FI110291B - Menetelmä vertailuajan virheen määrittämiseksi ja elektroniikkalaite - Google Patents

Description

1 110291

Menetelmä vertailuajan virheen määrittämiseksi ja elektroniikkalaite

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään vertailuajan virheen määrittämi-5 seksi, oheisen patenttivaatimuksen 10 johdanto-osan mukaiseen paikannusjärjestelmään, oheisen patenttivaatimuksen 20 johdanto-osan mukaiseen elektroniikkalaitteeseen, sekä oheisen patenttivaatimuksen 21 johdanto-osan mukaiseen laskentapalvelimeen.

10 Eräs tunnettu paikannusjärjestelmä on GPS-järjestelmä (Global Positioning System), joka käsittää tällä hetkellä yli 20 satelliittia, joista samanaikaisesti vastaanottimen näkyvissä on maksimissaan 12. Nämä satelliitit lähettävät mm. satelliitin ratatietoa (Ephemeris data) sekä tietoa satelliitin kellonajasta. Sijainnin määrityksessä käytettävä vastaan-15 otin päättelee sijaintinsa normaalisti siten, että vastaanottimessa lasketaan useammasta paikannusjärjestelmään kuuluvasta satelliitista samanaikaisesti lähetettävän signaalin kulkuaika vastaanottimeen. Sijainnin määrittämiseksi on vastaanottimen vastaanotettava tyypillisesti vähintään neljän näkyvissä olevan satelliitin signaali, jotta sijainti voi-20 daan laskea.

Jokainen GPS-järjestelmän toimiva satelliitti lähettää ns. L1-signaalia 1575,42 Mhz:n kantoaaltotaajuudella. Tätä taajuutta merkitään myös # · · 154f0, missä f0=10,23 MHz. Lisäksi satelliitit lähettävät L2-signaalia ...25 1227,6 Mhz:n kantoaaltotaajuudella, eli 120f0. Satelliitissa suoritetaan ,···. näiden signaalien modulointi ainakin yhdellä valesatunnaissekvenssillä.

::: Kullakin satelliitilla tämä valesatunnaissekvenssi on erilainen. Modu- • · loinnin tuloksena muodostuu koodimoduloitu laajakaistasignaali. Käytetty modulointitekniikka mahdollistaa sen, että vastaanottimessa pysty- 30 tään erottamaan eri satelliittien lähettämät signaalit, vaikka lähetyk-• · sessä käytettävät kantoaaltotaajuudet ovat olennaisesti samat. Tästä modulointitekniikasta käytetään nimitystä koodijako-monikäyttötekniikka (CDMA, Code Division Multiple Access). Kussakin satelliitissa L1 -sig-naalin moduloinnissa käytetään valesatunnaissekvenssinä mm. ns.

:'35 C/A-koodia (Coarse/Acquisition code), jona käytetään Gold-koodia. Jo-

f I

: ’·· kainen GPS-satelliitti lähettää signaalia käyttämällä yksilöllistä C/A-LJ koodia. Koodit muodostetaan kahden 1023-bittisen binäärisekvenssin 2 111111 modulo-2 summana. Ensimmäinen binäärisekvenssi G1 on muodostettu polynomilla X10+X3+1 ja toinen binäärisekvenssi G2 on muodostettu viivästämällä polynomia X10+X9+X8+X6+X3+X2+1 siten, että kullakin satelliitilla viive on erilainen. Tämä järjestely mahdollistaa sen, että 5 eri C/A-koodit voidaan muodostaa samanlaisella koodigeneraattorilla. C/A-koodit ovat siis binäärikoodeja, joiden kellotusnopeus (Chipping rate) GPS-järjestelmässä on 1,023 Mhz. C/A-koodi käsittää 1023 alibit-tiä (Chip), jolloin koodin toistoaika (koodijakso, epoch) on 1 ms. L1-signaalin kantoaaltoa moduloidaan vielä navigointi-informaatiolla 50 bit/s 10 bittinopeudella. Navigointi-informaatio käsittää tietoa satelliitin ’’terveydentilasta” (health), radasta, aikatietoa jne.

Satelliitit tarkkailevat laitteistonsa kuntoa toimintansa aikana. Satelliitit voivat käyttää esim. ns. vahtikoiratoimintoja joidenkin laitteistoon mah-15 dollisesti tulleiden vikojen havaitsemiseen ja ilmoittamiseen. Virheet ja toimintahäiriöt voivat olla hetkellisiä tai pidempiaikaisia. Terveydentila-tietojen perusteella voidaan mahdollisesti osa virheistä kompensoida tai jättää vikaantuneen satelliitin lähettämä informaatio kokonaan huomioimatta. Lisäksi tilanteessa, jossa useamman kuin neljän satelliitin sig-20 naali on vastaanotettavissa, voidaan terveydentilatietojen perusteella painottaa eri satelliiteista vastaanotettua informaatiota eri tavalla. Tällöin epäluotettavalta vaikuttavien satelliittien mahdollisesti aiheuttamia virheitä mittauksiin voidaan minimoida.

* · · ",, .25 Satelliittien signaalien havaitsemiseksi ja satelliittien tunnistamiseksi on .... vastaanottimen suoritettava tahdistus, jossa vastaanotin etsii kulloinkin kunkin satelliitin signaalin ja pyrkii tahdistumaan tähän signaaliin, jotta signaalin mukana lähetettävä data voidaan vastaanottaa ja demodu-;···’ loida.

30

Sijainninmääritysvastaanottimen on suoritettava tahdistus mm. silloin, kun vastaanotin kytketään päälle ja myös tilanteessa, jossa vastaanotin . !·. ei ole pitkään aikaan pystynyt vastaanottamaan minkään satelliitin sig-naalia. Mm. kannettavissa laitteissa tällainen tilanne voi syntyä helposti, :*35 koska laite liikkuu ja laitteen antenni ei aina ole optimaalisessa asen- : ’·· nossa satelliitteihin nähden, mikä heikentää vastaanottimeen tulevan : ‘ ’ *: signaalin voimakkuutta. Myös kaupunkialueilla rakennukset vaikuttavat 3 1W2&1 vastaanotettavaan signaaliin ja lisäksi voi syntyä ns. monitie-etene-mistä, jossa lähetetty signaali saapuu vastaanottimeen eri kulkureittejä, esim. suoraan satelliitista (line-of-sight) ja lisäksi rakennuksista heijastuneena. Tämä monitie-eteneminen aiheuttaa sen, että sama signaali 5 vastaanotetaan useina eri vaiheisina signaaleina.

Sijainninmääritysjärjestelylle on kaksi pääasiallista tehtävää: 1. vastaanottimen pseudo-etäisyyden laskenta eri GPS-satel- 10 Hitteihin, ja 2. vastaanottimen sijainnin määritys, jossa käytetään lasket tuja pseudo-etäisyyksiä sekä satelliittien sijaintitietoa. Satelliittien kulloinenkin sijaintitieto voidaan laskea satelliiteista vastaanotettujen ephemeris- ja aikakorjaustietojen perus- 15 teella.

Etäisyyksiä satelliitteihin nimitetään pseudo-etäisyyksiksi, koska aika ei vastaanottimessa ole tarkasti tiedossa. Tällöin sijainnin ja ajan määritystä toistetaan, kunnes on saavutettu riittävä tarkkuus ajan ja sijainnin 20 suhteen. Koska aikaa ei tiedetä absoluuttisen tarkasti, on paikka ja aika selvitettävä esimerkiksi linearisoimalla yhtälöryhmä jokaista uutta ite-raatiota varten.

Pseudo-etäisyyden laskenta voidaan suorittaa mittaamalla eri satelliit-".’.'.25 tien signaalien keskinäiset, näennäiset kulkuviiveet. Sen jälkeen, kun .... vastaanotin on tahdistunut vastaanotettuun signaaliin, suoritetaan sig- ;;; naalissa lähetetyn informaation selvittäminen.

Lähes kaikki tunnetut GPS-vastaanottimet käyttävät korrelaatiomene-30 telmiä koodiin tahdistumiseen (acquisition) ja seurantaan (tracking). Si-:.’i jainninmääritysvastaanottimessa on tallennettu tai generoidaan paikalli-sesti vertailukoodit ref(k), eli eri satelliittien valesatunnaissekvenssit. Vastaanotetulle signaalille suoritetaan muunto välitaajuudelle (Down .-I. Conversion), minkä jälkeen vastaanotin suorittaa vastaanotetun sig-’.‘ 35 naalin kertomisen tallennetulla valesatunnaissekvenssillä. Kertolaskun tuloksena muodostunut signaali integroidaan tai alipäästösuodatetaan, jolloin tuloksena saadaan tieto siitä, onko vastaanotetussa signaalissa ollut jonkin satelliitin lähettämä signaali. Vastaanottimessa suoritettava 4 110291 kertolasku toistetaan siten, että kullakin kerralla siirretään vastaanottimeen tallennetun valesatunnaissekvenssin vaihetta. Oikea vaihe päätellään korrelaatiotuloksesta edullisesti siten, että korrelaatiotuloksen ollessa suurin, on oikea vaihe löytynyt. Tällöin vastaanotin on oikein 5 tahdistunut vastaanotettuun signaaliin.

