ES2323776T3 - Procedimiento y aparato para mejorar la precision de radiolocalizacion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para determinar una estimación de posición para un terminal (110) inalámbrico en un sistema de determinación de posición, estando caracterizado el procedimiento por las etapas de: obtener (212) una estimación de posición inicial para el terminal (110); obtener (214) un conjunto de mediciones de uno o más sistemas (100) de determinación de posición; derivar (222) un vector de medición basándose en la estimación de posición inicial y el conjunto de mediciones; derivar (228) un vector de corrección basándose al menos en el vector de medición; y actualizar (216) la estimación de posición inicial con el vector de corrección.
Description
Procedimiento y aparato para mejorar la
precisión de radiolocalización.
La presente invención se refiere, en general, a
la determinación de la posición. Más específicamente, la presente
invención se refiere a un procedimiento y aparato para proporcionar
una estimación de posición más precisa para un terminal inalámbrico
usando un conjunto de mediciones.
A menudo es deseable, y en ocasiones necesario,
conocer la posición de un usuario inalámbrico. Por ejemplo, la
Federal Communications Comission (FCC) ha adoptado un informe y una
orden para servicio inalámbrico mejorado 911
(E9-1-1) que requiere proporcionar
la ubicación de un terminal inalámbrico (por ejemplo, un teléfono
móvil, módem, ordenador con capacidad inalámbrica, asistente digital
personal (PDA), o cualquier otro dispositivo móvil o portátil de
este tipo que tenga capacidad de comunicación inalámbrica) a un
Servicio público de atención de llamadas de emergencia (PSAP) cada
vez que se realiza una llamada 911 desde el terminal. El mandato de
la FCC requiere que la localización del terminal, para tecnologías
basadas en microteléfonos tales como GPS asistido
(A-GPS), tenga una precisión en de un radio de 50
metros para el 67% de las llamadas y en de un radio de 150 metros
para el 95% de las llamadas. Además del mandato de la FCC, los
proveedores de servicios pueden utilizar servicios de localización
(es decir, servicios que identifican la posición de terminales
inalámbricos) en diversas aplicaciones para proporcionar
características de valor añadido que puedan generar ingresos
adicionales.
Pueden utilizarse diversos sistemas para
determinar la posición de un terminal inalámbrico. Un sistema de
este tipo es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) ampliamente
conocido, que es una "constelación" de 24 satélites
suficientemente separados que orbitan alrededor de la Tierra. Cada
satélite GPS transmite una señal codificada con información que
permite a los receptores medir el tiempo de llegada de la señal
recibida en relación con un punto arbitrario en el tiempo. Esta
medición de tiempo de llegada relativo puede convertirse entonces
en un "pseudoalcance", que es la suma del alcance real entre el
satélite y el terminal más todos los errores asociados con la
medición. Una posición tridimensional de un receptor GPS puede
estimarse con precisión (en un radio de 10 a 100 metros para la
mayoría de receptores GPS) basándose en mediciones de pseudoalcance
con respecto a un número suficiente de satélites (normalmente
cuatro) y sus ubicaciones.
Un sistema de comunicación inalámbrico, tal como
un sistema de comunicación celular, también puede usarse para
determinar la posición de un terminal inalámbrico. De manera similar
a las señales GPS, un terminal puede recibir una señal
"terrestre" desde una estación base unida a tierra y determinar
el tiempo de llegada de la señal recibida. De nuevo, la medición de
tiempo de llegada puede convertirse en un pseudoalcance. Pueden
usarse entonces mediciones de pseudoalcance con respecto a un número
suficiente de estaciones base (normalmente tres o más) para estimar
una posición bidimensional del terminal.
En un sistema de determinación de posición
híbrido, pueden usarse señales desde estaciones base unidas a tierra
en lugar de, o para complementar, señales desde satélites GPS para
determinar la posición de un terminal inalámbrico. Un terminal
"híbrido" incluiría un receptor GPS para recibir señales GPS
desde los satélites y un receptor "terrestre" para recibir
señales terrestres desde las estaciones base. Las señales recibidas
desde las estaciones base pueden usarse para el sincronismo por el
terminal o pueden convertirse en pseudoalcances. La posición
tridimensional del terminal puede estimarse basándose en un número
suficiente de mediciones para los satélites y estaciones base (para
redes CDMA normalmente son cuatro).
Los tres sistemas de determinación de posición
diferentes descritos anteriormente (concretamente GPS, inalámbrico
e híbrido) pueden proporcionar estimaciones de posición (o
"fijaciones") con diferentes niveles de precisión. Una
estimación de posición derivada basándose en señales desde el GPS es
la más precisa. Sin embargo, las señales GPS se reciben con niveles
de potencia muy bajos debido a las grandes distancias entre los
satélites y los receptores. Además, la mayoría de los receptores
GPS convencionales tienen gran dificultad a la hora de recibir
señales GPS dentro de edificios, bajo follaje denso, en
emplazamientos urbanos en los que altos edificios bloquean la mayor
parte del cielo, etc. Una estimación de posición derivada a partir
del sistema híbrido es menos precisa, y una derivada basándose en
señales desde el sistema de comunicación inalámbrico es incluso
menos precisa. Esto se debe a que los pseudoalcances calculados
basándose en señales desde las estaciones base tienden a presentar
mayores errores que los calculados a partir de señales GPS debido a
errores de sincronismo y de hardware en las estaciones base,
errores de sincronismo y de hardware en el terminal, y errores
debidos a la trayectoria de propagación
terrestre.
terrestre.
La posición de un terminal puede estimarse
basándose en cualquiera de los tres sistemas descritos
anteriormente. Es deseable obtener una estimación de posición que
sea lo más precisa posible. Por tanto, una solución GPS se
derivaría si está disponible un número suficiente de señales GPS. Si
éste no es el caso, entonces puede derivarse una solución híbrida
si está disponible una o más señales GPS más un número suficiente de
señales terrestres, y si no hay señales GPS disponibles, entonces
puede obtenerse una solución celular si está disponible un número
suficiente de señales terrestres.
El número requerido de señales para derivar
cualquiera de las tres soluciones descritas anteriormente puede no
estar disponible. En tales situaciones, puede usarse alguna técnica
alternativa de determinación de la posición para estimar la
posición del terminal. Una técnica alternativa de este tipo es la
técnica de ID de célula, que proporciona una ubicación designada
para una estación base de referencia (o de servicio) con la que el
terminal está en comunicación como estimación de la posición del
terminal. Esta ubicación designada puede ser el centro del área de
cobertura de la estación base, la ubicación de la antena de la
estación base, o alguna otra ubicación dentro del área de cobertura
de la estación base. Una solución de ID de célula mejorada puede
combinar información de ID de célula desde una estación base de
referencia con información de ID de célula desde otra estación base
y/o incluir mediciones de un retardo de ida y vuelta y/o mediciones
de intensidad de la señal desde al menos una estación base que está
en comunicación con el terminal. Una solución de ID de célula o de
ID de célula mejorada puede proporcionarse como una solución "de
reserva" o "red de seguridad" cuando no puede derivarse de
manera independiente una solución más precisa no puede derivarse de
manera independiente porque no hay disponible un número suficiente
de señales. Por desgracia, puesto que la calidad de la estimación
de posición proporcionada por la técnica alternativa anteriormente
mencionada depende del tamaño del área de cobertura de la estación
base, puede ser bastante pobre.
Por lo tanto existe una necesidad en la técnica
de un procedimiento y aparato para proporcionar una estimación de
posición más precisa para el terminal usando las mediciones que
están disponibles.
Se llama la atención al documento
EP-A-1 143 262, que da a conocer un
procesamiento de regresión de cresta ponderada (WRR) que se aplica
a tres o más mediciones de distancia para determinar la ubicación de
un terminal. Por ejemplo, en un sistema de navegación basado en
satélites integrado/red inalámbrica, la ubicación de una unidad
móvil puede determinarse aplicando procesamiento WRR a al menos tres
mediciones de distancia, siendo una o más de las mediciones de
distancia mediciones de distancia basadas en satélite (por ejemplo,
mediciones de pseudoalcance GPS) y una o más son mediciones de
distancia basadas en red inalámbrica (por ejemplo, mediciones de
retardo de ida y vuelta o de desfase del piloto). El procesamiento
WRR proporciona precisión mejorada en la determinación de la
posición de unidades móviles frente a técnicas convencionales de
mínimo cuadrado medio.
Además se llama la atención al documento
EP-A-1 148 344, que da a conocer un
sistema de posicionamiento global-inalámbrico
integrado que determina la ubicación de un terminal inalámbrico a
partir de mediciones de satélite y mediciones de red inalámbrica.
La precisión de la ubicación identificada depende de la calidad de
la medición a partir de la red inalámbrica que, por desgracia,
puede contener errores de medición tales como error sistemático.
