JP2006504067A - 測位システム用のディジタル地形モデル高度の記憶と高速検索のための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様では、第1の圧縮された高度データを生成するためにディジタル高度モデル(DEM)の第1の部分の高度データを圧縮する工程と、第1のインデックスによってポイントされた記憶場所にこの第1の圧縮された高度データを記憶する工程と、この第1のインデックスを記憶する工程とを含む。また他の態様では、第1のインデックスを使用してディジタル高度モデル(DEM)の第1の圧縮された部分を突き止める工程と、このディジタル高度モデル内の少なくとも1つのサンプル地点に関する第1の高度データを検索するために第1の圧縮された部分を復元する工程とを含む。
Description
上記の方法の更に他の変形体では、基地局から移動体装置に送信され、それから戻ってくる信号に関して往復遅延(RTD)が見られる。似ているが別の方法では、移動体装置から基地局に送信され、それから戻ってくる信号に関して往復遅延が見られる。これらの往復遅延の各々は、片道時間遅延の推定を決定するために2で除算される。基地局の位置プラス片道遅延の知識は、移動体装置の位置を地上の1つの円に限定する。このような2つの測定値はそれから、2つの円の交差という結果をもたらし、今度はこの位置を地上の2地点に限定する。第3の測定値(到着角またはセルセクタ)は、あいまい性を解消する。
本発明の他の特徴は、付属の図面と下記の詳細説明とから明らかになるであろう。
図2は、本発明の種々の実施形態においてサーバとして使用できるデータ処理システムの一例を示す。例えば米国特許第5,841,396号に記載されているようにこのサーバは、ドップラーその他の衛星支援データといった補助データを移動局内のGPS受信器に供給できる。更に、あるいは代替としてロケーションサーバは、移動局よりもむしろ最終的位置計算を実行し(擬似範囲または擬似範囲が移動局から決定できる他のデータを受信した後に)、それからこの位置決定を基地局または他のシステムに転送できる。ロケーションサーバとしてのデータ処理システムは典型的には、モデムまたはネットワークインタフェースといった通信装置212を含んでいる。ロケーションサーバは、通信装置212(例えばモデムまたはその他のネットワークインタフェース)を介して多数の異なるネットワークに接続され得る。このようなネットワークは、このセルラー交換局または多数のセルラー交換局225、地上電話システムスイッチ223、セルラー基地局、その他のGPS信号源227、あるいは他のロケーションサーバ221の他のプロセッサを含む。
図3は、本発明の一実施形態による、位置決定エンティティ(PDE)におけるナビゲーション処理時にリアルタイムで地形高度情報を提供するために地形高度データベース(TEDB)を使用する方法を示す。本発明にしたがって記憶された(例えばランダムアクセスメモリ(RAM)またはハードディスクに)地形高度データベース(TEDB)301は、高度支援のためにロケーションサーバ305にライン311上でのリアルタイムアクセスを提供する。ロケーションサーバ305は、移動局の位置を決定するプロセスにおいて如何なる所定の場所に関する高度も効率的に検索できる。
基地局またはGPS衛星(または他のタイプのSPS衛星)から放射するSPS信号309は、移動局で受信される。移動局で受信されたSPS信号307は、基地局またはSPS衛星から放射するSPS信号の到着時刻を決定するために使用される。ロケーションサーバ305は、移動局の位置を決定するためにこれらの到着時刻を使用する。
もう1つの例では米国特許第6,061,018号に記載されている方法を使用して到着時刻(またはシュードーレンジ)測定値の条件を決定するために、到着時刻から決定された水平位置を使用してTEDBから移動局の推定高度を検索することができる。
図15は、本発明の一実施形態による、ある場所の高度を計算する方法を示す。オペレーション1501が第1の水平座標系(例えば位置決定エンティティによって使用される座標系)で測定されたある場所の第1の水平座標を受信した後に、オペレーション1503は、その場所の第1の水平座標を地形高度データベース(TEDB)によって使用される第2の水平座標系で測定されたその場所の第2の水平座標に変換する。典型的な位置決定エンティティは、水平位置を指定するためにWGS84座標系を使用し、TEDBは典型的には、ユニバーサル・トランスバース・メルカトール(Universal Transverse Mercator:UTM)座標系、地理的座標系(緯度、経度)、1区域用ローカル座標系(例えば米国の州平面ベースの座標系)などといった種々の領域に関する領域固有の座標系を使用してプロファイルを記憶する。このようにしてオペレーション1503における変換は、第1の水平座標によって指定されるその場所に近いTEDB内の高度データを探索するために使用できる座標を生成するために使用される。オペレーション1505は、地形高度データベースからその場所に近い複数の地点の高度を検索する。