Sen jälkeen, kun koodiin tahdistuminen on suoritettu, suoritetaan vielä taajuuden hienosäätö ja vaihelukitus. Tämä korrelaatiotulos ilmaisee myös GPS-signaalissa lähetetyn informaation.

10

Edellä mainittu tahdistus ja taajuudensäätöprosessi on suoritettava kullekin sellaisen satelliitin signaalille, jota vastaanottimessa vastaanotetaan. Joissakin vastaanottimissa voi olla useampia vastaanottokanavia, jolloin kullakin vastaanottokanavalla pyritään tahdistumaan kulloinkin 15 yhden satelliitin signaaliin ja suorittamaan tämän satelliitin lähettämän informaation selvitys.

Sijainninmääritysvastaanotin vastaanottaa satelliittien lähettämää informaatiota ja suorittaa vastaanotetun informaation perusteella sijain-20 ninmäärityksen. Sijainninmäärityksen suorittamiseksi on vastaanottimen vastaanotettava vähintään neljän eri satelliitin lähettämä signaali, jotta x-, y-, z-koordinaatit sekä aikatieto voidaan selvittää. Vastaanotettua navigointi-informaatiota tallennetaan muistiin, jolloin tästä tallenne-tusta informaatiosta voidaan käyttää mm. satelliittien ratatietoja.

25

Erityisesti liikkuvan vastaanottimen sijainninmäärityksen tarkentami-seksi on kehitetty ns. differentiaalinen sijainninmääritys DGPS. Tällöin sijainninmääritysvastaanotin vastaanottaa mainittujen neljän satelliitin signaalia ja lisäksi käytetään vertailuvastaanottimen suorittamaa sijain-30 ninmääritystä erilaisten virheiden eliminoimiseksi. Vertailuvastaanotin on tyypillisesti kiinteä, ja sen sijainti on tiedossa.

. · · Kuvassa 1 on esitetty periaatekaaviona sijainnin määritystä neljän sa- telliitin SV1, SV2, SV3, SV4 lähettämän signaalin ja vertailuvastaanot-35 timen BS avulla sijainninmääritysvastaanottimessa MS. GPS-järjestel-mässä satelliitit lähettävät ratatietoa sekä aikatietoa, joiden perusteella sijainninmääritysvastaanottimessa voidaan suorittaa laskentaa satelliitin kulloisenkin sijainnin määrittämiseksi. Tämän ratatiedon ja aikatiedon 5 110291 lähettäminen suoritetaan kehyksissä, jotka on vielä jaettu alikehyksiin. Kuvassa 2 on eräs esimerkki tällaisesta kehysrakenteesta FR. GPS-järjestelmässä kukin kehys käsittää 1500 bittiä, jotka on jaettu viiteen 300 bittiä käsittävään alikehykseen. Koska yhden bitin lähetys kestää 5 20 ms, kunkin alikehyksen lähetys kestää tällöin 6 s, ja koko kehys lä hetetään 30 sekunnissa. Alikehykset on numeroitu 1—5. Kussakin ali-kehyksessä 1 lähetetään mm. aikatietoa, joka ilmoittaa alikehyksen lä-hetyshetken sekä tietoa satelliitin kellon poikkeamasta GPS-järjestel-män kellonaikaan nähden.

10

Alikehyksiä 2 ja 3 käytetään ratatiedon lähetykseen. Alikehys 4 sisältää muuta järjestelmäinformaatiota, kuten yleisen aikatiedon (UTC, Universal Time, Coordinated). Alikehys 5 on tarkoitettu kaikkien satelliittien almanakkatietojen lähetykseen. Näiden alikehysten ja kehysten muo-15 dostamaa kokonaisuutta nimitetään GPS-navigointisanomaksi (GPS navigation message), joka käsittää 25 kehystä eli 125 alikehystä. Navi-gointisanoman pituus on tällöin 12 min 30 s.

GPS-järjestelmässä aikaa mitataan sekunteina viikon alusta. GPS-jär-20 jestelmässä viikon alkuhetki on lauantain ja sunnuntain välinen keskiyö. Kussakin alikehyksessä lähetetään tieto siitä, minä GPS-viikon ajanhetkenä kyseinen alikehys on lähetetty. Tällöin aikatieto ilmaisee tietyn bitin lähetyshetken, eli GPS-järjestelmässä kyseisen alikehyksen vii-meisen bitin lähetyshetken. Aikaa satelliiteissa mitataan erittäin tarkko-]”;25 jen atomikellojen avulla. Tästä huolimatta GPS-järjestelmän ohjauskes- ... kuksessa (ei esitetty) valvotaan kunkin satelliitin toimintaa ja suorite- taan mm. aikavertailu satelliittien kellovirheiden havaitsemiseksi ja tä- *···* män tiedon välittämiseksi satelliittiin.

• · · • * ·

30 Vastaanottimessa voidaan vastaanotetun signaalin lähetyshetki fkoT

• · määrittää esimerkiksi seuraavasti: I | · fjoT = TOWk + N^u + + N*hlp + bchipk (1) 35 missä TOWk = viimeisimmän vastaanotetun alikehyksen sisältämä aikatieto (time of week), 6 110201

Nlit = aikatietoa vastaavan bitin, eli viimeisimmän vastaanotetun alikehyksen, joka sisältää aikatiedon, viimeisen bitin jälkeen vastaanotettujen bittien lukumäärää vastaava aika millisekunteina, 5 nIs = viimeisimmän vastaanotetun bitin vastaanottamisesta kulu nut aika millisekunteina,

Nlbip = viimeisimmän koodijakson (epoch) vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen kokonaisten alibittien lukumäärä (O—1022), kchipk - mitattu koodivaihe sijainninmäärityshetkellä, ja 10 k = satelliitin indeksi.

Oheisessa kuvassa 3 on havainnollistettu tätä eräällä sijainninmäärityshetkellä vastaanotetun signaalin lähetyshetken arvioimisessa käytettyä kaavaa ja sen eri termejä. On selvää, että kuva 3 on yksinkertais-15 tettu todelliseen tilanteeseen nähden, koska mm. yksi koodijakso käsittää 1023 alibittiä, joten niiden esittäminen tarkasti ei ole järkevää. Si-jainninmäärityshetkeä esittää pistekatkoviiva, joka on merkitty viitteellä SM.

20 On tärkeää laskea vastaanotetun signaalin lähetyshetki kullekin seurattavalle signaalille, koska vastaanottimen paikallinen vertailuaika, joka on muodostettu vastaanottimen paikallisoskillaattorilla, on kytketty näi-den arvojen perusteella GPS-aikaan. Lisäksi eri satelliiteista vastaan-otettujen signaalien erilaiset kulkuajat voidaan päätellä näistä mitatuista ’..£5 arvoista, koska kukin satelliitti lähettää saman alibitin olennaisesti sa-maila hetkellä. Vaikka eri satelliittien ajoituksissa voikin olla pieniä eroja, niitä tarkkaillaan, ja virhetieto välitetään GPS-navigointisano-:: massa, kuten jo edellä on mainittu.

:'\80 Hyvissä vastaanotto-olosuhteissa ja käytettäessä edullista satelliitti- ·“: konstellaatiota käyttäjän sijainti ja aikavirhe voidaan ratkaista hyvin tar kasti. Hyvä satelliittien konstellaatio merkitsee sitä, että sijainninmääri-tyksessä käytettävät satelliitit on valittu siten, että vastaanottimesta kat- » · soituna ne sijaitsevat selvästi eri suunnissa, eli avaruuskulmat, joissa :'·.35 eri satelliiteista lähetetyt signaalit saapuvat vastaanottimeen, poikkea-vat selvästi toisistaan.

7 110291

Sen sijaan tilanteessa, jossa vastaanotettu signaali on heikkoa, ei vastaanotettua navigointisanoman sisältämää tietoa voida välttämättä käyttää hyväksi. Tällöin ainoat kantataajuisesta signaalista suoritettavat käyttökelpoiset mittaukset ovat alibittien lukumäärä ja koodivaihe. Jos 5 vastaanottimessa ei ole kunnollista ratatietoa ja vertailukelloa käytettävissä, ei sijaintia kuitenkaan voida laskea pelkästään alibittien lukumäärän ja koodivaiheen perusteella. Vanha ratatieto ei myöskään anna riittävän tarkkaa satelliittien sijaintia, jolloin sijainninmäärityksen tarkkuus huononee. Pahimmassa tapauksessa vastaanottimessa ei ole ollen-10 kaan navigointitietoa, mikä merkitsee sitä, että kaavan (1) mukaista signaalien lähetysaikojen laskentaa ei voida tehdä, ja sijainnin määritys ei onnistu. Vastaavasti vertailukellon puuttuminen tekee nykyisin tunnetuilla menetelmillä mahdottomaksi suorittaa GPS-ajan arviointi, vaikka ratatietoa olisikin käytettävissä. Tämä merkitsee sitä, että ratatieto on 15 selvitettävä jostakin muusta lähteestä kuin vastaanotetusta satelliittien lähettämästä signaalista, mikäli sijainninmääritys halutaan suorittaa.

