RU2552646C2 - Способ и система для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени - Google Patents

Способ и система для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени Download PDF

Info

Publication number
RU2552646C2
RU2552646C2 RU2012134775/07A RU2012134775A RU2552646C2 RU 2552646 C2 RU2552646 C2 RU 2552646C2 RU 2012134775/07 A RU2012134775/07 A RU 2012134775/07A RU 2012134775 A RU2012134775 A RU 2012134775A RU 2552646 C2 RU2552646 C2 RU 2552646C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rtk
primary
carrier
phase
integer
Prior art date
Application number
RU2012134775/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012134775A (ru
Inventor
Ливэнь ДАЙ
Чаочао ВАН
Дэниел Дж. ЭСЛИНДЖЕР
Original Assignee
Навком Текнолоджи, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Навком Текнолоджи, Инк. filed Critical Навком Текнолоджи, Инк.
Publication of RU2012134775A publication Critical patent/RU2012134775A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2552646C2 publication Critical patent/RU2552646C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/43Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
    • G01S19/44Carrier phase ambiguity resolution; Floating ambiguity; LAMBDA [Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment] method
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к глобальной системе определения местоположения для оценки положения, ориентации или и того, и другого объекта или транспортного средства. Способ и система для оценки положения содержат измерение первой фазы несущей первого несущего сигнала и второй фазы несущей второго несущего сигнала, принимаемых посредством приемника (10) для определения местоположения. Первичный кинематический механизм (18) реального времени (RTK) или система (16) обработки данных приемника оценивает набор первичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей. Модуль (22) оценки качества определяет то, разрешается или нет корректно набор первичных целочисленных неоднозначностей к предварительно заданному показателю надежности в течение предшествующего периода оценки. Вторичный кинематический механизм (20) реального времени (RTK) или система (16) обработки данных приемника оценивает набор вторичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей в течение последующего периода после предшествующего периода оценки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Этот документ притязает на приоритет предварительной заявки на патент (США) № 61/299792, поданной 29 января 2010 года и озаглавленной "METHOD AND SYSTEM FOR ESTIMATING POSITION USING DUAL REAL TIME KINEMATIC ENGINES", согласно 35 U.S.C. 119(e).
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способу и системе для оценки положения, ориентации или и того, и другого объекта или транспортного средства с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Уровень техники
Приемник для определения местоположения, к примеру приемник на основе глобальной системы определения местоположения (GPS), оценивает положение, ориентацию (например, наклон, крен или рыскание) или и то, и другое объекта или транспортного средства. Приемник для определения местоположения может подвергаться неточным измерениям псевдодальности и фазы несущей, если приемник для определения местоположения принимает (например, скоротечно) один или более спутниковых сигналов с низкой интенсивностью сигнала или с плохим качеством сигнала.
Определенные приемники для определения местоположения, например, могут использовать фильтр уменьшения ошибок (к примеру, фильтр Калмана) для того, чтобы фильтровать результаты измерений фазы несущей или обработанные данные измерений фазы несущей. Некоторые приемники для определения местоположения могут использовать технологию автономного мониторинга целостности в приемнике (RAIM) для того, чтобы обнаруживать ошибки проанализированных измерений псевдодальности посредством сравнения проанализированных измерений псевдодальности с базовыми измерениями псевдодальности, при этом ошибочные или резко отклоняющиеся измерения псевдодальности могут исключаться из решения по положению или ориентации, чтобы повышать точность оцененного положения или ориентации объекта или транспортного средства. Ни подход на основе фильтра уменьшения ошибок, ни RAIM-технология не разрешают полностью вышеуказанную проблему неточных измерений псевдодальности и фазы несущей, если приемник для определения местоположения принимает (например, скоротечно) один или более спутниковых сигналов с низкой интенсивностью сигнала или с плохим качеством сигнала. Таким образом, существует необходимость в усовершенствованном способе и системе для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Сущность изобретения
В соответствии с одним вариантом осуществления способ и система для оценки положения объекта или транспортного средства содержат измерение первой фазы несущей первого несущего сигнала и второй фазы несущей второго несущего сигнала, принимаемых посредством приемника для определения местоположения. Первичный кинематический механизм реального времени (RTK) или система обработки данных приемника оценивает набор первичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей. Модуль оценки качества определяет то, разрешается или нет корректно набор первичных целочисленных неоднозначностей к предварительно заданному показателю надежности в течение предшествующего периода оценки (например, периода дискретизации). Вторичный кинематический механизм реального времени (RTK) или система обработки данных приемника оценивает набор вторичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей в течение последующего периода (например, последующего периода дискретизации) после предшествующего периода оценки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является блок-схемой первого варианта осуществления системы для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.2 является блок-схемой второго варианта осуществления системы для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.3 является блок-схемой третьего варианта осуществления системы для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций первого варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.5 является блок-схемой последовательности операций второго варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.6 является блок-схемой последовательности операций третьего варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций четвертого варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций пятого варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Фиг.9 является блок-схемой последовательности операций шестого варианта осуществления способа для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Фиг.1 иллюстрирует приемник 10 для определения местоположения, который содержит внешний приемный каскад 12, соединенный с системой 16 обработки данных приемника. Приемник 10 для определения местоположения ассоциирован с приемником 24 поправочных данных. Приемник 24 поправочных данных может быть интегрирован в приемник 10 для определения местоположения или может обмениваться данными с приемником 10 для определения местоположения через порт передачи данных. Приемник 24 поправочных данных принимает поправочные данные (например, поправочные данные опорной фазы несущей) по меньшей мере из одной из опорной станции 26 и вторичной опорной станции 28. Опорная станция 26 обменивается данными, например, через беспроводной или электромагнитный сигнал с приемником 24 поправочных данных через тракт A связи (32). Вторичная опорная станция 28 обменивается данными через беспроводные или электромагнитные сигналы с приемником 24 поправочных данных, например через устройство 30 спутниковой связи через тракт B связи (34).
Система 16 обработки данных приемника может содержать любое из следующего: один или более аппаратных модулей, один или более электронных модулей, один или более программных модулей, электронный процессор данных, электронный процессор данных и ассоциированное электронное устройство хранения данных и компьютер общего назначения для выполнения программируемых, логических или программных инструкций. Электронный процессор данных (т.е. процессор данных) может содержать одно или более из следующего: микропроцессор, программируемую логическую матрицу, процессор цифровых сигналов, специализированную интегральную схему, логическую схему или другое устройство для выполнения программируемых, логических, арифметических или программных инструкций.
На фиг.1 система 16 обработки данных приемника содержит устройство 14 измерения фазы, первичный кинематический механизм 18 реального времени, вторичный кинематический механизм 20 реального времени, модуль 22 оценки качества, контроллер 55 и модуль 42 оценки (например, модуль оценки положения или модуль оценки положения и ориентации). Устройство 14 измерения фазы, первичный кинематический механизм 18 реального времени, вторичный кинематический механизм 20 реального времени, модуль 22 оценки качества, контроллер 55 и модуль 42 оценки могут обмениваться данными друг с другом. Линии, которые соединяют устройство 14 измерения фазы, первичный кинематический механизм 18 реального времени и вторичный кинематический механизм 20 реального времени, модуль 22 оценки качества, контроллер 55 и модуль 42 оценки на фиг.1, иллюстрируют логические тракты данных, физические тракты данных или и то, и другое. Логический тракт данных означает, например, виртуальный тракт данных или передачу данных между программными модулями либо между одной или более программами. Физический тракт данных означает линию передачи либо одну или более шин данных, которые поддерживают, например, передачу данных, сигналов логического уровня, электрических сигналов или электромагнитных сигналов.
