitungslogik 208 ist geeignet ausgebildet,
um die GPS-Korrekturdaten von den empfangenen SRS-Signalen zu trennen oder
zu extrahieren. Diesbezüglich
kann die Datenextraktionsverarbeitungslogik 208 jede Anzahl
an Datenkommunikationstechniken ausfüh ren, um die GPS-Korrekturdaten
zu isolieren. Die GPS-Korrekturdaten (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 218) können der
Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 übergeben
werden, um eine Anpassung und/oder Korrektur der primären GPS-Daten
zu ermöglichen.
Bei einer praktischen Ausführungsform passt
die Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 die GPS-Daten
gemäß den GPS-Korrekturdaten an/korrigiert
die GPS-Daten gemäß den GPS-Korrekturdaten,
um die Daten 214 der momentanen Fahrzeugposition zu erzeugen.
Die spezifische Art und Weise, auf die die Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 die
primären
GPS-Daten anpasst, kann
von einem System zu einem anderen variieren.
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3 ist
ein Flussdiagramm eines GPS-Korrekturdatenübermittlungsprozesses 300 gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung. Der Prozess 300 richtet sich im Allgemeinen
auf die Handhabung von GPS-Korrekturdaten
durch einen SRS-Provider. Es sei angemerkt, dass die verschiedenen
Schritte, die in Verbindung mit dem Prozess 300 ausgeführt werden,
durch Software, Hardware, Firmware oder jede Kombination aus diesen
ausgeführt
werden können.
Zu Erläuterungszwecken
kann sich die folgende Beschreibung des Prozesses 300 auf
Elemente beziehen, die oben in Verbindung mit 1 genannt
wurden. Bei praktischen Ausführungsformen
können
Abschnitte des Prozesses 300 durch verschiedene Elemente
des beschriebenen Systems ausgeführt
werden, die ohne Beschränkung die
SRS-Rundfunkzentrale, die SRS-Uplink-Stationen oder die terrestrischen
Repeater umfassen. Es sei ebenfalls angemerkt, dass der Prozess 300 jede Anzahl
an zusätzlichen
oder alternativen Schritten umfassen kann, die Schritte, die in 3 gezeigt sind,
nicht in der erläuterten
Reihenfolge ausgeführt werden
müssen,
und der Prozess 300 in einem umfangreicheren Ablauf oder
Prozess mit zusätzlicher Funktionalität umfasst
sein kann, die hierin nicht ausführlich
beschrieben ist.
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Der
GPS-Korrekturdatenübermittlungsprozess 300 beginnt
durch Erhalten von GPS-Korrekturdaten für eine SRS-Uplink-Station (Schritt 302).
Wie oben beschrieben können
die GPS-Korrekturdaten differenzielle GPS-Daten wie beispielsweise WAAS-Daten
sein, die von jeder verfügbaren
Quelle erhalten werden. In der Praxis werden die GPS-Korrekturdaten
einer SRS-Rundfunkzentrale zur Verarbeitung mit den normalen SRS-Radiodaten
geliefert. Schließlich
werden die GPS-Korrekturdaten zu der SRS-Uplink-Station gesendet, die dann die GPS-Korrekturdaten über einen
Uplink zu einem oder mehreren SRS-Satelliten überträgt (Schritt 304).
Bei einer praktischen Ausführungsform
können die
GPS-Korrekturdaten mit SRS-Radiodaten zu geeignet formatierten SRS-Signalen
kombiniert werden (oder in SRS-Radiodaten umfasst sein). Die SRS-Uplink-Station
kann die SRS-Signale und/oder die GPS-Korrekturdaten unter Verwendung
von Techniken und Protokollen, die Fachleuten der Satellitendatenkommunikation
bekannt sind, zu den SRS-Satelliten übertragen.
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Die
SRS-Satelliten führen
eine Downlink-Übertragung
von SRS-Signalen aus (Schritt 306), wobei die SRS-Signale
die GPS-Korrekturdaten umfassen. Die SRS-Satelliten können die SRS-Signale
und/oder die GPS-Korrekturdaten unter Verwendung von Techniken und
Protokollen, die Fachleuten der Satellitendatenkommunikation bekannt
sind, übertragen.
Tatsächlich
brauchen die SRS-Satelliten nicht modifiziert werden, um den GPS-Korrekturdatenübermittlungsprozess 300 zu unterstützen. Wie
oben erwähnt
können
einige SRS-Signale direkt von einem SRS-Satelliten zu dem empfangenden
Fahrzeug übertragen
werden, während
andere SRS-Signale
indirekt über
einen oder mehrere terrestrische Repeater zu dem empfangenden Fahrzeug übertragen
werden können.
