TW201314239A - 移動資訊確定裝置、方法以及接收器 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種移動資訊確定裝置和方法以及包括該移動資訊確定裝置的接收器。該移動資訊確定裝置包括：一地心輔助資訊獲取模組，獲取一移動資訊確定裝置一當前所在地的一地球半徑；及一移動資訊解算模組，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算該移動資訊確定裝置當前所處的一位置，和/或當前行進中的一速度。接收器

Description

移動資訊確定裝置、方法以及接收器

本發明係有關一種定位技術，特別關於一種確定當前位置之移動資訊確定裝置及方法，以及包括該移動資訊確定裝置的接收器。

傳統上全球定位系統(Global Positioning System，GPS)定位通常需要測量至少4顆衛星的傳輸距離，透過最小平方法等方式計算接收器的當前位置。然而，當有效測量衛星不足時，則常規GPS定位方法無法完成定位要求。另外，在GPS測量信號存在較大干擾(例如，多徑反射)或衛星的幾何分佈較差時，常規GPS定位結果的精度會急劇下降。在衛星數少於4顆的情況下，例如，當前只有3顆衛星的距離測量資訊，則常規方法會根據外部輸入固定海拔值，在二維空間上計算當前GPS的定位結果，在該方法中，海拔值沒有即時的被更新，因此誤差比較大。

本發明的目的為提供一種移動資訊確定裝置，包括：一地心輔助資訊獲取模組，獲取一移動資訊確定裝置一當前所在地的一地球半徑；以及一移動資訊解算模組，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算該移動資訊確定裝置當前所處的一位置，和/或當前行進中的一速度。

本發明還提供一種確定移動資訊的方法，包括：一地 球半徑獲取步驟，獲取一接收器當前所處地的一地球半徑；以及一移動資訊解算步驟，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算該接收器當前所處的一位置，和/或當前行進中的一速度。

以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。

此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。

根據本發明實施例，提供一種移動資訊確定裝置，包括：一地心輔助資訊獲取模組，獲取該移動資訊確定裝置當前所在地的一地球半徑；以及一移動資訊解算模組，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算該移動資訊確定裝置當前所處的一位置，和/或當前行進中的一速度。下面參考附圖詳細說明該移動資訊確定裝置。

圖1a所示為根據本發明一實施例之移動資訊確定裝置100的方塊圖。如圖1a所示，移動資訊確定裝置100 包括：一地心輔助資訊獲取模組110，獲取移動資訊確定裝置100當前所處地之一地球半徑；以及一移動資訊解算模組120，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算移動資訊確定裝置100所處的一當前位置和/或一當前速度。來自衛星的資訊是移動資訊確定裝置100和衛星之間的一偽距和/或一衛星頻率。

地心輔助資訊獲取模組110可以獲取一地球平均半徑。地球平均半徑可以透過已知的方法從外界獲得，或者直接儲存在地心輔助資訊獲取模組110中，本領域技術人員可以根據實際情況選擇獲取地球平均半徑的方法，本發明在此不贅述。根據本發明另一實施例，地心輔助資訊獲取模組110還可以使用移動資訊確定裝置100的一初始位置資訊和一對應的海拔資訊計算得到移動資訊確定裝置100所在位置的地球半徑。因此，在另一實施例中，移動資訊確定裝置100還可以包括一初始位置建立和管理模組130(示於圖1b)，以建立初始位置並提供海拔資訊。