オペレーション1507が地形高度データベースによって使用される第1の垂直座標で測定されたその場所の第1の高度を計算するためにその場所に近い複数の地点の高度を補間した後に、オペレーション1509は、その場所の第1の高度を第2の垂直座標系(例えば位置決定エンティティによって使用される座標系)で測定されたその場所の第2の高度に変換する。典型的な位置決定エンティティは、高度(elevation(altitude))を指定するために楕円面上高度(Height Above Ellipsoid:HAE)座標系を使用し、またTEDBは典型的には、平均海面(MSL)座標系、局地海面(Local SL)座標系、あるいは楕円面上高度(Height Above Ellipsoid)座標系といった種々の領域に関する領域固有の座標系を使用してプロファイルを記憶する。本発明の一実施形態では、補間された地形高度の推定精度(標準誤差)もまた、オペレーション1507で計算される。オペレーション1511は、その場所の第2の高度を使用して高度支援を実行する。代替としてその場所の第2の高度は、高度支援を実行するために位置決定エンティティに与えることができる。高度支援のための第2の高度の計算は、図3に示すようにリアルタイムアクセスの形で、または図4に示すようにオフラインアクセスの形で実施できる。本発明では、米国特許第6,061,018号に記載されたような種々の高度支援方法が使用可能である。
前述の明細書で本発明は、その特定の例示的実施形態を参照しながら説明されてきた。前述の請求項に記載のように本発明のより広い精神と範囲とから逸脱せずに本発明に対する種々の修正が実施可能であることは明らかであろう。したがって本明細書と図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で考慮されるべきである。
Claims (59)
- 第1の圧縮された部分が記憶された記憶場所をポイントする第1のインデックスを使用して前記第1の圧縮された部分を含む複数の圧縮された部分を含むディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の圧縮された部分を突き止める工程と、
前記ディジタル高度モデル内の少なくとも1つのサンプル地点に関する第1の高度データを検索するために前記第1の圧縮された部分を復元する工程と、
を備える、高度データを検索する方法。 - 前記複数の圧縮された部分は、
a)メモリマップドファイル(MMF)と
b)ランダムアクセスメモリ(RAM)と
c)ディジタル処理システム上のファイルシステム内のファイルとのうちの1つに記憶される、請求項1に記載の方法。 - 前記複数の圧縮された部分は前記ディジタル高度モデルの第1のタイル内の圧縮されたプロファイルの部分である、請求項2に記載の方法。
- 第1の場所を含んでおり、前記ディジタル高度モデルの一領域内の複数のタイルの1つである前記第1のタイルを識別する工程と、
前記圧縮された部分が第1のプロファイルの一部分である前記第1の場所の近傍に存在する前記第1のプロファイルを識別する工程と、
を更に備える、請求項3に記載の方法。 - 前記第1の位置を含んでおり、前記ディジタル高度モデルの複数の領域の1つである前記領域を識別する工程を更に備える、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の圧縮された部分を復元する前記工程は、
基準化された高度データを生成するために前記第1の圧縮された部分をランレングス復号する工程と、
正規化された高度データを生成するために前記基準化された高度データを逆基準化する工程と、
前記第1の高度データを生成するために前記正規化された高度データに基準高度を加算する工程と、
を備える、請求項1に記載の方法。 - 第1の位置の近傍の複数のサンプル地点を識別する工程と、
前記ディジタル高度モデルから前記複数のサンプル地点の高度を検索する工程と、
前記複数のサンプル地点の前記高度を使用する補間法から前記第1の位置の高度を計算する工程と、
を更に備える、請求項1に記載の方法。 - 前記ディジタル高度モデルによって使用される座標系で前記第1の場所の水平位置を表すために座標変換を実行する工程を更に備える、請求項7に記載の方法。
- 測位システムにおいて高度支援を実行するために位置決定エンティティに前記第1の位置の高度を与える工程を更に備える、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の場所の高度を計算する前記工程は、第1の場所の高度が前記位置決定エンティティによって使用される座標系で表現されるように座標変換を実行する工程を備える、請求項9に記載の方法。
- 第1の圧縮された高度データを生成するためにディジタル高度モデル(DEM)の第1の部分の高度データを圧縮する工程と、
第1のインデックスによってポイントされる記憶場所に前記第1の圧縮された高度データを記憶する工程と、
前記第1のインデックスを記憶する工程と、
