專利名稱：位置估算方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于位置估算方法與系統(tǒng)，且特別有關(guān)于一種可根據(jù)一以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)(Network-Based)的方式與一以衛(wèi)星為基礎(chǔ)(Satellite-Based)的方式的信號來估算移動臺的位置的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，無線定位技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)形成相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注與重視。目前已經(jīng)提出不同類型的以位置為基礎(chǔ)的服務(wù)(Location-Based Service，LBS)，包括緊急911(E-911)訂戶安全服務(wù)、位置為基礎(chǔ)的帳單服務(wù)、導(dǎo)航系統(tǒng)、與智能運輸系統(tǒng)(ITS)的應(yīng)用等。然而，為了滿足所有應(yīng)用的需求，必須在不同的環(huán)境之下提供移動裝置，如移動電話、智能電話與個人數(shù)字助理等，更準(zhǔn)確的位置估算。
目前相關(guān)領(lǐng)域中已經(jīng)提出多樣的無線定位技術(shù)。這些技術(shù)可以分類為以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)或是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的定位機(jī)制。在以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的定位技術(shù)中，代表性的算法是TDOA(抵達(dá)時間差)與AOA(抵達(dá)角度)機(jī)制。圖1顯示以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的架構(gòu)。在TDOA的機(jī)制中，移動臺(MS)110接收來自不同無線基地臺121、122與123的信號，并且測量這些信號的時間差。在AOA機(jī)制中，移動臺110的本籍(Home)基地臺則觀察來自移動臺110的信號的抵達(dá)角度。另一方面，以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的定位方法中，一般采用的技術(shù)是GPS(全球定位系統(tǒng))。圖2顯示以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的架構(gòu)。移動臺110接收來自多個衛(wèi)星(131與132)的信號，并且測量這些信號的TOA(抵達(dá)時間)。
這些定位技術(shù)的效能在不同環(huán)境中將會有所變化。舉例來說，在以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中農(nóng)村(Rural)區(qū)域里架設(shè)的基地臺數(shù)量比較少，從而導(dǎo)致較弱的來電信號或是信號來源的不足。因此，在農(nóng)村區(qū)域，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的方法(如TDOA與AOA)將會降低移動裝置的位置判斷的準(zhǔn)確度與效能。另一方面，以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的方法(如GPS)的主要問題是當(dāng)衛(wèi)星信號在城市低凹(Urban Valley)區(qū)域被嚴(yán)重地阻擋時，將會使得其效能大幅降低。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，在本發(fā)明提供一種可以在各類型環(huán)境中使用的且更佳的位置估算方法與系統(tǒng)。在本發(fā)明中提出用于移動裝置的混合型位置估算方法與系統(tǒng)。
本發(fā)明實施例的位置估算方法。移動臺由多個衛(wèi)星接收信號，且依據(jù)來自衛(wèi)星的信號進(jìn)行TOA測量。接著，依據(jù)TOA測量使用一展開方法來估算移動臺的一第一位置。移動臺由多個基地臺接收信號，且依據(jù)來自基地臺的信號進(jìn)行TDOA測量。接著，依據(jù)TDOA的測量使用展開方法估算移動臺的一第二位置。最后，第一位置與第二位置被結(jié)合來估算移動臺的位置。
本發(fā)明實施例的位置估算方法。移動臺由多個衛(wèi)星與多個基地臺接收信號。依據(jù)這些信號估算移動臺的位置。
本發(fā)明實施例的位置估算系統(tǒng)，包括多個衛(wèi)星、多個基地臺、與一移動臺。移動臺由衛(wèi)星接收信號，依據(jù)來自衛(wèi)星的信號進(jìn)行TOA測量，且依據(jù)TOA測量使用一展開方法估算移動臺的一第一位置。移動臺更由基地臺接收信號，依據(jù)來自基地臺的信號進(jìn)行TDOA測量，且依據(jù)TDOA測量使用展開方法估算移動臺的一第二位置。最后，移動臺結(jié)合第一位置與第二位置來估算其本身的位置。
本發(fā)明實施例的位置估算系統(tǒng)，包括多個衛(wèi)星、多個基地臺、與一移動臺。移動臺由衛(wèi)星接收信號，依據(jù)來自衛(wèi)星的信號進(jìn)行TOA測量，且依據(jù)TOA測量使用一展開方法估算移動臺的一第一位置。移動臺更由基地臺接收信號，依據(jù)來自基地臺的信號進(jìn)行TDOA測量，且將移動臺的第一位置與TDOA測量至一特定基地臺。特定基地臺依據(jù)TDOA測量使用展開方法估算移動臺的一第二位置，且結(jié)合第一位置與第二位置來估算移動臺的位置。
