TWI683122B

TWI683122B - 精密單點定位方法及其定位裝置與記錄媒體

Info

Publication number: TWI683122B
Application number: TW107147245A
Authority: TW
Inventors: 徐逸懷; 陳盈羽; 王澔宇; 莊智清
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-01-21
Also published as: CN110865402A; CN110865402B; TW202009519A

Abstract

精密單點定位方法及其定位裝置。精密單點定位方法包括獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號。結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號。對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需要的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料。

Description

精密單點定位方法及其定位裝置與記錄媒體

本發明是有關於衛星定位技術，且特別是有關於精密單點定位方法及其定位裝置以及記錄媒體。

隨著電子資訊的發展，地圖的資訊也電子化。配合其他科技包括衛星定位系統(satellite positioning system，SPS)的技術，將定位元件定位於電子地圖上已經是很普遍的現象。在實際應用上，當使用者所攜帶可移動的使用者設備(user equipment，UE)，例如行動電話或是導航設備，其一般會具有定位功能，可以讓使用者在地圖上所處的位置。定位的方式有多種，其中衛星定位是一種方法。

本發明提供精密單點定位技術，至少可以加速其初始收斂時間。

於一實施範例，本發明提供一種精密單點定位方法，由一使用者設備執行，包括獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號。結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號。對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需要的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料。

於一實施範例，本發明也提供一種精密單點定位裝置，包括處理器以及暫存器，共同配置成處理以下操作，包括獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號。結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號。對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需要的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料。

於一實施範例，本發明也提供一種精密單點定位方法，由一使用者設備執行，包括每隔一時間間隔由目標衛星接收一次誤差修正處理後的衛星定位訊號，其中當前是第n次接收，n為正整數，其中該衛星定位訊號包含第n次的電碼資料與載波相位資料。對當前第n次該電碼資料執行一平滑處理以得到平滑後的該第n次該電碼資料。該平滑處理在當前時間點n進行遞迴包括:取當前第n次該電碼資料為第一項，取第n-1次平滑後之該電碼資料加上當前第n次之該載波相位資料及前第n-1次之該載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a’及(1-a’)權重加總，而得到當前第n次遞迴平滑後的該電碼資料。該參數a’包含衛星相對該用者設備的衛星仰角，該參數a’隨該衛星仰角增加而減小。

於一實施範例，本發明也提供一種記錄媒體，記錄程式碼，該程式碼由使用者設備的處理器取得以執行如前述之精密單點定位方法。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明是關於在衛星定位系統中所使用的精密單點定位技術。本發明提供的精密單點定位技術至少可以縮短收斂時間。

以下舉多個實施範例來說明本發明，但是本發明不限於所舉的多個實施範例。

當使用者設備在地面需要定位時，接收從衛星發出的無線電訊號。此無線電訊號提供該衛星的座標資訊。一般由四個不同位置的衛星的訊號可以得到使用者設備的位置。衛星定位系統例如包括全球定位系統（Global Positioning System，GPS），全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS），其更例如中國系統的北斗衛星導航系統(Beidou Navigation Satellite System，BDS)、歐洲系統的伽利略(Galileo)及俄國系統的全球導航衛星系統(Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema，GLONASS)等等。

在衛星定位系統的定位機制中，精密單點定位(Precise point positioning，PPP)是近幾年來被廣泛運用及研究的技術，其特色為不受即時動態定位(Real Time Kinematic，RTK)技術中移動站與參考站之間基線距離的限制，並且能夠提供使用者數十公分至數公分不等的定位精度。

精密單點定位的效能與其收斂時間是相關。精密單點定位初始收斂時間過長(例如20~40分鐘或是更長)是一個需要考慮的問題。

圖1是依照本發明的一實施例，衛星定位系統的定位機制示意圖。參閱圖 1，對於衛星定位系統，其包含衛星群組50，是由多個衛星50a, 50b, 50c所組成，在本實施例中，以三個衛星為例。這些衛星可以是相同型或是不相同型的衛星，例如是GLONASS（Global Navigation Satellite System）系統的衛星、GPS(Global Positioning System)系統的衛星等等。

具有衛星定位系統的接收機的使用者設備52例如是設置在車輛上，其位置可能會隨需要而移動。衛星定位系統的接收端還可包含設置在固定位置的參考站54。參考站54的數量不限於一個，其依照需要可以有多個。