Käytännön sovelluksissa vastaanottimen reaaliaikakellon RTC tarkkuus voi vaihdella. Vastaavasti, matkaviestinverkon tukiasemasta BS lähetet-20 tävä ja vastaanottimessa BS vastaanotettava aikatieto voi olla merkittävässä määrin, jopa useita minuutteja, viivästynyt. Kuitenkaan tämä viive ei ole vastaanottimessa tiedossa ja lisäksi viive voi vaihdella aikatiedon ···. eri lähetyskerroilla. Jos vastaanotin ei myöskään pysty dekoodaamaan navigointisanomassa lähetettyä informaatiota, ei vastaanotin voi saada ;;;25 tietoa GPS-ajasta. Väärä GPS-aika-arvio voi aiheuttaa merkittäviäkin virheitä sijainninmääritykseen.

'Patenttijulkaisussa GB2 330 717 esitetään maailmanlaajuisen tiedon-siirtojärjestelmän aikaeron korjaus esimerkiksi navigointisatelliiteista 30 lähetetyn C/A-koodin ja kantoaallon vaihe-eron perusteella. Julkaisun :X; mukaisessa laitteessa käytetään korrelaationa ilmaisemaan eri satelliit- tisignaaleiden C/A-koodien vaihe-erot. Pelkällä C/A-koodien vaihe-ero-tiedolla ei kuitenkaan voida varmuudella selvittää kulkuaikaeroja, koska ;;: erot voivat olla suurempia kuin yhden koodin pituus, eli yli 1 ms GPS- * » ’ ;·35 järjestelmässä.

I * I t t ; Patenttijulkaisussa US 6,084,544 on esitetty yriteajan ja satelliiteista lä- < I t hetetyn tiedon käyttö oikean ajan määrittelyä varten. Yriteajan perus- 8 110291 teella lasketaan neljän satelliitin avulla yritepaikka. Tämän jälkeen määritetään viidettä satelliittia käyttäen se, että onko yritepaikka mahdollisesti oikea paikka ja jos se ei ole oikea niin tällöin valitaan uusi yriteaika. Julkaisussa mainitaan laskettu korjausvektori, joka määri-5 tetään tunnetun sijainnin ja satelliitin välisen lasketun geometrisen etäisyyden sekä määritettävän paikan ja satelliitin välisen mitatun etäisyyden välisen erotuksen avulla. Lasketun ja mitatun arvon erotus määritetään oletetun paikan laskemiseksi ainakin neljän satelliitin avulla ja näiden lisäksi oletetun paikan tarkistamiseksi vielä viidenteen satelliitit) tiin, ja jos lasketun ja mitatun arvon erotus poikkeaa nollasta viidennen satelliitin osalta niin tällöin valitaan siis uusi yriteaika.

Kansainvälisessä hakemusjulkaisussa WO 99/53338 on esitetty menetelmä ja laitteisto satelliittijärjestelmän aikatiedon selvittämiseksi.

15 Järjestelmässä lasketaan sijainti useammalla kuin yhdellä aika-arviolla ja määritetään virhearvo kullakin aika-arviolla. Oikea aika pyritään löytämään etsimällä virheen minimiarvo.

Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaan saada me-20 netelmä aikatiedon epätarkkuuksien vaikutuksen vähentämiseksi vastaanottimen sijainnin määrityksessä myös signaalinvoimakkuuden ollessa niin heikko, että navigointi-informaatiota el saada vastaanotettua. Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada sijainninmääritysvas-taanotin. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että aikatiedolle pyritään :*‘:25 löytämään sellainen arvo, jolla sijainninmääritystiedoista arvioitu virhe ’[[[· on olennaisesti minimissä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle me-netelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaati-muksen 1 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle paikannusjärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen .·. :30 patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksin- • t · nön mukaiselle elektroniikkalaitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 20 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä :. i.: olevan keksinnön mukaiselle laskentapalvelimelle on tunnusomaista se, L": mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 21 tunnusmerkkiosassa.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin menetelmiin ja sijainninmääritysvastaanottimiin verrattuna. Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa voidaan si- 35 9 110291 jainninmäärityksen tarkkuutta parantaa, koska aikatiedon virhe voidaan minimoida. Lisäksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä voidaan sijainninmääritystä nopeuttaa, koska aikatiedon virhe saadaan tarkemmin selville ja tätä tietoa voidaan käyttää 5 uusissa sijainninmäärityksissä hyväksi.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä sijainninmäärityksessä tarvittavat laskennat suoritetaan pääosin tiedonsiirtoverkkoon tiedonsiirtoyhteydessä olevassa laskentapalvelimessa, 10 jolloin laskenta voidaan suorittaa huomattavasti nopeammin kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa.

Lisäksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisella verkkopohjaisella toteutuksella on vielä lisäetuja verkkoavusteiseen vastaan-15 ottimeen nähden. Suoritettaessa sijainninmäärityslaskenta vastaanottimen sijasta tiedonsiirtoverkossa, ei tiedonsiirtoverkon tarvitse lähettää mitään sijainninmäärityksessä käytettävää avustedataa, kuten epheme-ristietoa, vastaanottimelle. Tällöin vähentynyt tiedonsiirtotarve vähentää myös tiedonsiirtoverkon kuormitusta.

20

Joissakin tilanteissa voi ensimmäinen sijainninmääritys (TTFF, time to ··. first fix), esim. sijainninmääritysvastaanottimen päälle kytkemisen jäl keen, olla nopeampaa verkkopohjaisessa toteutuksessa kuin verkko-‘L avusteisessa toteutuksessa, koska verkkopohjaisessa toteutuksessa 25 sijainninmääritysvastaanottimen tarvitsee lähettää laskentapalvelimelle vain mitatut alibitti- ja koodivaihemittaukset. Näiden mittausten siirtoon tarvitaan huomattavasti vähemmän bittejä kuin avustedatan lähettämiseksi tiedonsiirtoverkosta sijainninmääritysvastaanottimelle. Etenkin, jos tiedonsiirtoverkko on kuormittunut, voi verkkoavusteisen menetel-30 män sijainninmääritys viivästyä avustedatan viivästyessä verkossa. Sen sijaan verkkopohjaisessa toteutuksessa sijainninmääritys on lasketta-; ·,·· vissa olennaisesti välittömästi sen jälkeen kun palvelin on vastaanotta- .·· nut alibitti- ja koodivaihemittaukset sijainninmääritysvastaanottimelta.

; · Tästä on merkittävää etua etenkin hätätapauksissa, sillä vastaan- 35 ottimen laskettu paikka on olennaisesti välittömästi tiedossa, eikä sitä tarvitse odottaa sijainninmääritysvastaanottimelta.

10 110291

Verkkopohjaisessa toteutuksessa on vielä se etu, että sijainninmääri- tyslaskennassa voidaan käyttää aina uusinta ephemeris-tietoa ja mahdollisesti jopa DGPS-korjauksia.

5 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin kuviin, joissa kuva 1a esittää yksinkertaistettuna periaatekaaviona sijainnin määritystä neljän satelliitin lähettämän signaalin ja vertailuvas-10 taanottimen avulla tiedonsiirtoverkossa, kuva 1b esittää yksinkertaistettuna periaatekaaviona sijainnin määritystä neljän satelliitin lähettämän signaalin ja vertailuvas-taanottimen avulla sijainninmääritysvastaanottimessa, 15 kuva 2 esittää esimerkkiä GPS-järjestelmässä käytettävästä kehys-rakenteesta, kuva 3 havainnollistaa eräällä sijainninmäärityshetkellä vastaanote-20 tun signaalin lähetyshetken arvioimisessa käytettyä tunne tun tekniikan mukaista kaavaa ja sen eri termejä, •«· ··;* kuva 4 esittää satelliitin etäisyyttä sijainninmääritysvastaanotti-...V mesta ja tukiasemasta aikatasossa, :"-25 kuva 5 esittää pelkistettynä lohkokaaviona vastaanotinta, jossa keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa, kuvat 6a ja 6b havainnollistavat keksinnön erään edullisen suo- ,·. :30 ritusmuodon mukaisessa menetelmässä käytettävää aika- virheen minimointia, ja •. i, · kuvat 7a ja 7b havainnollistavat tasokuvauksena keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisella menetelmällä :·! 35 saavutettavaa sijainninmäärityksen tarkkuuden parane- mistä.

11 110291

Keksinnön mukaisen menetelmän toiminnan selvittämiseksi tarkastellaan seuraavassa ensin sijainninmääritystä ja siinä käytettäviä mittaus-ja laskutoimituksia kuvan 5 mukaisessa sijainninmääritysvastaanotti-messa MS.