Las errores sistemáticos las provocan los retardos de tiempo que se
producen durante el procesamiento y transmisión de señales. Los
retardos de tiempo varían para cada sector/estación base y para cada
tipo de modelo de terminal inalámbrico en uso. La calibración de
estas errores sistemáticos es importante para el éxito del sistema
de posicionamiento global inalámbrico integrado. Para un sistema de
red pequeña que sólo tiene un puñado de estaciones base/terminales
inalámbricos, puede configurarse un sistema específico para calibrar
los retardos de tiempo para cada estación base y/o terminal
inalámbrico. El enfoque es, sin embargo, costoso, consume mucho
tiempo, y está sujeto a numerosos errores. No es factible para un
sistema comercial a gran escala en el que están implicados cientos
de estaciones base y docenas de diferentes tipos de terminales
inalámbricos. El documento EP-A-1
148 344 da a conocer un procedimiento para usar un sistema de
posicionamiento global inalámbrico integrado para obtener
parámetros de retardo de desfase del piloto, para mejorar de manera
continua la calidad de los valores obtenidos, y para ajustar de
manera adaptativa los parámetros a cambios que puedan producirse. El
procedimiento no requiere configurar un sistema particular para la
calibración, y no requiere que un equipo de expertos técnicos
realice calibraciones de campo. Con este procedimiento, se usan los
terminales inalámbricos que tienen una recepción sin obstrucciones
de señales del sistema de posicionamiento global para determinar
una estimación de los parámetros de retardo de tiempo de desfase del
piloto que se usan a continuación para actualizar parámetros
obtenidos previamente en la base de datos. El parámetro de retardo
de tiempo de desfase del piloto estimado se usa a continuación para
calibrar las mediciones de desfase del piloto aplicadas para fijar
la posición de un terminal inalámbrico que no tiene recepción de
señales GPS sin obstrucciones.
Se llama la atención también al documento
US-B1-6420999, que da a conocer un
procedimiento y aparato que permiten aprovechar correlaciones entre
un parámetro seleccionado y el error en una medición de
pseudoalcance. Se establece una base de datos en la que se mantiene
la cantidad de error estimada para mediciones de pseudoalcance
particulares con respecto a una baliza. Se definen agrupamientos.
Cada agrupamiento se asocia con un intervalo de valores para el
parámetro seleccionado. Las mediciones de pseudoalcance se asocian
entonces con un agrupamiento particular basándose en el valor del
parámetro seleccionado en el momento (o próximo al momento) en el
que se tomó la medición de pseudoalcance. A medida que se realizan
más estimaciones de las mediciones de pseudoalcance, el tamaño de
los agrupamientos (es decir, el intervalo de valores del parámetro
seleccionado) puede reducirse. Debido a la correlación entre el
parámetro seleccionado y los errores en las mediciones de
pseudoalcance, reducir el tamaño de los agrupamientos reduce la
varianza de las estimaciones de error. El valor medio de las
estimaciones de error se usa para corregir el error en futuras
mediciones de pseudoalcance.
Por último pero no menos importante, se llama la
atención al documento WO 02/071095, que da a conocer una técnica
para determinar la ubicación de un dispositivo basándose en una
estimación de posición inicial basta para el dispositivo, que se
deriva basándose en estimaciones iniciales (menos precisas) de la
posición de una pluralidad de transmisores. En un procedimiento, se
reciben la estimación de posición basta para el dispositivo y
estimaciones de posición revisadas (más precisas) para los
transmisores. Una estimación de posición revisada para el
dispositivo se inicializa (por ejemplo, con respecto a la estimación
de posición basta). A continuación se calcula un vector de
actualización basándose en las estimaciones de posición inicial y
revisada para el dispositivo y las estimaciones de posición inicial
y revisada para los transmisores. La estimación de posición
revisada para el dispositivo se actualiza entonces basándose en el
vector de actualización. El cálculo del vector de actualización y
la actualización de la estimación de posición revisada para el
dispositivo pueden repetirse varias veces para conseguir una
estimación cada vez más precisa.
Según la presente invención, se proporcionan un
procedimiento y aparato para determinar una estimación de posición,
como se expone en la reivindicación 1, y una unidad receptora, como
se expone en la reivindicación 22. En las reivindicaciones
dependientes se proporcionan realizaciones de la presente
invención.
En el presente documento se describe un
procedimiento y aparato que utilizan mediciones de ubicación de
posición para mejorar la precisión de una estimación de posición
inicial para un terminal inalámbrico. Estas mediciones pueden ser o
bien un conjunto de mediciones parcial o bien un conjunto de
mediciones "completo". Un conjunto de mediciones parcial
incluye mediciones de que están disponibles, pero no en número
suficiente para producir una fijación de posición independiente
para el terminal con una calidad de servicio predeterminada (es
decir, precisión predeterminada). Sin embargo, en lugar de
descartar estas mediciones, como se hace habitualmente, se usan
para derivar una estimación de posición revisada para el terminal
que tiene precisión mejorada frente a la estimación de posición
inicial. En otro procedimiento y aparato, se mejora una estimación
de posición inicial usando un conjunto de mediciones completo. Un
conjunto de mediciones completo es un conjunto de mediciones a
partir del cual es posible derivar una solución de ubicación de
posición con una calidad de servicio suficientemente alta, pero
que, no obstante, puede mejorarse mediante el procedimiento y
aparato. Este procedimiento y aparato son esencialmente los mismos
se use un conjunto completo o un conjunto de mediciones parcial. Por
consiguiente, para simplificar el análisis, el procedimiento y
aparato dados a conocer se describen únicamente en el contexto del
conjunto de mediciones
parcial.
parcial.
En un procedimiento para determinar una
estimación de posición para el terminal inalámbrico, la estimación
de posición inicial para el terminal se obtiene en primer lugar
basándose en una solución de ID de célula o de ID de célula
mejorada u otros esquemas de estimación de ubicación de posición. Un
conjunto de mediciones parcial se obtiene también para el terminal
a partir de uno o más sistemas de determinación de posición. El
conjunto parcial puede incluir mediciones desde satélites,
estaciones base inalámbricas y/o puntos de acceso o una combinación
de mediciones de satélite y terrestres. La estimación de posición
inicial se actualiza entonces con el conjunto de mediciones parcial
para obtener la estimación de posición revisada para el
terminal.
La actualización puede efectuarse derivando en
primer lugar un vector de medición basándose en la estimación de
posición inicial y el conjunto de mediciones parcial. El vector de
medición normalmente incluye errores residuales de pseudoalcance
para los transmisores cuyas mediciones están en el conjunto parcial.
Cada error residual de pseudoalcance es la diferencia entre (1) un
pseudoalcance "medido" a partir de la posición del terminal
con respecto al transmisor (derivado basándose en la medición) y (2)
un pseudoalcance "calculado" a partir de la estimación de
posición inicial con respecto al transmisor. También se forma una
matriz de observación para el conjunto de mediciones parcial.
También puede determinarse una matriz de pesos para su uso en la
combinación de la estimación de posición inicial y el conjunto de
mediciones parcial. Un vector de corrección se deriva entonces
basándose en el vector de medición, la matriz de observación y la
matriz de pesos. La estimación de posición inicial se actualiza
entonces con el vector de corrección, que incluye cambios en la
estimación de posición inicial.
Diversos aspectos y realizaciones del
procedimiento y aparato se describen más detalladamente a
continuación.
Las características, naturaleza y ventajas de la
presente invención resultarán más evidentes a partir de la
descripción detallada expuesta a continuación cuando se toma junto
con los dibujos, en los que símbolos de referencia similares se
identifican de manera correspondiente a lo largo de los mismos y en
los que:
la figura 1 ilustra un sistema compuesto por
varios sistemas de determinación de posición;
la figura 2 muestra un proceso para proporcionar
una estimación de posición más precisa para un terminal inalámbrico
usando un conjunto de mediciones parcial;
las figuras 3A a 3C ilustran tres escenarios
operativos de ejemplo en los que el procedimiento y aparato dados a
conocer puede proporcionar la estimación de posición más
precisa;
las figuras 4A a 4E ilustran gráficamente el
proceso de combinar la estimación de posición inicial con mediciones
de satélite y/o celulares;
la figura 5 muestra una realización específica
del proceso mostrado en la figura 2;
la figura 6 muestra un proceso para combinar
información de dominio de estado con información de dominio de
medición para proporcionar la estimación de posición más precisa;
y
la figura 7 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad receptora, que puede ser un componente
del terminal inalámbrico.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es diagrama que ilustra un sistema
100 compuesto por varios sistemas de determinación de posición. Uno
de tales sistemas de determinación de posición es un sistema de
posicionamiento por satélite (SPS), que puede ser el sistema de
posicionamiento global (GPS) ampliamente conocido. Otro de tales
sistemas de determinación de posición es un sistema de comunicación
celular, que puede ser un sistema de comunicación de acceso múltiple
por división de código (CDMA), un sistema de comunicación para
sistema global de comunicaciones móviles (GSM), o algún otro
sistema inalámbrico. En general, el sistema 100 puede incluir
cualquier número de sistemas de determinación de posición que
pueden ser de cualquier tipo (por ejemplo, un sistema
Bluetooth, Wireless Fidelity (Wi-Fi),
ancho de banda ultraancho (UWB) o cualquier otro sistema que pueda
proporcionar información relacionada con la ubicación). Si el
sistema se diseña para proporcionar cobertura de señal localizada,
entonces este sistema puede denominarse como un sistema de
posicionamiento de área local (LAPS).
Como se muestra en la figura 1, un terminal 110
puede recibir señales transmitidas desde varios transmisores (o
transceptores), cada uno de los cuales puede ser una estación 120
base del sistema de comunicación celular o un satélite 130 del SPS.
El terminal 110 puede ser un teléfono móvil, módem, ordenador con
capacidad inalámbrica, asistente digital personal (PDA), o
cualquier otro dispositivo móvil o portátil de este tipo que tenga
capacidad inalámbrica. En general, puede usarse cualquier tipo de
transmisor situado en ubicaciones que son conocidas o que pueden
averiguarse para determinar la posición del terminal. Por ejemplo,
el terminal 110 puede recibir una señal desde un punto de acceso en
un sistema Bluetooth. Según se usa en el presente documento,
una estación base puede ser cualquier transmisor o transceptor
unido a tierra que transmite y/o recibe una señal que puede usarse
para la determinación de la posición.