圖2所示為根據本發明一實施例之初始位置建立和管理模組建立初始位置的方法流程圖。圖2將結合圖1b進行說明。如圖2所示，在步驟S210中，初始位置建立和管理模組130獲取一平均地球半徑和一來自衛星的資訊。接著，在步驟S220中，初始位置建立和管理模組130根據平均地球半徑和來自衛星的資訊獲取移動資訊確定裝置100的一第一位置P₀(稍後會描述如何透過地球半徑和來自衛星的資訊計算位置)，該第一位置P₀的誤差會比較大，約在100公里以上。在步驟S230中，初始位置建立 和管理模組130將該第一位置P₀的一海拔修改為零。應注意本發明不限於值零，可以根據地貌形狀設置任何適當的值，或者查找海拔庫。接著在步驟S240中，初始位置建立和管理模組130使用該第一位置P₀和修改後的海拔得到更準確的一初始地球半徑。然後在步驟S250中，根據地心輔助定位方法，透過該更準確的初始地球半徑得到移動資訊確定裝置100的一初始位置P_coarse。該初始位置P_coarse的誤差大概在20公里左右。雖然圖2中未示出，然而本領域技術人員應理解該方法還可以N次迭代，以求得更準確的當前位置。可以相互比較各次迭代獲得的新位置，選取一最準確的位置。具體的迭代可透過類似地重複執行步驟S240-S250實現。例如，可以取最後一次迭代獲得的結果作為初始位置，也可以以特定的一規則(例如，透過設定一臨限值比較各次迭代獲得的新位置)，選取最準確的位置作為初始位置，細節在此不贅述。

應理解圖2僅示出了得到初始位置的一個示例，還可以根據其他方法獲得初始位置，例如透過傳統的定位方法獲得一個初始位置，或者直接根據移動資訊確定裝置100中既有的一歷史位置等，本發明不限於此。

在一個實施例中，移動資訊確定裝置100還可以包括一位置庫140，儲存該第一位置P₀、初始位置P_coarse和最終計算出的精確位置。在另一實施例中，移動資訊確定裝置100還可以包括一位置更新模組(圖中未示)，使用新計算得到的位置更新原位置(例如，用初始位置P_coarse替換第一位置P₀)，用最終計算出的精確位置替代初始位置P_coarse。

如上所述，根據本發明實施例的移動資訊確定裝置100還可以包括一海拔庫150。本發明中的海拔庫包含四種態樣，這四種海拔庫的使用優先順序從高到低排列如下：一GPS接收器(移動資訊確定裝置100設置在GPS接收器中)自主計算得到的海拔資訊(非地心輔助計算)、GPS接收器記錄的一歷史海拔資訊、一外部海拔測量源(例如，海拔表、氣壓計、三維地圖等)獲得的海拔資訊以及一全球海拔資訊庫。地心輔助資訊獲取模組110可以隨機選取任一海拔庫中的海拔計算地球半徑。在另一示例實施例中，移動資訊確定裝置100還可以包括一海拔庫選擇模組(圖中未示)，根據如下方式選擇上述四個海拔庫中的海拔。

下面對海拔庫選擇模組選擇上述四種海拔庫的方式進行說明。

GPS接收器自主計算得到的海拔資訊(非地心輔助計算)

從GPS接收器自主計算得到的海拔資訊受信號環境的影響，抖動會比較大，對其做滑動平均後，海拔值就會是一比較接近真實的值。因此，根據本發明實施例，在使用GPS接收器自主計算得到的海拔資訊的情況下，對移動資訊確定裝置所解算得到的海拔值做500秒(並不以此為限，本領域技術人員可以根據海拔穩定性設置成其他的值)的滑動平均後得到一較為穩定的海拔A，把該海拔A作為地心輔助計算的依據。

根據本發明另一實施例，對使用GPS接收器自主計算得到的海拔做50秒(並不以此為限，本領域技術人員可以根據海拔穩定性設置成其他的值)的滑動平均，可得到一更為即時且相對穩定的基準海拔A_ref。把該基準海拔A_ref作為海拔庫檢查的依據，以判斷是否使用該海拔庫中的海拔。

若海拔A與基準海拔A_ref相差超過100公尺，則認為海拔A存在較大誤差，則海拔A不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的海拔A，若與地心輔助輔助使用的海拔A相差大於50公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。