5

Kuvan 5 sijainninmääritysvastaanottimessa MS ensimmäisen antennin 1 kautta vastaanotettava signaali muunnetaan sopivimmin välitaajuu-delle tai suoraan kantataajuudelle muunninlohkoissa 2a—2d. Kuvan 5 mukainen vastaanotin MS käsittää neljä vastaanottokanavaa, joissa 10 kussakin on oma muunninlohkonsa 2a—2d, mutta on selvää, että kanavia voi olla eri määrä kuin tässä esitetty. Muunninlohkoissa 2a—2d välitaajuudelle tai kantataajuudelle muunnettu signaali käsittää sinänsä tunnetusti kaksi komponenttia: I- ja Q-komponentit, joiden välillä on 90° vaihe-ero. Nämä välitaajuudelle muunnetut analogiset signaalikompo-15 nentit digitoidaan. Digitoinnissa signaalikomponenteista otetaan vähintään yksi näyte jokaisesta alibitistä, eli GPS-järjestelmässä otetaan tällöin vähintään 1 023 000 näytettä sekunnissa. Lisäksi digitoidun signaalin I- ja Q-komponentit kerrotaan ensimmäisen numeerisesti ohjatun oskillaattorin 5 (NCO, Numerically Controlled Oscillator) muodostamalla 20 signaalilla. Tämä ensimmäisen numeerisesti ohjatun oskillaattorin 5 signaali on tarkoitettu korjaamaan Doppler-siirtymästä ja vastaanottimen 1 paikallisoskillaattorin (ei esitetty) taajuusvirheestä johtuva taa-·;' juuspoikkeama. Muunninlohkoissa 2a—2d muodostetut signaalit, jotka on merkitty kuvaan 5 viitteillä Q(a),l(a)—Q(d),l(d), johdetaan edullisesti :‘*25 digitaaliseen signaalinkäsittely-yksikköön 3. Lohkossa 16 muodoste-taan myös kulloinkin vastaanotettavien satelliittien koodimoduloinnissa käytettyjä koodeja vastaavat vertailukoodit ref(k). Vastaanotin MS pyrkii f”: mm. tämän vertailu koodi n ref(k) avulla löytämään kullakin vastaanotto- kanavalla vastaanotettavan satelliitin signaalin koodivaiheen ja taajuus-, *. poikkeaman käytettäväksi tahdistuksen jälkeisissä toiminnoissa.

Ohjauslohkolla 7 ohjataan mm. koodivaiheilmaisinta 9, jonka avulla nu-meerisesti ohjatun oskillaattorin 5 taajuutta säädetään tarvittaessa. Tahdistusta ei tässä selityksessä ole tarkemmin käsitelty, vaan se on :! 35 sinänsä tunnettua tekniikkaa. Sen jälkeen kun vastaanottokanava on \..§ tahdistunut jonkin satelliitin SV1, SV2, SV3, SV4 signaaliin, voidaan tarvittaessa aloittaa signaalissa lähetetyn navigointi-informaation ilmaisu ja tallennus, mikäli mahdollista. Digitaalinen signaalinkäsittely- 12 110291 yksikkö 3 tallentaa navigointi-informaatiota edullisesti muistiin 4. Nyt esilläolevan keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä ei tätä navigointi-informaatiota tarvitse ilmaista ja tallentaa, vaan sijainninmääritysvastaanottimen MS on selvitettävä sa-5 telliiteista vastaanotettujen signaalien alibitti- ja koodivaihe.

Sijainninmääritysvastaanotin MS käsittää myös välineet langattoman viestimen toimintojen suorittamiseksi, kuten toisen antennin 10, radio-osan 11, audiovälineet, kuten koodekin 14a, kaiuttimen 14b ja mikrofo-10 nin 14c, näytön 12 ja näppäimistön 13.

Alibitti- ja koodivaiheen selvittäminen tehdään sopivimmin olennaisesti samanaikaisesti kaikille vastaanottokanaville, jolloin kullakin vastaanot-tokanavalla vastaanotetun signaalin vastaanottohetki on olennaisesti 15 sama. Sijainninmääritysvastaanotin MS lähettää selvittämänsä satelliittien alibitti- ja koodivaiheinformaation tiedonsiirtoverkkoon tukiaseman BS kautta edullisesti joko suoritetun selvityksen jälkeen, laskentapalvelimen pyytäessä alibitti- ja koodivaiheinformaatiota, tai käyttäjän antaman sijainninmäärityskomennon tai vastaavan käynnistämänä.

20

Kun sijainninmääritys halutaan tehdä, edullisesti laskentapalvelimessa S tutkitaan, onko laskentapalvelimessa S käytettävissä tarvittava navi-·; gointi-informaatio. Jos navigointi-informaatiota ei ole tai se on puutteel- lista, laskentapalvelin S tutkii edullisesti sen, mitä tarvittavaa navigointi-25 informaatiota ei sillä hetkellä ole laskentapalvelimessa S.

; -; Jos puuttuva informaatio on sijainninmääritysvastaanottimen MS alibitti- ja koodivaiheinformaatio, pyytää laskentapalvelin S sijainninmääritys-vastaanotinta MS lähettämään alibitti- ja koodivaiheinformaation. Tämä 30 voidaan tehdä esim. siten, että laskentapalvelin S lähettää pyynnön tiedonsiirtoverkkoon, esim. matkapuhelinkeskuksen MSC kautta tukiase-malle, joka välittää pyynnön edelleen sijainninmääritysvastaanottimeen ;· ms.

35 Jos puuttuva informaatio on satelliittien ephemeris-tietoa tai muuta satelliittien sijaintiin ja/tai aikaan liittyvää informaatiota, pyytää laskenta-;i palvelin S tiedonsiirtoverkkoa lähettämään puuttuvan informaation.

13 110291 Tämä informaatio voidaan lähettää esim. satelliittipaikannusjärjestelmän ohjauskeskuksesta (ei esitetty).

Sen jälkeen kun laskentapalvelimessa S on käytettävissä riittävästi na-5 vigointi-informaatiota, lasketaan vastaanotettujen signaalien lähetys-hetki edullisesti kaavan 1 perusteella. Jos ei kuitenkaan ole vastaanotettu riittävästi navigointi-informaatiota, keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä vastaanotettujen signaalien lähe-tyshetki määritetään vastaanotetun signaalin koodijakson vaihtumisen 10 jälkeen vastaanotettujen alibittien lukumäärän Nkhip ja koodivaiheen &chipk sekä laskentapalvelimessa S olevan navigointi-informaation perusteella.

Periaatteessa sijainti voidaan laskea usealla eri tavalla, mutta tässä 15 esitetään vain yksi menetelmä: pienimmän neliösumman menetelmä (LMS, Least Mean Squares). Yksinkertaisuuden vuoksi on seuraavassa jätetty huomioimatta joitakin perustoimintoja, kuten satelliitin SV1, SV2, SV3, SV4 kellon virheen korjaus, ionosfäärikorjaukset jne. Lisäksi oletetaan, että laskentapalvelimessa S ei ole saatavilla aikaisempia sijain-20 ninmääritystietoja ja että kaikki mittaukset suoritetaan samalla hetkellä, eli kussakin vastaanottokanavassa näytteenotto suoritetaan rinnakkai-sesti samalla hetkellä. Vastaanotetut signaalit tallennetaan muistiin, jo-!·. ten niiden jatkokäsittely voidaan suorittaa eriaikaisesti.

... 25 Vertailukello 15 on muodostettu esim. vastaanottimen MS reaaliaikakel-lolla (RTC, Real-Time Clock) tai se voidaan muodostaa myös ulkoisella kellolla (ei esitetty) tai aikatieto voidaan saada ulkoisesta verkosta, ku-ten matkaviestinverkosta.

:/.;30 Kaavan (1) mukaisesti lähetysajan ToT määritys käsittää viisi osaa, joista vain kaksi viimeisintä, eli koodijakson vaihtumisen jälkeen vas-taanotettujen alibittien lukumäärä Nkhip ja koodivaihe Achipk voidaan .··. määrittää tilanteessa, jossa vastaanotettavan signaalin voimakkuus on heikko. Näillä kahdella parametrilla on mahdollista mitata vain alibittita-"35 son (<1 ms) eroja eri satelliittien SV1, SV2, SV3, SV4 signaaleissa, koska sama koodi toistuu koodijakson (=1 ms) välein. Koska kunkin satelliitin ja vastaanottimen välinen etäisyys voi olla merkittävästi erilai- 14 110291 nen, voi eri satelliiteista vastaanotettujen signaalien kulkuajoissa olla suuriakin eroja, jopa yli 10 ms. Tällöin ei alibittitason erojen määritys ole riittävä. Yksi millisekunti ajassa merkitsee n. 300 km:n etäisyyttä signaalin edetessä olennaisesti valonnopeudella. Vastaavasti yksi alibitti 5 (n. 1 ps=1 ms/1023) merkitsee n. 300 metriä.

Tällaisessa tilanteessa on eri vastaanottokanavissa millisekuntien erot selvitettävä satelliittien SV1, SV2, SV3, SV4 ja vastaanottimen MS etäisyyksien perusteella. Yleisessä tapauksessa ei kuitenkaan ole välttä-10 mättä tiedossa vastaanottimen MS arvioitua sijaintia. Vastaanottimen MS sijainti voidaan aluksi arvioida. Tällöin voidaan satelliitin ja vastaanottimen MS arvioidun sijainnin välisen etäisyyden laskenta suorittaa millisekunnin tarkkuudella seuraavasti.

xk -k 15 Nkms= —-- xlOOOrns (2) c missä merkintä (_-J ilmaisee pyöristystä alaspäin lähimpään kokonaislukuun, ja viiva muuttujan yläpuolella osoittaa, että kyseessä on vektori. Vastaanottimessa on jonkinlainen arvio GPS-ajasta fGPS, esim. vertailu- 20 kellon 15 aika, joka siis voi tässä vaiheessa olla useita sekunteja, jopa ! minuutteja väärässä.

