FI110293B - Paikannusjärjestelmä - Google Patents

Description

110293

Paikannusjärjestelmä

Keksinnön tausta 1. Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy paikannusjärjestelmiin. Tarkemmin sanottuna 5 tämä keksintö liittyy satelliittipohjaisiin paikannusjärjestelmiin.

2. Tekniikan tason kuvaus GPS-järjestelmä (Global positioning system) on esimerkki tunnetun tekniikan paikannusjärjestelmästä, jossa vastaanottimen sijainti lasketaan perustuen satelliiteista vastaanottimeen lähetettäviin signaaleihin. Seuraavassa 10 keksintöä selitetään esimerkinomaisesti pääasiassa yhteydessä GPS-järjes-telmään. Tulisi kuitenkin huomata, että esillä olevaa keksintöä voidaan hyödyntää myös muissa paikannusjärjestelmissä.

GPS-satelliitti lähettää jatkuvasti signaalia L1 taajuudella 1575,42 MHz. Signaali L1 sisältää näennäissatunnaiskoodin, kalenteritietoja ja ephe-15 meris-tietoja. Näennäissatunnaiskoodi identifioi lähettävän satelliitin. Kalenteri-tiedot sisältävät satelliittien likimääräiset kiertoradat. Tämä informaatio tallennetaan vastaanottimen muistiin, niin että se tietää satelliittien kiertoradat. Mikä tahansa satelliiteista voi jonkin verran poiketa radaltaan. Satelliitin korjatut ja :Y tarkat kiertorataparametrit sisällytetään ephemeris-tietoihin. GPS-satelliitti lä- : 20 hettää edelleen muuta tärkeää informaatiota kuten satelliitin tilan, senhetkisen . .· päivämäärän ja ajan.

.··’ GPS-vastaanotin laskee sijaintiinsa perustuen joukkoon satelliitteja, joiden sijainnit ovat tunnettuja vastaanottimelle. Jos kolme tai useampia satel-. . Hittejä on käytettävissä, vastaanotin pystyy laskemaan 2D-sijainnin, toisin sa- 25 noen leveys- ja pituuspiirin. Neljän tai useamman satelliitin ollessa käytettävissä GPS-vastaanotin pystyy laskemaan 3D-sijainnin, joka sisältää leveyspiirin, pituuspiirin ja korkeuden.

Näennäisetäisyys GPS-vastaanottimen ja satelliitin välillä lasketaan perustuen satelliitista lähetettävän signaalin vastaanottimen saavuttamiseen 30 tarvitsemaan etenemisaikaan. Mahdollistaakseen tämän laskusuorituksen j * > j GPS-satelliitti lähettää oman yksilöllisen C/A-koodin (Course/Acquisition) etu- käteen määriteltyinä ajanhetkinä 1 ms:n välein. GPS-vastaanotin generoi sa-’··* maa C/A-koodin, ja se yrittää sovittaa sitä yhteen satelliitilta vastaanotetun ; C/A-koodin kanssa. GPS-vastaanotin vertaa näitä kahta koodia määrittääk- 2 110293 seen, kuinka paljon sen pitää viivästyttää (tai siirtää) koodiaan sovittaakseen sen yhteen satelliitin koodin kanssa. Tämä viiveaika (siirtymä) kerrotaan valonnopeudella näennäisetäisyyden saamiseksi.

Syy siihen, miksi yllä mainittu laskusuoritus antaa tuloksena en-5 nemmin näennäisetäisyyden kuin tosiasiallisen etäisyyden, on se, että GPS-vastaanottimen sisäinen kello ei ole yhtä tarkka kuin satelliitin kello. On kuitenkin mahdollista määrittää GPS-vastaanottimen sijainti perustuen näennäisetäi-syyteen neljästä satelliitista, joiden sijainnit tiedetään, toistamalla neljän paikanmäärityksen laskentaa, kunnes kellovirhe häviää.