在海拔庫中的海拔A不可用的情況下，放棄使用該海拔A計算所得到的移動資訊確定裝置100的當前位置，且地心輔助資訊獲取模組110使用其他海拔庫中的海拔重新計算。

GPS接收器記錄的歷史海拔資訊

當GPS接收器在開機前有定位過，接收器快閃記憶體中會存有歷史的定位資訊(包括歷史接收器位置P_historical、歷史自主計算得到的海拔A、歷史定位的時間等)。這裏直接使用歷史自主計算得到的海拔A。

若海拔A與基準海拔A_ref相差超過100公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的位置，若與備份的歷史接收器位置P_historical在地表相差大於一個城市範圍(例如，40公里)，則認為歷史 接收器位置P_historical存在較大誤差，不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的海拔，若與地心輔助輔助使用的海拔A相差大於50公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。

在該海拔庫中的海拔A不可用的情況下，放棄使用該海拔A計算得到的移動資訊確定裝置100的當前位置，且地心輔助資訊獲取模組110使用其他海拔庫中的海拔重新計算。

外部海拔測量源

當GPS接收器外接了一些海拔測量源(例如，海拔表、氣壓計、三維地圖等)，透過這些設備即時獲得當前的海拔值A。

若海拔A與基準海拔A_ref相差超過100公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的海拔，若與海拔A相差大於50公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。

在該海拔庫中的海拔A不可用的情況下，放棄使用該海拔A計算得到的移動資訊確定裝置100的當前位置，且地心輔助資訊獲取模組110使用其他海拔庫中的海拔重新計算。

全球海拔資訊庫

GPS接收器海拔庫中保存了一全球的海拔資訊庫，該海拔資訊庫包含兩個資訊：地表上具體的某一位置，以及 與其相對應的一海拔值。由於該兩個資訊量很大，所以建表時的採樣間隔較大，誤差也較大。本發明假設一個城市範圍的海拔值變化較小。

用接收器初始位置P_coarse查找該海拔資訊庫中在地球表面上與之最近的位置P_i，以及對應的海拔A。

若接收器初始位置P_coarse與海拔庫中查找到的位置P_i在地表相差大於一最大城市範圍(例如，60公里)，則認為沒有查找到合適的海拔資訊。若海拔A與基準海拔A_ref相差超過100公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的位置，若與海拔庫中查找得到的位置P_i在地表相差大於一個城市範圍(例如，40公里)，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。使用地心輔助參與定位解算後的海拔，若與海拔A相差大於50公尺，則認為海拔A存在較大誤差，不可選用。

在該海拔庫中的海拔A不可用的情況下，放棄使用該海拔A計算得到的移動資訊確定裝置100的當前位置，且地心輔助資訊獲取模組110使用其他海拔庫中的海拔重新計算。

如圖1a所示，地心輔助資訊獲取模組110獲取移動資訊確定裝置100的一位置資訊和對應的一海拔資訊，並透過該位置資訊和海拔資訊來獲取移動資訊確定裝置100所在位置的地球半徑。移動資訊解算模組120再使用該地球半徑和衛星資訊來確定移動資訊確定裝置100當前所在的位置和/或速度。

下面闡述地心輔助資訊獲取模組110透過位置資訊和 海拔資訊獲取地球半徑的例子：

首先從初始位置建立和管理模組130中得到移動資訊確定裝置100的初始位置P_coarse，從海拔庫150中得到對應的海拔資訊A。透過以下三個公式計算得到該位置對應的地球半徑ρ _E 。

修改世界大地測量系統(World Geodetic System，WGS)座標下移動資訊確定裝置100的初始位置的海拔：P _{coarse_WGS} (Altitude)=A (1-1)

其中，方程式(1-1)中之P_{coarse_WGS}代表移動資訊確定裝置100的初始位置P_coarse在世界大地測量系統座標下的表示，其中，世界大地測量系統座標分成經度、緯度和海拔三維。方程式(1-1)是把海拔這一維的值替換成從海拔庫150中獲得的海拔值。