衛星群組50的每一個衛星50a, 50b, 50c可分別發送關於衛星當下位置的資訊給參考站54及使用者設備52。使用者設備52直接接收的訊號是原始的第一訊號。在固定位置設置的參考站54也同時接收到衛星發送的訊號。這些參考站54接收的訊號會先做處理以得到一般性的誤差修正資料，以此誤差修正資料做為第二訊號，在一實施例中，此誤差修正資料為初級誤差修正資料。參考站54將此第二訊號通過網路控制中心56及網路60傳送至使用者設備52，以使使用者設備52取得此第二訊號。使用者設備52將第一訊號根據第二訊號的修正後得到對應此工作頻率的衛星訊號。不同頻率的衛星訊號，可以由具有多頻功能的相同衛星或是不同衛星提供，一般是由相同衛星提供。

另外依照實際需要，使用者設備52也可以不經由網路60取得第二訊號，例如網路控制中心56將第二訊號傳送給地面上連(uplink)系統58再傳送給衛星50c，而再由衛星50c傳送給使用者設備52。

衛星訊號的接收涉及多種誤差，例如包括衛星時表誤差、接收機時表誤差、衛星軌道偏移誤差、電離層誤差、對流層誤差、雜訊等等。參考站54所產生的第二訊號可提供衛星的一般性的誤差修正，其例如是衛星軌道偏移誤差及衛星時表誤差。

對於一般的多頻的衛星，衛星定位系統中的衛星使用至少一個載波頻率訊號。使用者設備在定位操作時會接收衛星的一個載波頻率訊號。若要消除電離層的效應，可再取得另一個載波頻率訊號，結合多個載波頻率訊號後，可以消除電離層的誤差效應。此另一個載波頻率訊號可以由多頻的相同衛星或是由不同衛星取得。

在一實施例中，精密單點定位裝置是設置或放置在使用者設備52中。在一實施例中，使用者設備52可移動，例如是車輛、火車、船舶、飛機或無人機，其可能會快速移動，或是有時進入隧道，再從隧道快速駛出，重新接收衛星訊號。圖2是依照本發明的一實施例，在使用者設備的精密單點定位裝置架構示意圖。圖3是依照本發明的一實施例，精密單點定位方法示意圖。

上述使用者設備52，在多個實施範例之一，可以包括圖2所顯示的精密單點定位裝置200的架構或是其組成。請參照圖2，精密單點定位裝置200至少包括接收器110、處理器120、暫存器130、記憶體裝置140、以及輸入輸出裝置150。在另一實施範例中，精密單點定位裝置200可包括天線105。精密單點定位裝置200可以對所接收的訊號基於衛星間一次差分技術(between satellite single difference, BSSD)消除各種誤差來源，例如接收機時表誤差、接收機硬體延遲及初始相位誤差。除此之外，精密單點定位裝置200更可導入適應性載波平滑技術，降低一次差分後電碼觀測量的雜訊層級，經過處理的訊號再進行精密單點定位(Precise Point Positioning，PPP)運算。底下將針對整個架構進行說明。

精密單點定位裝置200例如是智慧型手機、或是交通工具(車輛、火車、船舶、飛機或無人機等)所使用的導航裝置(Navigation Device)。

接收器110用以與不同的通信系統以無線的方式進行通信互聯，並且收收從衛星發出的無線電訊號。此無線電訊號提供對應衛星的相關位置訊息。在一實施例中，可由多個(例如三個)不同位置的衛星的訊號得到使用者設備的位置和/或速度。所述的通信系統例如衛星定位系統例如包括全球定位系統（Global Positioning System，GPS）、全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）、歐洲系統的伽利略(Galileo)、中國系統的北斗衛星導航系統(Beidou Navigation Satellite System，BDS)、或俄國系統的全球導航衛星系統(Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema，GLONASS)等。

處理器120可以是例如一中央處理單元(central processing unit，CPU)、微控制器(microcontroller)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)等等，或具有特定設計程式化的可程式化邏輯裝置(programmable logic device，PLD)或現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)等。