10 Ongelma yllä kuvatussa tunnetun tekniikan navigointijärjestelmässä on, että satelliitin lähettämää C/A-koodia toistetaan suhteellisen pienin välein (1 ms). Tällöin, jos vastaanottimen näytteenottotaajuus on suhteellisen matala (kuten esimerkiksi 1 kHz), on mahdollista, että vastaanotin lukittuu väärään C/A-koodiin. Jos vastaanotin oikeaan C/A-koodiin lukittumisen sijaan lukittuu 15 edelliseen tai seuraavaan C/A-koodiin, tällöin vastaanottimen mittaamaan mat-ka-aikaan tulee 1 ms:n virhe, joka johtaa 300 km:n virheeseen lasketussa nä-ennäisetäisyydessä.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan ratkaisu, joka mahdollistaa yllä mainitun virheen välttämisen.

20 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on lisäksi saada aikaan ratkaisu, . . joka mahdollistaa luotettavien sijaintien saamisen vastaanottimella, joka käyt- I * *·'; tää matalaa näytteenottotaajuutta.

:·'·· Esillä olevan keksinnön tavoitteena on vielä lisäksi saada aikaan ratkaisu, joka mahdollistaa vastaanottimen tarvitseman ajan ja laskusuoritus- * · · •,,, 25 ten määrän vähentämisen ensimmäisen sijainnin saamiseksi.

im

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä vastaanottimen sijaintikoordinaattien määrittämiseksi käsittäen: signaalien vastaanottamisen satelliiteilta mainittujen signaalien sisältäessä ainakin tiedon, jota voi-30 daan käyttää laskemaan mainittujen satelliittien sijainnit ja nopeudet, vastaanotettujen signaalien Doppler-siirtymän mittaamisen, mainittujen satelliittien suhteellisen nopeuden laskemisen perustuen mitattuihin Doppler-siirtymiin, alusta- . :· vien sijaintikoordinaattien laskemisen mainitulle vastaanottimelle perustuen sa- j , ' · telliittien sijainteihin, satelliittien nopeuksiin ja satelliittien suhteellisiin nopeuk- | 35 siin, näennäisetäisyyksien laskemisen mainittujen satelliittien ja mainitun vas- ; : taanottimen välillä perustuen etukäteen määrättyinä aikoina mainituista satellii- * * 3 110293 teista mainittuun vastaanottimeen lähetettävien signaalien etenemisaikoihin sekä mainitun vastaanottimen mainittujen sijaintikoordinaattien määrittämisen perustuen korjattuihin näennäisetäisyyksiin ja mainittujen satelliittien sijainteihin.

5 Esillä olevan keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan satelliittipaikannusjärjestelmän vastaanottimella, joka käsittää: vastaanottovälineet signaalien vastaanottamiseen satelliiteilta mainittujen satelliittien sijaintien ja nopeuksien laskemiseksi, mittausvälineet mainittujen signaalien Doppler-siirtymien mittaamiseen, näennäisetäisyyden 10 laskentavälineet näennäisetäisyyksien laskemiseen vastaanottimen ja mainittujen satelliittien välillä perustuen etukäteen määrättyinä aikoina mainituista satelliiteista mainittuun vastaanottimeen lähetettävien signaalien etenemisaikoihin, ja välineet mainitun vastaanottimen sijainnin laskemiseen perustuen laskettuihin näennäisetäisyyksiin ja mainittujen satelliittien sijainteihin, laskentavä-15 lineet mainitun vastaanottimen alustavien sijaintikoordinaattien laskemiseen perustuen satelliittien sijainteihin, satelliittien nopeuksiin ja mainittujen signaalien mitattujen Doppler-siirtymien osoittamiin satelliittien suhteellisiin nopeuksiin, ja vertailuvälineet laskettujen näennäisetäisyyksien vertaamiseksi etäisyyksiin, jotka on laskettu perustuen mainittuihin alustaviin sijaintikoordinaat-20 teihin ja satelliittien sijainteihin, ja näennäisetäisyyden laskentavälineiden ohjaamiseksi laskemaan uudelleen näennäisetäisyydet etukäteen määritellyissä :V: olosuhteissa.