Sen jälkeen kun kaikille vastaanottokanaville on suoritettu kaavan 2 mukainen etäisyyden Nkms laskenta millisekunteina, voidaan signaalien 25 lähetyshetket arvioida seuraavan kaavan perusteella.

fTir=TGPS-Nkms-Nkchii>-Achipk (3)

Minkä tahansa satelliitin signaalin lähetyshetken mittausarvo voidaan Λ 30 valita vertailuajaksi. Satelliitin aika signaalin vastaanottohetkellä, eli GPS-aika, fGPS, voidaan tämän jälkeen arvioida lisäämällä vertailuajaksi valitun mittauksen perusteella saatuun lähetysaikaan ToT arvioitu siirtoviive, eli signaalin kulkuaika satelliitista vastaanottimeen. Siir-toviiveen arviona tavallisesti käytetään 70 ms.

35 * · * » is 110291

Tops = Τψοτ + 0070 (4)

Sen jälkeen, kun GPS-aika on alustavasti määritetty, voidaan mitatut pseudoetäisyydet määrittää vähentämällä lasketut signaalin lähetyshet-5 ket GPS-ajan arviosta ja kertomalla tulos valonnopeudella seuraavasti:

Pm = {TgPS ~^Tot]c (5) jossa c tarkoittaa valon nopeutta tyhjiössä, yläindeksi k ilmaisee sen, 10 minkä satelliitin signaalista mitattu arvo on (esim. 1—4), ja alaindeksi m ilmaisee, että kyseessä on mitattu, ei arvioitu, pseudoetäisyys.

Arvioidut pseudoetäisyydet lasketaan suhteessa käyttäjän vastaanottimen sijaintiin xu sekä satelliittien sijainteihin χ^ν{τΟΡ3') arvioidulla lähe- 15 tyshetkellä ToT. Satelliittien sijainnit lasketaan sinänsä tunnettujen yhtälöiden avulla ajan funktiona. Tässä näitä arvioituja pseudoetäisyyk-siä on yksinkertaisuuden vuoksi esitetty seuraavalla kaavalla:

Pp = f {TgpsJu) (6) 20 sen ilmaisemiseksi, että arvioidut pseudoetäisyydet perustuvat vain ar-*·;* vioituun GPS-aikaan ja arvioituun käyttäjän sijaintiin. Kaavassa (6) termi f merkitsee (voimakkaasti) epälineaarista funktiota, alaindeksi p ilmaisee sitä, että kyseessä on arvio, ja xu on arvioitu käyttäjän sijainti, :···25 jossa viiva muuttujan yläpuolella merkitsee sitä, että kyseessä on vek-O tori.

Käyttäjän sijainti xu sekä arvioidun GPS-ajan ja todellisen GPS-ajan :\i välinen ero voidaan laskea esimerkiksi pienimmän neliösumman mene-•’":30 telmällä iteratiivisesti. Tämä menetelmä on sinänsä tunnettu. Pienim-\ män neliösumman menetelmässä ratkaistaan seuraava yhtälöjoukko: > i i ;* Pm~ xsv — xu + ctu, k = 1... M (7) 16 110291

Tavoitteena on löytää sellainen sijaintitieto xu ja aikavirhe Atu, joka parhaiten sopii M kappaleeseen mittauksia. Tämän yhtälöryhmän ratkaisu on sinänsä suoraviivainen: 5 =(hthY1HtAp (8) KJ v 1 jossa &P = Pkm-pkp> k = 1... M (9) 10 ΔΪμ on sijainnin korjausvektori,

Atu on aikavirheen korjaus ja H = pisteessä xu arvioitujen pseudoetäisyyksien linearisoitu

Jacobin matriisi.

15

Pienimmän neliösumman menetelmän antama ratkaisu on optimaalinen virheiden neliöiden summan (SSE, sum of squared errors) suhteen tarkasteltuna. Tämä virheiden neliöiden summa voidaan arvioida kaavalla: _20 ( Ί\τί Γα“ f\ * Ar Ay ·:· SSE= Ap-H u Ap-H u (10)

v l^u JJ v L^«.J

• · • · Järjestämällä termejä uudelleen ja käyttämällä hieman erilaisia ilmai-suja termeille voidaan kaava (7) kirjoittaa seuraavasti: ’•••25

Pm {YgPS ) = Xsv{TgPs)~*u +ctu> k=1...M (11) • · · • · · I > > *:*’ Sulkumerkintä merkitsee sitä, että kyseinen termi perustuu suluissa esi-v!.: tettyyn parametriin. Tällaista esitystapaa käyttäen voidaan selvästi ha- :* [ 30 väitä, että mitatut pseudoetäisyydet ovat todellisen GPS-ajan funktioita :·* ja muut ovat arvioidun GPS-ajan funktioita. Jos vertailukellon aikatieto \.. _ on olennaisesti sama kuin todellinen GPS-aika, voidaan vastaanottimen ' · · ’ aikavirhe esittää seuraavan kaavan mukaisena aikaerona: 110291

Atu = AT = TGPS - fGPS (12)

Epätarkan vertailukellon 15 vaikutus sijainninmääritykseen on havaittavissa edellä esitetyistä kaavoista 11 ja 12. Jos vertailukellon 15 aika-5 tieto poikkeaa merkittävästi todellisesta GPS-ajasta, ei kaavan 11 ensimmäinen termi perustu todelliseen GPS-aikaan. Vastaanottimen ai- kavirhettä ei tässä tilanteessa myöskään voida esittää kaavan 12 mukaisena aikaerona. Tällöin kellovirhe Atu ei ole välttämättä sama kuin todellisen ja arvioidun GPS-ajan välinen ero, vaan se kuvaa alibittita-10 solia havaittavissa olevia aikaeroja. Nämä aikaerot, jotka alibittitasolla voidaan havaita, ovat kuitenkin alle 1 ms:n mittaisia eroja, joten pelkästään näillä alibittitason mittauksilla ei voida selvittää vertailukellon 15 epätarkkuudesta aiheutuvia, jopa satojen sekuntien mittaisia eroja.

15 Vertailukellon 15 epätarkkuus aiheuttaa myös sen, että edellä esitettyjen kaavojen perusteella lasketut satelliittien SV1—SV4 sijainnit eivät myöskään välttämättä vastaa niiden todellista sijaintia, mikä samalla merkitsee, että vastaanottimen MS sijainninmääritys voi olla merkittävästi virheellinen. Tämän vuoksi on kellovirhe pyrittävä selvittämään 20 mahdollisimman tarkasti.

Kaavassa 12 AT esittää tätä todellista kellovirhettä arvioidun ajan, ja todellisen GPS-ajan, TGPS, välillä. Tämä todellinen kellovirhe AT on siis pyrittävä selvittämään. Nyt esillä olevan keksinnön mukai-... 25 sessa menetelmässä käytetään optimointia. Tämän toteuttamiseksi määritetään sijainninmääritykselle virhearvo, joka kuvaa sitä, miten hy-vin sijainninmääritys vastaa todellista sijaintia. Optimoinnilla pyritään :···: minimoimaan tämä virhearvo. Seuraavassa keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän kuvauksessa virhearvoksi on 0-.-30 esimerkinomaisesti valittu kaavalla 10 muodostettava virheiden neliöi-den summa SSE.

Sen jälkeen kun laskentapalvelimessa S on laskettu sijainti ainakin yh-den kerran jollakin kellovirheen AT arvolla, lasketaan myös tämä vir- '-35 hearvo SSE ja tallennetaan se muistiin. Seuraavaksi muutetaan satel-/’: Hittien sijaintitietoa jonkin verran. Tämä voidaan tehdä siten, että muute taan arvioitua GPS-aikaa (kellovirhe AT muuttuu), minkä jälkeen tämän 18 110291 muutetun GPS-ajan ja satelliittien ratatietojen perusteella lasketaan satelliittien sijainnit ja vastaanottimelle uusi paikka-aika -ratkaisu (kaavat 7, 8, 9). Tämän jälkeen voidaan suorittaa virhearvon SSE laskenta I uudelleen kaavalla 10 uudelle vertailukellon virhearvolle ΔΓ käyttä- 5 mällä tätä uutta paikka-aika -ratkaisua. Verrataan tallennettua virhear-| voa SSE nyt laskettuun arvoon. Jos virhearvo SSE kasvoi, muutetaan | satelliittien sijaintitietoa toiseen suuntaan ja lasketaan jälleen virhearvo SSE ja suoritetaan vertailu tallennetun ja lasketun virhearvon välillä. Jos virhearvo SSE pieneni, tallennetaan uusi virhearvo SSE muistiin.