暫存器130用以暫存處理器120運算過程所需暫存的資訊，例如可以是快取記憶體(Cache Memory)等等。

記憶體裝置140用以儲存可由處理器120執行處理的各種不同功能模組，在本實施例中包括例如誤差修正模組142、執行衛星間一次差分(between satellite single difference, BSSD)的差分處理模組144、可適應性載波平滑處理模組146、以及精密單點定位(Precise Point Positioning，PPP)處理模組148。而此記憶體裝置140可以是揮發性記憶體（Volatile memory），例如隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)。記憶體裝置140也可以是非揮發性記憶體（Non-volatile memory），例如硬碟、快閃記憶體(flash memory)或是固態儲存裝置(solid state storage)等等。

輸入輸出(Input/Output)裝置150用以輸出或是輸入資料。精密單點定位裝置200的處理器120對所接收的訊號基於衛星間一次差分技術(BSSD)消除各種誤差來源，並且可導入適應性載波平滑技術，降低一次差分後電碼觀測量的雜訊層級，經過處理的訊號再進行精密單點定位(PPP)運算之後，經過輸入輸出(Input/Output)裝置150輸出，在一實施例中，可於一導航系統中，在螢幕(未繪示)上的地圖中顯示目前所在位置。

請參閱圖3，圖3是依照本發明的一實施例的精密單點定位方法示意圖。在一實施例中，可以根據圖2的精密單點定位裝置200的架構，執行圖3的精密單點定位方法。

於一實施例，精密單點定位的運作，可能是會包含使用處理程式碼來進行。此所需要的程式碼是記錄在記錄媒體上。記錄媒體可以是內部包含內部設置的記憶體裝置140，也可以是可以由使用者設備的精密單點定位裝置200讀取的外部記錄媒體。在一實施例中，誤差修正模組142、差分處理模組144、可適應性載波平滑處理模組146、以及精密單點定位處理模組148可以是硬體、韌體或是儲存在記憶體裝置140而由處理器120所載入執行的軟體或機器可執行程式碼。

步驟S100中，接收器110接收電碼資料與載波相位資料的接收。步驟S102中，誤差修正模組142進行電離層誤差的修正。在一實施例中，開始運作後，每隔一個預定的時間間隔會取得與處理一次資料，以時間點n來代表第n次取得資料。在一實施例中，運作是循環持續進行。對應時間的累積，第n次是指n個時間間隔後的時間點，n為正整數。初始以n=1為開始為例，n=1代表第一次接收衛星訊號，其會持續接收分屬於每一個衛星的原始(raw)衛星訊號。於一實施例，在後續的訊號平滑處理是遞迴的方式，會參考前一個時間點的資料，因此n=1時取得的衛星定位資料尚未經過平滑處理，其可供給n=2的時間點的平滑處理在遞迴運算時使用。

在步驟S100中，接收器110接收原始第一頻率訊號，將原始第一頻率訊號進行初級誤差修正資料的修正後成為第一頻率的衛星訊號，第一頻率的衛星訊號包含觀測(measurement)到的電碼觀測資料及載波相位(carrier-phase)觀測資料，電碼觀測資料簡稱為電碼資料，以P ₁(n)或P ₁表示，載波相位觀測資料簡稱為載波相位資料，以Φ ₁(n)或Φ ₁表示，其中以下標1表示第一頻率的衛星訊號。在一實施範例中，接收器110接收原始第二頻率訊號，將原始第二頻率訊號進行初級誤差修正資料的修正後成為第二頻率的衛星訊號，可使用第二頻率的衛星訊號消除電離層誤差，第二頻率的衛星訊號包含電碼資料P ₂(n)及載波相位資料Φ ₂(n)，以下標2表示第二頻率的衛星訊號。在一實施範例中，第二頻率的衛星訊號可由與發出第一頻率的衛星訊號的相同衛星的不同頻率通道發出。於另一實施範例中，第二頻率的衛星訊號可由與發出第一頻率的衛星訊號的不同衛星發出。在一實施範例中，第一頻率的衛星訊號(P ₁，Φ ₁)與第二頻率的衛星訊號(P ₂，Φ ₂)為已修正衛星軌道偏移誤差及衛星時表誤差後的訊號。

於步驟S102，誤差修正模組142根據第一頻率的衛星訊號(P ₁，Φ ₁)與第二頻率的衛星訊號(P ₂，Φ ₂)的結合進行消除電離層誤差的處理，而得到無電離層(ionosphere-free)的衛星訊號，以下標3來區分包括電碼資料P ₃及載波相位資料Φ ₃，如式(1):