El terminal 110 puede ser cualquier dispositivo
que pueda recibir y procesar señales de los sistemas de
determinación de posición para obtener información de sincronismo,
de determinación del alcance y/o de ubicación. Debe observarse que
el sincronismo y la determinación del alcance no tienen que estar
vinculados entre sí. Por ejemplo, simplemente recibir una señal
desde un sistema de corto alcance tal como un sistema
Bluetooth puede proporcionar suficiente información para
radiolocalizar un terminal. El terminal 110 puede ser un teléfono
móvil, un terminal fijo, una unidad electrónica (por ejemplo, un
sistema informático, un asistente digital personal (PDA), etc.) con
un módem inalámbrico, una unidad receptora que puede recibir señales
desde satélites y/o estaciones base, etc. En otro ejemplo, el
terminal 110 puede ser cualquier dispositivo que pueda transmitir
señales a los sistemas de determinación de posición de modo que
estos sistemas de determinación de posición pueden obtener
información de sincronismo, de determinación del alcance y/o de
ubicación.
La posición de un terminal inalámbrico puede
determinarse basándose en señales de uno o múltiples sistemas de
determinación de posición. Por ejemplo, si el sistema 100 incluye el
SPS y el sistema de comunicación celular, entonces la posición del
terminal puede estimarse basándose en señales de (1) el SPS solo,
(2) el sistema de comunicación celular solo, o (3) tanto el SPS
como el sistema de comunicación celular. Se conocen técnicas para
determinar la posición del terminal basándose únicamente en
mediciones para estaciones base en el sistema de comunicación
celular como la trilateración avanzada de enlace directo
(A-FLT), el tiempo de llegada de enlace ascendente
(U-TOA) o la diferencia de tiempo de llegada de
enlace ascendente (U-TDOA), diferencia de tiempo
observada mejorada (E-OTD), y diferencia de tiempo
de llegada observada (OTDOA).
Cada sistema de determinación de posición puede
proporcionar estimaciones de posición (o fijaciones) con un cierto
nivel de precisión y también puede estar disponible para ciertos
entornos operativos. Si el sistema 100 incluye el SPS y el sistema
de comunicación celular, entonces la precisión y disponibilidad para
estos sistemas puede resumirse brevemente (en orden de precisión
descendente típico) como se muestra en la tabla 1.
Una solución "basada en SPS" tiene la
precisión máxima en la tabla 1. Sin embargo, en ciertos entornos
operativos (por ejemplo, interiores) puede no estar disponible un
número suficiente de satélites SPS (normalmente cuatro) para
calcular esta solución. Una solución "híbrida" tiene la
precisión máxima siguiente aunque requiere señales de uno o más
satélites SPS más un número suficiente de estaciones base. De nuevo,
para ciertos entornos operativos puede no estar disponible el
número requerido de señales (normalmente cuatro). Puede obtenerse
una solución "basada en red", tal como A-FLT,
basándose en mediciones para un número suficiente de estaciones base
(tres o más). Si no está disponible el número requerido de
estaciones base, entonces puede obtenerse una solución de ID de
célula mejorada o de ID de célula "basada en célula" basándose
en una medición para una única estación base. Esta estación base es
normalmente la que está en comunicación con el terminal y a menudo
se hace referencia a la misma como estación base de
"referencia". En otro ejemplo, la solución de ID de célula
mejorada puede incluir información de múltiples estaciones base o
células tales como las descripciones de área de cobertura de
célula, las observaciones de múltiples transmisores y
características de señal tales como intensidad de señal,
interferencia de señal, etc.
En la patente estadounidense n.º 5,999,124,
titulada "Satellite Positioning System Augmentation with Wireless
Communication Signals," publicada el 7 de diciembre de 1999, se
describen con detalle técnicas para derivar una solución
híbrida.
De manera convencional, se proporciona una de
las soluciones mostradas en la tabla 1 siempre que se requiera una
estimación de posición para el terminal. La solución más precisa se
deriva si está disponible el número requerido de mediciones (es
decir, un conjunto de mediciones completo) para la solución. Si
están disponibles menos del número requerido de mediciones,
entonces puede proporcionarse una solución de reserva o de red de
seguridad tal como una solución de ID de célula o de ID de célula
mejorada.
En el presente documento se describe un
procedimiento y un aparato para utilizar un conjunto de mediciones
parcial obtenido a partir de uno o más sistemas de determinación de
posición para mejorar la precisión de una estimación de posición
inicial basta. La estimación de posición inicial puede
proporcionarla, por ejemplo, una solución de ID de célula, de ID de
célula mejorada o LAPS. Los expertos en la técnica entenderán que se
conocen otros modos diversos para determinar una estimación de
posición inicial, tal como mediante el uso de navegación estimada,
una estimación introducida directamente por el usuario, etc.
El conjunto parcial puede incluir mediciones
celulares y/o SPS. Este conjunto parcial se define por el hecho de
que no incluye un número suficiente de mediciones necesarias para
derivar una estimación de posición independiente para el terminal
con una calidad de servicio predeterminada. Los expertos en la
técnica entenderán que la calidad de servicio predeterminada deberá
determinarse basándose en la aplicación particular para la que se
usará la determinación de ubicación de posición. Por ejemplo, la
calidad de servicio requerida para proporcionar información sobre
qué puntos de interés (por ejemplo, cajeros automáticos (ATM),
restaurantes, tiendas de un tipo en particular, etc.) están
próximos podría ser relativamente baja (imprecisa). Por el
contrario, la calidad de servicio predeterminada necesitaría ser
relativamente alta (precisa) para una aplicación tal como la
navegación a través de un laberinto de calles estrechas separadas
por distancias relativamente pequeñas. Puede requerirse una calidad
incluso más alta para proporcionar información sobre una tienda o
restaurante en particular en el que se está ubicado. Por ejemplo,
en una aplicación, el usuario de un terminal podría estar
interesado en descargar el menú del restaurante al que va a entrar
en una calle que tiene varios restaurantes en competencia muy
próximos entre sí (es decir, uno al lado de otro). Para distinguir
uno de otro, sería necesario que la calidad de servicio fuera
relativamente alta.
Sin embargo, en lugar de descartar mediciones
insuficientes para conseguir la calidad de servicio predeterminada,
como se realiza de manera convencional, el procedimiento y aparato
que se dan a conocer en el presente documento usan estas mediciones
para derivar una estimación de posición revisada que tiene una
precisión mejorada respecto a la estimación de posición inicial.
Una excepción puede ser una solución LAPS. Si o bien el alcance de
señal máximo de LAPS o bien la distancia desde el transmisor de
LAPS es menor que una estimación de error de posición inicial,
entonces la estimación de posición inicial puede actualizarse (o
reemplazarse) por la solución LAPS, que puede haberse derivado a
partir de una única medición de LAPS. Esta medición de LAPS puede
ser una medición de alcance, una característica de señal, un simple
indicador de recepción de señal, o puede estar basada en la
descripción del área de cobertura de LAPS.
En otro procedimiento y aparato, se mejora una
estimación de posición inicial usando un conjunto de mediciones
completo. Un conjunto de mediciones completo es un conjunto de
mediciones a partir del que es posible derivar una solución de
ubicación de posición con una calidad de servicio lo suficientemente
alta, pero que no obstante puede mejorarse mediante el
procedimiento y aparato. El procedimiento y aparato dados a conocer
en el presente documento son esencialmente los mismos se use un
conjunto de mediciones completo o uno parcial. Por consiguiente,
para simplificar el análisis, el procedimiento y aparato dados a
conocer se describen únicamente en el contexto del conjunto de
mediciones parcial.
La figura 2 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso 200 para proporcionar una estimación de
posición más precisa para un terminal inalámbrico usando un conjunto
de mediciones parcial. El proceso empieza obteniendo una estimación
de posición inicial para el terminal (etapa 212). Esta estimación de
posición inicial puede derivarse a partir de uno o más sistemas de
determinación de posición. Además, la estimación de posición
inicial puede representar la solución más precisa que puede
obtenerse usando cualquier técnica disponible de determinación de
la posición. Por ejemplo, la estimación de posición inicial puede
proporcionarse mediante una solución de ID de célula, una solución
de ID de célula mejorada, o alguna otra solución.
Un conjunto de mediciones parcial también se
obtiene a partir de uno o más sistemas de determinación de posición
(etapa 214). Este conjunto parcial no incluye un número suficiente
de mediciones para derivar una estimación de posición independiente
para el terminal con una calidad de servicio predeterminada. Sin
embargo, si estuviera disponible el número requerido de mediciones,
entonces podría haberse obtenido la estimación de posición
independiente para el terminal, y esta estimación de posición
tendría normalmente una mayor precisión que la estimación de
posición inicial. El conjunto parcial puede incluir mediciones sólo
del SPS, mediciones sólo del sistema de comunicación celular o
mediciones tanto del SPS como del sistema de comunicación
inalámbrico o de cualquier otro número de otros sistemas de
determinación de posición.
Entonces se actualiza la estimación de posición
inicial con el conjunto de mediciones parcial para obtener una
estimación de posición revisada para el terminal (etapa 216). Esta
estimación de posición revisada tiene una mayor precisión que la
estimación de posición inicial. La cantidad de mejora en la
precisión depende de diversos factores tales como (1) la precisión
(o imprecisión) de la estimación de posición inicial, (2) el número
y el tipo de mediciones disponibles para la actualización, la
geometría (es decir, las ubicaciones relativas de los transmisores
desde los que se reciben las señales, etc. La actualización se
describe a continuación.