10 Lisäksi muutetaan satelliittien sijaintitietoa edelleen samaan suuntaan, lasketaan virhearvo SSE ja suoritetaan vertailu tallennetun ja lasketun virhearvon välillä. Edellä esitettyjä vaiheita toistetaan, kunnes on löydetty virhearvolle SSE olennaisesti pienin arvo. Tämän pienimmän arvon etsimiseksi voidaan haun tarkentuessa pienentää arvioidun GPS-15 ajan muutosta, jolloin iteratiivisesti voidaan päästä haluttuun tarkkuuteen minimin löytämisessä. Edellä esitetyn virhearvon SSE optimoimiseksi tunnetaan useita muitakin eri mahdollisuuksia ja ne ovat alan asiantuntijan tuntemaa tekniikkaa, joten niiden tarkempi käsittely tässä yhteydessä ei ole tarpeen.

20

Sen jälkeen kun minimi halutulla tarkkuudella on löydetty, on tiedossa aikavirhe ΔΓ. Tämän jälkeen on tiedossa myös todellinen GPS-aika ··;' sekä vertailukellon 15 aikavirhe.

:":25 Nyt voidaan laskentapalvelimessa S käyttää tätä todellista GPS-aikaa ·'.’*·* tarkemman sijainninmäärityksen laskemiseksi.

Tämän jälkeen voidaan sijainninmääritysinformaatio lähettää sijainnin- määritysvastaanottimeen MS, jossa sijainti voidaan esittää käyttäjälle.

.·. :30 Esimerkiksi hätäpuhelutapauksessa sijainninmääritysinformaatio on * »» .···’ olennaisesti välittömästi käytettävissä tiedonsiirtoverkossa, esim. mat kapuhelinkeskuksessa MSC, vaikka informaatiota ei lähetettäisikään sijainninmääritysvastaanottimeen. Tämä nopeuttaa avun lähettämistä oikeaan paikkaan.

35

Verkkopohjaisen paikannuksen eräs perusidea on siis toteuttaa kaikki vaativa laskenta tiedonsiirtoverkkoon sijoitetussa laskentapalvelimessa S tai vastaavassa laitteessa. Vastaanottimen MS tehtävänä on 19 110291 tällöin lähinnä mitata satelliittien signaalit ja joissakin toteutuksissa esi-käsitellä niitä. Tämän jälkeen vastaanotin MS lähettää signaalit laskentapalvelimelle S varsinaisen sijainnin laskemiseksi.

5 Verkkopohjaisessa paikannuksessa vastaanotin MS koostuu minimissään vain tarvittavasta laitteistosta alibitti- ja koodivaihemittausten tekemiseen ja niiden välittämiseen verkon kautta palvelimelle. Vastaanotin MS ei välttämättä tarvitse edes aikatietoa tässä tapauksessa.

10 Oheisessa kuvassa 6a on esitetty simuloinnin tuloksena saatua virhe-arvoa SSE aikavirheen funktiona. Aikavirhe oli ±180 s tässä simulointi-esimerkissä. Kuvassa 6b on vielä minimikohtaa esitetty suuremmalla tarkkuudella (aikavirhe ±0,1 s). Kuvista 6a ja 6b voidaan selkeästi havaita se, että virhearvolla SSE on olemassa selvä globaali minimikohta.

15

Eräs toinen vaihtoehto minimikohdan löytämiseksi on ns. käyrän sovitus. Tällöin lasketaan satelliittien sijainti muutamissa ratapisteissä ja sovitetaan näihin pisteisiin käyrä. Tämän sovitetun käyrän perusteella saadaan selvitettyä satelliittien sijainnit muissa virhearvon SSE lasken- 20 tapisteissä. Tällä menetelmällä voidaan jonkin verran vähentää virhearvon SSE optimin etsimisessä tarvittavaa laskentaa.

··;’ Vielä eräs vaihtoehto minimikohdan löytämiseksi on suodatus, jossa joka sijainninmäärityskerralla ratkaistaan aikavirhe AT uudestaan ja :”25 suoritetaan aikavirheelle numeerinen suodatus, esim. siten, että keski-arvotetaan eri kerroilla saadut aikavirheet. Tällöin aikavirhe alkaa lähes-tyä oikeaa arvoa. Tällä tavalla voidaan mittauksissa mahdollisesti esiin-: * * *: tyneen kohinan vaikutusta pienentää.

.-.30 Kuvissa 7a ja 7b on esitetty vielä kaksiulotteisena kuvauksena tätä • * * keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän periaa-;· tetta. Kuvassa on esitetty kolme satelliittia SV1, SV2, SV3. Katkoviivoi-tetuilla nuolilla D1, D2, D3 on kuvattu näiden satelliittien liikeratoja. Ku-kin ympyrä C1, C2, C3 kuvaa sitä aluetta, jossa ao. satelliitin perus-:·! 35 teella laskettu sijainninmääritysvastaanottimen MS sijainti on. Tällöin sijainninmääritysvastaanottimen MS sijainti on näiden kolmen satelliitin perusteella määritettyjen ympyröiden leikkausalueella, joka on merkitty viitteellä X. Kuvan 7a tilanteessa aikavirhe on vielä melko suuri, mutta 2° 110291 kuvan 7b tilanteessa on aikavirhettä tarkennettu keksinnön mukaisella menetelmällä, jolloin sijainnin epätarkkuus on jo melko pieni.

Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa mene-5 telmässä sijainninmäärityksessä tarvittava laskenta suoritetaan sijain-ninmääritysvastaanottimessa MS. Olennaisimpina eroina keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaiseen menetelmään nähden on tällöin se, että mm. GPS-aikatieto ja ratatieto lähetetään laskentapalvelimen S sijasta sijainnimääritysvastaanottimelle MS.

10

Sen jälkeen kun sijainnimääritysvastaanottimen MS vastaanottokanava on tahdistunut jonkin satelliitin SV1, SV2, SV3, SV4 signaaliin, voidaan sijainnimääritysvastaanottimessa MS aloittaa signaalissa lähetetyn navigointi-informaation ilmaisu ja tallennus, mikäli mahdollista. Digitaali-15 nen signaalinkäsittely-yksikkö 3 tallentaa navigointi-informaatiota edullisesti muistiin 4.

Ilmaisu ja tallennus tehdään sopivimmin olennaisesti samanaikaisesti kaikille vastaanottokanaville, jolloin kullakin vastaanottokanavalla vas-20 taanotetun signaalin vastaanottohetki on olennaisesti sama. Kun sijain-ninmääritys halutaan tehdä, edullisesti digitaalisessa signaalinkäsittely-yksikössä 3 tutkitaan, onko vastaanotettu tarvittava navigointi-informaatio. Jos muistissa 4 on tallennettuna riittävästi navigointi-informaa-tiota, lasketaan vastaanotettujen signaalien lähetyshetki edullisesti :”:25 kaavan 1 perusteella. Jos ei kuitenkaan ole vastaanotettu riittävästi na-vigointi-informaatiota, tässä keksinnön erään toisen edullisen suoritus-muodon mukaisessa menetelmässä vastaanotettujen signaalien lähe-tyshetki määritetään vastaanotetun signaalin koodijakson vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen alibittien lukumäärän Nkhip ja koodivaiheen :‘ , !30 kchipk ja sijainnimääritysvastaanottimessa MS vastaanotetun navi- ·] ’: gointi-informaation perusteella, kuten edellä keksinnön ensimmäisen , edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän kuvauksen yhteydes- ::: sä on esitetty.

• 1 * · ; ..35 Keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisessa järjestelmässä, jossa sa-telliittien avulla suoritettavan sijainninmäärityksen ohella käytetään esim. matkaviestinjärjestelmää apuna. Tällöin voidaan matkaviestinjär- 21 110291 jestelmän kolmen tai useamman tukiaseman BS, BS\ BS”, joiden sijainti tunnetaan, avulla selvittää vastaanottimen MS sijainti jollakin, tyypillisesti GPS-paikannusta jossain määrin huonommalla tarkkuudella käyttämällä matkaviestinjärjestelmän kulkuaikamittaustoimintoja sig-5 naalin kulkuajan tukiasemasta ja vastaanottimeen määrittämiseksi. Näiden kulkuaikamittausten avulla voidaan selvittää vastaanottimen MS ajallinen etäisyys eri tukiasemista, jolloin vastaanottimen MS sijainti on selvitettävissä.

10 Eräänä toisena vaihtoehtona on se, että selvitetään signaalin saapu-miskulmat a, a', a" (Angle-Of-Arrival, AOA) matkaviestimestä MS kahteen tai useampaan tukiasemaan BS, BS', BS" ja välitetään laskennan suorittavaan laitteeseen, kuten laskentapalvelimeen S tai vastaanottimeen MS näitä määritettyjä signaalin saapumiskulmatietoja. Tällöin 15 voidaan määrittää vastaanottimen MS suunta ainakin kahteen tukiasemaan BS, BS', BS" nähden signaalin saapumiskulmien perusteella.

Vielä eräänä vaihtoehtona on mm. se, että selvitetään sekä signaalin kulkuaika että saapumiskulma a, a', a" matkaviestimestä ainakin yh-20 teen tukiasemaan BS, BS', BS" ja välitetään laskennan suorittavaan laitteeseen, kuten laskentapalvelimeen S tai vastaanottimeen MS näitä määritettyjä signaalin kulkuaika- ja saapumiskulmatietoja. Tällöin voi-··;’ daan määrittää vastaanottimen MS suunta ja etäisyys d, d\ d” ainakin yhteen tukiasemaan BS, BS', BS" nähden signaalin kulkuajan ja saa-:"25 pumiskulman perusteella.