Внешний приемный каскад 12 может содержать любую подходящую схему для приема спутниковых сигналов, передаваемых посредством одного или более спутников (например, навигационных спутников). Внешний приемный каскад 12 может содержать приемник с расширенным спектром или приемник со множественным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA), который допускает прием нескольких несущих, передаваемых посредством одного или более спутников в созвездии спутников. Например, внешний приемный каскад 12 может содержать предусилитель или усилитель для усиления спутниковых сигналов, микшер и генератор опорных колебаний, при этом вход усилителя соединяется с антенной, выход усилителя соединяется с одним входом микшера, генератор опорных колебаний соединяется с другим входом микшера, а выход микшера соединяется с системой 16 обработки данных приемника или устройством 14 измерения фазы. В одном иллюстративном варианте осуществления аналого-цифровой преобразователь предоставляет интерфейс между внешним приемным каскадом 12 и системой 16 обработки данных приемника.
Система 16 обработки данных приемника содержит устройство 14 измерения фазы. Устройство 14 измерения фазы содержит любое устройство, интегральную схему, электронный модуль или процессор данных для измерения фазы несущего сигнала. Устройство 14 измерения фазы измеряет или оценивает наблюдаемую фазу одного или более несущих сигналов, предоставляемых посредством внешнего приемного каскада 12. Измеренная фаза может выражаться в целочисленных длинах волны несущего сигнала, дробных длинах волны несущего сигнала и/или в градусах несущего сигнала.
Устройство 14 измерения фазы может определять одно или более из следующего: (1) первый компонент измеренной фазы для дробных длин волны первого несущего сигнала, второго несущего сигнала или и того, и другого и (2) второй компонент измеренной фазы для целых длин волн первого несущего сигнала, второго несущего сигнала или и того, и другого. Вышеуказанный второй компонент измеренной фазы может быть определен посредством счетчика (например, счетчика переходов через нуль), который подсчитывает переходы принимаемого, восстановленного или обработанного несущего сигнала, которые пересекаются с осью X при опорной абсолютной величине (например, нулевом напряжении) во временной области, где X представляет время, а ось Y представляет абсолютную величину несущего сигнала. Тем не менее, устройство 14 измерения фазы основывается на последующей обработке в приемнике 10 для определения местоположения, чтобы определять или разрешать целочисленную неоднозначность полного цикла, которая может приводить к тому, что второй компонент измеренной фазы находится в состоянии ошибки или смещения посредством полного числа циклов длины волны (например, чтобы оценивать расстояние или дальность между соответствующим спутником и приемником 10 для определения местоположения).
Первичный кинематический механизм 18 реального времени содержит поисковый механизм или другие программные инструкции для поиска или определения наборов решений по целочисленной неоднозначности для фазы одного или более принятых несущих сигналов из нескольких спутников. Вторичный кинематический механизм 20 реального времени содержит поисковый механизм или другие программные инструкции для поиска или определения наборов решений по целочисленной неоднозначности или разрешения неоднозначности для фазы одного или более принятых несущих сигналов из нескольких спутников. Наборы решений по целочисленной неоднозначности означают неоднозначности фазы с целочисленным циклом в принимаемой фазе несущей принимаемых несущих сигналов (например, L1-сигнал при 1,57542 ГГц, L2-сигнал при 1,22760 ГГц или аналогичные сигналы), передаваемых, например, посредством одного или более спутников. Поисковый механизм может использовать технологии по методу наименьших квадратов или на основе фильтрации Калмана, чтобы уменьшать пространство поиска или достигать одного или более решений для набора неоднозначностей для неоднозначностей фазы с целочисленным циклом несущих сигналов, передаваемых из спутников.
В одном варианте осуществления модуль 22 оценки качества содержит модуль оценки для определения качества решения по неоднозначности или разрешения неоднозначности. В альтернативном варианте осуществления модуль 22 оценки качества может содержать модуль оценки для определения качества решения по неоднозначности и этого качества сигнала для принимаемых спутниковых сигналов, если линия связи, указываемая как пунктирная линия на фиг.1, поддерживает такой альтернативный вариант осуществления.
В одном варианте осуществления модуль 22 оценки качества может определять уровень качества решения по первичной неоднозначности, предоставляемого посредством первичного кинематического механизма 18 реального времени (или основного RTK-механизма), посредством сравнения решения по первичной неоднозначности с решением по вторичной неоднозначности, доступным из вторичного кинематического механизма 20 реального времени (или резервного RTK-механизма), при этом более высокое соответствие между двумя наборами решений по неоднозначности, в общем, указывает более высокое качество, если приемник 10 для определения местоположения не испытывает прием низкого качества сигнала в течение релевантного периода времени оценки. Модуль 22 оценки качества определяет то, что несущий сигнал ниже минимального порогового значения уровня сигнала или что модуляция на первой несущей или второй несущей декодируется, например, с частотой ошибок по битам, частотой ошибок по словам или частотой ошибок по кадрам, которая превышает максимальную частоту ошибок.
В другом варианте осуществления модуль 22 оценки качества поддерживает или использует последовательность тестов надежности, чтобы выбирать корректный набор неоднозначностей, которая включает в себя любую из следующих технологий: тест соотношения (квадратичная форма остатков фазы несущей после применения варианта набора неоднозначностей), тест повторяемости неоднозначности и тест по критерию хи-квадрат для квадратичной формы остатков фазы несущей.
Контроллер 55 содержит процессор данных или другое устройство обработки данных для управления первичным кинематическим механизмом 18 реального времени, вторичным кинематическим механизмом 20 реального времени либо выводом первичного кинематического механизма 18 реального времени и выводом второго кинематического механизма реального времени. Вход контроллера для контроллера 55 допускает обмен данными с модулем 22 оценки качества, а выход контроллера для контроллера 55 допускает обмен данными с модулем 42 оценки. В ответ на данные по качеству или выходные данные из модуля 22 оценки качества контроллер 55 может отправлять управляющие данные или управляющий сигнал в модуль 42 оценки, чтобы использовать вывод данных первичного кинематического механизма 18 реального времени, вторичного кинематического механизма 20 реального времени или и того, и другого.
Контроллер 55 может отправлять управляющие данные с тем, чтобы активировать, деактивировать, сбрасывать, повторно инициализировать, запускать или останавливать первичный кинематический механизм 18 реального времени, вторичный кинематический механизм 20 реального времени или и то, и другое. Контроллер 55 может активировать или запускать вторичный кинематический механизм 20 реального времени с временным смещением (например, в другом или последующем периоде дискретизации), чтобы повышать точность оцененного положения или ориентации, определенной посредством системы 16 обработки данных приемника, даже в условиях плохого приема спутниковых сигналов или низкого качества уровня сигнала для принимаемых спутниковых сигналов. Период дискретизации может быть задан посредством одного или более из следующего: время начала, время завершения, длительность или интервал либо дискретный момент, когда GPS-приемник делает моментальный снимок входящего радиочастотного или микроволнового зондирующего сигнала и формирует измерение псевдодальности/фазы несущей. Текущий период дискретизации означает последний момент, когда последнее GPS-измерение формируется. В одной конфигурации контроллер может переставлять или циклически сдвигать ответственность основной роли и резервной роли первичного кинематического механизма 18 реального времени и вторичного кинематического механизма 20 реального времени, соответственно, с или без сдвинутого или смещенного запуска кинематических механизмов (18, 20) после перестановки или смены ролей.