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Wenn
ein terrestrischer Repeater in dem Datenübertragungspfad umfasst ist,
dann werden Downlink-SRS-Signale, die GPS-Korrekturdaten umfas sen,
durch den terrestrischen Repeater empfangen (Schritt 308).
Der terrestrische Repeater kann ein Konditionieren oder Verarbeiten
des empfangenen SRS-Signals vor einem Wiederübertragen des Downlink-SRS-Signals
ausführen
(Schritt 310). Wie oben beschrieben kann solch eine Wiederübertragung
an einen anderen terrestrischen Repeater und/oder das empfangende
Fahrzeug gerichtet sein. In besonderem Maße findet die Übertragung
von SRS-Signalen auf eine Weise einer Ausstrahlung und ohne jegliches
spezifische empfangende Fahrzeug oder jegliche spezifische empfangene
Komponente als ein Ziel statt.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Fahrzeugpositionsbestimmungsprozesses 400 gemäß einer
Beispielausführungsform
der Erfindung. Der Prozess 400 richtet sich im Allgemeinen
auf die Handhabung von satellitenbasierten Positionsbestimmungsdaten
durch ein fahrzeugeigenes Fahrzeugtelematiksystem, zum Beispiel
ein Fahrzeugpositionsbestimmungssystem wie es oben beschrieben ist.
Es sei angemerkt, dass die verschiedenen Schritte, die in Verbindung
mit dem Prozess 400 ausgeführt werden, durch Software,
Hardware, Firmware oder jede Kombination aus diesen ausgeführt werden
können.
Zu Erläuterungszwecken
kann sich die folgende Beschreibung des Prozesses 400 auf
Elemente beziehen, die oben in Verbindung mit 2 erwähnt sind.
Bei praktischen Ausführungsformen
können Abschnitte
des Prozesses 400 durch verschiedene Elemente des beschriebenen
Systems ausgeführt werden,
die ohne Beschränkung
den GPS-Empfänger 202,
den SRS-Empfänger 204,
die Fahrzeugpositionsverarbeitungslogik 206 oder die Datenextraktionsverarbeitungslogik 208 umfassen.
Es sei auch angemerkt, dass der Prozess 400 jede Anzahl
an zusätzlichen
oder alternativen Schritten umfassen kann, die Schritte, die in 4 gezeigt
sind, nicht in der erläuterten
Reihenfolge ausgeführt
werden müssen,
und der Prozess 400 in einem umfangreicheren Ablauf oder
Prozess mit einer zusätzlichen
Funktionalität
umfasst sein kann, die hierin nicht ausführlich beschrieben ist.
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Der
Fahrzeugpositionsbestimmungsprozess 400 kann durch Empfangen
von GPS-Signalen, die von GPS-Satelliten stammen, über das
fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem beginnen (Schritt 402).
Die GPS-Signale umfassen GPS-Daten wie oben erklärt. Zusätzlich empfängt das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem
ebenfalls SRS-Signale, die von einer SRS-Rundfunkzentrale stammen.
Die SRS-Signale umfassen GPS-Korrekturdaten und SRS-Radiodaten wie
oben beschrieben. In der Praxis kann das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem
direkte SRS-Signale, die von SRS-Satelliten übertragen werden (Schritt 404),
und/oder wiederübertragene
SRS-Signale, die von terrestrischen Repeatern übertragen werden (Schritt 406),
empfangen.
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Das
fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem kann die empfangenen SRS-Signale
verarbeiten, um die GPS-Korrekturdaten von den SRS-Signalen zu trennen
oder zu extrahieren (Schritt 408) und/oder die SRS-Radiodaten
von den SRS-Signalen zu trennen oder zu extrahieren. Die SRS-Radiodaten
können
dann auf eine herkömmliche
Art und Weise verarbeitet werden, um eine Wiedergabe durch das audiovisuelle
System des Fahrzeugs zu vereinfachen. Die extrahierten GPS-Korrekturdaten
können
dann unter Verwendung geeigneter Korrekturtechniken verwendet werden,
um die primären
GPS-Daten anzupassen oder zu korrigieren (Schritt 410).
Mit anderen Worten werden die primären GPS-Daten, die während Schritt 402 empfangen
werden, gemäß den GPS-Korrekturdaten
angepasst. Zusätzlich
erzeugt das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem Daten der momentanen
Fahrzeugposition auf der Grundlage der korrigierten GPS-Daten (Aufgabe 412).
Diesbezüglich
werden die Daten der momentanen Fahrzeugposition in Ansprechen auf
die primären GPS-Daten
und in Ansprechen auf die GPS-Korrekturdaten erzeugt.