然後轉換座標，得到地心地固坐標系(earth-centered earth-fixed，ECEF)座標下修改後的移動資訊確定裝置100的初始位置：P _{coarse_ECEF} =WGSToECEF(P _{coarse_WGS} ) (1-2)

其中，方程式(1-2)中之P_{coarse_ECEF}代表移動資訊確定裝置100的初始位置P_coarse在地心地固坐標系座標下的表示，WGSToECEF函數代表GPS系統世界大地測量系統座標和地心地固坐標系座標的標準轉換公式。

進而得到地心輔助計算需要的地球半徑：

以上闡述了根據本發明實施例的移動資訊確定裝置 100的一個示例配置。下面描述移動資訊確定裝置100如何透過地心輔助資訊獲取模組110獲取的地球半徑定位的一個例子。

首先描述傳統的接收器定位方法。圖3a所示為傳統的GPS定位空間模型。ρ _sv 是衛星到接收器的距離。設定接收器U在地心地固坐標系坐標系下的位置(x_u,y_u,z_u)，衛星S_j在地心地固坐標系坐標系下的位置(x_j,y_j,z_j)。則校正後的偽距觀測方程式如(1-4)所示：ρ _j =∥S _j -U∥+ct _u (1-4)

其中，方程式(1-4)中之j=1,2,….,N代表當前拍有效衛星的測量值的臨時編號，並非衛星的版本控制系統或者偽隨機雜訊碼編號。∥S_j-U∥代表接收器U到衛星j的幾何距離。c代表光速度，t_u代表接收器鐘差。ρ _j 代表誤差校正後的偽距，由接收器U測量得到。進而如圖3b所示，得到接收器U到衛星j的距離R_j為：

方程式(1-4)和方程式(1-5)結合，建立接收器位置(x_u,y_u,z_u)和接收器鐘差t_u的4元非線性方程組：

針對(1-6)的非線性方程，可以透過最小二乘法或卡爾曼等計算方法求解非線性方程，本發明在此不再贅述。

下面描述根據本發明實施例的移動資訊確定裝置100 計算當前位置的方法的一個例子。該移動資訊確定裝置100除了使用衛星資訊之外，如上所述還使用地球半徑作為地心輔助資訊來計算當前的位置。

如圖3c所示根據本發明的地心輔助定位策略的拓撲結構示意圖。相較於圖3a，圖3c多了一從地心到接收器的虛線，該虛線表示的是移動資訊確定裝置100所處地的地球半徑ρ _E ，在本例中即為地心輔助資訊。

地心輔助定位，是在N(此處N可以是大於等於3的任意整數)星非線性方程組(1-6)基礎上增加一個地心輔助定位方程。也就是說，本發明是把地心看成另外一個衛星、即“地星”來計算的。

其中，地星的位置設為(0，0，0)，接收器鐘差t_u=0，ρ _E 為接收器到地心的球半徑，且，其透過海拔庫和初始位置建立和管理模組130得到，則地心輔助定位的非線性方程組為：

方程式(1-7)可以透過最小二乘法或卡爾曼等計算方法求解，進而得到移動資訊確定裝置100當前所處的位置(x_u,y_u,z_u)。

根據本發明一實施例的移動資訊確定裝置100使用地心輔助資訊，進而可以在衛星數目不足或信號干擾較大的 情況下幫助定位，且提高了定位精度。

除了確定位置之外，移動資訊確定裝置100還可根據地球半徑和來自衛星的資訊計算移動資訊確定裝置100當前的速度。與以上所述相似，地心輔助資訊獲取模組110根據位置資訊和海拔資訊獲取地球半徑。可以如上所述使用初始位置建立和管理模組130根據平均地球半徑建立初始位置，根據該初始位置計算移動資訊確定裝置100所在處的更準確的地球半徑，再使用該地球半徑來計算當前的速度。或者直接使用地球平均半徑來計算。使用地球半徑計算速度的方法如下所述。