Модуль 42 оценки содержит процессор данных или другое устройство обработки данных для оценки положения, ориентации или и того, и другого объекта или транспортного средства, ассоциированного с приемником 10 для определения местоположения. Модуль 42 оценки соединяется с или обменивается данными с первичным кинематическим механизмом 18 реального времени, вторичным кинематическим механизмом 20 реального времени и контроллером 55. После того как набор решений по целочисленной неоднозначности определяется, модуль 42 оценки или приемник 10 для определения местоположения может использовать данные измерений несущей фазы, чтобы предоставлять точную оценку расстояния или дальности между каждым спутником и приемником 10 для определения местоположения на основе известной скорости распространения (т.е. скорости света). В свою очередь, дальности между тремя или более спутниками и приемником 10 для определения местоположения могут быть использованы для того, чтобы оценивать положение или ориентацию приемника.
Опорная станция 26 содержит приемник для определения базового местоположения в известном или фиксированном местоположении, систему обработки базовых данных и передатчик или приемопередатчик. В одном варианте осуществления приемник 10 для определения базового местоположения обнаруживает данные по фазе несущей, ассоциированные с одним или более несущих сигналов, и определяет начальное решение по неоднозначности или набор решений по неоднозначности для нескольких спутниковых сигналов, принимаемых в приемнике 10 для определения местоположения. Система обработки базовых данных принимает данные по фазе несущей, и начальное решение по неоднозначности корректирует его посредством использования известного или фиксированного местоположения приемника 10 для определения базового местоположения, чтобы определять улучшенное решение по неоднозначности. В одном примере скорректированные данные по фазе несущей содержат оцененную фазу несущей и улучшенное решение по неоднозначности либо другие данные, извлекаемые из них. В свою очередь, скорректированные данные по фазе несущей передаются через беспроводной сигнал или электромагнитный сигнал в приемник 24 поправочных данных. Приемник 24 поправочных данных принимает скорректированные данные по фазе несущей, которые доступны для использования посредством по меньшей мере одного из первичного кинематического механизма 18 реального времени и вторичного кинематического механизма 20 или посредством модуля 42 оценки, чтобы определять положение транспортного средства или объекта, ассоциированного с приемником 10 для определения местоположения.
Первый вариант осуществления приемника 10 для определения местоположения фиг.1 является аналогичным второму варианту осуществления по фиг.2, за исключением того, что во втором варианте осуществления по фиг.2 приемник 110 для определения местоположения содержит фильтр 25 уменьшения ошибок, модуль 142 оценки положения и контроллер 155. Дополнительно, в одной конфигурации устройство 14 измерения фазы по фиг.2 содержит формирователь сигналов, модуль задержки по фазе, соединенный с первым коррелятором и вторым коррелятором. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.1 и фиг.2 указывают аналогичные элементы.
Фильтр 25 уменьшения ошибок содержит фильтр Калмана или его разновидность для уменьшения или сокращения ошибок, таких как погрешность измерения. Фильтр Калмана может содержать прогнозирующее фильтрующее устройство или схему, которая использует суммирование сигналов задержки и обратной связи, чтобы обрабатывать данные и компенсировать эффекты шума и неопределенности в измеренных данных или иное. Сброс или повторная инициализация может означать одно и то же, т.е. повторную инициализацию состояний фильтра уменьшения ошибок или Калмана.
Декодер 40 содержит демодулятор или другое устройство для демодуляции кода псевдослучайного шума (например, кода приблизительного обнаружения (C/A) либо другого более точного гражданского или военного кодирования), который модулирует одну или более несущих. L1-сигнал несущей модулируется с помощью кода приблизительного обнаружения (C/A) и зашифрованного точного кода P(Y), тогда как L2-сигнал модулируется с помощью зашифрованного P(Y)-кода. В одном варианте осуществления декодер 40 может содержать генератор кода, соединенный с модулем входной задержки, при этом выход модуля задержки соединяется с коррелятором для измерения корреляции между базовым кодом псевдослучайного шума, который подвержен задержке посредством известных приращений посредством модуля задержки, и принимаемым кодом псевдослучайного шума из внешнего приемного каскада 12. Декодер также может упрощать декодирование информации по навигации, которая модулирует несущий сигнал, такой как эфемеридные данные.
Модуль 142 оценки положения содержит электронный модуль, программный модуль или и то, и другое для оценки положения объекта или транспортного средства, ассоциированного с приемником 110 для определения местоположения. Модуль 142 оценки положения может использовать один или более следующих источников данных, чтобы определять оцененное положение или ориентацию антенны приемника для определения местоположения или ассоциированного объекта или транспортного средства: декодированный код псевдослучайного шума, данные измерений фазы несущей, зашифрованный точный код (например, P(Y)-код), код приблизительного обнаружения, информацию по навигации и данные неоднозначностей фазы с целочисленным циклом и данные по фазе несущей опорной станции 26, при этом данные по фазе несущей опорной станции могут быть интегрированы в данные неоднозначностей фазы с целочисленным циклом.
Вход декодера 40 соединяется с внешним приемным каскадом 12. Выход декодера 40 допускает связь с модулем 142 оценки положения, фильтром 25 уменьшения ошибок или и тем, и другим. Фильтр 25 уменьшения ошибок может принимать входные данные из первичного кинематического механизма 18 реального времени, вторичного кинематического механизма 20 реального времени или и того, и другого, при этом входные данные содержат данные с решением по неоднозначности (например, набор целочисленных неоднозначностей, набор первичных целочисленных неоднозначностей или набор вторичных целочисленных неоднозначностей) для соответствующих данных измерений фазы несущей.
Модуль 22 оценки качества может оценивать качество решения данных с решением по неоднозначности, предоставляемых посредством первичного кинематического механизма 18 реального времени, вторичного кинематического механизма реального времени или и того, и другого. В альтернативном варианте осуществления модуль 22 оценки качества может допускать измерение качества сигнала принимаемой несущей. Модуль 22 оценки качества определяет оценку качества данных с решением по неоднозначности, принимаемых сигналов посредством приемника 110 для определения местоположения, как указано выше в связи с фиг.1.
В одном варианте осуществления модуль 22 оценки качества также может предоставлять управляющий сигнал или управляющие данные в контроллер 155, который размещается в качестве промежуточного звена между первичным кинематическим механизмом 18 реального времени и фильтром уменьшения ошибок и в качестве промежуточного звена между вторичным кинематическим механизмом реального времени и фильтром уменьшения ошибок.
В конфигурации по фиг.2 контроллер 155 может содержать электронные или электрические коммутационные схемы, программную коммутацию и маршрутизацию, хранение и извлечение данных, индексацию данных либо некоторую комбинацию вышеозначенного, которая поддерживает выбор решения по первичной неоднозначности (например, набора первичных целочисленных неоднозначностей) первичного кинематического механизма 18 реального времени, решения по вторичной неоднозначности (например, набора вторичных целочисленных неоднозначностей) вторичного кинематического механизма 20 реального времени либо некоторую комбинацию или взвешенную комбинацию и того, и другого в качестве ввода в фильтр уменьшения ошибок. Контроллер 155 также может определять то, являются или нет один или оба из первичного кинематического механизма 18 реального времени и вторичного кинематического механизма реального времени активными, либо то, должны или нет первичный кинематический механизм 18 реального времени и вторичный кинематический механизм 20 реального времени переставлять, переключать, передавать или циклически сдвигать зоны ответственности (например, циклический сдвиг основной роли и резервной роли) в течение некоторого периода времени. Контроллер 155 может поддерживать обратное переключение ответственности к исходным зонам ответственности механизмов из такой перестановки, переключения или передачи ответственности.