Para describir con mayor claridad el
procedimiento y aparato, se describe en primer lugar la derivación
para calcular una estimación de posición para el terminal basándose
en un conjunto de mediciones completo. En la siguiente descripción,
se usa un sistema de coordenadas geodésico y puede definirse una
posición tridimensional (3D) mediante tres valores para latitud
(norte), longitud (este) y altitud (arriba).
Para un terminal ubicado en una coordenada 3D
dada, puede determinarse su posición exacta basándose en alcances
reales (o "verdaderos") respecto a tres transmisores en
ubicaciones conocidas. Sin embargo, normalmente no puede
determinarse el alcance verdadero respecto a cada transmisor debido
a errores de reloj y otros errores de medición. En su lugar, puede
determinarse un "pseudoalcance", que incluye el alcance
verdadero más una desviación debida a errores de reloj y otros
errores de medición. Entonces se necesitaría una cuarta medición
para eliminar la desviación común en todas las mediciones.
Una ecuación básica que relaciona la posición
del terminal, la ubicación del transmisor de orden i, y el
pseudoalcance PR_{i} desde la posición del terminal a la
ubicación del transmisor de orden i puede expresarse
como
donde
- Lat, Long y Alt
- representan las coordenadas espaciales planares 3D de la posición real del terminal;
- Lat_{i}, Long_{i} y Alt_{i}
- representan las coordenadas de la ubicación del transmisor de orden i; y
- T
- representa la coordenada temporal.
Puede obtenerse un conjunto de cuatro ecuaciones
básicas tal como se muestra en la ecuación (1) para cuatro
transmisores diferentes, es decir, para i = {1, 2, 3, 4}.
Las ecuaciones básicas pueden linearizarse
empleando relaciones incrementales, tal como sigue:
donde
- Lat_{init}, Long_{itit}, Alt_{init}, y T_{init}
- son los valores iniciales (una mejor estimación a priori) de Lat, Long, Alt y T, respectivamente;
- \Deltae, \Deltan, \Deltau y \DeltaT
- representan las correcciones de los valores iniciales Lat_{init}, Long_{itit}, Alt_{init}, y T_{init}, respectivamente;
- PR_{init, i}
- representa la medición de pseudoalcance a partir de la estimación de posición inicial con respecto al transmisor de orden i (es decir, un pseudoalcance "calculado");
- PR_{i}
- representa la medición de pseudoalcance a partir de la posición del terminal con respecto al transmisor de orden i (es decir, un pseudoalcance "medido"); y
- \DeltaPR_{i}
- representa la diferencia entre los pseudoalcances calculado y medido (a la que también se denomina como el "pseudoalcance residual").
En el conjunto de ecuaciones (2),
Lat_{init}, Long_{init} y Alt_{init}
representan la estimación de posición 3D inicial del terminal y
Lat, Long y Alt representan la posición 3D real
del terminal (o una mejor estimación a posteriori).
La estimación de posición inicial es la mejor estimación actualmente
disponible para el terminal.
La medición de pseudoalcance
PR_{init},_{i} es un valor calculado para el
pseudoalcance entre la estimación de posición inicial
(Lat_{init}, Long_{init} y Alt_{init}) y la
ubicación conocida del transmisor de orden i (Lat_{i},
Long_{i} y Alt_{i}). Esta medición de pseudoalcance
puede expresarse como:
La medición de pseudoalcance PR_{i} se
considera un valor "medido" porque se deriva basándose en la
señal recibida por el terminal desde el transmisor de orden
i. En particular, si se conoce el tiempo en que se transmite
la señal desde el transmisor de orden i (por ejemplo, si la
señal tiene indicación de tiempo o en la señal está codificada
información de sincronismo), entonces puede determinarse el tiempo
que tarda la señal en llegar hasta el terminal observando el tiempo
en el que se recibe la señal en el terminal (basándose en el reloj
interno del terminal). Sin embargo, normalmente no puede
determinarse exactamente la cantidad de tiempo entre transmisión y
recepción debido a las desviaciones entre los relojes en el
transmisor y el terminal y otros errores de medición. Por tanto, un
pseudoalcance se deriva basándose en la diferencia entre un tiempo
de referencia y el tiempo en el que se recibe la señal. En otro
ejemplo, puede usarse una característica de señal tal como la
intensidad de una señal o una combinación de características de
señales para derivar una medición de pseudoalcance. Se conoce en la
técnica la derivación de un pseudoalcance a partir de una señal
recibida desde un satélite SPS y no se describe con detalle en el
presente documento.
El error residual de pseudoalcance
\DeltaPR_{i} para el transmisor de orden i puede
expresarse como:
Sustituyendo las expresiones incrementales en el
conjunto de ecuaciones (2) en la ecuación básica (1) e ignorando
términos de error de segundo orden, puede obtenerse lo
siguiente:
Las cuatro ecuaciones linearizadas mostradas en
la ecuación (5) pueden expresarse de manera más conveniente en
forma de matriz, de la siguiente manera:
donde \frac{\partial}{\partial x}
es el coseno de dirección del ángulo entre el pseudoalcance con
respecto al transmisor de orden i y un vector en la dirección
x, donde x puede ser este, norte o arriba. Puede usarse la ecuación
(6) para determinar o actualizar la posición del terminal, siempre
que esté disponible un conjunto completo e independiente de
mediciones de pseudoalcance para cuatro
transmisores.
La figura 3A es un diagrama que ilustra un
escenario operativo de ejemplo en el que pueden usarse el
procedimiento y aparato dados a conocer para proporcionar una
estimación de posición más precisa. En la figura 3A, el terminal
110 recibe una señal desde la estación 120x base y señales desde dos
satélites 130x y 130y SPS. Estas tres señales pueden no ser
suficientes para derivar una fijación de posición híbrida de 3D.
Entonces puede derivarse una solución de ID de célula usando el
conocimiento básico de la estación 120x base, que está en
comunicación con el terminal 110. Si la estación 120x base está
diseñada para proporcionar cobertura para un área geográfica
aproximada por un círculo 310, entonces puede estimarse la posición
del terminal 110 como la ubicación de la estación base o alguna
otra ubicación designada dentro del área de cobertura.
Para aumentar la capacidad del sistema, el área
de cobertura de cada estación base puede dividirse en un número de
sectores (por ejemplo, tres sectores). Entonces a cada sector le da
servicio un subsistema de transceptor de base (BTS)
correspondiente. Para un área de cobertura que se ha dividido en
sectores (a la que comúnmente se hace referencia como célula
dividida en sectores), la estación base que da servicio a esa área
de cobertura incluiría entonces todos los BTS que dan servicio a
los sectores del área de cobertura. Entonces puede obtenerse una
solución de ID de célula mejorada con información adicional que
identifica el sector de BTS específico con el que el terminal está
en comunicación. En este caso, la incertidumbre en la posición del
terminal puede reducirse a un área en forma de sector circular, que
se marca como sector A en la figura 3A. La posición del terminal
puede estimarse entonces como el centro del sector cubierto por este
BTS (punto 312) o alguna otra ubicación designada.
También puede estar disponible información
adicional, tal como la intensidad de la señal recibida desde el
BTS, el retardo de ida y vuelta (RTD) entre el terminal y el BTS, la
progresión del tiempo (TA) de la señal recibida (para GSM), el
tiempo de ida y vuelta (RTT) entre el terminal y el BTS (para
W-CDMA), etc. Si está disponible información
adicional de este tipo, entonces, puede ajustarse la estimación de
posición del terminal en consecuencia.
Como se ilustró anteriormente, la técnica de ID
de célula o de ID de célula mejorada puede proporcionar una
estimación de posición basta para el terminal. Esto representaría
entonces la mejor estimación 2D a priori (es decir, la
estimación de posición inicial) para el terminal. La estimación de
posición inicial para el terminal puede darse como
(Lat_{init} y Long_{init}). Entonces puede
obtenerse una estimación de posición revisada que tenga una
precisión mejorada para el terminal usando dos mediciones de
pseudoalcance para los dos satélites 130x y 130y SPS.
Las ecuaciones linearizadas para el terminal con
dos mediciones de pseudoalcance para dos satélites pueden
expresarse como:
donde
- \DeltaH
- es el error residual de altitud, que representa la diferencia entre la estimación actual de la altitud del terminal y la altitud real; y
- \DeltaCB
- representa la diferencia entre la estimación de tiempo de referencia actual y el tiempo de referencia "verdadero".
En la ecuación (7), el error residual de
pseudoalcance \DeltaPR_{i} para cada uno de los dos
satélites SPS puede determinarse basándose en el pseudoalcance
PR_{init,i} calculado y el pseudoalcance PR_{i}
medido para el satélite, tal como se muestra en la ecuación (4). El
pseudoalcance PR_{init,i} puede calcularse como la
distancia entre la estimación de posición inicial del terminal
(Lat_{init}, Long_{init} y Alt_{init}) y la
ubicación del satélite de orden i (Lat_{i},
Long_{i} y Alt_{i}), donde la altitud del
terminal, Alt_{init}, puede estimarse para que sea igual a
la altitud para el BTS que da servicio o alguna otra altitud. Dada
cierta información adicional acerca del tiempo de referencia, puede
usarse \DeltaCB para explicar la diferencia entre la
estimación de tiempo de referencia actual y el tiempo de referencia
"verdadero". En un ejemplo, puede medirse el tiempo de
propagación entre el BTS que da servicio y el terminal y usarse
para proporcionar la información acerca del retardo de tiempo de
referencia. El pseudoalcance PR_{i} se deriva basándose en
la señal recibida desde el satélite de orden i y es una
medición del alcance desde el satélite de orden i hasta la
ubicación real ("verdadera") del terminal.