: Esillä oleva keksintö hyödyntää satelliiteilta vastaanotettujen signaa- ; .· lien Doppler-siirtymää satelliittien suhteellisten nopeuksien määrittämisessä 25 vastaanottimesta nähtynä. Satelliittien suhteellisia nopeuksia voidaan yhdessä satelliittien arvioitujen sijaintien ja tosiasiallisten nopeuksien kanssa käyttää . . vastaanottimen alustavan sijainnin määrittämiseen. Vastaanotin voi arvioida ·’’ satelliitin sijainnin, kun satelliitin kiertorata tunnetaan, käyttämällä omaa sisäis tä kelloaan. Arvioitu sijainti ei ole täsmälleen oikea johtuen sisäisen kellon vir-30 heestä. Kuitenkin yllä kuvatulla tavalla saatu alustava sijainti on tarpeeksi täsmällinen ilmaisemaan, onko lasketussa näennäisetäisyydessä vastaanottimen :.‘-i ja satelliitin välillä huomattava virhe. Tällöin sen tosiasian, että vastaanotin on : lukittunut väärään C/A-koodiin, aiheuttama virhe voidaan havaita, ja näennäi- . · · ·' setäisyydessä oleva virhe voidaan korjata.

35 Esillä oleva keksintö on erittäin käyttökelpoinen vastaanottimen en- simmäisen sijainnin määrittämiseen toisin sanoen tilanteessa, jossa aiempaa 4 110293 sijaintia ei ole saatavilla. Keksintö käsittää huomattavia etuja, kun sitä hyödynnetään esimerkiksi kannettavissa vastaanottimissa sen mahdollistaessa luotettavan sijainnin saamisen, vaikka vastaanottimen käyttämä näytteenottotaajuus olisi suhteellisen alhainen. Alhainen näytteenottotaajuus tarkoittaa sitä, että 5 vastaanottimen energiankulutus voidaan pitää alhaisella tasolla, mikä on huomattava etu kannettavassa laitteessa, jossa energialähde on paristo.

Keksinnön mukaisen vastaanottimen edulliset suoritusmuodot ilmenevät epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2-5.

Kuvioiden lyhyt selostus 10 Seuraavassa esillä olevaa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin esimerkkien muodossa ja viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 on esillä olevan keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukainen vuokaavio,

Kuvio 2 on lohkokaavio satelliittipaikannusjärjestelmästä, jossa käy-15 tetään esillä olevan keksinnön mukaista vastaanotinta.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvio 1 on esillä olevan keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukainen vuokaavio. Kuvion 1 mukaista vuokaaviota voidaan hyödyntää esimerkiksi GPS-vastaanottimen sijainnin määrittämiseen.

. , 20 Lohkossa A vastaanotetaan signaaleja, jotka sisältävät ainakin in- formaation, joka mahdollistaa satelliittien nopeuksien ja sijaintien laskemisen. Satelliitin korjatut ja tarkat kiertorataparametrit sisällytetään GPS-järjestel-mässä satelliitin lähettämiin ephemeris-tietoihin. Ephemeris-tiedot käsittävät lisäksi muuta tärkeää informaatiota. Seuraavassa oletetaan, että informaatiota ·’··: 25 on saatavilla neljästä satelliitista, mikä on minimi vastaanottimen 3D-sijainnin saamiseksi käsittäen leveyspiirin, pituuspiirin ja korkeuden.

GPS-vastaanotin voi käyttää omaa sisäistä kelloaan arvioimaan satelliitin sijaintia perustuen lohkossa A vastaanotettuun informaatioon. Arvioitu ' sijainti ei kuitenkaan ole ehdottomasti oikea johtuen tosiasiasta, että vastaanot- . . 30 timen sisäisessä kellossa ei yleensä ole tarkkaa aikaa.

Lohkossa B mitataan vastaanotettujen signaalien Doppler-siirtymä ' ··· erikseen kullekin satelliitille. Mitattua Doppler-siirtymää hyödynnetään lohkossa C satelliittien suhteellisten nopeuksien laskemiseen vastaanottimesta nähtynä.

; On myös tärkeää ottaa huomioon vastaanottimen sisäisen kellon poikkeama ·,’ 35 tämän poikkeaman vaikuttaessa Doppler-mittauksiin.