を備える、高度データを記憶する方法。 - ある位置が前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分に存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程を更に備える、請求項11に記載の方法。
- 前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分の高度データを表すために使用される座標系を指定するデータを記憶する工程を更に備える、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
正規化された高度データを生成するために前記ディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の部分の高度データから基準高度を減算する工程と、
基準化された高度データを生成するために前記正規化された高度データを基準化する工程と、
を備える、請求項11に記載の方法。 - 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
前記第1の圧縮された高度データを生成するために前記基準化された高度データをランレングス符号化する工程を備える、請求項14に記載の方法。 - 前記第1の部分は前記ディジタル高度モデルのプロファイルである、請求項11に記載の方法。
- 前記ディジタル高度モデルの一領域を複数のタイルに分割する工程と、
ある場所が前記複数のタイルの1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程とを更に備える方法であって、
前記第1の部分は前記複数のタイルの1つに存在する複数のプロファイルの1つである、請求項11に記載の方法。 - 前記ディジタル高度モデルを複数の領域に分割する工程と、
ある場所が前記複数の領域の1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程と、
を更に備える、請求項17に記載の方法。 - ディジタル処理システムによって実行されるときに前記システムに高度データを検索する方法を実行させる実行可能なコンピュータプログラム命令を含む機械可読媒体であって、
前記方法は、
第1の圧縮された部分が記憶されている記憶場所をポイントする第1のインデックスを使用して前記第1の圧縮された部分を含む複数の圧縮された部分を含むディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の圧縮された部分を突き止める工程と、
前記ディジタル高度モデル内の少なくとも1つのサンプル地点に関する第1の高度データを検索するために前記第1の圧縮された部分を復元する工程と、
を備える、機械可読媒体。 - 前記複数の圧縮された部分は、
a)メモリマップドファイル(MMF)と
b)ランダムアクセスメモリ(RAM)と
c)ディジタル処理システム上のファイルシステム内のファイルとのうちの1つに記憶される、請求項19に記載の媒体。 - 前記複数の圧縮された部分は前記ディジタル高度モデルの第1のタイル内の圧縮されたプロファイルの部分である、請求項20に記載の媒体。
- 前記方法は、
第1の位置を含んでいて前記ディジタル高度モデルの一領域内の複数のタイルの1つである前記第1のタイルを識別する工程と、
前記第1の圧縮された部分が第1のプロファイルの一部分である前記第1の場所の近傍に存在する前記第1のプロファイルを識別する工程と、
を更に備える、請求項21に記載の媒体。 - 前記方法は、前記第1の場所を含んでいて前記ディジタル高度モデルの複数の領域の1つである前記領域を識別する工程を更に備える、請求項22に記載の媒体。
- 前記第1の圧縮された部分を復元する前記工程は、
基準化された高度データを生成するために前記第1の圧縮された部分をランレングス復号する工程と、
正規化された高度データを生成するために前記基準化された高度データを逆基準化する工程と、
前記第1の高度データを生成するために前記正規化された高度データに基準高度を加算する工程と、
を更に備える、請求項19に記載の媒体。 - 前記方法は、
第1の位置の近傍の複数のサンプル地点を識別する工程と、
前記ディジタル高度モデルから前記複数のサンプル地点の高度を検索する工程と、
前記複数のサンプル地点の前記高度を使用する補間法から前記第1の場所の高度を計算する工程と、
を更に備える、請求項19に記載の媒体。 - 前記方法は、
前記ディジタル高度モデルによって使用される座標系で前記第1の場所の水平位置を表すために座標変換を実行する工程を更に備える、請求項25に記載の媒体。 - 前記方法は、測位システムにおいて高度支援を実行するために位置決定エンティティに前記第1の場所の高度を与える工程を更に備える、請求項25に記載の媒体。
- 前記第1の場所の高度を計算する前記工程は