«·« : Tätä järjestelyä voidaan hyödyntää esim. silloin, kun vastaanottimella MS ei saada vastaanotettua satelliittien lähettämää signaalia, tai sig- • I · naalinvoimakkuus on niin heikko, että alibittitason mittauksia ei saada .·. 30 suoritettua. Tällöin tilanteessa, jossa satelliittipaikannusta voidaan jäi-* »· leen käyttää, oletussijainniksi voidaan valita esim. mainittujen tukiase-mien perusteella määritetty vastaanottimen MS sijainti.

* « · » » · 11 ·

Edellä esitettyjen laskutoimitusten suorittamiseksi keksinnön ensimmäi- :·! 35 sen edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä on laskenta-» »· palvelimen S sovellusohjelmistoon muodostettu tarvittavat ohjelmakäskyt sinänsä tunnetusti.

22 110291

Laskentapalvelin S voi olla järjestetty esim. matkapuhelinkeskuksen MSC yhteyteen, jolloin tiedonsiirto tiedonsiirtoverkon, tässä tapaukses-i sa matkaviestinverkon, ja laskentapalvelimen S välillä suoritetaan mat kapuhelinkeskuksen MSC kautta. On selvää, että laskentapalvelin S 5 voidaan sinänsä tunnetusti liittää tiedonsiirtoyhteyteen tiedonsiirtoverkkoon myös muulla tavoin.

Edellä esitettyjä laskutoimituksia suoritetaan keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä edullisesti digitaalisessa 10 signaalinkäsittely-yksikössä 3 ja/tai ohjauslohkossa 7. Tätä varten on sovellusohjelmistoon muodostettu tarvittavat ohjelmakäskyt sinänsä tunnetusti. Laskutoimitusten tuloksia ja mahdollisesti tarvittavia välituloksia tallennetaan muistiin 4, 8. Sijainninmäärityksen suorituksen jälkeen voidaan sijainninmääritysvastaanottimen määritetty sijainti esittää 15 edullisesti näytöllä 12 esim. koordinaattimuodossa. Näytöllä 12 voidaan esittää myös sen alueen karttatietoja, jossa käyttäjän sijainninmääritys-vastaanotin MS sillä hetkellä sijaitsee. Nämä karttatiedot voidaan ladata esim. matkaviestinverkon kautta edullisesti siten, että sijainninmääritys-vastaanottimen MS matkaviestintoiminnoista lähetetään määritetyt si-20 jaintitiedot tukiasemaan BS, joka välittää ne edelleen käsiteltäväksi, esim. matkaviestinkeskukseen (ei esitetty). Tarvittaessa matkaviestinverkosta otetaan yhteys esim. Internet-verkon kautta sellaiseen palve-··;' limeen (ei esitetty), jossa ao. alueen karttatietoja on tallennettuna. Tä- • män jälkeen karttatiedot lähetetään matkaviestinverkon kautta tukiase- : * ‘ :25 maan BS ja edelleen sijainninmääritysvastaanottimeen MS.

# · ·

Vaikka edellä on keksintöä kuvattu sijainninmääritysvastaanottimen MS

; yhteydessä, on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös muun tyyppisissä elektroniikkalaitteissa, joissa on välineet elektroniikkalait- ,·. ;30 teen sijainninmäärityksen suorittamiseksi. Tällöin nämä välineet elekt-• * * roniikkalaitteen sijainninmäärityksen suorittamiseksi käsittävät keksin-”/ nön edullisen suoritusmuodon mukaisen sijainninmääritysvastaanotti-men MS.

* · I · · ;·! 35 Keksintöä voidaan vielä soveltaa myös muiden langattomien tiedonsiir-L.. toverkkojen kuin matkaviestinverkkojen yhteydessä. Tällöin jonkin, si- '"·* jainninmääritysvastaanottimen läheisyydessä olevan tunnetun pisteen sijainti voidaan vastaanottaa langattoman tiedonsiirtoverkon kautta.

23 110291

On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

5

Mi i i < • f I · * i > I i • | * · * t t t t I « « t i i I » I · * I » i I · * · ti» * · * t » I I · > I » ; f » t * r i i t » I I >

f I

I » t > i

Claims (21)

24 1 10291

1. Menetelmä vastaanottimen (MS) vertailuajan (15) virheen määrittämiseksi sijainninmääritysvälineissä (S, MS), jossa menetelmässä vas- 5 taanotetaan satelliittien (SV1—SV4) lähettämää koodimoduloitua signaalia, joka muodostetaan kullekin satelliitille (SV1—SV4) yksilöllisellä koodilla, jossa menetelmässä selvitetään jokaisesta sijainninmäärityk-sessä käytettävästä satelliitista vastaanotetun signaalin lähetyshetki (fjoT), jota käytetään satelliitin sijainnin määrityksessä, tunnettu siitä, 10 että signaalin lähetyshetken (fkoT) ja vertailuajan eron määrittämiseksi suoritetaan sijainninmääritys, ja lasketaan määritetyn sijainnin perusteella virhearvo (SSE), jolloin menetelmässä etsitään virhearvon mini-mikohta määrittämällä vastaanottimen (MS) sijainti ainakin kahdella eri signaalin lähetyshetken arviota vastaavalla satelliittien sijainnilla ja las-15 kemalla virhearvo (SSE) mainituille ainakin kahdelle määritetylle vastaanottimen (MS) sijainnille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä 20. määritetään satelliitin (SV1—SV4) ja vastaanottimen (MS) väliset en simmäiset etäisyydet (pkm) selvittämällä kustakin sijainninmäärityk- ·;* sessä käytettävästä satelliitista vastaanotetun signaalin lähetyshet- ken arvio (ffoT), ja määrittämällä arvioitu aikatieto (fGPS) signaalin : : vastaanottohetkellä, :...£5 - arvioidaan satelliitin (SV1—SV4) ja vastaanottimen (MS) väliset toi- j set etäisyydet (pkp) määrittämällä kunkin sijainninmäärityksessä käy- tettävän satelliitin (SV1—SV4) sijainti signaalin arvioidulla lähetys-hetkellä mainitun arvioidun aikatiedon (fGPS) ja ratatietojen perus- :.'i teella, *’^Q0 - lasketaan vastaanottimen (MS) arvioitu sijainti (xj sekä arvioidun : GPS-ajan (fGPS) ja todellisen GPS-ajan (TGPS) välinen ero (AT) ai- nakin osittain mainittujen ensimmäisten etäisyyksien (pkm) ja mainittu-: ! jen toisten etäisyyksien (pkp) avulla, ja - lasketaan vastaanottimen (MS) arvioidun sijainnin perusteella vir-35 hearvo (SSE). 25 110291

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanottimen (MS) arvioitu sijainti (xu) lasketaan ratkaisemalla yhtä-löjoukko

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu virhearvo (SSE) lasketaan kaavalla f Γμ Tl 7 Γμ Ti SSE = Ap- H u Ap-H u , jossa v JJ v 10 =(hth)~1 Ht Ap, V 7 Ap = pkm-pkp, k = \.. M A£u on sijainnin korjausvektori, Atu on aikavirheen korjaus M on sijainninmäärityksessä kulloinkin käytettävien satelliittien 15 (SV1—SV4) lukumäärä ia H = pisteessä xu arvioitujen pseudoetäisyyksien linearisoitu Ja- *': cobin matriisi. ""20 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että moduloinnissa käytettävä koodi muodostetaan joukosta alibittejä, jolloin mainitulla joukolla alibittejä moduloitu signaali muodostaa koodijakson, jota koodimoduloinnissa toistetaan, että vastaanottimessa (MS) käyte-'···* tään kunkin satelliitin yksilöllistä koodia vastaavaa vertailu koodia 25 (ref(k)) koodijakson vaihtumisen ja koodivaiheen (Achipk) selvittämi-seksi, jolloin vastaanottimessa (MS) selvitetään sijainninmäärityshetkeä edeltävän koodijakson vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen alibittien . !·. lukumäärä (Nkhip) ja koodivaihe (Achipk), jolloin signaalin lähetyshet- : * ”: ken arvio (fkoT) määritetään seuraavasti: 30 fkoT = TGPS - N^s - Nkhjp - Achipk. • · « · 26 110291

5 H = pisteessä xu arvioitujen pseudoetäisyyksien linearisoitu Jacobin matriisi.

5 Pm=\xsv-Xul + Ctu> k = t..M.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijainninmäärityksessä käytetään ainakin neljän satelliitin (SV1—SV4) lähettämää signaalia.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että satelliitteina (SV1—SV4) käytetään GPS-järjestelmän satelliitteja.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1—7 mukainen menetelmä, jossa käyte-10 tään tunnettu siitä, että sijainninmääritysvälineinä (S, MS) käytetään laskentapalvelinta (S), jolloin laskentapalvelimen (S) ja vastaanottimen (MS) välille muodostetaan tiedonsiirtoyhteys.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1—7 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että sijainninmääritysvälineinä (S, MS) käytetään vastaanotinta (MS).

