TW202208881A - 超長基線即時動態 - Google Patents
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Abstract
即時動態(RTK)解決方案被提供給具有多群集、多頻率(MCMF)功能性的行動設備,其中單個基地台可以具有比傳統基地台遠許多的基線。為了實現這一點,各實施例可以在決定行動設備(漫遊站)的全球導航衛星系統(GNSS)位置固定時說明漫遊站與基地台之間的大氣效應的差異,從而允許決定基地台的個別對流層延遲誤差。各實施例可以使用沒有RTK校正可用的額外衛星測量,並且可以進一步對這些額外衛星測量使用軌道時鐘校正。
Description
本公開內容涉及超長基線即時動態(RTK)。
高準確度定位可以為行動設備的各種現代應用提供顯著價值。例如,具有公尺級定位不僅有助於為自動駕駛應用決定載具所在道路的車道,具有亞公尺級定位進一步有助於決定所述載具位於所述車道內的何處。消費者級全球導航衛星系統(GNSS)接收機現在提供具有多群集、多頻率(MCMF)功能性的高品質的載波相位測量。當與即時動態(RTK)校正一起使用時,這些接收機可以提供所述類型的高準確度定位。
本文所描述的技術利用MCMF功能性來提供超長基線RTK解決方案,其中單個基地台可以覆蓋比傳統方法(1000英里或以上)遠許多的半徑(或基線)。為了實現這一點,各實施例可以在決定行動設備(漫遊站)的GNSS位置固定時說明漫遊站與基地台之間的大氣效應的差異,從而允許決定基地台的個別對流層延遲誤差。各實施例可以使用沒有RTK校正可用的額外衛星測量,並且可以進一步對這些額外衛星測量使用軌道時鐘校正。
根據本說明書,在漫遊站的GNSS定位中進行RTK校正的示例方法包括:從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊;在漫遊站處決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊;以及在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正。所述方法進一步包括:在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及在漫遊站處基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正以及對流層差異來決定漫遊站的定位。
根據本說明書,示例設備包括記憶體和與記憶體通信地耦接並被配置成進行以下操作的一個或多個處理單元:從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊;決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊;以及基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正。所述一個或多個處理單元被進一步配置成:基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正以及對流層差異來決定漫遊站的定位。
根據本說明書的另一示例設備包括:用於從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊的構件;用於在漫遊站處決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊的構件;以及用於在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正的構件。所述設備進一步包括:用於在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異的構件;以及用於在漫遊站處基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正以及對流層差異來決定漫遊站的定位的構件。
根據本說明書,一種其上儲存有指令的示例非暫時性計算機可讀媒體,這些指令具有漫遊站的GNSS定位中的四個即時動態(RTK)校正。這些指令在由一個或多個處理單元執行時使所述一個或多個處理單元:從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊;決定一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊;以及基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正。這些指令在由一個或多個處理單元執行時進一步使所述一個或多個處理單元:基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正以及對流層差異來決定漫遊站的定位。
現在將參照形成實施例一部分的圖式描述若干繪示性實施例。儘管下面描述可以實現本公開內容的一個或多個方面的特定實施例,但是可以使用其他實施例並且可以進行各種修改而不會脫離本公開內容的範圍或所附申請專利範圍的精神。
如所提及,消費者級GNSS接收機現在提供高品質的載波相位測量,其中MCMF功能性能夠實現高準確度定位。亦即,目前用於提供亞公尺準確度的解決方案有其缺點。例如,精確點定位(PPP)使用全球基地台網路來決定GNSS衛星軌道和時鐘校正,並將它們傳送到“漫遊站”(例如,行動設備)。但是,網路的開發和維護可以是昂貴的。相應地,PPP提供方通常對存取這些校正收取費用。此外,PPP具有一些侷限性,諸如對所有誤差進行嚴密建模,這可能需要顯著的複雜性、維護和控制。同樣,向PPP添加新的群集可能緩慢且昂貴。PPP性能顯著地依靠所決定的軌道和時鐘校正的準確度,並且在如衛星軌道蝕等事件期間,軌道校正準確度通常將降級,這可能導致PPP性能問題。
RTK是PPP的替代。RTK校正是一種基於GNSS的定位技術,其透過決定衛星與漫遊站之間的載波循環個數來使用基於載波的測距。如果使用“基地台”(具有已知位置的站)進行差分觀察,則在假設這些觀察具有實際上相同的誤差的前提下可以忽略各種誤差(例如,衛星時鐘和軌道、電離層和對流層延遲、相位纏繞、包括地潮、海洋負載和極潮的地點位移)。然而,因為基地台與漫遊站之間的大氣誤差中的差異(主要是對流層效應)隨著兩者之間的距離而增加,因此當前的範圍是有限的。因此,為整個美國提供RTK校正將需要一個龐大且昂貴的基地台網路。
本文提供的各實施例透過在決定漫遊站的GNSS位置固定(在本文中也被稱為“位置決定”)時說明漫遊站與基地台之間的大氣效應的差異來解決這些和其他問題。具體而言,各實施例允許決定基地台的個別對流層延遲誤差,從而顯著地增大來自基地台的RTK資料能被使用的範圍。與傳統RTK解決方案相反,各實施例允許創建具有顯著更少基地台的網路RTK。並且與PPP不同,各實施例可以在新群集可用時快速地添加新群集,並立即地使用當前可用的所有雙頻組合。
圖1是根據一實施例的RTK系統100的簡化圖。一般而言,RTK系統100使用漫遊站110和基地台120兩者處的GNSS接收機從一個或多個GNSS群集(例如,全球定位系統(GPS)、伽利略(GAL)等)的衛星載具(SV)140接收RF信號130來實現對漫遊站110的高準確度GNSS位置固定。取決於應用,所使用的漫遊站110的類型可能變化。在一些實施例中,例如,漫遊站110可包括消費者電子產品或設備,諸如行動電話、平板計算機、膝上型計算機、穿戴式設備、載具等。在一些實施例中,漫遊站110可包括工業設備,諸如勘測設備。
可以進一步注意到的是,儘管圖1所繪示的實施例和本文所描述的額外實施例示出僅使用單個基地台120,但是替代實施例可以採用不止一個基地台120。即,根據一些實施例,漫遊站110可以個別地和/或集體地採用來自多個基地台120的RTK校正資訊。如此,將理解的是,在本文各實施例的描述中對“基地台”的引用可以指多個基地台中的一個基地台。
要執行傳統GNSS位置固定,漫遊站110可以使用基於碼的定位來基於在RF信號130中接收到的所產生的偽隨機二進制序列中的所決定延遲來決定每個SV 140的距離。漫遊站110可以使用關於SV 140的星曆(或導航)資料來進一步準確地計算每個SV 140在特定時刻的位置。利用SV 140的距離和位置資訊,漫遊站110可以隨後決定其位置的位置固定。例如,可透過由漫遊站110的一個或多個處理器所執行的獨立定位引擎(SPE)來決定所述位置固定。然而,漫遊站110的位置固定的所得準確度受到由SV 140軌道和時鐘、電離層和對流層延遲、以及其他現象引起的誤差影響。儘管這可以提供公尺數量級上的準確度,但對於許多應用來說,所述準確度可能是不足的。