前記第1の場所の高度が前記位置決定エンティティによって使用される座標系で表現されるように座標変換を実行する工程を備える、請求項27に記載の媒体。 - ディジタル処理システムによって実行されるときに前記システムに高度データを記憶する方法を実行させる実行可能なコンピュータプログラム命令を含む機械可読媒体であって、
前記方法は、
第1の圧縮された高度データを生成するためにディジタル高度モデル(DEM)の第1の部分の高度データを圧縮する工程と、
第1のインデックスによってポイントされる記憶場所に前記第1の圧縮された高度データを記憶する工程と、
前記第1のインデックスを記憶する工程と、
を備える、機械可読媒体。 - 前記方法は、ある場所が前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分に存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程を更に備える、請求項29に記載の媒体。
- 前記方法は、前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分の高度データを表すために使用される座標系を指定するデータを記憶する工程を更に備える、請求項29に記載の媒体。
- 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
正規化された高度データを生成するために前記ディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の部分の高度データから基準高度を減算する工程と、
基準化された高度データを生成するために前記正規化された高度データを基準化する工程と、
を備える、請求項29に記載の媒体。 - 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
前記第1の圧縮された高度データを生成するために前記基準化された高度データをランレングス符号化する工程を備える、請求項32に記載の媒体。 - 前記第1の部分は前記ディジタル高度モデルのプロファイルである、請求項29に記載の媒体。
- 前記方法は、
前記ディジタル高度モデルの一領域を複数のタイルに分割する工程と、
ある場所が前記複数のタイルの1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程とを更に備え、
前記第1の部分は前記複数のタイルの1つに存在する複数のプロファイルの1つである、請求項29に記載の媒体。 - 前記方法は、
前記ディジタル高度モデルを複数の領域に分割する工程と、
ある場所が前記複数の領域の1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程と、
を更に備える、請求項35に記載の媒体。 - 第1の圧縮された部分が記憶された記憶場所をポイントする第1のインデックスを使用して前記第1の圧縮された部分を含む複数の圧縮された部分を含むディジタル高度モデル(DEM)の第1の圧縮された部分を突き止める手段と、
前記ディジタル高度モデル内の少なくとも1つのサンプル地点に関する第1の高度データを検索するために前記第1の圧縮された部分を復元する手段と、
を備える、高度データを検索するディジタル処理システム。 - 前記複数の圧縮された部分は、
a)メモリマップドファイル(MMF)と
b)ランダムアクセスメモリ(RAM)と
c)ディジタル処理システム上のファイルシステム内のファイルとのうちの1つに記憶される、請求項37に記載のディジタル処理システム。 - 前記複数の圧縮された部分は前記ディジタル高度モデルの第1のタイル内の圧縮されたプロファイルの部分である、請求項38に記載のディジタル処理システム。
- 第1の場所を含んでいて前記ディジタル高度モデルの一領域内の複数のタイルの1つである前記第1のタイルを識別する手段と、
前記圧縮された部分が第1のプロファイルの一部分である前記第1の位置の近傍に存在する前記第1のプロファイルを識別する手段と、
を更に備える、請求項39に記載のディジタル処理システム。 - 前記第1の場所を含んでいて前記ディジタル高度モデルの複数の領域の1つである前記領域を識別する手段を更に備える、請求項40に記載のディジタル処理システム。
- 前記第1の圧縮された部分を復元する前記手段は、
基準化された高度データを生成するために前記第1の圧縮された部分をランレングス復号する手段と、
正規化された高度データを生成するために前記基準化された高度データを逆基準化する手段と、
前記第1の高度データを生成するために前記正規化された高度データに基準高度を加算する手段と、
を備える、請求項37に記載のディジタル処理システム。 - 第1の場所の近傍の複数のサンプル地点を識別する手段と、
前記ディジタル高度モデルから前記複数のサンプル地点の高度を検索する手段と、
前記複数のサンプル地点の前記高度を使用する補間法から前記第1の場所の高度を計算する手段と、
を更に備える、請求項37に記載のディジタル処理システム。 - 前記ディジタル高度モデルによって使用される座標系で前記第1の場所の水平位置を表すために座標変換を実行する手段を更に備える、請求項43に記載のディジタル処理システム。