La ecuación (7) también puede expresarse de una
forma más compacta de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
donde
- \underline{r}
- es un vector con cuatro elementos para los errores residuales de pseudoalcance (es decir, el vector de "medición");
- \underline{x}
- es un vector con cuatro elementos para las correcciones de posición de usuario y de tiempo (es decir, el vector de "corrección"); y
- \underline{H}
- es la matriz de "observación" 4x4.
El vector \underline{x} de corrección puede
determinarse entonces como:
\vskip1.000000\baselineskip
La ecuación (9) proporciona una solución no
ponderada para el vector x de corrección. Esta ecuación da
pesos iguales a la información relacionada con la estimación de
posición inicial (por ejemplo, obtenida a partir de la técnica de
ID de célula o alguna otra técnica) y la información de
determinación del alcance para los satélites SPS. Para combinar
mejor las dos informaciones, puede asignarse pesos apropiados a la
estimación de posición inicial y a las mediciones
pseudoalcance.
Puede determinarse una matriz \underline{V} de
covarianza, que también se conoce como matriz de ruido de medición,
para las ecuaciones linearizadas mostradas en el conjunto de
ecuaciones (7) y puede expresarse como:
donde
- V_{11}
- es la varianza del error para la medición de pseudoalcance PR_{1} para el primer satélite;
- V_{22}
- es la varianza del error para la medición de pseudoalcance PR_{2} para el segundo satélite;
- V_{h}
- es la varianza del error para la medición de altura medición; y
- V_{cb}
- es la varianza del error asociado con el tiempo de referencia.
Los elementos V_{11} y V_{22}
pueden expresarse como 13 donde
\sigma_{pr1} y \sigma_{pr2} son las
desviaciones estándar de los errores para las mediciones de
pseudoalcance PR_{1} y PR_{2}, respectivamente.
Una matriz \underline{W} de peso puede definirse como una inversa
de la matriz \underline{V} de covarianza (es decir,
\underline{W}=\underline{V}^{-1}). Los elementos diferentes de
cero de \underline{W} determinan la ponderación para las
mediciones de pseudoalcance y la información relacionada con la
estimación de posición inicial en la derivación de la estimación de
posición revisada. Los elementos de \underline{W} están
relacionados inversamente con los valores esperados de los
cuadrados o productos cruzados de los errores en las mediciones. Por
tanto, un pequeño error para cualquier cantidad (por ejemplo,
PR_{i}) significa una observación más fiable y corresponde
a un valor correspondiente grande para \underline{W}. Entonces
esto daría como resultado que a esa cantidad se le daría un peso
superior al combinar la estimación de posición inicial con las
mediciones de pseudoalcance.
El pseudoalcance PR_{i} respecto al
satélite de orden i puede definirse como:
donde
- R_{i}
- es el alcance verdadero o real desde la posición del terminal hasta el satélite de orden i;
- CB
- representa el error debido al tiempo de referencia;
- SV_{i}
- representa todos los errores asociados con el satélite de orden i;
- Tr_{i}
- representa los errores debidos a la señal SPS que pasa a través de la troposfera;
- I_{i}
- representa los errores debidos a la señal SPS que pasa a través de la ionosfera;
- M_{i}
- representa el error asociado con el entorno de propagación de la señal, que incluye multitrayectoria; y
- \eta_{i}
- representa el error asociado con el ruido de medición del receptor (o ruido térmico).
La estimación V_{ii} de error incluiría
entonces todos los errores en la medición de pseudoalcance para el
satélite de orden i. La ecuación (10) supone que las
mediciones de pseudoalcance son independientes entre sí. En la
técnica se conoce la derivación de la matriz \underline{V} de
ruido de medición y no se describe con detalle en el presente
documento.
Una solución ponderada para el vector x
de corrección puede expresarse entonces como:
donde H^{T} representa la
transpuesta de
H.
Puede usarse la ecuación (9) o (12) para obtener
el vector \underline{x} de corrección. Este vector incluiría dos
términos diferentes de cero para \Deltae y
\Deltan. La estimación de posición 2D revisada para el
terminal puede calcularse entonces como:
El proceso de combinar la estimación de posición
inicial con la medición SPS y/u otras mediciones se describe con
más detalle a continuación con referencia a las figuras 4A a 4D.
La figura 3B es un diagrama que ilustra otro
escenario operativo de ejemplo en el que pueden usarse el
procedimiento y aparato dados a conocer para proporcionar una
estimación de posición más precisa. En la figura 3B, el terminal
110 recibe dos señales desde las estaciones 120x y 120y base. Estas
dos señales no son suficientes para derivar una fijación de
posición basada en red (por ejemplo, A-FLT). Una
solución de ID de célula o de ID de célula mejorada puede derivarse
basándose en la ubicación de la estación base designada como la
estación base que da servicio al terminal, similar a la descrita
anteriormente para la figura 3A. La estimación de posición inicial
para el terminal puede darse como Lat_{init} y
Long_{init}.
De manera similar a los satélites SPS, puede
estimarse el pseudoalcance con respecto a cada estación base
basándose en la señal recibida desde la estación base. Para un
sistema CDMA, a cada estación base se le asigna una secuencia de
ruido pseudoaleatorio (PN) con una desviación específica (o tiempo
de inicio). Esta secuencia de PN se usa para realizar un
ensanchamiento espectral de los datos antes de su transmisión desde
la estación base. Cada estación base también transmite un piloto,
que simplemente es una secuencia de todo unos (o todo ceros) que se
ensancha con la secuencia de PN asignada. La señal transmitida por
la estación base se recibe en el terminal y el tiempo de llegada de
la señal puede determinarse basándose en la fase de la secuencia de
PN usada para el ensanchamiento. Puesto que el piloto se procesa
normalmente para obtener esta información de fase de PN, esta
medición en el terminal también se conoce como medición de fase del
piloto. La medición de fase del piloto se usa para estimar la
cantidad de tiempo que tarda la señal en llegar desde la estación
base hasta el terminal. Este tiempo de recorrido puede convertirse
en un pseudoalcance similar al realizado para el satélite SPS. Una
medición de pseudoalcance derivada a partir de una señal terrestre
(por ejemplo, una medición de fase del piloto) se indica como
PP para diferenciarla de una medición de pseudoalcance
derivada a partir de una señal SPS.
Las ecuaciones linearizadas para el terminal con
dos mediciones de pseudoalcance para dos estaciones base pueden
expresarse como:
Tal como se muestra en la ecuación (14), se
supone que el terminal y las estaciones base están en el mismo plano
de altitud y que no hay términos \frac{\partial}{\partial u} en la
matriz de observación. Sin embargo, dependiendo de la geometría
relativa (por ejemplo, el BTS puede estar en una colina y el
terminal puede estar en un valle), puede haber observabilidad en la
dirección vertical para una medición de PP. En este caso,
sería apropiado incluir términos derivados parciales con respecto a
"arriba" (es decir, términos \frac{\partial}{\partial u}) en
las dos primeras filas de la matriz de observación. La ecuación (14)
muestra que el cálculo del error residual de pseudoalcance
\DeltaPP para una señal terrestre es similar al cálculo
del error residual de pseudoalcance \DeltaPR para una
señal SPS, que se muestra en la ecuación (7). Un procedimiento
alternativo para calcular la estimación de posición es una solución
algebraica sin linearización.
El vector \underline{x} de corrección puede
resolverse entonces usando la ecuación (9) o (12) e incluiría dos
términos diferentes de cero para \Deltae y
\Deltan. Entonces puede calcularse la estimación de
posición revisada para el terminal (Lat_{rev} y
Long_{rev}) tal como se muestra en la ecuación (13).
La figura 3C es un diagrama que ilustra otro
escenario de operación de ejemplo más en el que pueden usarse el
procedimiento y aparato dados a conocer para proporcionar una
estimación de posición más precisa. En la figura 3C, el terminal
110 recibe una señal desde la estación 120x base y una señal desde
el satélite 130x SPS. Estas dos señales no son suficientes para
derivar una fijación de posición híbrida. Puede derivarse una
solución de ID de célula o de ID de célula mejorada basándose en la
ubicación de la estación 120x base, como se describió anteriormente
para la figura 3A, para proporcionar la estimación de posición
inicial (Lat_{init} y Long_{init}) para el
terminal.
Puede derivarse un pseudoalcance PR_{1}
basándose en la señal desde el satélite 130x SPS y puede derivarse
un pseudoalcance PP_{1} basándose en la señal desde la
estación 120x base. Las ecuaciones linearizadas para el terminal,
con dos mediciones de pseudoalcance para un satélite y una estación
base, pueden expresarse entonces como:
El vector \underline{x} de corrección puede
resolverse entonces usando la ecuación (9) o (12) e incluiría dos
términos diferentes de cero para \Deltae y
\Deltan. Entonces puede calcularse la estimación de
posición revisada para el terminal (Lat_{rev} y
Long_{rev}) tal como se muestra en la ecuación (13).