如所提及的,透過使用基於RF信號130的載波的基於載波的測距並使用基地台120以幫助減少來自各種誤差來源的誤差,傳統RTK可以提供增強型準確度(例如,在公分或公寸數量級上)。基地台120包括固定GNSS接收機,其使用基於載波的測距和已知位置來獲得可以經由例如資料通信網路150被發送到漫遊站110的SV 140的測量。隨後,漫遊站110可以透過將這些測量與由漫遊站110做出的對諸SV 140的測量進行比較來使用這些基地台GNSS測量(在本文中被稱為“RTK校正資訊”或“基地台GNSS測量資訊”)以減少如以上所描述的誤差(例如,軌道和時鐘誤差、電離層和對流層延遲等)並提供位置固定。例如,可透過由漫遊站110的一個或多個處理器所執行的精確定位引擎(PPE)來決定所述位置固定。更具體地,除了提供給SPE的資訊外,PPE還可以使用基地台GNSS測量資訊和額外校正資訊(諸如對流層和電離層),以提供高準確度、基於載波的位置固定。PPE中可採用若干GNSS技術,諸如差分GNSS(DGNSS)、即時動態(RTK)和PPP。
然而,RTK校正資訊僅在閾值距離160以內有效。即,RTK校正資訊基於漫遊站110在距離基地台120的閾值距離160或“基線”以內來假設基地台120與漫遊站110之間存在類似誤差(例如,大氣誤差)。然而,因為誤差中的空間去關聯(decorrelation)隨著距離160增加(例如,因為RF信號130在行進到基地台120隨後到漫遊站110時透過大氣的不同部分),所以所述距離160對於傳統RTK是有限的。對於具有單個基地台的傳統RTK系統,所述距離160是10-20 km。對於具有多個基地台(並且因此多個資料點)的網路RTK,所述距離160可被擴展到40-50 km。超出所述距離,載波相位的整數不定性對於漫遊站110而言可能無法解析。以及因此,在此類距離處的RTK校正資訊在漫遊站110的位置固定中可能是有限制的或沒有用處。
根據本文所提供的實施例,對於給定RTK系統100,透過利用漫遊站110處GNSS接收機的MCMF功能性並補償漫遊站110與基地台120之間的大氣差異,可顯著地延長所述距離160(例如,高達1000英里或以上)。如圖2所示,例如,位於基地台位置210處的單個基地台120可以提供基線覆蓋區域220,其能夠為位於美國大部分地區的漫遊站提供準確的RTK校正資訊。幾個基地台120隨後可以提供針對整個北美的覆蓋。如此,與傳統網路RTK辦法相比,這可以在建立基地台120網路以提供RTK校正資訊上提供顯著節省。
再次參照圖1,為了顯著地延長距離160,各實施例可以提供對SV軌道和時鐘以及電離層和對流層延遲的誤差校正。根據各實施例,可利用用於計及SV軌道和時鐘誤差的傳統RTK技術。
額外地,可以使用漫遊站110處MCMF GNSS接收機的電離層消去功能性來減少電離層誤差。為此,MCMF GNSS接收機可以接收在不同頻率(例如,GPS L1和L5頻率、GAL E1和E5A頻率等)上傳送的射頻信號130,並利用現有解決方案以說明基地台120與漫遊站110之間電離層延遲的差異。
可以透過決定基地台120與漫遊站110處對流層延遲的差異來說明源自基地台120與漫遊站110處的測量之間對流層延遲的空間去關聯的誤差(在距離160短的實例中,通常可以忽略不計)。
最終,對於給定SV(j),如下式中所解說的,可以為漫遊站110與基地台120之間的載波相位差提供誤差校正:(1)
其可被進一步簡化如下:(2)。 (3)
這裡,註記b
、r
和j
分別指基地台120、漫遊站110和給定SV(j)。方程式變數被定義如下:- 基地台與漫遊站之間針對衛星j的單差(SD)載波相位的載波相位差- SD幾何- SD接收機時鐘- SD軌道誤差- SD對流層誤差Map
- 對流層映射函數
dWZ - 對流層濕天頂延遲殘留- SD不定性- SD雜訊和多路徑
如所示,上述式(1) - (3)說明來自非對流層來源(諸如,幾何(軌道)、時鐘等)的誤差。(如前所提及,因為MCMF GNSS接收機可以消除電離層誤差,並且因此這些式中可能不需要說明此類誤差。)這些式子還提供對流層誤差的特殊處置。具體而言,式(3)中的項說明由於漫遊站110處()和基地台120處()的對流層誤差而不是基地台120處的單個對流層誤差而產生的延遲差異。
用於決定對流層誤差的Map變數可以基於各種對流層模型中的任一種。這些對流層模型被用於基於給定衛星與漫遊站110或基地台120之間的信號視線路徑來決定對流層延遲(以決定漫遊站110或基地台120處的相應對流層延遲)。更具體而言,這些模型被用於決定在給定一年中的時間和一天中的時間的情況下,對流層的濕分量和乾分量如何使得沿視線路徑傳送的信號發生延遲。取決於所期望的功能性,可以使用各種對流層模型中的任何模型,包括霍普菲爾德(Hopfield)、航空無線電技術委員會(RTCA)、薩斯塔莫寧(Saastamoinen)等。式(3)中特別值得注意的是說明基地台120處與漫遊站110處的對流層濕天頂延遲殘留之間的差異。(如果未說明,則在距離160超過傳統RTK的距離(例如10-20公里)的實例中,所述差異可能導致漫遊站110的GNSS位置固定的準確度上的明顯誤差。)
給定的衛星與漫遊站110或基地台之間的視線路徑可以基於相應實體的當前位置來決定。例如,可以使用衛星的定時和軌道/幾何資訊來決定給定衛星的當前位置。基地台120的位置是固定的,並且可被儲存在漫遊站110的記憶體中和/或與基地台GNSS測量資訊一起從基地台120發送到漫遊站110。漫遊站110的大致位置可以按多種方式中的任一種來決定,包括基於先前的位置決定(以及可能來自感測器的行動資訊,即航位推算)、基於碼的GNSS定位、基於網路的定位(例如,增強型小區身份(ECID)),觀察抵達時間差(OTDOA)等。
最終,對於基地台120和漫遊站110兩者都從中偵測到RF信號130的每個SV 140,以這種方式說明對流層誤差可以充分增強漫遊站110的經RTK增強的GNSS位置固定的準確度,以使額外應用成為可能。未能以這種方式說明對流層誤差可能導致位置固定在數十公分到一公尺的數量級上,而以這種方式說明對流層誤差可能導致位置固定在10公分或更小的數量級上。圖5和6中示出關於使用所述方法的各實施例的初步結果的額外細節,其在以下更詳細地描述。
因為本文所描述的各實施例提供的基線距離160可以比傳統RTK解決方案顯著更長,所以漫遊站110可以觀察到並非同樣由基地台120觀察到的大量SV 140(例如,偵測到來自大量上述SV 140的RF信號)。如此,RTK校正資訊可能不適用於此類SV 140。然而,根據一些實施例,可以對由這些SV 140接收到的RF信號130做出一些校正。
作為示例,圖3是示出由漫遊站110偵測到的每個SV 140的SV位置310(方位角和仰角)的衛星天空分布圖300的繪示。(為了避免雜亂,僅幾個SV位置310被標記。)被標記有“RTK校正”(實心黑圈)的SV位置310對應於由基地台120偵測到的SV 140。因此,對於此類SV 140,漫遊站110可以接收RTK校正資訊並將RTK校正(例如,如以上式所示)應用於從此SV 140接收到的RF信號130的測量。另一方面,被標記有“無RTK校正”(帶黑輪廓的白圈)的SV位置310對應於未被基地台120偵測到的SV 140。即便如此,空基增益系統(SBAS)或等效校正(若可用)仍可被用於校正與從這些SV 140接收到的RF信號130有關的軌道時鐘誤差。這可進一步增強漫遊站110的GNSS位置固定的準確度。
例如,在圖3所繪示的示例中,RTK校正可被應用於改進九個可見SV 140中五個SV的測量,以增強漫遊站110的GNSS位置固定的準確度。可透過將來自校正服務(諸如,SBAS或廣域增益系統(WAAS))的校正應用於剩餘四個SV 140的測量來進一步提高所述準確度。雖然SBAS目前僅限於GPS L1,但在不同頻率和/或不同GNSS群集上可能有類似的校正資料可用。
圖4是其中可應用如以上所描述的RTK和來自SBAS(或類似校正服務)的校正的漫遊站110的增強型GNSS位置決定方法的一實施例的泳道圖。如同本文中提供的其他圖式一樣,圖4是作為非限定性示例來提供的。如此,將理解的是,可以在替代實施例中對所繪示方法進行某些變化。此類變化可包括以不同次序執行圖4所繪示的各個方塊中所描述的功能性、添加和/或刪除某些功能等。此外,儘管各種功能歸因於漫遊站110或基地台120,但將理解的是,一些功能可由基地台120和/或漫遊站110本地或遠程的一個或多個個別設備(例如,計算機)執行。
在方塊405處,基地台120觀察一個或多個SV 140。如前所討論的,此觀察可包括以上述方式使用每個所觀察SV 140的RF信號130的載波進行基於載波的RTK範圍測量。在方塊415處,所述GNSS測量資訊可被提供給漫遊站110並用於RTK校正。因為漫遊站110與基地台120之間的距離160可能是顯著的(例如,數十、數百或甚至數千公里),所以基地台120可以經由資料通信網路150而不是經由直接無線構件將所述資訊傳送到漫遊站110。如此,資料通信網路150可包括廣域網路(WAN),其可包括一個或多個公共和/或私有資料通信網路(包括網際網路),並且可以利用任何種類的有線和/或無線通信技術。在一些實施例中,RTK校正資訊可以響應於從漫遊站110發送的對此類資訊(圖4中未示出)的請求,並且因此可包括用於在所述請求中識別的SV的RTK校正資訊。