(1) P3 : 對應無電離層電碼資料的指標 Φ3 : 對應無電離層載波相位資料的指標 ρ : 接收機到衛星的幾何距離 c : 光速 r : 相對接收機的指標 dt ^r: 接收機時表誤差 T : 對流層延遲 ε: 未建模(unmodeled)誤差，例如一些溫度雜訊、多通路(multipath)效應等等 N’ : 無電離層組合之載波未定值 λ : 波長

在一實施例中，將第一頻率的衛星訊號(P ₁，Φ ₁)與第二頻率的衛星訊號(P ₂，Φ ₂)線性結合，以消除電離層誤差並得到電碼資料P ₃及載波相位資料Φ ₃。

在一實施例中，精密單點定位技術的收斂時間可能較長，其原因在於雙頻無電離層線性組合雖然消除了電離層誤差，但可能同時放大了雜訊能量。

步驟S102後執行步驟S104，由差分處理模組144進行衛星間一次差分的機制，以消除與接收機相關的誤差。在一實施例中，接收機例如是圖2的精密單點定位裝置200。於一實施範例，與接收機相關的誤差包含接收機時表誤差、接收機硬體延遲以及初始相位誤差。於一實施範例中，一次差分的處理可能會些微放大了觀測量的雜訊層級。本發明一實施例中，利用可適應性載波平滑處理模組146執行步驟S106，進行平滑處理，可以有效縮短收斂時間，提升定位效率。

於一實施例，可適應性載波平滑處理模組146中所要平滑的電碼資料與載波相位資料會先進行衛星間一次差分的機制。也就是步驟S104的進行衛星間一次差分的機制會先進行，之後才進行步驟S106的平滑處理。

以下先描述衛星間一次差分的機制。對多個衛星，可以任取其中一個當作參考衛星，此實施例中以指標 k表示參考衛星，例如以圖1的衛星50a為例。在多個衛星中，除了參考衛星以外的有效衛星中的任一個，例如預計要併入衛星定位的衛星稱為目標衛星，在一實施範例中，至少需要三個目標衛星的資料以進行定位。此實施範例中以指標 l表示目標衛星， l為可變，依照實際涉及定位的衛星的數量而定。目標衛星例如是衛星50b、50c等的其一。

也就是說，衛星間一次差分是以多個衛星的其一者當作參考衛星提供參考衛星訊號，除了該參考衛星以外的該多個衛星的其一或多個是提供目標衛星訊號的目標衛星，其中該參考衛星訊號與該目標衛星訊號結合，以消除共同性的誤差。

在一實施範例中，消除電離層誤差後的目標衛星訊號為第一衛星訊號(P ^l ₃，Φ ^l ₃)，消除電離層誤差後的參考衛星訊號為第二衛星訊號(P ^k ₃，Φ ^k ₃)。經過衛星間一次差分處理後，得到結合衛星訊號，結合衛星訊號包括BSSD電碼資料P ^kl ₃及BSSD載波相位資料Φ ^kl ₃，如式(2)所示:

(2) ρ ^kl : 接收機到衛星 k與衛星 l的幾何距離的相減 T ^kl : 接收機到衛星 k與衛星 l的對流層延遲的相減 N’ : 接收機到衛星 k與衛星 l的無電離層組合之載波未定值的相減 λ : 波長

: 接收機到衛星 k與衛星 l的電碼資料未建模誤差的相減

: 接收機到衛星 k與衛星 l的載波相位資料未建模誤差的相減在一實施範例中，在電碼資料的最後一項

的誤差經過衛星間一次差分的處理後可能會些微放大，可再進行平滑處理，如步驟S106進行平滑處理，其中平滑處理所使用的BSSD電碼資料與BSSD載波相位資料是已完成衛星間一次差分處理的資料。