Фиг.3 иллюстрирует третий вариант осуществления системы для определения местоположения со сдвоенными кинематическими механизмами реального времени (RTK).
Фиг.3 содержит синтаксический RTK-анализатор 402, контроллер 406 приемника и пользовательский интерфейс 408, соединенные с сервером 414 обмена данными. Указатель 416 на основной RTK-механизм, указатель 418 на резервный RTK-механизм и контроллер 424 соединяются с сервером 414 обмена данными. В свою очередь, указатель 416 на основной RTK-механизм допускает обмен данными с первым RTK-механизмом 420 и вторым RTK-механизмом 422. Между тем, указатель 418 на резервный RTK-механизм допускает обмен данными с первым RTK-механизмом 420 и вторым RTK-механизмом 422. Первый RTK-механизм 420, в общем, является аналогичным первичному кинематическому механизму 18 реального времени из других вариантов осуществления, тогда как второй RTK-механизм 422, в общем, является аналогичным вторичному кинематическому механизму 20 реального времени из других вариантов осуществления. Тем не менее, указатель 416 на основной RTK-механизм и указатель на резервный механизм могут быть неотъемлемой частью или замещать первичный кинематический механизм 18 реального времени и вторичный кинематический механизм 20 реального времени.
Синтаксический RTK-анализатор 402 принимает ввод, например, из приемника 24 поправочных данных. Синтаксический RTK-анализатор 402 фильтрует, организует или иным образом обрабатывает поправочные данные или RTK-поправочные данные 404, чтобы упрощать разрешение неоднозначности измерений фазы несущей. Синтаксический RTK-анализатор 402 предоставляет RTK-поправочные данные 404 на сервер 414 обмена данными, где они сохраняются или направляются в указатель 416 на основной RTK-механизм или указатель 418 на резервный RTK-механизм.
Контроллер 406 приемника предоставляет данные измерений фазы несущей и эфемеридные данные 410. Данные измерений фазы несущей могут исходить, например, из устройства 14 измерения фазы, которое принимает сигнал или данные из внешнего приемного каскада 12. Эфемеридные данные содержат орбитальную информацию по спутникам или набор данных по положениям спутников в отношении от одного или более базовых положений на или около поверхности Земли в соответствии с расписанием. Эфемеридные данные могут выражаться как сферические полярные координаты, которые сохраняются в базе данных или в одном или более файлов. Спутники могут передавать эфемеридные данные в навигационном сообщении, которое допускает прием посредством приемника для определения местоположения. Контроллер 406 приемника предоставляет данные измерений несущей фазы и эфемеридные данные на сервер 414 обмена данными, где они сохраняются или направляются в указатель 416 на основной RTK-механизм или указатель 418 на резервный RTK-механизм.
Пользовательский интерфейс 408 допускает связь с сервером 414 обмена данными. Пользовательский интерфейс 408 дает возможность пользователю выполнять поддержку и программные обновления контроллера 55 или другого программного обеспечения, ассоциированного с приемником для определения местоположения. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 408 и контроллер 55 могут поддерживать предоставление задаваемого пользователем параметра, чтобы активировать вторичный RTK-механизм в течение предварительно определенного временного интервала (например, по меньшей мере 1-5 минут) в течение периодов, которые зависят от разнесения по расстоянию от ориентира до пользовательского приемника.
Сервер 414 обмена данными содержит процессор данных или модуль обработки данных, который включает в себя устройство хранения данных. Устройство хранения данных может содержать электронную память, оптическое устройство хранения данных, магнитное устройство хранения данных или другое устройство хранения данных. Сервер 414 обмена данными поддерживает, например, хранение и извлечение данных и маршрутизацию данных в приемнике 10 для определения местоположения.
Указатель 416 на основной RTK-механизм указывает на ячейку памяти или регистры хранения данных одного или более решений по неоднозначности в первом RTK-механизме 420, втором RTK-механизме или и том, и другом. Например, первый RTK-механизм 420 может организовывать решения по неоднозначности в стеке (например, "первый на входе-первый на выходе") или сохранять в другой конфигурации регистров данных. Аналогично, резервный RTK-механизм указывает на ячейку памяти или регистры хранения данных одного или более решений по неоднозначности в первом RTK-механизме 420, втором RTK-механизме или и том, и другом. Например, второй RTK-механизм 422 может организовывать решения по неоднозначности в стеке (например, "первый на входе-первый на выходе") или сохранять в другой конфигурации регистров данных.
Первый RTK-механизм 420 принимает в качестве входных данных RTK-поправочные данные 404, данные измерений фазы несущей и эфемеридные данные из сервера 414 обмена данными через указатель 416 на основной RTK-механизм или иным образом. Первый RTK-механизм 420 выводит данные разрешения неоднозначности на основе вышеприведенных входных данных, которые могут включать в себя одно или более из следующего: RTK-поправочные данные 404, данные измерений фазы несущей и эфемеридные данные, при этом входные данные ассоциированы или ограничены периодом времени или периодом дискретизации, в который первый RTK-механизм 420 является активным.
Второй RTK-механизм 422 принимает в качестве входных данных RTK-поправочные данные 404, данные измерений фазы несущей и эфемеридные данные из сервера 414 обмена данными через указатель 416 на основной RTK-механизм или иным образом. Второй RTK-механизм 422 выводит данные разрешения неоднозначности на основе вышеприведенных входных данных, которые могут включать в себя одно или более из следующего: RTK-поправочные данные 404, данные измерений фазы несущей и эфемеридные данные, при этом входные данные ассоциированы или ограничены периодом времени или периодом дискретизации, в который второй RTK-механизм 422 является активным.
Контроллер 424 имеет программные инструкции, логические инструкции или программируемые инструкции, которые проиллюстрированы в блоке контроллера 424 на фиг.3. Программируемые, логические или программные инструкции начинаются на этапе 426.
На этапе 426 контроллер 424 проверяет RTK-состояние на основе данных 412 RTK-решений, предоставляемых посредством указателя 416 на основной RTK-механизм или указателя 418 на резервный RTK-механизм. RTK-состояния могут включать в себя первый RTK-механизм 420 в активном или неактивном состоянии, второй RTK-механизм 422 в активном или неактивном состоянии. Дополнительно, RTK-состояния могут включать в себя временную метку относительно того, когда первый RTK-механизм 420 становится активным или сколько времени первый RTK-механизм 420 является активным в отношении текущего времени. Аналогично, RTK-состояния могут включать в себя временную метку относительно того, когда второй RTK-механизм 422 становится активным или сколько времени второй RTK-механизм 422 является активным в отношении текущего времени.
На этапе 428 контроллер 424 определяет то, фиксируются или привязываются либо нет первый RTK-механизм 420 и второй RTK-механизм 422 к RTK-решениям по положению, ориентации или и тому, и другому в данных 412 RTK-решений. Например, потери привязки к RTK-решениям (например, оцененного положения или ориентации) могут возникать, если приемник 10 для определения местоположения или его антенна перемещается в положение, в котором тракт передачи сигналов из спутника загораживается или ослабляется. Если как первый RTK-механизм 420, так и второй RTK-механизм 422 фиксируются или привязываются к RTK-решениям, процедура переходит к этапу 430. Если один из первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422 фиксируется или привязывается к RTK-решениям, то способ переходит к этапу 432. Тем не менее, если ни первый RTK-механизм 420, ни второй RTK-механизм 422 не фиксируются или привязываются к данным 412 RTK-решений, процедура переходит к этапу 438.