I I

5 110293

Lohkossa D lasketaan satelliittien alustavat sijaintikoordinaatit perustuen satelliittien nopeuksiin ja sijainteihin ja satelliittien suhteellisiin nopeuksiin. Seuraavaa kaavaa voidaan käyttää esillä olevassa keksinnössä: 5 (vT * (R - r)/et) + d = D, jossa - R on satelliitin sijainti (koordinaatit), - v on satelliitin nopeus (vx, vy, vz), - r on vastaanottimen sijainti (x, y, z), 10 - et on satelliitin ja vastaanottimen välinen etäisyys, - d on vastaanottimen sisäisen kellon poikkeama ja - D on Doppler-mittauksen tulos (suhteellinen nopeus).

Yllä oleva kaava voidaan myös esittää muodossa, joka on sopiva 15 iterointiin: (vT * Δγ) + (Ad * et) = -(D - d) * et + v * (R - r)

Poikkeamatermi ja sijaintikoordinaatit on yllä olevassa kaavassa esi-20 tetty siten, että: : ·; x x + Δχ, y->y + Ay, . ! ·. Ζ-»Ζ + ΔΖ, ::: 25 d-*d-Ad.

Samanlainen kaava saadaan kullekin satelliitille. Tulos on yhtälö-ryhmä, joka voidaan ratkaista käyttämällä pienimmän neliösumman menetelmää. Yhtälöryhmä on seuraavaa muotoa: Ax = b, jossa 30 vx(1) vy(1) vz(1) et(1~ Δχ C(D(1)-d) * et<1) + v(1> * (R<1>-r)~ ·. : A = Vx<2) V2) vz(2) eF Ay -(D<2>-d) * et<2> + v<2> * (R(2)-r) : : : : X" ΔΖ b= 5 ,, vx(n) vy(n) vz(n) et(n) Ad i_ -(D(n)-d) * et(n) + v<n) * (R(n>-r) ! . ^ -Λ ja V- ' ”. Ratkaisu on: x = (ATA)'1 ATb.

! ! * 6 110293

Kun sijainti on tuntematon, iterointi aloitetaan maapallon keskipisteestä. Kellon poikkeamatermi säädetään nollaksi. Tulosta iteroidaan muutaman kerran (esimerkiksi neljä kertaa) tarkkuuden parantamiseksi. Sijaintikoor-dinaatteja ja poikkeamatermejä päivitetään siten, että: 5 x(uusi) = x(vanha) + Δχ y(uusi) _ y(vanha) + ^ z(uusi) = z(vanha) + ^ ^(uusi) _ ^(vanha) _ ^ 10

Lohkossa D suoritetun iteroinnin tuloksena ovat vastaanottimen alustavat sijaintikoordinaatit.

Tulisi huomata, että yllä olevat laskusuoritukset ovat vain yksi esimerkki kuinka laskea vastaanottimen alustavat koordinaatit. On luonnollisesti 15 mahdollista suorittaa laskelmat jollain vaihtoehtoisella menetelmällä, esimerkiksi hyödyntämällä niin sanottua laajennettua Kalman-algoritmia.

Lohkossa E näennäisetäisyydet satelliitista lasketaan kuten tunnetun tekniikan ratkaisuissa. Näennäisetäisyys GPS-vastaanottimen ja satelliitin välillä lasketaan perustuen satelliiteista lähetettävien signaalien (sisältäen C/A-20 koodin) vastaanottimen saavuttamiseen tarvitsemiin etenemisaikoihin. GPS-satelliitti vertaa näitä kahta koodia määrittääkseen, kuinka paljon sen pitää vii-:y västyttää (tai siirtää) koodiaan sovittaakseen sen yhteen satelliitin koodin kanssa. Tämä viiveaika (siirtymä) kerrotaan valonnopeudella näennäisetäisyy-| den saamiseksi.