以下描述可適應性載波平滑處理模組146的平滑處理機制，其是遞迴的機制，可利用暫存器130以及處理器120進行暫存處理。如圖3所示，暫存器130記錄第n-1次的BSSD載波相位資料及平滑過的BSSD電碼資料(步驟S110)，並在可適應性載波平滑處理模組146完成第n次的平滑處理後(步驟S106)，將第n次的BSSD載波相位資料及平滑後的BSSD電碼資料更新在暫存器130中(步驟S110)，並將第n次的BSSD載波相位資料及平滑後的BSSD電碼資料輸出到精密單點定位處理模組148，進行後續精密單點定位的處理(步驟S108)，以獲得精密單點定位裝置200的所在位置，並可為精密單點定位裝置200定位。在圖2中，可適應性載波平滑處理模組146會將進行衛星間一次差分處理以及平滑處理後的平滑電碼資料與載波相位資料輸出給精密單點定位處理模組148，如步驟S108，進行後續第n次的精密單點定位的定位處理。在一實施例中，精密單點定位處理模組148以多個目標衛星的資料來進行定位，其中各個目標衛星的參考衛星可以共用，也可以針對分別的目標衛星而有不同的參考衛星。本發明不限於參考衛星的選擇。在一實施範例中，衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料，第n次的BSSD載波相位資料為修正後載波相位資料，第n次平滑後的BSSD電碼資料衛星定位資料為修正後電碼資料。

於一實施範例，本發明的平滑處理會對電碼資料 P ^kl ₃進行平滑處理。於一實施範例，如果依照時間點n的遞迴，參考式(3)，在時間點n的平滑處理所得到的電碼資料 P ^kl _3,SM (n)是將第n-1次的平滑後電碼資料 P ^kl _3,SM (n-1)、第n次的BSSD電碼資料 P ^kl ₃ (n)與BSSD載波相位資料 Φ ₃ ^kl 以參數 “

”及 “(1-

)”進行權重加總，其如式(3) :

+ (1-

)(

+

+

) (3) “

”及 “(1-

)” 的參數“

” 是隨處理時間持續變化，

=1/n。

指標n是第n次接收資料的時間點，就時間來看，其是從開始點經過n個時間間隔的時間點。下標“ SM”是代表平滑處理後的結果。式(3)的第一項是參數 “

”與當前的時間點n經過衛星間一次差分處理的電碼資料 P ^kl ₃ (n) 的乘積。第二項包含

+

與(1-

)的乘積。第一項與第二相加總得到平滑處理後的電碼資料 P ^kl _3,SM (n)。當觀測時間增加，其表示n值加大，平滑後的電碼資料 P ^kl _3,SM (n)的第二項“(1-

)•((

+

+

)”的效應會加大。另外上標 “ kl”是指參考衛星 k與目標衛星 l之間已完成衛星間一次差分的處理。

另外，步驟S106是遞迴的方式，第一次的遞迴平滑處理可以輸入適當的初始值，其例如是 p ^kl _3,SM (1) = p ^kl ₃ (1)。

圖4是依照本發明的一實施例，精密單點定位方法中仰角平滑機制示意圖。參閱圖4，於一實施範例中，當衛星仰角θ ₂較大時，衛星更接近接收機的上方。此時的衛星訊號的品質可能較佳。反之，衛星仰角θ ₁較小時，衛星更接近接收機的水平方向，衛星訊號的品質可能較差。

基於衛星仰角θ的因素，平滑處理可再加上衛星仰角θ的效應，以將電碼資料加上衛星仰角的修正，如式(4)所示，將參數

修改為:

(4) 如此，參考式(3)及式(4)，當衛星仰角θ大時(例如接近90度)，參數“

”更趨近於零，如式(3)的第二項“(1-

)•(

+

)”的權重加大，可以增加平滑速度。反之當衛星仰角θ小時(例如接近0度)，如式(3)的第二項的權重會減小，則會減緩平滑速度，與未考慮衛星仰角θ的平滑處理的速度相同或相似。

於一實施範例，就衛星仰角θ的平滑效果來考量，其也可以應用於沒有衛星間一次差分處理的資料，也就是省去步驟S104。對於當前的目標衛星，以指標 l為例，式(3)改變為式(5):

+ (1-

)(

+

+

) (5)