首先介紹傳統GPS接收器計算速度的模式。GPS接收器中對速度的估計是基於多普勒頻率實現的，由於衛星與接收器之間的相對移動，造成了接收器接收信號的多普勒頻偏。

其中，方程式(1-8)中之f_R代表接收器接收到的信號頻率，f_T代表衛星發射的載波頻率，V代表衛星的速度向量，u代表接收器的速度向量，A代表接收器指向衛星方向的單位向量，c代表光速。

對於第j顆衛星來說，方程式(1-8)可以表示為

其中：V _j =(v _xj ,v _yj ,v _zj )，A _j =(a _xj ,a _yj ,a _zj )，，，， 對於第j顆衛星來說，f_j代表對所接收信號頻率的測量估計值記。這些測量值f_j有誤差，而且與f_Rj值有頻率偏差。把這個偏差與接收器時鐘相對於GPS系統時的漂移相關聯，的單位是秒數/秒。f_j和f_Rj有如下關係：

聯立方程式(1-9)和方程式(1-10)，代數處理後得：

將點積向量用向量分量展開，得到：

令方程式(1-12)左邊為：

由於在數值上非常接近1，典型情況下只差百萬分之幾，將方程式(1-12)簡化得到：

這樣建立的4元的方程組：d=Hg (1-15)

其中：，，(1-16)

則透過方程式(1-17)得到速度和時間漂移率：g=H ^- d (1-17)

根據本發明實施例的移動資訊確定裝置100中的移動資訊解算模組120是透過地心輔助資訊計算速度，即在傳統方法的基礎上增加一個地心輔助測速方程。

設地星的位置為(0，0，0)，速度為0，頻率f_E=0，則根據方程式(1-14)建立如下方程：

其中，方程式(1-18)中(a _x ^E ,a _y ^E ,a _z ^E )代表移動資訊確定裝置100指向地星(0，0，0)的單位向量的方向，則

基於方程式(1-18)和傳統的測速方法，建立的4元的方程組d=Hg (1-19)其中：

則可透過方程式(1-19)得到速度和時間漂移率：g=H ^- d (1-21)

在本發明一實施例中，移動資訊確定裝置100還可包 括一檢查模組(圖中未示)，根據精度衰減因數(dilution of precision，DOP)的大小、衛星信號的強弱以及移動資訊確定裝置的速度是否符合運動模型等來判斷計算得到的移動資訊確定裝置當前所處的位置是否有效。

在一實施例中，該移動資訊確定裝置100還可以包括一選擇模組(圖中未示)。該選擇模組可以耦接至移動資訊確定裝置100的移動資訊解算模組120。在精度衰減因數較差、衛星信號較差或衛星數目不足的情況下，選擇模組選擇透過移動資訊確定裝置100，根據各衛星的偽距測量值和/或頻率測量值以及地球半徑來定位和/或測速，然而在無法獲得地球半徑的情況下，該選擇模組選擇使用一基帶信號處理單元(圖中未示)提供的各衛星的偽距測量值和/或頻率值，根據傳統GPS定位方法和/或測速方法來獲得接收器的位置和/或速度。當然，該選擇模組也可以置於移動資訊確定裝置100外，具體的佈置本領域技術人員可以根據實際需要確定，本發明不限於此。

以上說明了根據本發明實施例的移動資訊確定裝置的一個具體例子。該移動資訊確定裝置應用在GPS接收器中，如圖4所示，射頻單元401將從天線接收到的一GPS信號轉換為中頻資料。基帶信號處理單元402處理(例如，解調、解碼)中頻資料，進而獲得頻率資訊和偽距資訊。本發明實施例的移動資訊確定裝置100從基帶信號處理單元402獲得衛星的偽距或頻率資訊，透過上述計算得到接收器的位置、速度和時間。然後移動資訊確定裝置輸出的資訊被轉換成美國國家海洋電子協會(The National Marine Electronics Association，NMEA)的標準格式，且被輸出到一用戶端403(例如，地圖)。其中NMEA是GPS系統的標準輸出協定。