25 Lohkossa F korjataan lasketut näennäisetäisyydet mikäli tarpeellis ta. Tämä voidaan tehdä (kullekin satelliitille) siten, että etäisyys vastaanottimen ja satelliitin välillä lasketaan perustuen satelliitin sijaintiin ja vastaanottimen :. . alustaviin sijaintikoordinaatteihin. Laskettua etäisyyttä verrataan saman satellii tin näennäisetäisyyteen. Jos vastaanotin on lukittunut väärään C/A-koodiin ku-30 ten edelliseen tai seuraavaan, tällöin mitatussa etenemisajassa on 1 ms:n virhe, mikä tarkoittaa sitä, että lasketussa näennäisetäisyydessä on 300 km:n virhe. Tällainen virhe voidaan havaita lohkossa F suoritettavassa vertailussa, joka myös mahdollistaa näennäisetäisyyden korjaamisen esimerkiksi säätä-’•f· mällä vastaanotin lukittumaan oikeaan C/A-koodiin tästä hetkestä eteenpäin, v 35 Kun lohkossa F on taattu, että vastaanotin on lukittunut oikeaan C/A-koodiin kullekin satelliitille, mikä tarkoittaa sitä, että kaikille satelliiteille on 7 110293 olemassa näennäisetäisyydet, tällöin vastaanottimen sijainti lasketaan lohkossa G. Sijaintikoordinaatit lasketaan kuten tunnetun tekniikan välineissä perustuen satelliittien näennäisetäisyyksiin ja satelliittien sijainteihin.

Kuvio 2 on lohkokaavio satelliittipaikannusjärjestelmästä, jossa käy-5 tetään esillä olevan keksinnön mukaista vastaanotinta. Esimerkinomaisesti oletetaan, että kuvion 2 satelliittipaikannusjärjestelmä on GPS-järjestelmä, jossa tapauksessa kuvion 1 yhteydessä kuvattua menetelmää voidaan soveltaa kuvion 2 järjestelmässä. Kuviossa 2 nähtävä vastaanotin 1 voi olla kannettava vastaanotin tai puettava vastaanotin kuten rannekelloon integroitu vastaanotin, 10 jossa tapauksessa vastaanotin 1 sisältää pariston (ei näy kuviossa) energialähteenään.

GPS-vastaanotin 1 vastaanottaa signaaleja GPS-satelliiteilta S1 ja S2. Tulisi huomata, että tarvitaan signaalit neljältä satelliitilta 3D-sijainnin saamiseksi, vaikka kuviossa 2 esitetään vain kaksi satelliittia (selkeyssyistä).

15 Kuvio 2 havainnollistaa, että satelliitti S1 lähettää jatkuvasti signaa lia 2 taajuudella 1575,42 MHz. Tämä signaali sisältää muun muassa näen-näissatunnaiskoodin, kalenteritietoja ja ephemeris-tietoja. Vastaanottimen 1 vastaanottolohko 3 vastaanottaa signaalin 2 ja prosessoi signaalia saadakseen tarpeelliset tiedot. Nämä tiedot sisältävät satelliitin kiertorataparametrit, 20 joita käytetään lohkossa 3 laskemaan satelliitin sijainti ja satelliitin nopeus käyttämällä vastaanottimen sisäisen kellon aikaa. Vastaanottolohko 3 lähettää sa-:y telliitin sijainnin ja nopeuden eteenpäin lohkolle 5. Vastaanottolohko 3 lähettää . ,* signaalit eteenpäin myös Doppler-mittauslohkolle 4, jossa lasketaan satelliitin /‘i suhteellinen nopeus vastaanottimesta nähtynä perustuen mitattuun Doppler- 25 siirtymään.

Oletetaan, että vastaanotin vastaanottaa signaaleja ainakin neljältä eri satelliitilta. Tällöin vastaanottimen lohko 5 pystyy laskemaan alustavat si-:. jaintikoordinaatit perustuen satelliittien sijainteihin ja nopeuksiin ja satelliittien laskettuihin suhteellisiin nopeuksiin. Alustavat sijaintikoordinaatit voidaan las-30 kea, kuten kuvion 1 yhteydessä on selitetty. Alustavat sijaintikoordinaatit syötetään vertailulohkoon 7.