10. Paikannusjärjestelmä, joka käsittää ainakin välineet (15) vertailu-ajan muodostamiseksi, ja vastaanottimen (MS), joka käsittää välineet 20 (1, 2a—2d) satelliittien (SV1—SV4) lähettämän koodimoduloidun sig naalin vastaanottamiseksi, joka koodimoduloitu signaali on muodostettu kullekin satelliitille (SV1—SV4) yksilöllisellä koodilla, ja joka paikannus-järjestelmä (S, MS) käsittää välineet (3, 5, 7, 9) jokaisesta sijainninmää-rityksessä käytettävästä satelliitista vastaanotetun signaalin lähetyshet-,...25 ken {fjoT) selvittämiseksi, ja välineet (3,7) satelliitin sijainnin määrittämiseksi, tunnettu siitä, että paikannusjärjestelmä käsittää li-säksi sijainninmääritysvälineet (S, MS, 3, 4) vastaanottimen (MS) si-jainnin (*J määrittämiseksi, välineet (3, 4, 7) määritetyn sijainnin (xu) . . perusteella virhearvon (SSE) laskemiseksi, ja välineet (3, 7) virhearvon * * · ':,;S0 minimikohdan etsimiseksi määrittämällä vastaanottimen (MS) sijainti ...: (£„) ainakin kahdella eri signaalin lähetyshetken arviota vastaavalla satelliittien sijainnilla (χ$ν) ja laskemalla virhearvo (SSE) mainituille ainakin kahdelle määritetylle vastaanottimen (MS) sijainnille (Jctt). » I t .•••35

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen paikannusjärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi: 27 110291 - välineet (3, 4) sijainninmäärityksessä käytettävistä satelliiteista vastaanotettujen signaalien lähetyshetkien arvion (fjoT) selvittämiseksi, ja - välineet (3,10,11) arvioidun aikatiedon (fGPS) signaalin vastaanotto-5 hetkellä määrittämiseksi, - välineet (3) satelliitin (SV1—SV4) ja mainitun vertailupisteen välisten ensimmäisten etäisyyksien (pkm) määrittämiseksi mainittujen signaalin lähetyshetken arvion (f/or) ja arvioidun aikatiedon (fGPS) perusteella, 10. välineet (3) satelliitin (SV1—SV4) ja mainitun vertailupisteen välisten toisten etäisyyksien (pkp) arvioimiseksi määrittämällä kunkin sijainninmäärityksessä käytettävän satelliitin (SV1—SV4) sijainti signaalin arvioidulla lähetyshetkellä mainitun arvioidun aikatiedon (TGPS) ja ratatietojen perusteella, 15. välineet (3) vastaanottimen (MS) sijainnin (xu) sekä arvioidun GPS- ajan (fGPS) ja todellisen GPS-ajan (TGPS) välisen eron laskemiseksi ainakin osittain mainittujen ensimmäisten etäisyyksien (pkm) ja toisten etäisyyksien (pkp) avulla, ja - välineet (3) virhearvon (SSE) laskemiseksi vastaanottimen (MS) ar- - · ·20 vioidun sijainnin (xu) perusteella. »

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paikannusjärjestelmä, tunnettu * # — ..... siitä, että vastaanottimen (MS) arvioitu sijainti {xu) on laskettu ratkaise-,;::, maila yhtälöjoukko .:::25 pkm = Xsv-xu\\ + ctu’ k = l..M. * · || » 4

* ; *,* 13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen paikannusjärjestelmä, .**·. tunnettu siitä, että mainittu virhearvo (SSE) lasketaan kaavalla f _ im Ti7 _ Γλϊ Ti SSE = Ap-H u Ap-H u , jossa I lAtu.) v •’,30 ^ ={htH)~1 HTAp, ... et &P = pkm-Pp, k = 1... M AJiu on sijainnin korjausvektori, 28 1 10291 Atu on aikavirheen korjaus M on sijainninmäärityksessä kulloinkin käytettävien satelliittien (SV1—SV4) lukumäärä ja

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen paikannusjärjestelmä, tunnettu siitä, että moduloinnissa käytettävä koodi on muodostettu joukosta ali-10 bittejä, jolloin koodijakso on muodostettu mainitulla joukolla alibittejä moduloidusta signaalista, jota koodimoduloinnissa toistetaan, että vastaanotin (MS) käsittää välineet (16) vertailukoodin muodostamiseksi, välineet koodijakson vaihtumisen, sijainninmäärityshetkeä edeltävän koodijakson vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen alibittien lukumäärän

15 {N'hip) ja koodivaiheen (Achipk) selvittämiseksi mainitun vertailukoodin perusteella, jolloin vastaanottimessa (MS) on järjestetty selvitettäväksi sijainninmäärityshetkeä edeltävän koodijakson vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen alibittien lukumäärä {Nkhip) ja koodivaihe (Achipk), jolloin signaalin lähetyshetki (fjoT) on järjestetty määritettäväksi seuraa-20 vasti: ···. - <ip - AcA,p‘· • · · //: 15. Jonkin patenttivaatimuksen 10—14 mukainen paikan n usjärjes- ... telmä, tunnettu siitä, että sijainninmäärityksessä on käytetty ainakin ::;25 neljän satelliitin (SV1—SV4) lähettämää signaalia.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 10—15 mukainen paikannusjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanotetut signaalit ovat GPS-järjestel- V-i män satelliittien lähettämiä signaaleja. •//30 .

17. Jonkin patenttivaatimuksen 10—17 mukainen paikannusjärjes- :!: telmä, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (10,11,12,13,14a, 14b, 14c) matkaviestintoimintojen suorittamiseksi. :'/35

18. Jonkin patenttivaatimuksen 10—17 mukainen paikannusjärjes telmä, tunnettu siitä, että sijainninmääritysvälineet (S, MS) käsittävät 29 110291 laskentapalvelimen (S), jolloin laskentapalvelimen (S) ja vastaanottimen (MS) välille on järjestetty muodostettavaksi tiedonsiirtoyhteys.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 10—17 mukainen paikannusjärjes-5 telmä, tunnettu siitä, että sijainninmääritysvälineet (S, MS) on muodostettu vastaanottimeen (MS).

20. Elektroniikkalaite (MS), joka käsittää ainakin välineet (15) vertailu-ajan muodostamiseksi, ja vastaanottimen (MS), joka käsittää välineet 10 (1, 2a—2d) satelliittien (SV1—SV4) lähettämän koodimoduloidun sig naalin vastaanottamiseksi, joka koodimoduloitu signaali on muodostettu kullekin satelliitille (SV1—SV4) yksilöllisellä koodilla, välineet (3, 5, 7, 9) jokaisesta sijainninmäärityksessä käytettävästä satelliitista vastaanotetun signaalin lähetyshetken {ffoT) selvittämiseksi, ja välineet (3, 7) sa- 15 telliitin sijainnin määrittämiseksi, tunnettu siitä, että elektroniikkalaite (MS) käsittää lisäksi välineet (S, MS, 3, 4) vastaanottimen (MS) sijainnin (xu) määrittämiseksi, välineet (3, 4, 7) määritetyn sijainnin (xu) perusteella virhearvon (SSE) laskemiseksi, ja välineet (3, 7) virhearvon minimikohdan etsimiseksi määrittämällä vastaanottimen (MS) sijainti 20 (*M) ainakin kahdella eri signaalin lähetyshetken arviolla vastaavalla satelliittien sijainnilla (jc$v) ja laskemalla virhearvo (SSE) mainituille ainakin kahdelle määritetylle vastaanottimen (MS) sijainnille (xu).

21. Laskentapalvelin (S), joka käsittää ainakin sijainninmääritysvälineet :...*25 (S, MS) vastaanottimen (MS) sijainnin määrittämiseksi, joka vastaan- otin (MS) käsittää välineet (1, 2a—2d) satelliittien (SV1—SV4) lähettä-män koodimoduloidun signaalin vastaanottamiseksi, joka koodimoduloitu signaali on muodostettu kullekin satelliitille (SV1—SV4) yksilölli-.·. : sellä koodilla, ja joka laskentapalvelin käsittää välineet (3, 5, 7, 9) jokai- .’••'30 sesta sijainninmäärityksessä käytettävästä satelliitista vastaanotetun signaalin lähetyshetken (fjoT) selvittämiseksi, ja välineet (3, 7) satellii- tin sijainnin määrittämiseksi, tunnettu siitä, että laskentapalvelin (S) käsittää lisäksi välineet (3, 4, 7) määritetyn sijainnin (xu) perusteella vir- hearvon (SSE) laskemiseksi, ja välineet (3, 7) virhearvon minimikohdan : * * * β5 etsimiseksi määrittämällä vastaanottimen (MS) sijainti (xu) ainakin kah della eri signaalin lähetyshetken arviolla vastaavalla satelliittien sijain- 30 110291 nilla (χ$ν) ja laskemalla virhearvo (SSE) mainituille ainakin kahdelle määritetylle vastaanottimen (MS) sijainnille (xu). 31 110291