在方塊420處,漫遊站110處的功能性還包括觀察SV。同樣,漫遊站110可包括能夠提供基於載波的測距的MCMF GNSS接收機,並且因此能夠利用載波相位差資訊中提供的校正資料(例如,如式(1)-(3)中所提供的)。此外,此類MCMF GNSS接收機還可以使用多個頻率提供無電離層測量,藉此能夠消去由於電離層延遲導致的誤差。
在方塊425處,對於每個觀察到的SV,漫遊站110隨後可以決定基地台120是否也觀察到相應SV。(相應地,漫遊站110可以從基地台120接收在方塊405處觀察到的SV的先前指示(未示出)。)如果決定特定SV是基地台120和漫遊站110兩者共同觀察到的,則漫遊站110可以隨後行進到方塊427,在此其接收所述特定SV的基地台GNSS測量資訊。在此類實例中,漫遊站110隨後可以按以上描述的方式在方塊430處決定RTK校正資訊。漫遊站110隨後可在方塊435處應用RTK校正資訊。
為了進一步說明基地台120與漫遊站110之間對流層延遲的差異,漫遊站可分別在方塊440和445處進一步獲得基地台120和漫遊站110兩者的對流層延遲資訊。如所提及的,所述對流層延遲資訊可針對在基地台120或漫遊站110處從相應SV 140接收到的視線信號來估計,其使用各種對流層延遲模型中的任一種來決定。
返回到方塊425,如果基地台120沒有觀察到由漫遊站110在方塊420觀察到的衛星,則漫遊站110隨後可在方塊450處接收SBAS校正資訊並在455處應用SBAS校正資訊。在替代實施例中,除SBAS外,還可使用來自校正服務的額外或替代校正資訊。在此類實例中,仍然可以獲得漫遊站110處的對流層延遲,如由方塊445所示。
根據一些實施例,可以實現方塊450處的功能性,其中估計接收機時鐘和信號間偏差。這可有助於簡化經RTK校正和經SBAS校正SV資訊的混合使用,而不是選擇參考SV(如在傳統RTK校正中使用的)。
根據傳統RTK校正技術,漫遊站110可選擇可從其執行雙差(DD)計算以消去時鐘偏移的參考SV(通常是具有最高仰角的SV 140)。然而,這不僅需要觀察多個SV,而且還可能使來自沒有RTK校正資訊可用的SV(例如,在455處對其應用SBAS校正的SV)的資訊的使用複雜化。
相反,方塊450處接收機時鐘和信號間偏差的估計可允許各實施例避開這些複雜性。在RTK中,當沒有參考衛星被選擇(即沒有衛星間差分被應用於測量)時,接收機時鐘和信號間偏差將變得可觀察並透過導航濾波器被估計。信號間偏差可能由不同GNSS群集(例如,GPS和GAL)之間的時鐘偏移、不同頻率(例如,GPS頻率L1和L5)之間的不同群延遲、和/或GNSS接收機中從天線到不同頻率的關聯器的路徑延遲引起。
在方塊455處,隨後漫遊站110的定位可被決定。例如,這可以由漫遊站110的PPE(或等效物)來實現。取決於RTK資訊是否被提供,對給定SV的對流層延遲可由PPE不同地說明。即,對於在方塊440處為基地台120決定對流層延遲的SV,可以說明基地台120處和漫遊站110處對流層延遲的差異(在方塊445處獲得)(例如,使用以上式(3))。替代地,在其中沒有RTK資訊被提供的情況下,可以說明漫遊站110的對流層延遲資訊(在方塊445處獲得)。對於觀察到的SV,校正隨後可被應用於來自在漫遊站110處對來自SV的信號取得的基於載波的測距測量,並且可以按先前關於RTK所描述的方式從所述測距中決定漫遊站110的定位。
圖5和圖6是與以上文關於圖1-圖4所描述的方式使用RTK資訊的GNSS定位決定的模擬結果有關的圖表。如圖5所指示的,模擬結果取自其中基地台位於新墨西哥州的派鎮且漫遊站位於加利福尼亞州的聖克拉拉的模擬。(基地台與漫遊站之間的距離約為1294 km。)
圖5是繪示在東北天(ENU)座標系中隨時間(以秒為單位)的定位誤差(以公尺為單位)的圖表。具體而言,標繪北(緯)誤差510、東(經)誤差520和上(垂直)誤差530。在所述模擬中,七個GPS衛星和七個GAL衛星可從漫遊站和基地台兩者查看。使用勘測真值來計算標繪定位誤差。如所示,在大約10分鐘(600秒)之後,總水平誤差(東誤差520和北誤差510)被減少至並保持在20公分以下。模擬10分鐘(600至2500秒)之後的水平誤差被額外地標繪在圖6所示的圖表上。相反,獨立GPS具有約4 m的水平誤差,其可使用SBAS校正來被減少至2 m。相應地,利用如本文所提供的RTK校正的各實施例可以在長距離上提供顯著較高的準確度。
在一些實施例中,連通設備可居於基地台120和漫遊站110之間。這可允許連通設備710承擔用於決定RTK校正和/或與多個漫遊站110進行通信的一些處理要求。相應地,這可以減少漫遊站110對於RTK校正的處理和/或傳導性要求,和/或用於傳達基地台120的測量的頻寬要求。 此類連通設備的示例實施例的功能性在圖7和圖8中所繪示。
圖7是其中連通設備710向漫遊站110提供RTK校正資訊的一實施例的各種組件的簡化圖。應注意的是,儘管連通設備710被繪示為連通到資料通信網路150的路燈,但是所述連通設備710可包括和/或被納入各種類型的設備中的任一種。根據一些實施例,連通設備710可包括物聯網(IoT)設備、蜂巢式基地台(例如,下一代B節點(gNB)、演進型節點B(eNB)等)等。如所繪示的,連通設備710可與多個鄰近的漫遊站110進行通信。
在此,連通設備710可以使用直接和/或間接方式與漫遊站110進行通信。例如,連通設備710可以利用無線信號720直接與漫遊站進行通信。這些無線信號可包括射頻(RF)、紅外線或其他無線技術,這些無線技術可以利用任何不同的無線標準(例如,Wi-Fi、Bluetooth®
等)。(在此類實例中,因為連通設備710可以直接地向漫遊站110傳遞RTK資訊,所以漫遊站110可以不需要與資料通信網路150通信地連接以接收RTK校正資訊。)連通設備710與漫遊站110之間的間接通信手段可包括透過資料通信網路150的通信。連通設備710(以及漫遊站110)可以經由各種無線和/或有線手段中的任何手段與資料通信網路150通信地連接。
圖8是繪示基地台120、連通設備710和漫遊站110如何可以在其中使用連通設備710來提供基地台GNSS測量資訊的各實施例(諸如圖7的實施例)中進行通信的泳道圖。作為本領域一般技術人員將領會的是,替代實施例可以按不同的方式使用連通設備710,以利用來自基地台120的資訊來向漫遊站110提供RTK解決方案。(可以進一步注意的是,如先前所指示並且在圖1和圖4中所示,在一些實施例中可以不使用連通設備710。)
基地台120可以在方塊800和810(其類似於圖4中的方塊405和415)處執行功能性,包括從一個或多個SV獲得位置資訊,以及向連通設備710提供關於這些SV中的每一個SV的基地台GNSS測量資訊,其在方塊820處獲得基地台GNSS測量資訊。
取決於所期望的功能性,連通設備710可以按各種方式中的任何方式獲得基地台GNSS測量資訊。在一些實施例中,例如,基地台120可將基地台GNSS測量資訊儲存在可經由網際網路(例如,經由統一資源定位符(URL))存取的伺服器或資料庫上的唯一性位置。隨後,連通設備710可以透過連接到伺服器或資料庫來提取(retrieve)基地台GNSS測量資訊。額外地或替代地,基地台120可將基地台GNSS測量資訊直接發送到連通設備710。在一些實施例中,連通設備710可週期性地(例如,每秒)、在經排程的基礎上或在應需的基礎上提取基地台GNSS測量資訊。
如由圖8中的選擇性方塊830和840所示,一個此類應需基礎可包括漫遊站110向連通設備710請求(而連通設備710在方塊840處接收所述請求)基地台GNSS測量資訊(在方塊830處)。在此類實例中,連通設備710可以提取基地台GNSS測量資訊,並將所述基地台GNSS測量資訊提供給請求方漫遊站110,如本文以下所提供。額外地或替代地,連通設備710可經由週期性更新、廣播和/或其他手段向漫遊站110提供基地台GNSS測量資訊。
一旦連通設備710具有基地台GNSS測量資訊,它就可以向漫遊站110提供基地台GNSS測量資訊(在方塊850處),而漫遊站110在方塊860處獲得所述基地台GNSS測量資訊。漫遊站110可進一步獲得對流層延遲和精確軌道時鐘,如方塊870處所示,並在方塊880處決定漫遊站的定位,如在先前所提供的各實施例中詳細描述的。
如所指示的,連通設備710可選擇性地提供對流層延遲和/或精確軌道時鐘,這可導致漫遊站110處的處理和/或功率要求降低。即,在方塊890處,連通設備710可決定對流層延遲(例如,以先前詳細描述的實施例中所描述的方式)和/或精確軌道時鐘。在方塊895處,連通設備710可進一步向漫遊站110提供對流層延遲和/或精確軌道時鐘。在一些實施例中,可將所述資訊以與基地台GNSS測量資訊分開的方式提供給漫遊站110。然而,在一些實施例中,所述資訊可被包括在基地台GNSS測量資訊中。此外,與基地台GNSS測量資訊類似,連通設備710的一些實施例可響應於從漫遊站110接收到的請求提供對流層延遲和/或精確軌道時鐘。