Satelliitin S1 lähettämä signaali 2 sisältää myös etukäteen määritellyn koodin C. Tämä koodi C (C/A-koodi, Course/Acquisition) on yksilöllinen ky- - seessä olevalle satelliitille ja sitä lähetetään tarkasti etukäteen määriteltyinä 35 ajanhetkinä 1 ms:n välein. Vastaanottimen lohko 6 generoi samaa C/A-koodia, ja se yrittää sovittaa sitä yhteen satelliitilta vastaanotetun C/A-koodin kanssa.

8 110293

Vastaanotin vertaa näitä kahta koodia määrittääkseen, kuinka paljon sen pitää viivästyttää (tai siirtää) koodiaan, jotta se sopisi yhteen satelliitin koodin kanssa. Tällöin lohko 6 on tietoinen kunkin satelliitin viiveestä (tai siirtymästä). Tämä viive (tai siirtymä) kerrotaan valonnopeudella näennäisetäisyyden saami-5 seksi kyseessä olevaan satelliittiin. Lasketut näennäisetäisyydet lähetetään eteenpäin lohkosta 6 vertailulohkolle 7 ja lohkolle 8.

Vertailulohko 7 vastaanottaa (kuten aiemmin on selitetty) satelliittien sijainnit ja vastaanottimen alustavat sijaintikoordinaatit. Tällöin vertailulohko 7 pystyy laskemaan etäisyydet alustavien sijaintikoordinaattien ja satelliittien si-10 jaintien välillä. Laskettuja etäisyyksiä verrataan lohkolta 6 vastaanotettuihin näennäisetäisyyksiin. Jos vastaanotin on lukittunut väärään koodiin C yhdelle satelliitille, tällöin eroksi näennäisetäisyyden ja etäisyyden, joka on laskettu satelliitin sijaintiin ja vastaanottimen alustaviin sijaintikoordinaatteihin perustuen, välille tulee 300 km (tai enemmän). Tässä tapauksessa vertailulohko 7 kontrol-15 loi näennäisetäisyyden laskentalohkoa lukittuakseen toiseen koodiin, mikä tarkoittaa sitä, että laskettu näennäisetäisyys korjataan heti, kun lohko 6 suorittaa seuraavan näennäisetäisyyden laskennan.

Vastaanotin 1 sisältää lisäksi sijainninlaskentalohkon 8, joka vastaanottaa satelliittien sijainnit lohkolta 3 ja (lopulta korjatut) näennäisetäisyydet 20 lohkolta 6. Tällöin lohko 8 pystyy laskemaan vastaanottimen sijaintikoordinaatit kuten tunnetun tekniikan ratkaisuissa.

;Y Yksi kuvion 2 vastaanottimella saavutettu huomattava etu on, että . ,· vastaanottimen tarkan vastaanottohetken määrittämisessä käyttämä näyt- teenottotaajuus voidaan pitää alhaisella tasolla. On riittävää käyttää noin 1 !!'. 25 kHz:n näytteenottotaajuutta ratkaisuissa, joissa C/A-koodia toistetaan 1 ms:n välein. Näin alhainen näytteenottotaajuus on erittäin edullinen esimerkiksi kannettaville vastaanottimille tai puettavissa vastaanottimissa (kuten rannekelloon : > · integroiduissa vastaanottimissa), joissa energia saadaan paristosta. Syy tähän on se, että kukin näyte johtaa joukkoon laskusuorituksia, mikä luonnollisesti 30 vaatii energiaa. Alhainen näytteenottotaajuus vähentää tällöin energiankulutusta.

Kuviossa 2 vastaanotinta 1 havainnollistetaan toiminnallisilla lohkoil- .’** la 2 - 8. On kuitenkin tärkeää huomata, että vastaanottimen tosiasiallinen ra- ;/ kenne saattaa poiketa kuviossa 2 esitetystä. Lohkojen toiminnot kuviossa 2 35 voidaan käytännössä toteuttaa yhdellä tai usealla piirillä tai tietokoneohjelmalla ... tai vaihtoehtoisesti piirien ja ohjelmien yhdistelmällä. Tällöin on myös mahdol- * « t »- 9 110293 lista, että vastaanottimen toimintoja ei toteuteta tarkasti havainnollistetuilla lohkoilla, vaan sen sijaan kahden tai useamman lohkon toiminnot on saatettu yhdistää yhteen piiriin tai ohjelmaan.