Puede fijarse o limitarse una coordenada
(dimensión) particular en la derivación de la estimación de posición
revisada. Por ejemplo, si se usan señales de estaciones base para
actualizar la estimación de posición inicial, entonces la dirección
vertical puede no ser observable. En este caso, la coordenada de
altitud en la estimación de posición revisada puede o bien (1)
fijarse de modo que sea la misma que aquélla en la estimación de
posición inicial (es decir, \DeltaH = 0) o bien (2)
establecerse al nivel predeterminado calculando el error residual
de altitud \DeltaD predeterminado. La altitud puede
limitarse estableciendo apropiadamente la matriz de observación, de
la siguiente manera:
Como se muestra en la ecuación (16), un elemento
del vector de medición y una fila de la matriz de observación están
definidos de modo que \DeltaH, cuando se aplica, convierte
la estimación de altitud en el valor predeterminado (cuando
\Deltau puede convertirse en cero o algún otro valor). La
limitación de altitud puede aplicarse de manera automática si se
usan las mediciones de la estación base para la actualización. Si
para la actualización se usan mediciones de la estación base y de
satélite o sólo mediciones de satélite, entonces la limitación de
altitud puede aplicarse o no (es decir, es opcional). La limitación
de altitud proporciona de manera eficaz una de las mediciones para
explicar una de las incógnitas en el
posicionamiento-altura tridimensional (se considera
que la figura 3A abarca este caso). Las figuras 4A a 4D son
diagramas que ilustran gráficamente el proceso de combinar la
estimación de posición inicial con mediciones de SPS y/u otras. En
la figura 4A, la estimación de posición de 2D inicial para el
terminal es X_{init} = [Lat_{init}, Long_{init}] y
tiene una incertidumbre definida por una elipse de error mostrada
por un área 412 sombreada en la figura 4A. La elipse de error
también puede representarse mediante una matriz de ruido de medición
de covarianza, que puede expresarse como:
donde
- V_{e}
- es la varianza del error en la estimación de posición inicial en la dirección este;
- V_{n}
- es la varianza del error en la estimación de posición inicial en la dirección norte; y
- V_{en}
- es la correlación cruzada entre los errores este y norte en la estimación de posición inicial.
Por motivos de simplicidad, se supone que los
términos V_{en} y V_{ne} de error de correlación
cruzada son cero en la figura 4A. En el ejemplo ilustrado en la
figura 4A, en el que la incertidumbre de posición inicial está
representada con una matriz de covarianza, la estimación de posición
inicial puede traducirse directamente en ecuaciones de
observación.
En este caso, las ecuaciones de medición
derivadas a partir de los sistemas de posicionamiento terrestre y
por satélite se muestran como una medición de SPS y una medición de
estación base, como en la ec. (15). Un experto en la técnica podrá
extender fácilmente estas ecuaciones a cualquier número de
mediciones de SPS y de estación base (por ejemplo como en la ec.
(14) y la ec. (7)). En este ejemplo, los valores de \DeltaE
y \DeltaN se seleccionan para representar las estimaciones
de posición inicial con respecto a la posición del terminal
estimada respecto a las que se han linearizado las ecuaciones. En el
caso en el que la posición inicial es la posición del terminal
estimada en un espacio bidimensional estos valores pueden
establecerse en 0 y 0, respectivamente.
[NUEVO para #] En este caso, la matriz de
covarianza y las matrices de peso pueden establecerse para
representar la incertidumbre en la ubicación inicial. Por ejemplo,
la matriz de covarianza puede establecerse en:
donde
- V_{PR}
- es la varianza del error para la medición de pseudoalcance PR_{1} para el primer satélite;
- V_{PP}
- es la varianza del error para la medición de pseudoalcance PP_{1} para la primera medición de estación base;
V_{e}, V_{en}, V_{ne}
y V_{n} se establecen como en la ecuación (17) anterior;
y
- V_{h}
- se establece como en la ecuación (10) anterior. La matriz de peso puede calcularse entonces como la inversa de la matriz de covarianza, y la solución de posición puede calcularse como en la ec. (12). En otra realización, puede calcularse la actualización de posición usando procedimientos de máxima probabilidad. Por ejemplo, pueden usarse las ecuaciones de observación de los sistemas de posicionamiento por satélite y/o los transmisores de estación base terrestre para determinar la probabilidad de varios puntos de espacio de solución
Adicionalmente, puede usarse la posición
inicial, incluyendo la información de posición este, posición norte
para perfeccionar probabilidades en puntos hipotéticos dados que
representan las ubicaciones (posiciones) más probables de un
terminal en un espacio de solución. Puede usarse una matriz de
covarianza, o una función de densidad de probabilidad más general,
para determinar las probabilidades en varias ubicaciones en el
espacio de solución. El valor de altura (\Deltau) puede
fijarse o limitarse para determinar la posición de máxima
probabilidad. También pueden buscarse probabilidades relativas en el
espacio de solución para determinar una estimación de error para la
posición seleccionada con mayor probabilidad.
Puede obtenerse una línea de posición (LOP) 414
para el terminal basándose en una medición de determinación del
alcance tal como una medición de SPS o una medición de estación base
(o alguna otra medición). La estimación de posición inicial
X_{init} puede combinarse con la línea de posición de SPS,
tal como se describió anteriormente, para obtener una estimación de
posición revisada (o final) X_{rev} para el terminal. Esta
estimación de posición revisada tendría una incertidumbre (o error)
que se representa por una banda a lo largo de la línea 414. Esta
banda no se muestra en la figura 4A por motivos de simplicidad. El
ancho de la banda depende de la incertidumbre de la medición de
determinación del alcance subyacente usada para obtener la LOP. La
línea con banda está limitada por la incertidumbre inicial, que es
el área 412 sombreada para la elipse de error de la estimación de
posición inicial.
En la figura 4B, se obtiene la estimación de
posición inicial para el terminal a partir de una solución de ID de
célula, que se basa en el sector del BTS que da servicio para el
terminal. La incertidumbre de la estimación de posición inicial
puede tener entonces una forma que se aproxima al área 422 de
cobertura en forma de sector circular del BTS (al que también se
hace referencia como sector de célula). De nuevo, la estimación de
posición inicial X_{init} puede combinarse con la línea de
posición 424 de SPS para obtener la estimación de posición revisada
X_{rev} para el terminal. Esta estimación de posición
revisada tendría una incertidumbre que está representada por una
banda a lo largo de la línea 424 limitada por la incertidumbre
inicial, que es el área 422 sombreada.
En la figura 4C, se obtiene la estimación de
posición inicial X_{init} para el terminal basándose en
una solución de ID de célula mejorada, que se obtiene basándose en
el sector 422 del BTS que da servicio y el retardo de ida y vuelta
(RTD) con respecto a este BTS. El RTD puede obtenerse basándose en
la medición de fase del piloto para el BTS. La estimación de
posición inicial X_{init} tendría entonces una
incertidumbre representada por una banda 432. El ancho de esta
banda de incertidumbre depende de la incertidumbre (o error) en la
medición de RTD. La estimación de posición inicial X_{init}
puede combinarse con la línea de posición 434 de SPS para obtener
la estimación de posición revisada X_{rev} para el
terminal.
En la figura 4D, se obtiene un RTD preciso
respecto al BTS para el terminal. Entonces esto da como resultado
una banda 442 de incertidumbre más estrecha para la estimación de
posición inicial X_{init}. Por consiguiente, puede
obtenerse una estimación de posición revisada X_{rev} más
precisa y una incertidumbre reducida para el terminal basándose en
la estimación de posición inicial X_{init} y la línea de
posición 444 de SPS. Obsérvese que el RTD preciso puede
proporcionar también una buena medición de \DeltaCB para
una estimación de tiempo de referencia precisa.
En la figura 4E, se obtiene la estimación de
posición inicial X_{init} para el terminal basándose en
una solución de ID de célula mejorada. En este ejemplo, la
estimación de posición inicial X_{init} se combina con dos
líneas de posición 452 y 454 de SPS para obtener la estimación de
posición revisada X_{rev} para el terminal. La
incertidumbre en la estimación de posición revisada depende entonces
de las incertidumbres en las dos líneas de posición 452 y 454 de
SPS y la estimación de posición inicial.
Por motivos de claridad, los ejemplos mostrados
en las figuras 3A a 3C y las figuras 4B a 4D utilizan la técnica de
ID de célula o de ID de célula mejorada para proporcionar la
estimación de posición inicial para el terminal. En general, la
estimación de posición inicial puede calcularse mediante cualquier
técnica disponible de determinación de la posición. Como ejemplo,
puede obtenerse la estimación de posición inicial combinando las
soluciones de ID de célula o de ID de célula mejorada obtenidas
para un número de estaciones base que recibe el terminal. Esto
puede proporcionar una estimación de posición inicial más precisa
para el terminal puesto que también se usa información respecto a
otras estaciones base que recibe el terminal. Como otro ejemplo,
puede obtenerse la estimación de posición inicial combinando las
áreas de cobertura modeladas para un número de estaciones base que
recibe el terminal. La estimación de posición inicial también puede
ser una solución basada en red derivada usando
A-FLT.
Pueden usarse diversos tipos de mediciones para
derivar líneas de posición y en consecuencia la estimación de
posición revisada para el terminal basándose en la estimación de
posición inicial. En general, las mediciones usadas para actualizar
la estimación de posición inicial deberían tener una precisión
mayor. Es decir, si estuviera disponible un número suficiente de
estas mediciones para obtener una estimación de posición
independiente para el terminal, entonces esa estimación de posición
independiente sería más precisa que la estimación de posición
inicial. Por tanto, si el ID de célula, ID de célula mejorada, o
alguna otra técnica equivalente, proporciona la estimación de
posición inicial entonces pueden usarse las mediciones para la
estación base y/o satélites para la actualización. Esto se debe a
que una solución basada en red (A-FLT) derivada sólo
de mediciones de estación base, una solución híbrida derivada de
mediciones de estación base y de satélite y una solución de SPS
derivada sólo de mediciones de satélite son todas ellas
habitualmente más precisas que las soluciones de ID de célula y de
ID de célula mejorada. Si la estimación de posición inicial es una
solución basada en célula, entonces pueden usarse las mediciones de
satélite para la actualización. En entornos restrictivos de
señales, puede usarse un Sistema de Posicionamiento de Área Local
para generar una estimación de posición inicial o puede usarse para
actualizar la estimación de posición inicial derivada de otra
fuente.