根據本發明實施例，還提供一種移動資訊解算方法，該方法可獲取接收器當前所處的位置和/或速度。

圖5所示為該方法的一個例子的流程圖500。圖5將結合圖1b進行說明。如圖5所示，在步驟S510中，獲取接收器當前所處地的一地球半徑。接著，在步驟S520中，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊確定接收器當前的一位置和/或一速度。該地球半徑可以是地球的平均半徑，或者根據初始位置建立和管理模組130確立的初始位置和海拔庫150中提取的海拔資訊計算得到的地球半徑，計算方法如上所述。因此，該方法在獲取地球半徑之前還可以包括一獲取初始位置的步驟(圖中未示)。獲取初始位置的步驟與以上參照圖2所述相似，在此不再贅述。

在一個實施例中，該方法還可以包一括更新步驟(圖中未示)，使用新計算得到的位置更新原位置，如用初始位置P_coarse替換第一位置P₀，用最終計算出的精確位置替代初始位置P_coarse。

在一個實施例中，該方法還包括一海拔庫選擇步驟(圖中未示)，選擇一海拔庫。選擇的方式與以上針對移動資訊確定裝置所述相似，在此不再贅述。

在一個實施例中，該方法用在GPS系統中，且還包括一選擇步驟(圖中未示)，在精度衰減因數較差、衛星信號較差或衛星數目不足的情況下，根據上述方法定位，然 而在無法獲得地球半徑的情況下，可以使用一基帶信號處理單元提供的各衛星的偽距測量值和/或頻率測量值，根據傳統GPS定位方法來獲得接收器的位置和/或速度。

在一個實施例中，該方法用在GPS系統中，且還包括一檢查步驟(圖中未示)，根據精度衰減因數的大小、衛星信號的強弱、GPS接收器的速度是否符合運動模型等來對計算得到的最終位置進行有效性判斷。

本發明實施例的方法相較於傳統方法，可以在衛星數目不足或信號干擾較大的情況下幫助定位，且提高了定位精度。而且，在衛星數目相同的情況下，本發明的方法可以獲得更好的定位效果。

在衛星數目相等的情況下，透過本發明實施例的接收器，可以獲得比現有技術更好的效果。圖6所示為在精度衰減因數偏大的情況下透過本發明實施例的接收器和透過傳統接收器計算分別獲得的定位偏差和精度衰減因數值的結果的對比圖。如圖6(a)和圖6(b)所示，透過本發明實施例的接收器降低了精度衰減因數值，進而降低了定位偏差。如圖6(c)和圖6(d)所示，可以看到傳統方法定位偏差抖動量較大，最大偏差超過600公尺。而地心輔助策略的定位偏差基本上控制在100公尺以內。圖7所示為在精度衰減因數偏大的情況下透過本發明實施例的接收器和傳統接收器測速分別獲得的速度偏差的結果的對比圖。如圖7(a)和圖7(b)所示，本發明實施例的接收器測速獲得的速度相對於傳統接收器測速獲得的 速度的速度偏差小，進而獲得了更準確的速度測量結果。

圖8所示為在精度衰減因數極大的情況下透過本發明實施例的接收器和透過傳統接收器進行計算分別獲得的定位偏差和精度衰減因數值的結果的對比圖。如圖8(c)所示，傳統接收器的定位演算法無法收斂。如圖8(b)所示，透過本發明實施例的接收器降低了精度衰減因數值，進而降低了定位偏差，最終可以定位(如圖8(a)所示)。其中HDOP為水準精度衰減因數。