On ymmärrettävä, että yllä oleva kuvaus ja sitä täydentävät kuviot 5 on tarkoitettu havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Alan ammattihenkilölle on ilmeistä, että keksintöä voidaan muunnella ja modifioida myös muulla tavoin poikkeamatta liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnön laajuudesta ja hengestä.

• ·

» I

• · • ·

• · I

• f I I « I · ·

It* * « t a t * a • > • · i I ·

[ I

t

« I

» · » » »

Claims (5)

10 110293

1. Menetelmä vastaanottimen sijaintikoordinaattien määrittämiseksi, joka menetelmä käsittää: 5 signaalien vastaanottamisen satelliiteilta mainittujen signaalien si sältäessä ainakin tiedot, joita voidaan käyttää mainittujen satelliittien sijaintien ja nopeuksien laskemiseen (A), mainittujen vastaanotettujen signaalien Doppler-siirtymän mittaamisen (B), ja 10 näennäisetäisyyksien laskemisen mainittujen satelliittien ja mainitun vastaanottimen välillä perustuen etukäteen määrättyinä aikoina mainituista satelliiteista mainittuun vastaanottimeen lähetettävien signaalien etenemisaikoi-hin (E), tunnettu siitä, että menetelmä edelleen käsittää: mainittujen satelliittien suhteellisen nopeuden laskemisen perustuen 15 mitattuihin Doppler-siirtymiin (C), alustavien sijaintikoordinaattien laskemisen mainitulle vastaanotti-melle perustuen satelliittien sijainteihin, satelliittien nopeuksiin ja satelliittien suhteellisiin nopeuksiin (D), mainittujen näennäisetäisyyksien korjaamisen perustuen mainit- 20 tuihin alustaviin sijaintikoordinaatteihin ja satelliittien sijainteihin (F), ja mainitun vastaanottimen mainittujen sijaintikoordinaattien määrittä- ' : misen perustuen korjattuihin näennäisetäisyyksiin ja mainittujen satelliittien si- * * jainteihin (G). • I ’;;; 2. Satelliittipaikannusjärjestelmän vastaanotin, joka käsittää: 25 vastaanottovälineet (3) signaalien vastaanottamiseen satelliiteilta (S1, S2) mainittujen satelliittien sijaintien ja nopeuksien laskemiseksi, • , mittausvälineet (4) mainittujen signaalien Doppler-siirtymien mit- i taamiseen, näennäisetäisyyden laskentavälineet (6) näennäisetäisyyksien las-30 kemiseen vastaanottimen ja mainittujen satelliittien välillä perustuen etukäteen määrättyinä aikoina mainituista satelliiteista mainittuun vastaanottimeen lähe- i.. tettävien signaalien etenemisaikoihin, ja *, , välineet (8) mainitun vastaanottimen sijainnin laskemiseen perustu- v en laskettuihin näennäisetäisyyksiin ja mainittujen satelliittien sijainteihin, ; ’ ’ * 35 tunnettu siitä, että vastaanotin edelleen käsittää: • »» 11 110293 laskentavälineet (5) mainitun vastaanottimen alustavien sijaintikoor-dinaattien laskemiseen perustuen satelliittien sijainteihin, satelliittien nopeuksiin ja mainittujen signaalien mitattujen Doppler-siirtymien osoittamiin satelliittien suhteellisiin nopeuksiin, ja 5 vertailuvälineet (7) laskettujen näennäisetäisyyksien vertaamiseksi etäisyyksiin, jotka on laskettu perustuen mainittuihin alustaviin sijaintikoordi-naatteihin ja satelliittien sijainteihin, ja näennäisetäisyyden laskentavälineiden ohjaamiseksi laskemaan uudelleen näennäisetäisyydet etukäteen määritellyissä olosuhteissa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainittu vastaanotin on puettava vastaanotin, jonka energialähde koostuu paristosta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainitut näennäisetäisyyden laskentavälineet hyödyntävät alhaista näyt- 15 teenottotaajuutta mainittujen etenemisaikojen määrittämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainittu vastaanotin on kannettava laite, jonka energialähde koostuu paristosta. 12 110293