На этапе 430 контроллер 424 сравнивает решение по неоднозначности, предоставляемое посредством первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422, чтобы перекрестно проверять на предмет точности. Например, контроллер 424 участвует в процессе верификации решения по неоднозначности, чтобы гарантировать то, что решение по неоднозначности является точным относительно требуемого уровня надежности, который оценивается на основе сравнения, статистического анализа или иным образом.
В одном варианте осуществления, чтобы перекрестно проверять на предмет точности или управлять качеством решения по неоднозначности, модуль 22 оценки качества применяется к первому RTK-механизму 420 и второму RTK-механизму 422, чтобы обеспечивать надежность выбранного набора неоднозначностей в каждом RTK-механизме. Модуль оценки качества может оказывать влияние на процессы или этапы 426, 428 и 430 на фиг.3, чтобы упрощать оптимизацию или максимизацию качества и своевременности (например, в реальном времени для автомобильной навигации) решений по неоднозначности. После этапов 426, 428 и 430 контроллер 424 может формировать последовательность команд управления, чтобы включать или выключать резервный RTK-механизм, переставлять RTK-механизмы и/или обновлять пороговое значение надежности разрешения неоднозначности, соответственно, в двух RTK-механизмах.
На этапе 434, если первый RTK-механизм 420 или второй RTK-механизм 422 выступает в качестве ведущего RTK-механизма и работает с требуемым уровнем надежности или если результаты перекрестной проверки удачные, резервный RTK-механизм деактивируется. Резервный RTK-механизм является (или становится) первым RTK-механизмом 420 или вторым RTK-механизмом 422, который в данный момент не обозначается посредством контроллера 424 в качестве ведущего RTK-механизма. Любой из первого RTK-механизма 420 или второго RTK-механизма 422 может обозначаться как ведущий, и зоны ответственности для ведущего и резервного элемента могут передаваться или переставляться между двумя RTK-механизмами, чтобы предоставлять повышенную надежность и точность RTK-решения или разрешения неоднозначности для определения фазы несущей несущих сигналов, принимаемых посредством приемника 10 для определения местоположения.
На этапе 432 ведущие роли первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422 переставляются (т.е. основные и резервные роли меняются между собой), причем резервный RTK предоставляет более точную оценку RTK-решения или решения по неоднозначности для фазы несущей. Резервный RTK-механизм может предоставлять более точную оценку RTK-решения или решения по неоднозначности, поскольку резервный может запускаться после или в период дискретизации, отличный от ведущего RTK-механизма. Дополнительно, уровень надежности разрешения неоднозначности является, в общем, более высоким для резервного RTK-механизма, когда ведущие роли первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422 переставляются. Соответственно, процедура на этапе 432 может поддерживать обратную фиксацию RTK-решения.
На этапе 436 контроллер 424 или модуль 22 оценки качества обновляет уровень надежности разрешения неоднозначности на основе перестановки механизмов, которая осуществлена ранее на этапе 432.
На этапе 438 контроллер 424 предоставляет корректировку данных первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422, чтобы подтверждать то, какой является активным, какой является ведущим, а какой является резервным. Контроллер 424 может повторно инициализировать или сбрасывать резервный механизм, чтобы очищать его состояния и делать его готовым или доступным для запуска во временное окно или в период дискретизации, отличный от активного или ведущего RTK-механизма. При чрезвычайных обстоятельствах, когда состояния фильтра уменьшения ошибок, первого RTK-механизма 420 и второго RTK-механизма 422 являются ошибочными или неточными, контроллер 424 может повторно инициализировать или сбрасывать как первый RTK-механизм 420, так и второй RTK-механизм 422, при этом повторная инициализация выполняется сразу для обоих RTK-механизмов либо со сдвигом или смещением во времени, чтобы предоставлять повышенную надежность, обеспечиваемую посредством различных времен запуска RTK-механизмов.
Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа для оценки положения объекта или транспортного средства, ассоциированного с приемником 10 для определения местоположения. Способ по фиг.4 начинается на этапе S100.
На этапе S100 устройство 14 измерения фазы или система 16 обработки данных приемника измеряет первую фазу несущей первого несущего сигнала и вторую фазу несущей второго несущего сигнала, принимаемого посредством приемника для определения местоположения.
На этапе S102 первичный кинематический механизм 18 реального времени или система 16 обработки данных приемника оценивает набор первичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей посредством первичного кинематического механизма 18 реального времени.
На этапе S104 модуль 22 оценки качества или система 16 обработки данных приемника определяет то, разрешается или нет корректно набор первичных целочисленных неоднозначностей к предварительно заданному показателю надежности (например, минимальной надежности во времени) в течение предшествующего периода оценки (например, периода дискретизации).
На этапе S106 вторичный кинематический механизм 20 реального времени или система 16 обработки данных приемника оценивает набор вторичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей посредством вторичного кинематического RTK-механизма реального времени в течение последующего периода (например, последующего периода дискретизации) после предшествующего периода оценки.
Способ по фиг.5 является аналогичным способу по фиг.4 за исключением того, что способ по фиг.5 дополнительно содержит этап S108. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.5 и фиг.4 указывают аналогичные этапы или процедуры.
На этапе S108 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника применяет оцененный набор вторичных целочисленных неоднозначностей, чтобы оценивать положение объекта или транспортного средства, если вторичный RTK-механизм оценивает решение набора вторичных целочисленных неоднозначностей до разрешения посредством первичного RTK-механизма набора первичных целочисленных неоднозначностей к целочисленным значениям.
Этап S108 может быть выполнен в соответствии с различными технологиями, которые могут применяться попеременно или кумулятивно. Согласно первой технологии, контроллер 55 или система обработки данных использует технологии по методу наименьших квадратов или на основе фильтра Калмана, чтобы оценивать решение набора вторичных целочисленных неоднозначностей. Согласно второй технологии, первичный RTK-механизм повторно инициализируется после текущего периода дискретизации и переставляется со вторичным RTK-механизмом (например, в течение следующего периода дискретизации или более), так что исходный вторичный RTK-механизм выступает в качестве первичного RTK-механизма, чтобы оценивать положение объекта с использованием оцененного целочисленного набора.
Способ по фиг.6 является аналогичным способу по фиг.4 за исключением того, что способ по фиг.6 дополнительно содержит этапы S109 и S110. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.6 и фиг.4 указывают аналогичные этапы или процедуры.
На этапе 109 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника применяет оцененный набор первичных целочисленных неоднозначностей для того, чтобы определять положение объекта или транспортного средства, если идентичные наборы целочисленных неоднозначностей разрешаются как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма. Этап S109 может быть выполнен в соответствии с различными технологиями, которые могут применяться попеременно или кумулятивно. Согласно первой технологии, контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника применяет оцененную первичную целочисленную неоднозначность, чтобы определять положение объекта, если вторичный RTK-механизм и первичный RTK-механизм являются активными. Согласно второй технологии, контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника применяет оцененную первичную целочисленную неоднозначность, чтобы определять положение объекта, если вторичный RTK-механизм и первичный RTK-механизм являются активными до тех пор, пока оцененная первичная целочисленная неоднозначность не равняется или является практически эквивалентной оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение периода времени оценки (например, периода дискретизации).
На этапе S110 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника переводит вторичный RTK-механизм в режим бездействия из активного режима, если оцененная первичная целочисленная неоднозначность равняется или является практически эквивалентной оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение периода времени оценки (например, периода дискретизации).
Способ по фиг.7 является аналогичным способу по фиг.4 за исключением того, что способ по фиг.7 дополнительно содержит этап S111. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.7 и фиг.4 указывают аналогичные этапы или процедуры.