El número de mediciones requerido para la
actualización depende de la estimación de posición inicial y de un
procedimiento de actualización. Las figuras 4A a 4D ilustran cómo
puede usarse una única medición de LOP para revisar una estimación
de posición inicial 2D. Puede utilizarse asimismo más del número
mínimo requerido de mediciones para actualizar la estimación de
posición inicial. Para algunos procedimientos de actualización,
también pueden fijarse o limitarse una o más de las coordenadas
(dimensiones espacio-tiempo) (por ejemplo, altitud,
tiempo de referencia) estableciendo de manera apropiada la matriz de
observación como se describió anteriormente. En este caso, se
necesitarían menos mediciones para la actualización. Para un
procedimiento de actualización basado en LAPS, puede usarse una
única medición.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un
proceso 200a para proporcionar una estimación de posición más
precisa para el terminal usando un conjunto de mediciones parcial.
El proceso 200a es una realización específica del proceso 200
mostrado en la figura 2 y está representado por la figura 4E. El
proceso 200a empieza obteniendo una estimación de posición inicial
para el terminal (por ejemplo, basándose en una solución de ID de
célula, una solución de ID de célula mejorada, o alguna otra
solución) (etapa 212a). Se obtienen también dos mediciones para dos
transmisores, pudiendo ser cada uno de los cuales un satélite o una
estación base (etapa 214a).
Entonces se actualiza la estimación de posición
inicial con el conjunto de mediciones parcial para obtener la
estimación de posición revisada para el terminal (etapa 216a). Para
realizar la actualización, en primer lugar se deriva un vector
r de medición basándose en la estimación de posición inicial
y las mediciones (etapa 222). Dependiendo del (de los)
tipo(s) de mediciones usadas para la actualización (por
ejemplo, SPS o celular), el vector de medición puede ser tal como
se muestra en el lado izquierdo en la ecuación (7), (14), (15) o
(18). Entonces se forma una matriz \underline{H} de observación
para las mediciones (por ejemplo, como se muestra en la ecuación
(7), (14), (15) o (18)) (etapa 224). A continuación se determina una
matriz de pesos \underline{W}, como se describió anteriormente
(etapa 226). Entonces se obtiene un vector \underline{x} de
corrección como se muestra en la ecuación (12) (etapa 228).
Entonces se actualiza la estimación de posición inicial con el
vector de corrección para obtener la estimación de posición
revisada, como se muestra en la ecuación (13) (etapa 230). Entonces
termina el proceso.
Algunas de las técnicas de determinación de la
posición descritas anteriormente pueden verse también como una
ampliación de la información de dominio de posición (o estado) con
información de dominio de medición para un conjunto de mediciones
parcial. Específicamente puede usarse la ampliación descrita en el
presente documento para una solución basada en ID de célula. De
manera convencional, la ampliación de la información de dominio de
estado con información de dominio de medición requiere un conjunto
de mediciones completo, que limita en gran medida las situaciones
en las que puede usarse la ampliación.
La figura 6 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso 600 para combinar información de dominio
de estado con información de dominio de medición para proporcionar
una estimación de posición más precisa para un terminal
inalámbrico. Inicialmente, la información de dominio de estado se
obtiene para el terminal (etapa 612). Esta información de dominio
de estado puede ser una estimación de posición inicial que puede
derivarse usando diversas técnicas (por ejemplo, técnica de ID de
célula o de ID de célula mejorada). La información de dominio de
medición se obtiene también para el terminal (etapa 614). Esta
información de dominio de medición comprende un conjunto de
mediciones parcial que no es suficiente para derivar una fijación de
posición independiente de una calidad de servicio predeterminada,
aunque puede combinarse con la información de dominio de estado.
La información de dominio de estado se combina
entonces con la información de dominio de medición para obtener una
estimación de posición para el terminal con una precisión al menos
tan buena como la del dominio de estado (etapa 616).
La figura 7 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad 700 receptora, que puede ser un componente
de un terminal inalámbrico. La unidad 700 receptora puede diseñarse
con la capacidad de procesar señales de múltiples sistemas de
determinación de posición tales como el SPS y el sistema de
comunicación inalámbrico. En la realización mostrada en la figura
7, la unidad 700 receptora incluye una antena 710, un receptor 712a
terrestre, un receptor 712b SPS, una unidad 716 de procesamiento,
una unidad 718 de memoria y un controlador 720.
La antena 710 recibe señales de un número de
transmisores (que puede ser cualquier combinación de satélites SPS
y/o estaciones base) y proporciona la señal recibida a receptores
712a y 712b terrestre y SPS. El receptor 712a terrestre incluye
circuitería de entrada (por ejemplo, circuitería de radio frecuencia
(RF) y/u otra circuitería de procesamiento) que procesa las señales
transmitidas desde estaciones base para obtener información usada
para la determinación de la posición. Por ejemplo, el receptor 712a
terrestre puede medir la fase del piloto en la señal de enlace
directo recibida de cada estación base para obtener información de
sincronismo (por ejemplo, tiempo o llegada). Esta información de
sincronismo puede usarse posteriormente para derivar un
pseudoalcance con respecto a la estación base.
El receptor 712a terrestre puede implementar un
receptor de rastrillo que puede procesar de manera simultánea
múltiples instancias de señal (o componentes de multitrayectoria) en
la señal recibida. El receptor de rastrillo incluye un número de
elementos de demodulación (conocidos normalmente como dedos),
pudiendo asignarse cada uno de los cuales a procesamiento y
seguimiento de un componente de multitrayectoria particular. Aunque
pueden asignarse múltiples dedos para procesar múltiples
componentes de multitrayectoria para una estación base dada,
normalmente sólo se usa un pseudoalcance obtenido para un componente
de multitrayectoria (por ejemplo, el componente de multitrayectoria
que llega antes, o el componente de multitrayectoria de mayor
intensidad) para la determinación de la posición. Alternativamente,
puede establecerse y mantenerse una relación de sincronismo (o
determinación del alcance) entre diferentes dedos. De este modo, es
posible usar diferentes componentes de multitrayectoria para una
estación base dada para la determinación de la posición dependiendo
de los efectos de desvanecimiento y multitrayectoria.
La unidad 712b de receptor SPS incluye
circuitería de entrada que procesa señales transmitidas desde
satélites SPS para obtener información usada para la determinación
de la posición. En la técnica se conoce el procesamiento por los
receptores 712a y 712b para extraer la información pertinente de las
señales terrestres y SPS y no se describe en detalle en el presente
documento. En una realización, el procesamiento de señal SPS puede
realizarse por la unidad 712a de receptor terrestre. Los receptores
712a y 712b proporcionan a la unidad 716 de procesamiento diversos
tipos de información tal como, por ejemplo, información de
sincronismo, características de señal, las identidades y
ubicaciones de los transmisores cuyas señales se reciben, etc.
La unidad 716 de procesamiento puede obtener una
estimación de posición inicial para la unidad 700 receptora siempre
que se solicite. La unidad 716 de procesamiento puede determinar
asimismo un error residual de pseudoalcance para cada estación base
y satélite que va a usarse para actualizar la estimación de posición
inicial, como se describió anteriormente. La unidad 716 de
procesamiento puede actualizar posteriormente la estimación de
posición inicial basándose en los errores residuales de
pseudoalcance para obtener una estimación de posición revisada para
la unidad receptora.
La unidad 718 de memoria almacena diversos datos
usados para determinar la posición. Por ejemplo, la unidad 718 de
memoria puede almacenar información para las ubicaciones de los
satélites SPS (que pueden derivarse del Almanaque y/o Efemérides
transmitido por los satélites o proporcionado por la fuente
terrestre (por ejemplo, red inalámbrica)), las ubicaciones de las
estaciones base (que pueden proporcionarse a través de señalización)
y los errores residuales de pseudoalcance. La unidad 718 de memoria
puede almacenar también códigos de programa y datos para la unidad
716 de procesamiento.
El controlador 720 puede dirigir la operación de
la unidad 716 de procesamiento. Por ejemplo, el controlador 720
puede seleccionar los tipos particulares de solución que van a
calcularse (por ejemplo, soluciones basadas en SPS, basadas en red,
híbridas, basadas en células, LAPS, red de seguridad y otras
soluciones combinadas), el algoritmo particular que va a usarse (si
se dispone de más de uno), etc.
Aunque no se muestra en la figura 7, la unidad
700 receptora puede comunicarse con un servidor 140 de localización
(véase la figura 1), que puede ayudar a determinar la estimación de
posición del terminal. El servidor de localización puede realizar
los cálculos para derivar la estimación de posición, o puede
proporcionar determinada información usada para (1) adquirir
mediciones de satélite y/o estación base (por ejemplo, ayuda para la
adquisición, ayuda para el sincronismo, información relativa a la
ubicación de los satélites SPS y/o estaciones base, etc.) y/o (2)
determinar la estimación de posición revisada. Para las
realizaciones por las que el servidor de localización realiza la
determinación de la posición, las mediciones subyacentes de diversos
sistemas de posicionamiento y la estimación de posición inicial se
comunican al servidor de localización (por ejemplo, a través de
enlaces inalámbricos y/o alámbricos). Un ejemplo de un servidor de
localización de este tipo se describe en la patente estadounidense
con nº de serie 6,208,290, que se incorpora en el presente documento
por referencia.