儘管在圖8中未繪示,但在一些實施例中,連通設備710本身可決定漫遊站110的定位。即,連通設備710可從漫遊站110獲得GNSS測量資料,並應用RTK校正(其可說明基地台120與漫遊站110之間對流層延遲的差異)以獲得漫遊站110的定位。連通設備710隨後可向漫遊站110和/或請求漫遊站定位的其他實體提供所決定定位。這可進一步降低漫遊站110的處理和功率要求。
在其中連通設備710計算對流層延遲的情況下,取決於所期望的功能性,它可以按多種方式中的任一種來進行計算。例如,它可以基於漫遊站110的定位來收集關於漫遊站110的定位的資訊,並計算基地台120與漫遊站110之間的對流層延遲的差異(例如,使用本文所描述的對流層模型)。替代地,根據一些實施例,連通設備710可以假設漫遊站110在附近(例如,在連通設備710的10-20 km以內),並且可以因此決定基地台120與連通設備710之間的對流層延遲,並將所述延遲提供給漫遊站110。(在此類實例中,連通設備710將不需要知道漫遊站110的定位。)在其中連通設備710經由無線信號(例如,無線信號720,如圖7所示)直接與漫遊站110進行通信的各實施例中,連通設備710可以假設漫遊站110在附近。
圖9是根據一實施例的在漫遊站的GNSS定位中的RTK校正方法900的流程圖。替代實施例可以透過組合、分離或以其他方式改變在圖9中繪示的方塊中描述的功能性來改變功能。如先前所描述的實施例中所指示,圖9中所繪示的一個或多個方塊的功能性可以由漫遊站110和/或連通設備710執行。如此,用於執行圖9中所繪示的一個或多個方塊的功能性的裝置可包括圖10和/或圖11中所繪示的硬體和/或軟體組件,其分別繪示漫遊站110和連通設備710的組件,並且在以下更詳細地討論。
在方塊910處,從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊。如以上描述的實施例中所提及,基地台GNSS測量資訊可由連通設備和/或漫遊站經由資料通信網路獲得。根據一些實施例,基地台GNSS測量資訊可以作為由連通設備或漫遊站發送到基地台的請求的結果而獲得。如先前所指示的,一些實施例可以利用來自多個基地台的基地台GNSS測量資訊。並且因此,基地台可以是從其獲得基地台GNSS資訊的許多基地台中的一個基地台。
用於執行方塊910處的功能性的構件可包括漫遊站110的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1005、處理單元1010、記憶體1060、無線通信介面1030、和/或如在圖10中繪示並在以下更詳細描述的漫遊站110的其他軟體和/或硬體組件。
額外地或替代地,用於執行方塊910處的功能性的構件可包括連通設備710的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1105、處理單元1110、工作記憶體1135、通信子系統1130、和/或在圖11中繪示計算系統1100(其在以下更詳細描述且可被納入連通設備710中)的其他軟體和/或硬體組件。
在方塊920處,功能性包括在漫遊站處決定一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊。並且在方塊930處,功能性包括在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正。如在圖4所繪示的過程中提及的並在先前所描述的實施例中所解釋的,可以從基地台和漫遊站之間的GNSS測量資訊的差異中獲得RTK校正,從而允許減輕或取消各種誤差。
用於執行方塊920和930處的功能性的構件可包括漫遊站110的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1005、處理單元1010、記憶體1060、無線通信介面1030、和/或如在圖10中繪示並在以下更詳細描述的漫遊站110的其他軟體和/或硬體組件。
額外地或替代地,用於執行方塊920和930處的功能性的構件可包括連通設備710的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1105、處理單元1110、工作記憶體1135、通信子系統1130、和/或如在圖11中繪示並在以下更詳細描述的計算機系統1100的其他軟體和/或硬體組件。
在940處的功能性包括在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量來獲得對流層差異。所述對流層差異可以從GNSS測量的延遲中決定。更具體而言,如前所提及的,決定對流層差異可包括將對流層模型應用於從一個或多個衛星到基地台的RF信號的視線路徑以決定第一對流層延遲,進一步將對流層模型應用於從所述衛星到漫遊站的RF信號的視線路徑以決定第二對流層延遲,以及決定第一對流層延遲和第二對流層延遲之間的差異。如前所提及的,取決於所期望的功能性,可以使用各種對流層模型中的任何模型來決定對流層延遲,包括霍普菲爾德、RTCA、薩斯塔莫寧等。如以上式(3)所繪示的,對流層差異可隨其他誤差校正一起包括,這取決於所期望的功能性。額外地或替代地,如圖4和圖8所繪示的,對流層差異可與其他誤差校正(例如,RTK校正)分開地決定和/或使用。
如圖8中所提及的,一些實施例可包括決定連通設備處的對流層差異,所述連通設備隨後可向漫遊站提供對流層差異。
用於執行方塊940處的功能性的構件可包括漫遊站110的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1005、處理單元1010、記憶體1060、和/或如在圖10中繪示並在以下更詳細描述的漫遊站110的其他軟體和/或硬體組件。
額外地或替代地,用於執行方塊910處的功能性的構件可包括連通設備710的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1105、處理單元1110、工作記憶體1135、和/或如在圖11中繪示並在以下更詳細描述的計算機系統1100的其他軟體和/或硬體組件。
方塊950處的功能性包括在漫遊站處基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正以及對流層差異來決定漫遊站的定位。更具體而言,透過將所述一個或多個校正和對流層差異應用於漫遊站GNSS測量資訊(例如,以式(3)中所示的方式),可以決定漫遊站的高準確定位。
用於執行方塊950處的功能性的構件可包括漫遊站110的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1005、處理單元1010、記憶體1060、和/或如在圖10中繪示並在以下更詳細描述的漫遊站110的其他軟體和/或硬體組件。
額外地或替代地,用於執行方塊950處的功能性的構件可包括連通設備710的一個或多個軟體和/或硬體組件,諸如匯流排1105、處理單元1110、工作記憶體1135、和/或如在圖11中繪示並在以下更詳細描述的計算機系統1100的其他軟體和/或硬體組件。
如先前所描述的各實施例中所指示,方法900可包括各種額外特徵中的任何特徵,這取決於所期望的功能性。例如,如關於圖3至圖4的所討論的,如果沒有RTK校正資訊可用(例如,其中基地台被漫遊站觀察到但沒有被基地台觀察到),則各實施例可進一步利用校正服務(例如,SBAS和/或WAAS)來提供衛星資訊的校正。因此,方法900的替代實施例可進一步包括在漫遊站處接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊,以及透過使用來自校正服務的資訊對額外RF信號執行軌道時鐘校正來校正額外漫遊站GNSS測量資訊。在此類實施例中,決定漫遊站的定位額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊,所述資訊可與經RTK校正的漫遊站GNSS測量資訊一起使用,以決定漫遊站的最終定位。根據一些實施例,對流層延遲也可被應用於所述經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊。因此,方法900的替代實施例可進一步包括透過將對流層模型應用於從一個或多個額外衛星到漫遊站的額外RF信號的視線路徑來決定額外漫遊站GNSS測量資訊的對流層延遲,其中決定漫遊站的定位是額外地基於RF信號的對流層延遲。
額外地,如前面所描述的實施例中所提及的,各實施例可以透過估計接收機時鐘和信號間偏差來決定校正。這可進一步允許各實施例避開使用參考衛星執行DD計算的需要。相應地,根據一些實施例,決定漫遊站110的位置可進一步包括估計接收機時鐘和信號間偏差,其中決定漫遊站110的定位額外地基於估計接收機時鐘和信號間偏差,並且決定漫遊站的定位是在無需計算關聯於衛星的值與關聯於參考衛星的對應值之間的DD的情況下來執行的。