На этапе S111 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника применяет оцененный общий поднабор целочисленных неоднозначностей из оцененного набора первичных целочисленных неоднозначностей и набора вторичных целочисленных неоднозначностей для того, чтобы определять положение объекта или транспортного средства, если существует по меньшей мере четыре общих неоднозначности с двойной разностью, разрешаемые как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма в текущий период дискретизации. Двойная разность означает математическую технологию или процедуру, которая исключает смещение синхросигнала приемника (например, посредством первой разности между измерениями фазы несущей) и смещение синхросигнала спутника (например, посредством второй разности между измерениями фазы несущей). Атмосферные эффекты на GPS-измерения также могут быть в значительной степени уменьшены, когда расстояние между приемниками не очень большое. Двойная разность может быть определена, например, посредством вычитания двух GPS-измерений фазы несущей с одиночной разностью, измеряемых в приемнике 10 для определения местоположения и в опорной станции (например, 40 или 41 на фиг.1) относительно спутниковых сигналов, из двух различных спутников.
В альтернативной конфигурации выполнения этапа S111 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника может сбрасывать вторичный RTK-механизм и повторно инициализировать вторичный RTK-механизм или состояния фильтра 25 уменьшения ошибок, ассоциированные с любым из механизмов, если первичная целочисленная неоднозначность и вторичная целочисленная неоднозначность являются идентичными менее чем для четырех состояний целочисленных неоднозначностей с двойной разностью. Дополнительно, контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника может использовать вывод из первичного RTK-механизма, чтобы оценивать решение по целочисленной неоднозначности после повторной инициализации вторичного RTK-механизма.
Способ по фиг.8 является аналогичным способу по фиг.4 за исключением того, что способ по фиг.8 дополнительно содержит этап S112 и этап S114. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.8 и фиг.4 указывают аналогичные этапы или процедуры.
На этапе S112 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника сбрасывает неоднозначности из первичного RTK-механизма, если они разрешаются к различным целочисленным значениям как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма.
На этапе S114 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника повторно инициализирует вторичный RTK-механизм после текущего периода дискретизации и продолжает выполнять разрешение неоднозначности до тех пор, пока набор целочисленных неоднозначностей, идентичный набору первичного RTK-механизма, не достигается.
Способ по фиг.9 является аналогичным способу по фиг.4 за исключением того, что способ по фиг.9 дополнительно содержит этап S116, этап S118 и этап S120. Аналогичные ссылки с номерами на фиг.9 и фиг.4 указывают аналогичные этапы или процедуры.
На этапе S116 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника определяет то, выполняет или нет вторичный RTK-механизм поиск решения оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение более чем максимального порогового времени в последующем периоде (например, в последующем периоде дискретизации).
На этапе S118 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника сбрасывает вторичный RTK-механизм, если вторичный RTK-механизм выполняет поиск оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение более чем максимального порогового времени.
На этапе 120 контроллер 55 или система 16 обработки данных приемника использует первичный RTK-механизм во время процесса сброса.
Принцип сдвоенного RTK-механизма оптимально подходит для повышения доступности и надежности RTK в сложном окружении приема сигналов, в котором приемник для определения местоположения с надлежащей чувствительностью принимает один или более спутниковых сигналов с плохим качеством сигнала (например, с низким уровнем сигнала). Настоящая система и способ, раскрытые в этом документе, уменьшают влияние неточных измерений псевдодальности и фазы несущей в фильтре уменьшения ошибок или RTK-фильтре Калмана. Например, настоящая система и способ могут не допускать задержки, ассоциированной с повторной инициализацией одиночных состояний RTK-механизма или фильтра Калмана после нарушенного разрешения неоднозначности или "проскальзываний" цикла, ассоциированных с низким качеством сигнала или перебоями в связи либо с нарушениями в переходном режиме между приемником для определения местоположения и одним или более спутниками. Хотя повышение чувствительности приемника для определения местоположения может улучшать прием сигналов в сложном окружении приема сигналов, такие подходы ограничены вследствие повышения стоимости приемника для определения местоположения и практических пределов, ассоциированных с фоновым электромагнитным шумом или минимальным уровнем шума. Настоящая система и способ оптимально подходят для уменьшения чувствительности RAIM-алгоритма в RTK-механизме к неточным измерениям фазы несущей и быстро восстанавливают или уменьшают эффекты некорректных исправлений неоднозначностей, которые наблюдались в течение переходных периодов плохого приема приемника для определения местоположения.
В подходе на основе сдвоенного RTK-механизма резервный RTK-механизм работает одновременно с основным RTK-механизмом. Когда основной механизм выпадает из RTK-фиксированного режима, резервный механизм также инициализируется, чтобы разрешать неоднозначность. Основное преимущество этого подхода заключается в том, что резервный RTK-механизм запускается в другой период дискретизации, таким образом, его фильтр Калмана не может быть в состоянии ошибки посредством неточных измерений, как основной RTK-механизм. В таких случаях резервный механизм имеет возможность исправлять неоднозначность быстрее, чем основной механизм. Чтобы повышать надежность исправления, пороговое значение исправления неоднозначности задается равным выше, чем для основного механизма. После того как резервный механизм сначала исправляет неоднозначность, он должен заменять основной механизм, чтобы выводить навигационные решения, поскольку его надежность неоднозначности выше основного механизма. Если основной механизм сначала разрешает неоднозначность, то резервный механизм продолжает исправление неоднозначностей. После того как обратный механизм исправляет неоднозначности, целочисленные значения в резервном механизме используются для того, чтобы проверять достоверность исправленных неоднозначностей в основном RTK-механизме. Если значения целочисленной неоднозначности являются идентичными, то резервный механизм переводится в режим бездействия для дополнительной активации. В случае если целочисленные неоднозначности являются частично идентичными (два механизма совместно используют по меньшей мере четыре целочисленных неоднозначности с двойной разностью), состояния неоднозначности с несоответствующими целочисленными значениями сбрасываются в основном механизме в то время, когда резервный механизм полностью повторно инициализируется. Когда идентичных неоднозначностей меньше четырех, основной и резервный RTK-механизмы сбрасываются полностью. Если резервный RTK-механизм продолжает работать и время поиска находится за рамками временного предела поиска неоднозначности, который задается как функция от базовой длины, то он полностью сбрасывается, чтобы уменьшать влияние неточных измерений на фильтр Калмана в резервном RTK-механизме.
Когда неоднозначности фазы несущей в основном механизме верифицированы, резервный RTK-механизм переводится в режим бездействия. Он повторно активируется в течение предварительно определенного временного интервала (например, приблизительно десять-тридцать минут или в соответствии с другими заводскими настройками), чтобы перепроверять исправленные неоднозначности в основном RTK-механизме. Это очень полезно для того, чтобы обнаруживать некорректные исправления неоднозначностей на протяженной базовой линии (более 30 километров (км)) в активных солнечных состояниях. В таких случаях наклонные ионосферные задержки с двойной разностью могут иметь размер в один цикл фазы несущей. Некорректные неоднозначности могут становиться наблюдаемыми только тогда, когда изменение геометрии спутника позволяет изолировать наклонную ионосферную задержку от состояния неоднозначности фазы несущей для спутников с небольшой высотой над горизонтом.