圖9所示為在精度衰減因數極大的情況下透過本發明實施例的接收器測速獲得的速度偏差的結果圖。在精度衰減因數極大的情況下，透過傳統技術的接收器無法測速。圖10所示為傳統方法和根據本發明實施例的方法定位的結果的對比圖。該實驗使用四顆衛星。如圖10所示，黑色部分表示傳統方法定位獲得的結果，白色部分是根據本發明實施例的方法獲得的定位結果。從圖10可見，本發明在定位精度方面優於傳統方法。

上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。

100‧‧‧移動資訊確定裝置

110‧‧‧地心輔助資訊獲取模組

120‧‧‧移動資訊結算模組

130‧‧‧初始位置建立和管理模組

140‧‧‧位置庫

150‧‧‧海拔庫

200、500‧‧‧流程

S210、S220、S230、S240、S250、S510、S520‧‧‧步驟

401‧‧‧射頻單元

402‧‧‧基帶信號處理單元

403‧‧‧用戶端

以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：圖1a所示為根據本發明一實施例之移動資訊確定裝置的方塊圖；圖1b所示為根據本發明另一實施例之移動資訊確定裝置的方塊圖；圖2所示為根據本發明一實施例之初始位置建立和管理模組建立初始位置的方法流程圖；圖3a所示為傳統的GPS定位的空間模型；圖3b所示為從移動資訊確定裝置指向衛星的觀測向量的示意圖；圖3c所示為根據本發明一實施例的地心輔助定位策略的拓撲結構示意圖；圖4所示為本發明一實施例的移動資訊確定裝置應用在接收器中的方塊圖；圖5所示為根據一本發明實施例的定位方法流程圖；圖6所示為在精度衰減因數偏大的情況下透過本發明實施例的接收器和透過傳統接收器定位分別獲得的定位偏差和精度衰減因數值的結果的對比圖；圖7所示為在精度衰減因數偏大的情況下透過本發明實施例的接收器和傳統接收器測速分別獲得的速度偏差的結果的對比圖；圖8所示為在精度衰減因數極大的情況下透過本發明 實施例的接收器和透過傳統接收器定位分別獲得的定位偏差和精度衰減因數值的結果的對比圖；圖9所示為在精度衰減因數極大的情況下透過本發明實施例的接收器測速獲得的速度偏差的結果圖；以及圖10所示為傳統方法和根據本發明實施例的方法定位的結果的對比圖。

100‧‧‧移動資訊確定裝置

110‧‧‧地心輔助資訊獲取模組

120‧‧‧移動資訊結算模組

Claims (19)