El procedimiento y aparato descritos en el
presente documento pueden usarse en conjunción con diversos sistemas
y redes de comunicación inalámbricos. Por ejemplo, el procedimiento
y aparato dados a conocer pueden usarse para CDMA, acceso múltiple
por división de tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de
frecuencia (FDMA), y otros sistemas de comunicación inalámbricos.
Estos sistemas pueden implementar una o más normas aplicables. Por
ejemplo, los sistemas CDMA pueden implementar IS-95,
cdma2000, IS-856, W-CDMA, etc. Los
sistemas TDMA pueden implementar GSM, GPRS, etc. Estas diversas
normas se conocen en la técnica. Los otros sistemas de comunicación
inalámbricos incluyen sistemas inalámbricos no celulares tales como,
por ejemplo, sistemas IEEE 802.11, sistemas Bluetooth, y redes de
área local inalámbricas (WLAN).
El procedimiento y aparato descritos en el
presente documento pueden usarse con diversos sistemas de
posicionamiento por satélite (SPS), tal como el Sistema de
Posicionamiento Global estadounidense (GPS), el sistema Glonass
ruso y el sistema Galileo europeo. Además, el procedimiento y
aparato dados a conocer pueden usarse con sistemas de determinación
de posicionamiento que utilizan pseudosatélites o una combinación de
satélites y pseudosatélites. Los pseudosatélites son transmisores
terrestres que emiten un código PN u otro código de determinación
del alcance (similar a una señal celular de GPS o CDMA) modulado en
una señal portadora de banda L (u otra frecuencia), que puede
sincronizarse con el tiempo de GPS. Puede asignarse a cada
transmisor de este tipo un único código PN para permitir la
identificación mediante un receptor remoto. Los pseudosatélites son
útiles en situaciones en las que podrían no estar disponibles
señales de GPS de un satélite en órbita, tal como en túneles, minas,
edificios, zonas urbanas encajonadas u otras áreas cerradas. Otra
implementación de pseudosatélites se conoce como radiobalizas. El
término "satélite", según se usa en el presente documento,
pretende incluir pseudosatélites, equivalentes de pseudosatélites,
y posiblemente otros. El término "señales SPS", según se usa en
el presente documento, pretende incluir señales similares a SPS de
pseudosatélites o equivalentes de pseudosatélites. El término
"estación base", según se usa en el presente documento,
pretende incluir puntos de acceso celulares, inalámbricos, LAN,
WAN, LAPS, Bluetooth, 802.11 y otras fuentes de señales
terrestres.
El procedimiento y aparato descritos en el
presente documento pueden implementarse a través de diversos medios,
tales como en hardware, software, o una combinación de los mismos.
Para una implementación de hardware, el procedimiento y aparato
pueden implementarse en uno o más circuitos integrados de aplicación
específica (ASIC), procesadores de señal digital (DSP),
dispositivos de procesamiento de señal digital (DSPD), dispositivos
lógicos programables (PLD), disposiciones de puertas programables
en campo (FPGA), procesadores, controladores, microcontroladores,
microprocesadores, otras unidades electrónicas diseñadas para
realizar las funciones descritas en el presente documento, o una
combinación de los mismos.
Para una implementación de software, el
procedimiento dado a conocer puede implementarse con módulos (por
ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que realizan las funciones
descritas en el presente documento. Los códigos de software pueden
almacenarse en una unidad de memoria (por ejemplo, la memoria 718 en
la figura 7) y ejecutarse por un procesador (por ejemplo, la unidad
716 de procesamiento o el controlador 720). La unidad de memoria
puede implementarse dentro del procesador o de manera externa al
procesador, en cuyo caso puede estar acoplado de manera
comunicativa con el procesador a través de diversos medios como se
conoce en la técnica.
La descripción anterior de las realizaciones
dadas a conocer se proporciona para permitir a cualquier experto en
la técnica fabricar o usar la presente invención. Diversas
modificaciones de estas realizaciones serán evidentes para los
expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en el
presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin
apartarse del ámbito de la invención como se define en las
reivindicaciones adjuntas. Por tanto, la presente invención no
pretende estar limitada a las realizaciones mostradas en el
presente documento sino que debe concedérsele el ámbito más amplio
en coherencia con las reivindicaciones adjuntas.
Claims (26)
1. Un procedimiento para determinar una
estimación de posición para un terminal (110) inalámbrico en un
sistema de determinación de posición, estando caracterizado
el procedimiento por las etapas de:
- obtener (212) una estimación de posición inicial para el terminal (110);
- obtener (214) un conjunto de mediciones de uno o más sistemas (100) de determinación de posición;
- derivar (222) un vector de medición basándose en la estimación de posición inicial y el conjunto de mediciones;
- derivar (228) un vector de corrección basándose al menos en el vector de medición; y
- actualizar (216) la estimación de posición inicial con el vector de corrección.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones es un conjunto de mediciones
parcial.
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones es un conjunto de mediciones
completo.
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la estimación de posición inicial se obtiene basándose en
una solución de ID de célula.
5. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la estimación de posición inicial se obtiene basándose en
al menos una solución seleccionada del grupo constituido por una
solución de ID de célula mejorada, un sistema de posicionamiento de
área local y una solución de trilateración avanzada de enlace
directo.
6. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que derivar (228) un vector de corrección incluye:
- formar (224) una matriz de observación para el conjunto de mediciones; y
- derivar (228) un vector de corrección basándose en el vector de medición y la matriz de observación.
7. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que derivar (222) el vector de medición incluye
- determinar un pseudoalcance respecto a cada transmisor basándose en una medición correspondiente en el conjunto de mediciones,
- calcular un pseudoalcance a partir de la estimación de posición inicial respecto a cada transmisor, y
- determinar un error residual de pseudoalcance para cada transmisor, y en el que el vector de medición incluye errores residuales de pseudoalcance para transmisores cuyas mediciones están en el conjunto de mediciones.
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la actualización incluye usar técnicas de máxima
probabilidad.
9. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además determinar pesos para la estimación de
posición inicial y el conjunto de mediciones, y en el que la
actualización se realiza usando los pesos.
10. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que una o más dimensiones están limitadas para la estimación
de posición revisada.
11. El procedimiento según la reivindicación
10, en el que una dimensión vertical está limitada para la
estimación de posición revisada.
12. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones se obtiene basándose en señales
recibidas desde un sistema de posicionamiento por satélite
(SPS).
13. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones se obtiene basándose en señales
recibidas desde un sistema de comunicación inalámbrico.
14. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones se obtiene basándose en señales
recibidas desde al menos uno de un sistema de posicionamiento por
satélite (SPS) y un sistema de comunicación inalámbrico.
15. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el conjunto de mediciones incluye al menos una línea de
posición (LOP).
16. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que obtener un conjunto de mediciones incluye
- obtener un conjunto de mediciones para una pluralidad de transmisores, en el que cada transmisor es o bien un satélite o bien una estación base.
17. El procedimiento según la reivindicación 6,
en el que la matriz de observación incluye la estimación de
posición inicial.
18. El procedimiento según la reivindicación 2,
que comprende además determinar pesos para el conjunto de
mediciones parcial y en el que la actualización se realiza usando
los pesos.
19. El procedimiento según la reivindicación
17, en el que la estimación de posición inicial se usa para crear
ecuaciones para la matriz de observación.
20. El procedimiento según la reivindicación
19, en el que la incertidumbre de estimación de posición inicial se
usa para crear pesos para la matriz de observación.
21. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que obtener una estimación de posición inicial incluye
- obtener (612) información de dominio de estado para la estimación de posición;
- en el que obtener un conjunto de mediciones incluye obtener información de dominio de medición para el terminal,
- en el que la información de dominio de medición es insuficiente para derivar una estimación de posición independiente para el terminal; y
- combinar (616) la información de dominio de estado y la información de dominio de medición para obtener la estimación de posición para el terminal.
22. Una unidad (700) receptora en un sistema de
comunicación inalámbrico, que comprende:
- un primer receptor (712b) operativo para recibir y procesar una señal recibida para proporcionar datos para un primer sistema de determinación de posición;
- un segundo receptor (712a) operativo para recibir y procesar la señal recibida para proporcionar datos para un segundo sistema de determinación de posición; y
- una unidad (716) de procesamiento acoplada al primer y segundo receptores y operativa para:
- obtener una estimación de posición inicial para la unidad (700) receptora,
- obtener un conjunto de mediciones a partir del primer o segundo sistema de determinación de posición, o ambos,
- derivar un vector de medición basándose en la estimación de posición inicial y el conjunto de mediciones,
- derivar un vector de corrección basándose al menos en el vector de medición, y
- actualizar la estimación de posición inicial con el vector de corrección para obtener una estimación de posición revisada para la unidad (700) receptora.
23. La unidad receptora según la reivindicación
22, en la que el primer receptor (712b) es operativo para procesar
señales de satélites (130) SPS.
24. La unidad receptora según la reivindicación
22, en la que el segundo receptor (712a) es operativo para procesar
señales de estaciones (120) base en un sistema de comunicación
inalámbrico.
25. La unidad receptora según la reivindicación
22, en la que el procesador es operativo además para:
- formar una matriz de observación para el conjunto de mediciones;
- derivar el vector de corrección basándose en el vector de medición y la matriz de observación.
\newpage
26. Un programa informático que comprende una
pluralidad de instrucciones ejecutables por procesador en un medio
legible por ordenador que, cuando las instrucciones del programa
informático se ejecutan en un procesador, realiza las etapas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21.
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