После описания предпочтительного варианта осуществления должно быть очевидным, что различные модификации могут осуществляться без отступления от объема изобретения, заданного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (16)

1. Способ для оценки положения объекта посредством приемника для определения местоположения, ассоциированного с объектом, при этом способ содержит этапы, на которых:
- измеряют первую фазу несущей первого несущего сигнала и вторую фазу несущей второго несущего сигнала, принимаемого посредством приемника для определения местоположения;
- оценивают набор первичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей посредством первичного кинематического механизма реального времени (RTK);
- определяют то, разрешается или нет корректно набор первичных целочисленных неоднозначностей к предварительно заданному показателю надежности в течение предшествующего периода оценки; и
- оценивают набор вторичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей посредством вторичного кинематического механизма реального времени (RTK) в течение последующего периода после предшествующего периода оценки.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- применяют оцененный набор вторичных целочисленных неоднозначностей, чтобы оценивать положение объекта, если вторичный RTK-механизм оценивает решение с использованием технологий по методу наименьших квадратов или на основе фильтра Калмана для набора вторичных целочисленных неоднозначностей до разрешения посредством первичного RTK-механизма набора первичных целочисленных неоднозначностей к целочисленным значениям; для этого случая первичный RTK-механизм повторно инициализируется после текущего периода дискретизации и переставляется со вторичным RTK-механизмом.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- применяют оцененный набор первичных целочисленных неоднозначностей для того, чтобы определять положение объекта, если идентичные наборы целочисленных неоднозначностей разрешаются как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма.
4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- переводят вторичный RTK-механизм в режим бездействия из активного режима, если оцененная первичная целочисленная неоднозначность равняется или является практически эквивалентной оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение периода времени оценки.
5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- применяют оцененный общий поднабор целочисленных неоднозначностей, чтобы определять положение объекта, если существует по меньшей мере четыре общих неоднозначности с двойной разностью, разрешаемые как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма в текущий период дискретизации.
6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- сбрасывают неоднозначности из первичного RTK-механизма, если они разрешаются к различным целочисленным значениям как из вторичного RTK-механизма, так и из первичного RTK-механизма, и
- повторно инициализируют вторичный RTK после текущего периода дискретизации и продолжают выполнять разрешение неоднозначности до тех пор, пока набор целочисленных неоднозначностей, идентичный набору первичного RTK-механизма, не достигается.
7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- определяют то, выполняет или нет вторичный RTK-механизм поиск решения оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение более чем максимального порогового времени в последующем периоде оценки;
- сбрасывают вторичный RTK-механизм, если вторичный RTK-механизм выполняет поиск оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение более чем максимального порогового времени; и
- используют первичный RTK-механизм во время процесса сброса.
8. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- сбрасывают вторичный RTK-механизм и повторно инициализируют вторичный RTK-механизм, если первичная целочисленная неоднозначность и вторичная целочисленная неоднозначность являются идентичными менее чем для четырех состояний целочисленных неоднозначностей с двойной разностью; и
- используют вывод из первичного RTK-механизма, чтобы оценивать решение по целочисленной неоднозначности после повторной инициализации вторичного RTK-механизма.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- предоставляют задаваемый пользователем параметр, чтобы активировать вторичный RTK-механизм в течение предварительно определенного временного интервала в течение периодов, которые зависят от разнесения по расстоянию от ориентира до пользовательского приемника.
10. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- применяют оцененную первичную целочисленную неоднозначность, чтобы определять положение объекта, если вторичный RTK-механизм и первичный RTK-механизм являются активными.
11. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- применяют оцененную первичную целочисленную неоднозначность, чтобы определять положение объекта, если вторичный RTK-механизм и первичный RTK-механизм являются активными до тех пор, пока оцененная первичная целочисленная неоднозначность не равняется или является практически эквивалентной оцененной вторичной целочисленной неоднозначности в течение периода времени оценки.
12. Система для оценки положения объекта посредством приемника для определения местоположения, ассоциированного с объектом, при этом система содержит:
- устройство измерения фазы для измерения первой фазы несущей первого несущего сигнала и второй фазы несущей второго несущего сигнала, принимаемых посредством приемника для определения местоположения,
- первичный кинематический механизм реального времени (RTK) для приема измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей и оценки первичной целочисленной неоднозначности, ассоциированной по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей посредством первичного RTK-механизма;
- модуль оценки качества сигнала для определения того, имеет или нет первый несущий сигнал либо второй несущий сигнал качество сигнала ниже порогового уровня качества сигнала в течение предшествующего периода оценки (периода дискретизации); и
- вторичный кинематический механизм реального времени (RTK) для оценки вторичной целочисленной неоднозначности, ассоциированной по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей в течение последующего периода после предшествующего периода оценки.
13. Система по п.12, в которой устройство измерения фазы содержит формирователь сигналов для формирования опорного сигнала, имеющего опорную фазу, первый коррелятор для приема опорного сигнала и принимаемого первого несущего сигнала, который формирует первый выходной сигнал, указывающий измеренную первую фазу несущей, и второй коррелятор для приема опорного сигнала и принимаемого второго несущего сигнала, чтобы формировать второй выходной сигнал, указывающий измеренную вторую фазу несущей.
14. Система по п.13, дополнительно содержащая:
- фильтр уменьшения ошибок, имеющий вход фильтра, принимающий данные из выводов первичного RTK-механизма и вторичного RTK-механизма.
15. Система по п.14, дополнительно содержащая:
- модуль оценки положения для приема выходных данных фильтра из выхода фильтра уменьшения ошибок измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей.
16. Система по п.15, дополнительно содержащая:
- декодер для сравнения базового псевдослучайного кода с принимаемым псевдослучайным кодом, чтобы оценивать приблизительную оценку положения для объекта, причем приблизительная оценка положения предоставляется в качестве входных данных в модуль оценки положения.