1. 一種移動資訊確定裝置，包括：一地心輔助資訊獲取模組，獲取該移動資訊確定裝置當前所在地的一地球半徑；以及一移動資訊解算模組，透過該地球半徑和來自一衛星的一資訊解算該移動資訊確定裝置當前所處的一位置。
2. 如申請專利範圍第1項之移動資訊確定裝置，其中，該移動資訊解算模組還可以透過該地球半徑和來自該衛星的該資訊解算該移動資訊確定裝置當前行進中的一速度。
3. 如申請專利範圍第1項之移動資訊確定裝置，其中，該地心輔助資訊獲取模組透過該移動資訊確定裝置的一初始位置和對應的一海拔資訊獲取該地球半徑。
4. 如申請專利範圍第3項之移動資訊確定裝置，其中，該移動資訊確定裝置還包括：一初始位置建立和管理模組，獲取該初始位置，根據一平均地球半徑和來自衛星的該資訊獲取一第一位置；透過一第N位置和對應的特定的一海拔值，獲取比該平均地球半徑更準確的一第N地球半徑；透過該第N地球半徑和來自衛星的該資訊獲取比該第N位置更準確的一第N+1位置，從獲取的該N+1個位置中根據一預定規則選擇一位置作為該初始位置，N為大於等於1的自然數。
5. 如申請專利範圍第4項之移動資訊確定裝置，其中，該特定的海拔值來自一海拔庫。
6. 如申請專利範圍第4或5項之移動資訊確定裝置，其中， 該移動資訊確定裝置還包括：一位置庫，儲存該第1至第N+1位置及該移動資訊確定裝置當前所處的一位置。
7. 如申請專利範圍第6項之移動資訊確定裝置，其中，該移動資訊確定裝置還包括：一位置更新模組，透過該第N+1位置更新該第N位置，透過該移動資訊確定裝置當前所處的該位置更新該第N+1位置。
8. 如申請專利範圍第3或4項之移動資訊確定裝置，其中，該移動資訊確定裝置還包括一海拔庫，儲存一海拔資訊。。
9. 如申請專利範圍第1-4項中的任一項之移動資訊確定裝置，且該移動資訊確定裝置還包括一檢查模組，透過以下方式中的至少一種來對計算得到的該移動資訊確定裝置當前所處的該位置進行有效性判斷：一精度衰減因數的大小；一衛星信號的強弱；該移動資訊確定裝置的一速度是否符合一運動模型。
10. 如申請專利範圍第1-4項中的任一項之移動資訊確定裝置，該移動資訊確定裝置還包括一選擇模組，根據以下條件中的至少一個來決定是否使用該移動資訊確定裝置：一精度衰減因數的大小；一衛星信號的強弱；是否可獲得該地球半徑；一衛星數目。
11. 一種全球定位導航系統中的接收器，包括如申請專利範圍第1-10中的任一項的移動資訊確定裝置，還包括一基帶信號處理單元，提供來自一衛星的一資訊給該移動資 訊確定裝置。
12. 一種確定移動資訊的方法，包括：一地球半徑獲取步驟，獲取一接收器當前所處地的一地球半徑；以及一移動資訊解算步驟，透過該地球半徑和一來自衛星的資訊解算該接收器當前所處的一位置，和/或當前行進中的一速度。
13. 如申請專利範圍第12項之確定移動資訊的方法，更包括一初始位置獲取步驟，獲取該接收器的一初始位置作為計算該地球半徑使用的一位置資訊。
14. 如申請專利範圍第13項之確定移動資訊的方法，其中，該初始位置獲取步驟包括：根據一平均地球半徑和該來自衛星的資訊獲取該接收器的一第一位置；透過一第N位置和對應的特定的一海拔值，獲取比該平均地球半徑更準確的一第N地球半徑；以及透過該第N地球半徑和該來自衛星的資訊獲取比該第N位置更準確的一第N+1位置，從獲取的該N+1個位置中根據一預定規則選擇一位置作為該初始位置，其中N是大於等於1的自然數。
15. 如申請專利範圍第14項之確定移動資訊的方法，其中，該特定的海拔值來自一海拔庫。
16. 如申請專利範圍第14項之確定移動資訊的方法，還包括：一更新步驟，透過該第N+1位置更新該第N位置，透過該接收器當前所處的該位置更新該第N+1位置。
17. 如申請專利範圍第13-16項中的任一項之確定移動資訊的方法，還包括一海拔資訊選擇步驟，從一海拔庫選擇一海拔資訊，作為計算該地球半徑時使用的該海拔資訊的來源。
18. 如申請專利範圍第12-16項中的任一項該之確定移動資訊的方法，還包括一檢查步驟，透過以下方式中的一種或多種對計算得到的該接收器當前所處的該位置進行有效性判斷：一精度衰減因數的大小；一衛星信號的強弱；當前行進中的一速度是否符合一運動模型。
19. 如申請專利範圍第12-16項中的任一項之確定移動資訊的方法，還包括一選擇步驟，根據以下條件中的一個或多個來決定是否使用該定位方法：一精度衰減因數的大小；一衛星信號的強弱；是否可獲得該地球半徑；一衛星數目。