- 測位システムにおいて高度支援を実行するために位置決定エンティティに前記第1の場所の高度を与える手段を更に備える、請求項43に記載のディジタル処理システム。
- 前記第1の場所の高度を計算する前記手段は、前記第1の場所の高度が前記位置決定エンティティによって使用される座標系で表現されるような座標変換を実行する手段を備える、請求項45に記載のディジタル処理システム。
- 第1の圧縮された高度データを生成するためにディジタル高度モデル(DEM)の第1の部分の高度データを圧縮する手段と、
第1のインデックスによってポイントされる記憶場所に前記第1の圧縮された高度データを記憶する手段と、
前記第1のインデックスを記憶する手段と、
を備える、高度データを記憶するディジタル処理システム。 - ある場所が前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分に存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する手段を更に備える、請求項47に記載のディジタル処理システム。
- 前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分の高度データを表すために使用される座標系を指定するデータを記憶する手段を更に備える、請求項47に記載のディジタル処理システム。
- 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記手段は、
正規化された高度データを生成するために前記ディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の部分の高度データから基準高度を減算する手段と、
基準化された高度データを生成するために前記正規化された高度データを基準化する手段と、
を備える、請求項47に記載のディジタル処理システム。 - 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記手段は、
前記第1の圧縮された高度データを生成するために前記基準化された高度データをランレングス符号化する手段を備える、請求項50に記載のディジタル処理システム。 - 前記第1の部分は前記ディジタル高度モデルのプロファイルである、請求項47に記載のディジタル処理システム。
- 前記ディジタル高度モデルの一領域を複数のタイルに分割する手段と、
ある場所が前記複数のタイルの1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する手段とを更に備えるディジタル処理システムであって、
前記第1の部分は前記複数のタイルの1つに存在する複数のプロファイルの1つである、請求項47に記載のディジタル処理システム。 - 前記ディジタル高度モデルを複数の領域に分割する手段と、
ある場所が前記複数の領域の1つに存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する手段と、
を更に備える、請求項53に記載のディジタル処理システム。 - ディジタル高度モデルを表すデータストリームを含む機械可読媒体であって、
前記データストリームは、第1の圧縮された高度データを生成するためにディジタル高度モデル(DEM)の第1の部分の高度データを圧縮する工程と、
前記データストリームの一部として第1のインデックスによってポイントされる記憶場所に前記第1の圧縮された高度データを記憶する工程と、
前記データストリームの一部として前記第1のインデックスを記憶する工程と、
を備える方法によって生成される、機械可読媒体。 - 前記方法は、ある場所が前記データストリームの一部として前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分に存在するか否かを決定するために必要とされるパラメータを記憶する工程を更に備える、請求項55に記載の媒体。
- 前記方法は、前記データストリームの一部として前記ディジタル高度モデルの前記第1の部分の高度データを表すために使用される座標系を指定するデータを記憶する工程を更に備える、請求項55に記載の媒体。
- 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
正規化された高度データを生成するために前記ディジタル高度モデル(DEM)の前記第1の部分の高度データから基準高度を減算する工程と、
基準化された高度データを生成するために前記正規化された高度データを基準化する工程と、
を備える、請求項55に記載の媒体。 - 前記第1の部分の高度データを圧縮する前記工程は、
前記第1の圧縮された高度データを生成するために前記基準化された高度データをランレングス符号化する工程を備える、請求項58に記載の媒体。
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