綜合前面的描述，本發明至少可以有如下的特徵。

於一實施範例，本發明提供一種精密單點定位裝置，包括處理器以及暫存器，共同配置成處理以下操作，包括獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號。結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號。對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需要的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的該步驟或操作包括:消除該第一衛星訊號的第一電離層誤差以及消除該第二衛星訊號的第二電離層誤差。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的步驟或操作更包括:利用該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號進行衛星間一次差分處理，消除共同性的誤差。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該衛星間一次差分是取多個衛星的其一者為該參考衛星，該參考衛星提供該第二衛星訊號，除了該參考衛星以外的該多個衛星的其一個為該目標衛星，該目標衛星提供該第一衛星訊號。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該平滑處理包括：取當前的該結合衛星訊號的電碼資料為第一項，取前次遞迴平滑後之該結合衛星訊號的電碼資料加上當前遞迴之載波相位資料及前次遞迴之載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a及(1-a)權重加總，而得到當前遞迴平滑後的該衛星定位資料。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該參數a包括衛星相對該用者設備的衛星仰角，其中該參數a隨該衛星仰角增加而減小。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該參數a是1/n，其中每隔一時間間隔接收一次該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，其中參數n是第n次接收該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，n為正整數。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該參數a是(1-θ/90)/n，參數θ是該衛星仰角，其中每隔一時間間隔接收一次該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，其中參數n是第n次接收該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，n為正整數。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該使用者設備的該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個包含由參考站接收的初級誤差修正資料，其中該參考站分別接收該參考衛星與該目標衛星的無線電訊號，並且產生該初級誤差修正資料。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法或裝置中，該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個包括電碼資料與載波相位資料。

於一實施範例，本發明也提供一種精密單點定位方法，由一使用者設備執行，包括每隔一時間間隔由目標衛星接收一次誤差修正處理後得到的衛星定位訊號，其中當前是第n次接收，n為正整數，其中該衛星定位訊號包含第n次的電碼資料與載波相位資料。對當前第n次該電碼資料執行一平滑處理以得到平滑後的該第n次該電碼資料。該平滑處理在當前時間點n進行遞迴包括:取當前第n次該電碼資料為第一項，取第n-1次平滑後之該電碼資料加上當前第n次之該載波相位資料及前第n-1次之該載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a’及(1-a’)權重加總，而得到當前第n次遞迴平滑後的該電碼資料。該參數a’包含衛星相對該用者設備的衛星仰角的修正，使該參數a’隨該衛星仰角增加而減小。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法中，其中該參數a’包含(1-θ/90)的乘數，參數θ是該衛星仰角。

於一實施範例，在所述的精密單點定位方法中，該參數a’隨時間變化是(1-θ/90)/n。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

50‧‧‧衛星群組

50a、50b、50c‧‧‧衛星

52‧‧‧使用者設備

54‧‧‧參考站

56‧‧‧網路控制中心

58‧‧‧地面上連系統

60‧‧‧網路

105‧‧‧天線

110‧‧‧接收器

120‧‧‧處理器

130‧‧‧暫存器

140‧‧‧記憶體裝置

142‧‧‧誤差修正模組

144‧‧‧差分處理模組

146‧‧‧可適應性載波平滑處理模組

148‧‧‧精密單點定位(PPP)處理模組

150‧‧‧輸入輸出裝置

200‧‧‧精密單點定位裝置

S100、S102、S104、S106、S108、S110‧‧‧步驟

圖1是依照本發明的一實施例，衛星定位系統的定位機制示意圖。圖2是依照本發明的一實施例，在使用者設備的精密單點定位裝置架構示意圖。圖3是依照本發明的一實施例，精密單點定位方法示意圖。圖4是依照本發明的一實施例，精密單點定位方法中仰角平滑機制示意圖。