RU2012134775/07A 2010-01-29 2011-01-18 Способ и система для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени RU2552646C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29979210P 2010-01-29 2010-01-29
US61/299,792 2010-01-29
US12/767,897 2010-04-27
US12/767,897 US8427365B2 (en) 2010-01-29 2010-04-27 Method and system for estimating position using dual real time kinematic engines
PCT/US2011/021531 WO2011094091A2 (en) 2010-01-29 2011-01-18 Method and system for estimating position using dual real time kinematic engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012134775A RU2012134775A (ru) 2014-03-10
RU2552646C2 true RU2552646C2 (ru) 2015-06-10

Family

ID=44225958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134775/07A RU2552646C2 (ru) 2010-01-29 2011-01-18 Способ и система для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8427365B2 (ru)
EP (1) EP2529250B1 (ru)
CN (2) CN103885074B (ru)
AU (1) AU2011209916B2 (ru)
BR (1) BR112012014776B8 (ru)
CA (1) CA2787290C (ru)
RU (1) RU2552646C2 (ru)
WO (1) WO2011094091A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769113C1 (ru) * 2021-01-11 2022-03-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ коррекции погрешности дискретизации дальномерного кода

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872700B2 (en) * 2011-04-06 2014-10-28 Javad Gnss, Inc. GNSS surveying receiver with multiple RTK engines
CN103064091B (zh) 2011-10-20 2015-02-11 神讯电脑(昆山)有限公司 定位装置与其信号处理方法
US9110147B1 (en) * 2012-11-02 2015-08-18 Sandia Corporation Differential emitter geolocation
US10670730B2 (en) * 2014-04-24 2020-06-02 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Measuring system and measuring method for model based generation of global navigation satellite system signals
WO2016011411A2 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Javad Gnss, Inc. Gnss surveying using rtk engine verification
CN104898145B (zh) * 2015-06-25 2017-05-31 和芯星通科技(北京)有限公司 一种基于半周模糊度的模糊度固定方法和系统
CN105044753B (zh) * 2015-06-25 2017-06-16 河海大学 基于双gps和姿态校正的振捣棒工作位置模糊定位方法
US10627528B2 (en) 2015-06-29 2020-04-21 Deere & Company Satellite navigation receiver and method for switching between real-time kinematic mode and precise positioning mode
US11175414B2 (en) 2015-06-29 2021-11-16 Deere & Company Satellite navigation receiver for relative positioning with bias estimation
US10809391B2 (en) * 2015-06-29 2020-10-20 Deere & Company Satellite navigation receiver and method for switching between real-time kinematic mode and precise positioning mode
US10605926B2 (en) * 2015-06-29 2020-03-31 Deere & Company Satellite navigation receiver and method for switching between real-time kinematic mode and relative positioning mode
KR20180041212A (ko) * 2015-08-17 2018-04-23 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 다수의 epoch gnss 반송파-위상 정수 결정
CN105116419B (zh) * 2015-08-21 2018-02-13 上海海积信息科技股份有限公司 一种gnss接收机、双路载波相位伪距平滑方法
CN105301618A (zh) * 2015-10-22 2016-02-03 北京理工大学 一种载波相位产生半周跳时整周模糊度固定的方法
WO2017132605A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Javad Gnss, Inc. Hybrid rtk
US10422885B2 (en) * 2016-03-18 2019-09-24 Deere & Company Rapid recovery of precise position after temporary signal loss
CN106443727B (zh) * 2016-11-11 2018-12-07 哈尔滨工程大学 一种基于完好性监测的整周模糊度正确性检验方法
FR3076354B1 (fr) * 2017-12-28 2019-11-22 Thales Procede de controle de l'integralite de l'estimation de la position d'un porteur mobile dans un systeme de mesure de positionnement par satellite
CN108627859B (zh) * 2018-05-10 2021-05-28 上海海积信息科技股份有限公司 一种rtk算法结果的可靠性分析方法及装置
CN111381260B (zh) * 2018-12-29 2022-05-27 广州市泰斗电子科技有限公司 卫星导航定位信号的处理方法、装置及接收机
CN111435159B (zh) * 2019-01-11 2022-03-22 大唐移动通信设备有限公司 一种进行定位的方法和设备
CN110501735B (zh) * 2019-07-19 2021-09-14 中国人民解放军92942部队 一种基于北斗三频信号的超窄巷rtk定位方法
CN110988948B (zh) * 2019-11-07 2021-11-02 北京航空航天大学 一种基于动对动相对定位场景中完好性分析方法
CN110850447B (zh) * 2019-11-11 2022-03-25 北京交通大学 对列车定位单元的定位精度进行综合评估的方法
US12016257B2 (en) 2020-02-19 2024-06-25 Sabanto, Inc. Methods for detecting and clearing debris from planter gauge wheels, closing wheels and seed tubes
US11886398B2 (en) * 2020-02-27 2024-01-30 International Business Machines Corporation Data supply chain
CN111239785B (zh) * 2020-02-28 2021-04-13 同济大学 一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法
DE102020122358A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Claas Tractor Sas Landwirtschaftliche Maschine
US11841444B2 (en) * 2020-08-27 2023-12-12 Sony Group Corporation Resilient ephemeris decoding of GNSS satellite information
CN112284405B (zh) * 2020-10-09 2022-06-07 腾讯科技(深圳)有限公司 用于导航的方法、装置、计算设备和计算机可读介质
CN113671545B (zh) * 2021-08-27 2022-09-13 中国科学院国家授时中心 一种星地精密时间同步及载波相位周跳探测方法
EP4145182A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-08 u-blox AG Gnss positioning with fixing and validation of carrier range ambiguities
US12032077B2 (en) 2022-03-11 2024-07-09 Deere & Company System and method for compensating for scintillation and for facilitation of long-baseline RTK

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007106711A (ru) * 2004-07-26 2008-09-10 Навком Текнолоджи, Инк. (Us) Подвижный опорный приемник для кинематической навигации в реальном времени (rtk), основанной на поправках, вычисленных в опорном приемнике

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US299792A (en) 1884-06-03 James p
US5610614A (en) * 1995-09-13 1997-03-11 Trimble Navigation Limited Real-time kinematic initialization test system
US5914685A (en) * 1997-04-25 1999-06-22 Magellan Corporation Relative position measuring techniques using both GPS and GLONASS carrier phase measurements
US7148843B2 (en) * 2003-07-02 2006-12-12 Thales North America, Inc. Enhanced real time kinematics determination method and apparatus
AU2003904083A0 (en) * 2003-08-05 2003-08-21 Locata Corporation A method & device for providing assistance data within a chronologically synchronized location network
JP2005164395A (ja) 2003-12-02 2005-06-23 Toyota Motor Corp 搬送波位相式gps測位装置及び方法
US7298319B2 (en) * 2004-04-19 2007-11-20 Magellan Navigation, Inc. Automatic decorrelation and parameter tuning real-time kinematic method and apparatus
US7228230B2 (en) * 2004-11-12 2007-06-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha System for autonomous vehicle navigation with carrier phase DGPS and laser-scanner augmentation
US7855678B2 (en) 2007-05-16 2010-12-21 Trimble Navigation Limited Post-mission high accuracy position and orientation system
JP4807376B2 (ja) 2008-05-07 2011-11-02 トヨタ自動車株式会社 移動体間干渉測位装置及び方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007106711A (ru) * 2004-07-26 2008-09-10 Навком Текнолоджи, Инк. (Us) Подвижный опорный приемник для кинематической навигации в реальном времени (rtk), основанной на поправках, вычисленных в опорном приемнике

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769113C1 (ru) * 2021-01-11 2022-03-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ коррекции погрешности дискретизации дальномерного кода

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012014776B8 (pt) 2022-11-08
WO2011094091A3 (en) 2011-09-22
CN103885074A (zh) 2014-06-25
US20130265192A1 (en) 2013-10-10
BR112012014776B1 (pt) 2021-11-03
EP2529250A2 (en) 2012-12-05
CN102713675B (zh) 2015-04-22
AU2011209916A1 (en) 2012-05-10
CA2787290A1 (en) 2011-08-04
RU2012134775A (ru) 2014-03-10
CN102713675A (zh) 2012-10-03
BR112012014776A2 (pt) 2017-09-19
EP2529250B1 (en) 2020-02-19
AU2011209916B2 (en) 2016-04-28
CN103885074B (zh) 2016-11-23
US20110187598A1 (en) 2011-08-04
US8427365B2 (en) 2013-04-23
CA2787290C (en) 2018-01-16
WO2011094091A2 (en) 2011-08-04
US8766848B2 (en) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2552646C2 (ru) Способ и система для оценки положения с использованием сдвоенных кинематических механизмов реального времени
US8456353B2 (en) Method and system for determining clock corrections
CN1922505B (zh) 移动终端的基于卫星的定位
US5917445A (en) GPS multipath detection method and system
CN106646548B (zh) 一种多模的超快速、低功耗的定位接收机系统及方法
AU748820B2 (en) Method and apparatus for characterizing multipath interference in circularly polarized signals
WO2008150389A1 (en) Distance dependant error mitigation in real-time kinematic (rtk) positioning
WO2016207176A1 (en) Gnss receiver with a capability to resolve ambiguities using an uncombined formulation
US10429515B2 (en) Method and apparatus for GNSS signal tracking
US6154173A (en) Method and apparatus for processing multipath reflection effects in timing systems
CN112672283B (zh) 一种定位接收机中跟踪环路误差的处理装置及方法
Knowles et al. Euclidean distance matrix-based rapid fault detection and exclusion
CN114690220A (zh) 一种监测数据实时解算星历异常处理方法
WO2023067344A1 (en) Positioning system and method
KR100801347B1 (ko) 이동 단말기의 위성 기반 위치 확인 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170119