因為方法900的各方面可由連通設備710執行,所以方法900的替代實施例可包括特定於連通設備的功能性。即,根據一些實施例,方法900可進一步包括用包括與資料通信網路150通信地連接的設備的連通設備710來執行經由資料通信網路150從基地台120接收基地台GNSS測量資訊、決定對流層差異、以及向漫遊站110提供基地台GNSS測量資訊和對流層差異的功能。如所提及,在一些實施例中,連通設備710可經由無線信號(例如,經由直接無線通信鏈路)將基地台GNSS測量資訊、對流層差異、或其兩者提供到漫遊站110。在一些實施例中,連通設備710可進一步響應於來自漫遊站110的請求而提供基地台GNSS測量資訊、對流層差異、或其兩者,如圖8中進一步所指示的,在一些實施例中,連通設備710可進一步向漫遊站110提供精確軌道時鐘資訊。根據一些實施例,決定對流層差異包括決定基地台GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留和漫遊站GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留的差異。
圖10是根據一實施例的漫遊站110的各種硬體和軟體組件的方塊圖。這些組件可以如以上所描述的(例如,結合圖1-圖9)被利用。例如,漫遊站110可以執行圖4和圖8中所繪示的漫遊站110的動作、和/或圖9中所繪示的方法900的一個或多個功能。應注意的是,圖10僅旨在提供各種組件的一般化繪示,可適當地利用其中任何或全部組件。如先前所提及的,漫遊站110的形式和功能可不同,並且可最終包括任何啟用GNSS的設備,包括載具、商業和消費電子設備、勘測設備等等。因此,在一些實例中,由圖10所繪示的組件可被定位在單個實體設備中和/或分佈在可設置在不同實體位置(例如,載具的不同位置)處的各種聯網設備之間。
漫遊站110被示為包括可經由匯流排1005來電耦接(或者可以適當地以其他方式處於通信)的硬體元件。硬體元件可以包括處理單元1010,其可以包括但不限於一個或多個通用處理器、一個或多個專用處理器(諸如數位信號處理(DSP)晶片、圖形加速單元(GPU)、特殊應用積體電路(ASIC)等等)、和/或其他處理結構或構件。如圖10中所示,一些實施例可取決於所期望的功能性而具有個別的數位信號處理器(DSP)1020。可以在處理單元1010和/或無線通信介面1030(在下面討論)中提供基於無線通信的位置決定和/或其他決定。漫遊站110還可以包括一個或多個輸入設備1070以及一個或多個輸出設備1015,所述一個或多個輸入設備1070可包括但不限於鍵盤、觸控螢幕、觸控板、麥克風、按鍵、撥號盤、開關等等;所述一個或多個輸出設備1015可包括但不限於顯示器、發光二極管(LED)、揚聲器等等。如將領會的,輸入設備1070和輸出設備1015的類型可取決於與輸入設備1070和輸出設備1015整合的漫遊站110的類型。
漫遊站110還可包括無線通信介面1030,所述無線通信介面1030可包括但不限於數據機、網路卡、紅外線通信設備、無線通信設備和/或晶片組(諸如藍牙®設備、IEEE 802.11設備、IEEE 802.15.4設備、Wi-Fi設備、WiMAX™設備、WAN設備和/或各種蜂巢式設備等)、等等,其可以使得所述漫遊站110能夠經由上文關於圖1所述的網路進行通信。無線通信介面1030可以准許與網路(例如,經由WAN存取點、蜂巢式基地台和/或其他存取節點類型、和/或其他網路組件、計算機系統、和/或本文中描述的其他電子設備)傳達(例如,傳送和接收)資料和信令。可以經由發送和/或接收無線信號1034的一個或多個無線通信天線1032來執行通信。
取決於所期望的功能性,無線通信介面1030可包括個別的收發機以與基地台和其他地面收發機(諸如無線設備和存取點)進行通信。漫遊站110可與不同的資料網路進行通信,這些資料網路可以包括各種網路類型。例如,無線廣域網路(WWAN)可以是分碼多存取(CDMA)網路、分時多存取(TDMA)網路、分頻多存取(FDMA)網路、正交分頻多存取(OFDMA)網路、單載波分頻多存取(SC-FDMA)網路、WiMAX™(IEEE 802.16)網路等。CDMA網路可以實現一種或多種無線電存取技術(RAT),諸如CDMA2000®、寬頻CDMA(WCDMA)等。Cdma2000包括IS-95、IS-2000、和/或IS-856標準。TDMA網路可實現GSM、數位先進行動電話系統(D-AMPS)、或某個其他RAT。OFDMA網路可採用LTE™、高級LTE™、5G NR等等。在來自第三代夥伴項目(3GPP™)的文檔中描述5G NR、長期演進(LTE)、先進LTE、GSM、以及WCDMA。Cdma2000®在來自名為“第三代夥伴項目2”(3GPP2)的組織的文獻中描述。3GPP™和3GPP2檔案是公眾可獲取的。無線區域網路(WLAN)也可以是IEEE 802.11x網路,而無線個人區域網路(WPAN)可以是藍牙®網路、IEEE 802.15x或某個其他類型的網路。本文中所描述的技術也可被用於WWAN、WLAN、和/或WPAN的任何組合。
漫遊站110可進一步包括感測器1040。感測器1040可包括但不限於一個或多個慣性感測器和/或其他感測器(例如,加速度計、陀螺儀、相機、磁力計、高度計、麥克風、鄰近度感測器、光感測器、氣壓計等),在一些實例中,其中一些感測器可被用於補充和/或促成本文所描述的定位決定。
漫遊站110的各實施例還可包括GNSS接收機1080,其能夠使用天線1084(其可以與天線1032相同)從一個或多個GNSS衛星(例如,SV 140)接收信號1082。GNSS接收機1080可使用常規技術從GNSS系統(諸如GPS、GAL、Glonass、日本上方的準天頂衛星系統(QZSS)、印度上方的印度地區性導航衛星系統(IRNSS)、中國上方的北斗等)的GNSS SV(例如,圖1的SV 140)擷取漫遊站110的定位。此外,GNSS接收機1080可被用於可與一個或多個全球性和/或區域性導航衛星系統相關聯或者以其他方式被啟用以與一個或多個全球性和/或區域性導航衛星系統聯用的各種增益系統(例如,SBAS)聯用,諸如舉例而言WAAS、歐洲同步衛星導航覆蓋服務(EGNOS)、多功能性衛星增益系統(MSAS)、以及地理增益導航系統(GAGAN)等。
漫遊站110可進一步包括記憶體1060和/或與記憶體1060處於通信。記憶體1060可包括機器或計算機可讀媒體,其可包括但不限於本地和/或網路可存取儲存、磁碟驅動器、驅動器陣列、光學儲存設備、固態儲存設備(諸如隨機存取記憶體(RAM)和/或唯讀記憶體(ROM)),其可以是可程式化的、可快閃更新的等等。此類儲存設備可被配置成實現任何適當的資料儲存,包括但不限於各種檔案系統、資料庫結構、和/或諸如此類。
漫遊站110的記憶體1060還可包括軟體元件(圖10中未示出),這些軟體元件包括操作系統、設備驅動程式、可執行庫、和/或其他碼(諸如一個或多個應用程式),這些軟體元件可包括由各種實施例提供的計算機程式、和/或可被設計成實現由其他實施例提供的方法、和/或配置由其他實施例提供的系統,如本文中所描述的。僅作為示例,關於以上所討論的方法描述的一個或多個程序可被實現為記憶體1060中的可由漫遊站110(和/或漫遊站110內的處理單元1010或DSP 1020)執行的碼和/或指令。在一方面,隨後此類碼和/或指令可以被用來配置和/或適配通用計算機(或者其他設備)來執行根據所描述的方法的一個或多個操作。
圖11繪示其可被利用和/或納入基地台120、連通設備710和/或本文所描述的其他設備中的計算機系統1100的一實施例。圖11提供可執行由各種其他實施例所提供的方法(諸如關於圖1-圖9所描述的方法)的計算機系統1100的一實施例的示意圖。應注意的是,圖11僅旨在提供各種組件的一般化繪示,可適當地利用其中任何或全部組件。因此,圖11廣泛地繪示如何以相對分開或相對更整合的方式來實現個別系統元件。此外,如同圖10的組件,由圖11所繪示的組件可被定位到單個設備中和/或分佈在可被佈置在不同實體或地理位置處的各種聯網設備之中。
計算機系統1100被示為包括可經由匯流排1105來電耦接(或者可以適當地以其他方式處於通信)的硬體元件。硬體元件可包括處理器1110,其可包括但不限於一個或多個通用處理器、一個或多個專用處理器(諸如DSP、ASIC、GPU等)、和/或其他處理結構,它們可被配置成執行本文中所描述的一種或多種方法(包括關於圖9所描述的方法)。計算機系統1100還可包括:一個或多個輸入設備1115,其可包括但不限於滑鼠、鍵盤、相機、麥克風等等;以及一個或多個輸出設備1120,其可包括但不限於顯示器設備、印表機等等。同樣,輸入設備1115和輸出設備1120的類型可取決於與輸入設備1070和輸出設備1015整合的計算機系統1100的類型。