S100、S102、S104、S106、S108、S110‧‧‧步驟

Claims

一種精密單點定位方法，由一使用者設備執行，包括：獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號；結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號；以及對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料，其中該平滑處理包括取當前的該結合衛星訊號的電碼資料為第一項，取前次遞迴平滑後之該結合衛星訊號的電碼資料加上當前遞迴之載波相位資料及前次遞迴之載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a及(1-a)權重加總，而得到當前遞迴平滑後的該衛星定位資料，其中該參數a包括衛星相對該用者設備的衛星仰角，其中該參數a隨該衛星仰角增加而減小。
如申請專利範圍第1項所述之精密單點定位方法，其中結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的該步驟包括：消除該第一衛星訊號的第一電離層誤差；以及消除該第二衛星訊號的第二電離層誤差。
如申請專利範圍第2項所述之精密單點定位方法，其中結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的該步驟更包括：利用消除該第一電離層誤差之該第一衛星訊號以及消除該第二電離層誤差之該第二衛星訊號進行衛星間一次差分處理，消除共同性的誤差，並得到該結合衛星訊號。
如申請專利範圍第3項所述之精密單點定位方法，其中該衛星間一次差分是取多個衛星的其一者為該參考衛星，該參考衛星提供該第二衛星訊號，除了該參考衛星以外的該多個衛星的其一個為該目標衛星，該目標衛星提供該第一衛星訊號。
如申請專利範圍第1項所述之精密單點定位方法，其中該參數a是(1-θ/90)/n，參數θ是該衛星仰角，其中每隔一時間間隔接收一次該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，其中參數n是第n次接收該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，n為正整數。
如申請專利範圍第1項所述之精密單點定位方法，其中該使用者設備的該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個是包含由參考站接收的初級誤差修正資料，其中該參考站分別接收該參考衛星與該目標衛星的無線電訊號，並且產生該初級誤差修正資料。
如申請專利範圍第1項所述之精密單點定位方法，其中該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個包括電碼資料與載波相位資料。
一種精密單點定位裝置，包括處理器以及暫存器，經配置以處理以下操作，包括：獲得目標衛星的第一衛星訊號以及參考衛星的第二衛星訊號；結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，以消除一訊號誤差並得到一結合衛星訊號；以及對該結合衛星訊號的電碼資料執行一平滑處理，以得到進行定位所需要的衛星定位資料，該衛星定位資料包括修正後電碼資料與修正後載波相位資料，其中該平滑處理包括取當前的該結合衛星訊號的電碼資料為第一項，取前次遞迴平滑後之該結合衛星訊號的電碼資料加上當前遞迴之載波相位資料及前次遞迴之載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a及(1-a)權重加總，而得到當前遞迴平滑後的該衛星定位資料，其中該參數a包括衛星相對該用者設備的衛星仰角，其中該參數a隨該衛星仰角增加而減小。
如申請專利範圍第8項所述之精密單點定位裝置，其中結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的該操作包括：消除該第一衛星訊號的第一電離層誤差；以及消除該第二衛星訊號的第二電離層誤差。
如申請專利範圍第9項所述之精密單點定位裝置，其中結合該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號以消除該訊號誤差並得到該結合衛星訊號的該操作更包括：利用消除該第一電離層誤差之該第一衛星訊號以及消除該第二電離層誤差之該第二衛星訊號進行衛星間一次差分處理，消除共同性的誤差，並得到該結合衛星訊號。
如申請專利範圍第10項所述之精密單點定位裝置，其中該衛星間一次差分是取多個衛星的其一者為該參考衛星，該參考衛星提供該第二衛星訊號，除了該參考衛星以外的該多個衛星的其一個為該目標衛星，該目標衛星提供該第一衛星訊號。
如申請專利範圍第8項所述之精密單點定位裝置，其中該參數a是(1-θ/90)/n，參數θ是該衛星仰角，其中每隔一時間間隔接收一次該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，其中參數n是第n次接收該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號，n為正整數。
如申請專利範圍第8項所述之精密單點定位裝置，其中該使用者設備的該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個是包含由參考站接收的初級誤差修正資料，其中該參考站分別接收該參考衛星與該目標衛星的無線電訊號，並且產生該初級誤差修正資料。
如申請專利範圍第8項所述之精密單點定位裝置，其中該第一衛星訊號以及該第二衛星訊號的每一個包括電碼資料與載波相位資料。
一種精密單點定位方法，由一使用者設備執行，包括：每隔一時間間隔由目標衛星接收一次誤差修正處理後的衛星定位訊號，其中當前是第n次接收，n為正整數，其中該衛星定位訊號包含電碼資料與載波相位資料；以及對當前第n次該電碼資料執行一平滑處理以得到平滑後的該第n次該電碼資料，該平滑處理在當前時間點n進行遞迴包括：取當前第n次該電碼資料為第一項，取第n-1次平滑後之該電碼資料加上當前第n次之該載波相位資料及前第n-1次之該載波相位資料的總和為第二項，對該第一項與該第二項之間分別以參數a’及(1-a’)權重加總，而得到當前第n次遞迴平滑後的該電碼資料，其中該參數a’包含衛星相對該用者設備的衛星仰角，該參數a’隨該衛星仰角增加而減小。
如申請專利範圍第15項所述之精密單點定位方法，其中該參數a’包含(1-θ/90)的乘數，參數θ是該衛星仰角。
如申請專利範圍第16項所述之精密單點定位方法，其中該參數a’隨時間變化是(1-θ/90)/n。
一種記錄媒體，記錄程式碼，該程式碼由使用者設備的處理器取得以執行如申請專利範圍第1項所述之精密單點定位方法。