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Das
fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem kann Nachverarbeitungs- oder Echtzeit-Timing-Verfahren
einsetzen, um die GPS-Korrekturdaten mit den primären GPS-Daten
zu synchronisieren. Zusammengefasst wird eine mögliche Nachverarbeitungstechnik
wie folgt ausgeführt:
(1) die SRS-Uplink-Station
berechnet Reichweiten- oder Bereichskorrekturen und versieht ihre
Uplink-Übertragungen
mit Zeitmarken; (2) das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem versieht
die momentan gemessenen Reichweiten bezüglich der SRS-Satelliten mit Zeitmarken;
und (3) zu einem definierten späteren Zeitpunkt
können
sowohl die SRS-Uplink-Station als auch das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem
ihre jeweiligen mit Zeitmarken versehenen Informationen auf fahrzeugeigene
Telematiksysteme zur Verwendung in Verbindung mit einer verbesserten
Fahrzeugpositionsbestimmung herunterladen.
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Für Anwendungen
mit genauer Navigation wird die Echtzeittechnik bevorzugt, um Zeitverzögerungen
zu beseitigen, die mit der Nachverarbeitungstechnik in Verbindung
stehen können.
Ein mögliches Beispiel
einer Echtzeitverarbeitung beginnt damit, dass die SRS-Uplink-Station
periodisch (z.B. jede Sekunde) die GPS-Korrekturdaten zu dem fahrzeugeigenen
Fahrzeugteilsystem sendet. Dies kann über eine direkte Übertragung
zu dem Fahrzeug oder über die
SRS-Satelliten erreich werden. Sobald das fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem
diese Informationen empfängt,
können
sie mit den Echtzeit-GPS-Daten verarbeitet werden, um die verbesserte
Ortsmessung für
das Fahrzeug bereitzustellen.
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Bei
einer praktischen Ausführungsform
der Erfindung können
die Daten der momentanen Fahrzeugposition des Weiteren durch das
fahrzeugeigene Fahrzeugteilsystem verarbeitet werden, um ein Rendering
oder eine Anzeige der momentanen Fahrzeugposition in Verbindung
mit zum Beispiel ei nem fahrzeugeigenen Navigationssystem zu vereinfachen.
Alternativ (oder zusätzlich)
können
die Daten der momentanen Fahrzeugposition weiter durch das fahrzeugeigene
Fahrzeugteilsystem verarbeitet werden, um eine Übertragung zu einem Überwachungsdienst
zu vereinfachen oder um eine fahrzeugeigene Speicherung zu vereinfachen.
Wie es durch den Pfeil von Schritt 412 zu Schritt 402 gezeigt
ist, kann der Fahrzeugpositionsbestimmungsprozess 400 ein
kontinuierlicher Prozess sein, der sich selbst wiederholt, um ein
Aktualisieren der Fahrzeugposition in Echtzeit zu ermöglichen.
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Zusammengefasst
setzt ein fahrzeugeigenes Fahrzeugpositionsbestimmungssystem gemäß der Erfindung
wirksam den zuverlässigen
Abdeckungsbereich und eine relativ hohe Übertragungsleistung eines SRS-Systems ein, um eine
verbesserte GPS-basierte Ortsbestimmung bereitzustellen. Das System
kann in einer Straßenschlucht-Umgebung,
in der herkömmliche
GPS-Satellitensignalübertragungen
stark reflektiert und/oder vollständig blockiert werden können, einen
verbesserten Ort liefern. Des Weiteren verwendet das System das SRS-System,
um GPS-Korrekturdaten wie beispielsweise differenzielle GPS-Daten
zu übermitteln,
die die Genauigkeit von Standard-GPS-Ortsauslesungen verbessern.
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Zusammengefasst
betrifft die Erfindung eine Fahrzeugpositionsbestimmungssystem-Architektur gemäß der Erfindung,
die ein Satellitenradiosystem ("SRS") einsetzt, um Korrekturdaten
des globalen Positionsbestimmungssystems ("GPS")
zu Fahrzeugen zu übermitteln.
Ein Fahrzeug mit einem kompatiblen fahrzeugeigenen Positionsbestimmungssystem
empfängt
Standard-GPS-Daten von GPS-Satelliten zusammen mit SRS-Signalen von SRS-Satelliten
und/oder terrestrischen SRS-Repeatern. Das fahrzeugeigene Fahrzeugpositionsbestimmungssystem
korrigiert die GPS- Daten
mit GPS-Korrekturdaten, die über
die SRS-Signale empfangen werden.