計算機系統1100可進一步包括一個或多個非暫時性儲存設備1125(和/或與所述一個或多個非暫時性儲存設備1025處於通信),其可包括但不限於本地和/或網路可存取儲存,和/或可包括但不限於磁碟驅動器、驅動器陣列、光學儲存設備、固態儲存設備(諸如RAM和/或ROM),它們可以是可程式化的、可快閃更新的、等等。此類儲存設備可被配置成實現任何適當的資料儲存,包括但不限於各種檔案系統、資料庫結構、和/或諸如此類。
計算機系統1100還可包括通信子系統1130,其可包括對有線通信技術和/或由無線通信介面1133管理和控制的無線通信技術(在一些實施例中)的支持。通信子系統1130可包括數據機、網路卡(無線或有線)、紅外線通信設備、無線通信設備和/或晶片組等。通信子系統1130可包括一個或多個輸入和/或輸出通信介面,諸如無線通信介面1133,以允許與網路、行動設備、其他計算機系統和/或本文所描述的任何其他電子設備交換資料和信令。具體而言,在計算機系統1100包括連通設備710的情況下,無線通信介面1133可允許連通設備710經由無線信號720與一個或多個漫遊站110進行通信(如圖7所繪示的)。
在許多實施例中,計算機系統1100將進一步包括工作記憶體1135,其可包括RAM和/或ROM設備。被示為位於工作記憶體1135內的軟體元件可包括操作系統1140、設備驅動程式、可執行庫、和/或其他碼(諸如,應用1145),這些軟體元件可包括由各種實施例提供的計算機程式、和/或可被設計成實現由其他實施例提供的方法和/或配置由其他實施例提供的系統,如本文中所描述的。僅作為示例,關於以上所討論的方法描述的一個或多個程序(諸如關於圖9所描述的方法)可被實現為儲存(例如,暫時)在工作記憶體1135中並且可由計算機(和/或計算機內的處理單元,諸如處理單元1110)執行的碼和/或指令;在一方面,此類碼和/或指令隨後可被用來配置和/或適配通用計算機(或其他設備)以根據所描述的方法來執行一個或多個操作。
這些指令和/或碼的集合可被儲存在非暫時性計算機可讀儲存媒體(諸如上文描述的儲存設備1125)上。在一些情形中,儲存媒體可被納入計算機系統(諸如計算機系統1100)內。在其他實施例中,儲存媒體可以與計算機系統分開(例如,可行動媒體,諸如光碟),和/或可被提供在安裝封包中,以使得儲存媒體可被用來對儲存有指令/碼的通用計算機進行程式化、配置和/或適配。這些指令可以採取可執行碼的形式(其可由計算機系統1100執行)和/或可以採取來源碼和/或可安裝碼的形式,這些指令在計算機系統1100上編譯和/或安裝(例如,使用各種通用編譯器、安裝程式、壓縮/解壓縮實用程式等)之際,則採取可執行碼的形式。
將對本領域技術人員顯而易見的是,可根據具體要求來作出實質性變型。例如,也可使用客製的硬體,和/或可在硬體、軟體(包括可攜式軟體,諸如小應用程式等)、或這兩者中實現特定元素。此外,可以採用到其他計算設備(諸如網路輸入/輸出設備)的連接。
參照圖式,可包括記憶體的組件可包括非暫時性機器可讀媒體。如本文所使用的用語“機器可讀媒體”和“計算機可讀媒體”是指參與提供使機器以特定方式操作的資料的任何儲存媒體。在上文提供的實施例中,在向處理單元和/或其他設備提供指令/碼以供執行時可能涉及各種機器可讀媒體。額外地或替代地,機器可讀媒體可以被用於儲存和/或攜帶此類指令/碼。在許多實現中,計算機可讀媒體是實體和/或有形儲存媒體。此類媒體可採取許多種形式,包括但並不限於非揮發性媒體、揮發性媒體、和傳輸媒體。計算機可讀媒體的常見形式包括例如:磁性和/或光學媒體、具有孔圖案的任何其他實體媒體、RAM、可程式化ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或記憶體盒、下文所描述的載波、或計算機可以從其讀取指令和/或碼的任何其他媒體。
本文所討論的方法、系統和設備是示例。各個實施例可適當地省略、替代、或添加各種程序或組件。例如,參考某些實施例所描述的特徵可在各種其他實施例中被組合。實施例的不同方面和要素可以按類似方式組合。本文中提供的圖式的各種組件可被體現在硬體和/或軟體中。而且,技術會演進,並且因此許多要素是示例,其不會將本公開內容的範圍限定於那些特定示例。
主要出於普遍使用的原因,將此類信號稱為位元、資訊、值、元素、符號、字元、變數、項、數量、數字等已證明有時是方便的。然而,應當理解的是,所有這些或類似用語要與適當物理量相關聯且僅僅是便利性標籤。除非另外具體聲明,否則如從以上討論顯而易見的,應領會的是,貫穿本說明書,利用諸如“處理”、“計算”、“演算”、“決定”、“查明”、“識別”、“關聯”、“測量”、“執行”等用語的討論是指特定裝置(諸如專用計算機或類似的專用電子計算設備)的動作或過程。因此,在本說明書的上下文中,專用計算機或類似的專用電子計算設備或系統能夠操縱或變換通常表示為所述專用計算機或類似的專用電子計算設備或系統的記憶體、暫存器、或其他資訊儲存設備、傳輸設備、或顯示設備內的物理量、電子量、電氣量或磁性量的信號。
如本文中所使用的用語“和”和“或”可包括還預期至少部分地取決於使用此類用語的上下文的各種含義。通常,“或”如果被用於關聯一列表,諸如A、B或C,則旨在表示A、B和C(這裡使用的是包含性的含義)以及A、B或C(這裡使用的是排他性的含義)。另外,本文所使用的用語“一個或多個”可被用於描述單數形式的任何特徵、結構或特性,或者可用於描述特徵、結構或特性的某種組合。然而,應當注意的是,這僅是繪示性示例,並且所主張保護的標的不限於此示例。此外,用語“中的至少一者”如果被用於關聯一列表,諸如A、B或C,則可被解釋為表示A、B和/或C的任何組合,諸如A、AB、AA、AAB、AABBCCC等。
已描述了若干實施例,可以使用各種修改、替代構造和等效物而不會脫離本公開內容的精神。例如,以上元件可以僅是較大系統的組件,其中其他規則可優先於本發明的應用或者以其他方式修改各種實施例的應用。此外,可以在考慮以上要素之前、期間或之後採取數個步驟。相應地,以上描述並不限制本公開內容的範圍。
鑒於此說明書,各實施例可包括特徵的不同組合。在以下經編號條款中描述了各實現示例。
條款1、一種由漫遊站或連通設備在對所述漫遊站的全球導航衛星系統(GNSS)定位中進行即時動態(RTK)校正的方法,所述方法包括:從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊;在漫遊站處決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊;在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正;在漫遊站處基於基地台GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及在漫遊站處基於漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正和對流層差異來決定漫遊站的定位。
條款2、如條款1的方法,其中基於GNSS測量資訊和漫遊站GNSS測量資訊來決定對流層差異包括:將對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到所述基地台的射頻(RF)信號的視線路徑,以決定基地台GNSS測量資訊中的第一對流層延遲;以及將所述對流層模型應用於從衛星到漫遊站的RF信號的視線路徑,以決定漫遊站GNSS測量資訊中的第二對流層延遲。
條款3、如條款1-2中任一項的方法,進一步包括:在漫遊站處接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊;以及透過使用來自校正服務的資訊對額外漫遊站GNSS測量資訊執行軌道時鐘校正來校正所述額外漫遊站GNSS測量資訊;並且其中決定漫遊站的定位額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊。
條款4、如條款3的方法,進一步包括:透過將對流層模型應用於從一個或多個額外衛星到漫遊站的RF信號的視線路徑來決定額外漫遊站GNSS測量資訊的對流層延遲,並且其中決定漫遊站的定位額外地基於RF信號的對流層延遲。
條款5、如條款1-4中任一項的方法,其中決定漫遊站的定位進一步包括估計接收機時鐘和信號間偏差,其中:決定漫遊站的定位額外地基於所估計接收機時鐘和信號間偏差;以及決定漫遊站的定位在無需計算關聯於衛星的值與關聯於參考衛星的對應值之間的雙差(DD)的情況下被執行。
條款6、如條款1-5中任一項的方法,其中連通設備包括與資料通信網路通信地連接的設備:經由資料通信網路從基地台接收基地台GNSS測量資訊;決定對流層差異;以及向漫遊站提供基地台GNSS測量資訊和對流層差異。
條款7、如條款6的方法,其中連通設備經由無線信號或經由資料通信網路向漫遊站提供基地台GNSS測量資訊、對流層差異或其兩者。
條款8、如條款6或7的方法,其中連通設備響應於經由無線信號或經由資料通信網路接收到的來自漫遊站的請求,而提供基地台GNSS測量資訊、對流層差異或其兩者。
條款9、如條款6-7中任一項的方法,其中連通設備進一步經由無線信號或經由資料通信網路向漫遊站提供精確軌道時鐘資訊。
條款10、如條款1-9中任一者的方法,其中決定對流層差異包括決定基地台GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留和漫遊站GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留。
條款11、一種漫遊站,包括:收發機、記憶體;以及一個或多個處理單元,其與記憶體通信地耦接並被配置成執行條款1-10中任一項的方法。
條款12、一種用於在漫遊站的GNSS定位中提供即時動態(RTK)校正的設備,所述設備包括用於執行條款1-10條中任一項的方法的構件。
條款13、一種非暫時性計算機可讀媒體,其上儲存有具有漫遊站的GNSS定位中的四個即時動態(RTK)校正的指令,其中這些指令在由一個或多個處理單元執行時使所述一個或多個處理單元執行條款1-10中任一項的方法。
100:即時動態RTK系統
110:漫遊站
120:基地台
130:RF信號
140:空間載具(SV)
150:資料通信網路
160:距離
210:基地台位置
220:基線覆蓋區域
300:衛星天空分布圖
310:SV位置
405:步驟
415:步驟
420:步驟
425:步驟
427:步驟
430:步驟
435:步驟
440:步驟
445:步驟
450:步驟
455:步驟
510:北誤差
520:東誤差
530:上誤差
710:連通設備
720:無線信號
800:步驟
810:步驟
820:步驟
830:步驟
840:步驟
850:步驟
860:步驟
870:步驟
880:步驟
890:步驟
895:步驟
900:流程圖
910:步驟
920:步驟
930:步驟
940:步驟
950:步驟
1005:匯流排
1010:處理單元
1015:輸出設備
1020:數位信號處理器(DSP)
1030:無線通信介面
1032:無線通信天線
1034:無線信號
1040:感測器
1060:記憶體
1070:輸入設備
1080:GNSS接收機
1082:GNSS衛星接收信號
1084:天線
1100:計算機系統
1105:匯流排
1110:處理器
1115:輸入設備
1120:輸出設備
1125:非暫時性儲存設備
1130:通信子系統
1133:無線通信介面
1135:工作記憶體
1140:操作系統
1145:應用
圖1是根據一實施例的RTK系統100的簡化圖。
圖2是繪示根據一實施例的單個基地台的可能的基線覆蓋的地圖。
圖3是在一示例中示出了由漫遊站偵測到的空間載具(SV)的SV位置的衛星天空分布圖的繪示。
圖4是其中可應用如本文所描述的RTK和其他校正的漫遊站的增強型GNSS位置決定方法的一實施例的泳道圖。
圖5和6是繪示根據本文所描述技術的一實施例的位置誤差結果的圖。
圖7是其中連通設備向漫遊站110提供RTK校正資訊的一實施例的各種組件的簡化圖。
圖8是繪示基地台、連通設備和漫遊站如何可以在其中使用連通設備來提供基地台GNSS測量資訊的一實施例中進行通信的泳道圖。
圖9是根據一實施例的在漫遊站的GNSS定位中的RTK校正方法的流程圖。
圖10是漫遊站的一實施例的方塊圖。
圖11提供可以執行由各種其他實施例所提供的方法的計算機系統的一實施例的示意繪示。
各個圖式中相似的圖式標記根據某些示例實現指示相似元素。另外,可以透過在元素的第一數字後面加上字母或連字符及第二數字來指示所述元素的多個實例。例如,元素110的多個實例可被指示為110-1、110-2、110-3等或指示為110a、110b、110c等。當僅使用第一數字來指代此類元素時,將被理解為所述元素的任何實例(例如,先前示例中的元素110將指元素110-1、110-2和110-3或元素110a、110b和110c)。
110:漫遊站
120:基地台
710:連通設備
800:步驟
810:步驟
820:步驟
830:步驟
840:步驟
850:步驟
860:步驟
870:步驟
880:步驟
890:步驟
895:步驟
Claims (30)
- 一種由漫遊站或連通設備在對所述漫遊站的全球導航衛星系統(GNSS)定位中進行即時動態(RTK)校正的方法,所述方法包括: 從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊; 在所述漫遊站處決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊; 在所述漫遊站處基於所述基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正; 在所述漫遊站處基於所述基地台GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及 在所述漫遊站處基於所述漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正和所述對流層差異來決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項1所述的方法,其中基於所述GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來決定所述對流層差異包括: 將對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到所述基地台的射頻(RF)信號的視線路徑,以決定所述基地台GNSS測量資訊中的第一對流層延遲;以及 將所述對流層模型應用於從所述衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑,以決定所述漫遊站GNSS測量資訊中的第二對流層延遲。
- 如請求項1所述的方法,進一步包括: 在所述漫遊站處接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊;以及 透過使用來自校正服務的資訊對所述額外漫遊站GNSS測量資訊執行軌道時鐘校正來校正所述額外漫遊站GNSS測量資訊;並且 其中決定所述漫遊站的定位額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊。
- 如請求項3所述的方法,進一步包括透過將對流層模型應用於從所述一個或多個額外衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑來決定所述額外漫遊站GNSS測量資訊的對流層延遲;並且其中決定所述漫遊站的定位額外地基於所述RF信號的對流層延遲。
- 如請求項1所述的方法,其中決定所述漫遊站的定位進一步包括估計接收機時鐘和信號間偏差,其中: 決定所述漫遊站的定位額外地基於所估計的接收機時鐘和信號間偏差;以及 決定所述漫遊站的定位是在無需計算關聯於所述衛星的值與關聯於參考衛星的對應值之間的雙差(DD)的情況下執行的。
- 如請求項1所述的方法,其中所述連通設備包括與資料通信網路通信地連接的設備: 經由所述資料通信網路從所述基地台接收所述基地台GNSS測量資訊; 決定所述對流層差異;以及 向所述漫遊站提供所述基地台GNSS測量資訊和所述對流層差異。
- 如請求項6所述的方法,其中所述連通設備經由無線信號或經由所述資料通信網路向所述漫遊站提供所述基地台GNSS測量資訊、所述對流層差異或其兩者。
- 如請求項6所述的方法,其中所述連通設備響應於經由無線信號或經由所述資料通信網路接收到的來自所述漫遊站的請求,而提供所述基地台GNSS測量資訊、所述對流層差異或其兩者。
- 如請求項6所述的方法,其中所述連通設備進一步經由無線信號或經由所述資料通信網路向所述漫遊站提供精確軌道時鐘資訊。
- 如請求項1所述的方法,其中決定所述對流層差異包括決定所述基地台GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留和所述漫遊站GNSS測量資訊中的對流層濕天頂延遲殘留中的差異。
- 一種漫遊站,包括: 收發機; 記憶體;以及 與所述記憶體通信地耦接的一個或多個處理單元,並且所述一個或多個處理單元被配置成: 經由所述收發機從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊; 決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊; 基於所述基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正; 基於所述基地台GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及 基於所述漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正、以及所述對流層差異來決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項11所述的漫遊站,其中為了基於所述GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來決定所述對流層差異,所述一個或多個處理單元被配置成: 將對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到所述基地台的射頻(RF)信號的視線路徑,以決定所述基地台GNSS測量資訊中的第一對流層延遲;以及 將所述對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到漫遊站的RF信號的視線路徑,以決定所述漫遊站GNSS測量資訊中的第二對流層延遲。
- 如請求項11所述的漫遊站,進一步包括全球導航衛星系統(GNSS)接收機,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成: 經由所述GNSS接收機接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊;以及 透過使用來自校正服務的資訊對所述額外漫遊站GNSS測量資訊執行軌道時鐘校正來校正所述額外漫遊站GNSS測量資訊;並且 其中所述一個或多個處理單元被配置成額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊來決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項13所述的漫遊站,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成:透過將對流層模型應用於從所述一個或多個額外衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑來決定所述額外漫遊站GNSS測量資訊的對流層延遲;並且其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成額外地基於所述RF信號的對流層延遲來決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項11所述的漫遊站,其中,為了決定所述漫遊站的定位,所述一個或多個處理單元被進一步配置成估計接收機時鐘和信號間偏差,其中: 所述一個或多個處理單元被配置成額外地基於所估計的接收機時鐘和信號間偏差來決定所述漫遊站的定位;以及 所述一個或多個處理單元被配置成在無需計算關聯於所述衛星的值與關聯於參考衛星的對應值之間的雙差(DD)的情況下執行對所述漫遊站的定位的決定。
- 如請求項11所述的漫遊站,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成: 從連通設備獲得所述基地台GNSS測量資訊與所述對流層差異。
- 如請求項16所述的漫遊站,進一步包括無線通信介面,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成:經由所述無線通信介面獲得所述基地台GNSS測量資訊、所述對流層差異、或其兩者。
- 如請求項16所述的漫遊站,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成:響應於來自所述漫遊站的請求,而經由由所述連通設備傳送的無線信號或經由資料通信網路獲得所述基地台GNSS測量資訊、所述對流層差異、或其兩者。
- 如請求項16所述的漫遊站,其中所述一個或多個處理單元被進一步配置成:經由由連通設備傳送的無線信號或經由資料通信網路從所述連通設備獲得精確軌道時鐘資訊。
- 一種用於在漫遊站的GNSS定位中提供即時動態(RTK)校正的設備,所述設備包括: 用於從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊的構件; 用於在所述漫遊站處決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊的構件;以及 用於在所述漫遊站處基於所述基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正的構件; 用於在所述漫遊站處基於所述基地台GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異的構件;以及 用於在所述漫遊站處基於所述漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正和所述對流層差異來決定所述漫遊站的定位的構件。
- 如請求項20所述的設備,其中用於基於所述GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來決定所述對流層差異的構件包括: 用於將對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到所述基地台的射頻(RF)信號的視線路徑,以決定所述基地台GNSS測量資訊中的第一對流層延遲的構件;以及 用於將所述對流層模型應用於從所述衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑,以決定所述漫遊站GNSS測量資訊中的第二對流層延遲的構件。
- 如請求項20所述的設備,進一步包括: 用於接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊的構件;以及 用於透過使用來自校正服務的資訊對所述額外漫遊站GNSS測量資訊執行軌道時鐘校正來校正所述額外漫遊站GNSS測量資訊的構件;並且 其中用於決定所述漫遊站的定位的構件被配置成使決定所述漫遊站的定位額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊。
- 如請求項22所述的設備,進一步包括用於透過將對流層模型應用於從所述一個或多個額外衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑來決定所述額外漫遊站GNSS測量資訊的對流層延遲的構件;其中用於決定所述漫遊站的定位的構件被配置成使決定所述漫遊站的定位額外地基於所述RF信號的對流層延遲。
- 如請求項20所述的設備,其中用於決定所述漫遊站的定位的構件進一步包括用於估計接收機時鐘和信號間偏差的構件,其中用於決定所述漫遊站的定位的構件被配置成: 使決定所述漫遊站的定位額外地基於所估計的接收機時鐘和信號間偏差;以及 在無需計算關聯於所述衛星的值與關聯於參考衛星的對應值之間的雙差(DD)的情況下執行決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項20所述的設備,進一步包括: 用於從連通設備獲得所述基地台GNSS測量資訊與所述對流層差異的構件。
- 如請求項25所述的設備,進一步包括用於經由由所述連通設備傳送的無線信號或經由資料通信網路獲得所述基地台GNSS測量資訊、所述對流層差異、或其兩者的構件。
- 如請求項25所述的設備,進一步包括經由由連通設備傳送的無線信號或經由資料通信網路從所述連通設備獲得精確軌道時鐘資訊。
- 一種非暫時性計算機可讀媒體,其上儲存有具有漫遊站的GNSS定位中的四個即時動態(RTK)校正的指令,其中所述指令在由一個或多個處理單元執行時使所述一個或多個處理單元: 從基地台獲得一個或多個衛星的基地台GNSS測量資訊; 決定所述一個或多個衛星的漫遊站GNSS測量資訊; 基於所述基地台GNSS測量資訊來決定一個或多個校正; 基於所述基地台GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來獲得對流層差異;以及 基於所述漫遊站GNSS測量資訊、所述一個或多個校正、以及所述對流層差異來決定所述漫遊站的定位。
- 如請求項28所述的非暫時性計算機可讀媒體,其中為了基於所述GNSS測量資訊和所述漫遊站GNSS測量資訊來決定所述對流層差異,所述指令在由一個或多個處理單元執行時使所述一個或多個處理單元: 將對流層模型應用於從所述一個或多個衛星到所述基地台的射頻(RF)信號的視線路徑,以決定所述基地台GNSS測量資訊中的第一對流層延遲;以及 將所述對流層模型應用於從所述衛星到所述漫遊站的RF信號的視線路徑,以決定所述漫遊站GNSS測量資訊中的第二對流層延遲。
- 如請求項28所述的非暫時性計算機可讀媒體,其中所述指令在由一個或多個處理單元執行時使所述一個或多個處理單元: 用於接收其基地台GNSS測量資訊未被獲得的一個或多個額外衛星的額外漫遊站GNSS測量資訊;以及 透過使用來自校正服務的資訊對所述額外漫遊站GNSS測量資訊執行軌道時鐘校正來校正所述額外漫遊站GNSS測量資訊;並且 其中所述指令被配置成使所述一個或多個處理單元額外地基於經校正的額外漫遊站GNSS測量資訊來決定所述漫遊站的定位。
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