本發(fā)明上述方法可以通過程序代碼方式收錄于實體媒體中。當(dāng)程序代碼被機(jī)器加載且執(zhí)行時，機(jī)器變成用以實行本發(fā)明的裝置。
圖1為一示意圖是顯示網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的架構(gòu)。
圖2為一示意圖是顯示衛(wèi)星為基礎(chǔ)的架構(gòu)。
圖3為一示意圖是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算系統(tǒng)。
圖4為一流程圖是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算方法。
圖5為一示意圖是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的通過移動臺協(xié)助的位置估算系統(tǒng)。
圖6為一示意圖是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的以移動臺為基礎(chǔ)的位置估算系統(tǒng)。
圖7為一示意圖是顯示移動臺與本籍基地臺之間的關(guān)系。
符號說明110、310、MS～移動臺；121、122、123、321、322、323、BS～基地臺；131、132、331、332～衛(wèi)星；401、402、...、409～步驟。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖標(biāo)，詳細(xì)說明如下。
圖3顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合來自GPS系統(tǒng)與移動電話網(wǎng)絡(luò)的信號。
位置估算系統(tǒng)包括一移動站(MS)310，如移動電話、智能型手機(jī)、與個人數(shù)字助理(PDA)等、多個基地臺(BS)(321、322、與323)、以及多個衛(wèi)星(331與332)。移動站310配備一GPS接收器(未顯示)。另外，每一基地臺具有一個前向連結(jié)(Forward-Link)導(dǎo)引(Pilot)頻道，其可以持續(xù)在移動電話網(wǎng)絡(luò)中廣播其導(dǎo)引信號來提供時序(Timing)與相位(Phase)信息給移動站310。每一基地臺具有一個專用的反向連結(jié)(Reverse-Link)導(dǎo)引頻道，通過此頻道可以由移動站310提供初始獲得(Initial Acquisition)、時序追蹤、與電源控制測量等。每一基地臺配備天線數(shù)組，以適應(yīng)性對準(zhǔn)操縱(Adaptive BeamSteering)來協(xié)助AOA測量。在移動臺310上的TDOA測量是借由取得通過來自基地臺的前向連結(jié)導(dǎo)引頻道的信號來實施。此稱為以移動(移動臺)為基礎(chǔ)的模式。值得注意的是，依據(jù)移動臺的能力，TDOA測量也可以在基地臺上實施，而稱作為移動(移動臺)協(xié)助的模式。另一方面，移動站310使用個別的反向連結(jié)導(dǎo)引頻道將AOA信號傳送給基地臺。在個別基地臺上可以使用其天線數(shù)組來進(jìn)行二維適應(yīng)性對準(zhǔn)操縱，以實施AOA測量。在一些實施例中，為了避免導(dǎo)因于近遠(yuǎn)效應(yīng)(Near-Far Effect)所造成的信號衰減，移動臺310的本籍基地臺可以提供AOA測量的能力，但其實本發(fā)明并不限制于此。
圖4顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算方法。配備GPS的移動臺由衛(wèi)星接收信號，且進(jìn)行TOA測量(tk)(401)。移動臺處理TOA測量且使用一展開方法來估算移動臺的三維位置(如，XG＝[xGyGzG]T)(402)。在此實施例中，可以使用兩步驟最小平方(Two-Step Least Square)法，但本發(fā)明并不限定于此。熟知此領(lǐng)域者應(yīng)可了解其它的方法，如泰勒展開(Taylor Expansion)、范圍-規(guī)模算法(Range-Scale Algorithm)、可信因子算法(Believable FactorAlgorithm)、與LLOP等方法都可以用來進(jìn)行估算。另外，在移動臺上的TDOA測量(ti，j)可以借由通過前向連結(jié)導(dǎo)引頻道由其本籍基地臺與鄰近基地臺取得信號來進(jìn)行(403)。在基地臺上的AOA測量(θ)可以借由通過反向連結(jié)導(dǎo)引頻道由移動臺接收信號來進(jìn)行(404)。使用兩步驟最小平方法，將TDOA與AOA測量合并來估算移動臺的三維位置(XC)(405)。在個別估算的位置(XG與XC)上執(zhí)行一過濾技術(shù)，以由TOA與TDOA/AOA頻道去除測量噪聲與追蹤位置數(shù)據(jù)(406與407)。在此實施例中采用的過濾技術(shù)是高曼(Kalman)過濾技術(shù)，但本發(fā)明并不限定于此。之后，根據(jù)其信號變化實施資料融合(Data Fusion)來混合來自TOA與TDOA/AOA測量的過濾后估算 與 的平均值 與 (408)。之后，可以得到移動臺的融合過后的位置估算 (409)。
移動臺的位置估算可以是以移動臺協(xié)助或是以移動臺為基礎(chǔ)的模式來進(jìn)行。這兩種模式的系統(tǒng)是依據(jù)通訊頻寬的需求與移動臺的計算能力來決定。本發(fā)明的位置估算可以實施于以移動臺協(xié)助或是以移動臺為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。
圖5顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的通過移動臺協(xié)助的位置估算系統(tǒng)。此類型的架構(gòu)適合于具有不充足計算能力的移動臺。配備GPS的移動臺由衛(wèi)星接收信號，且進(jìn)行TOA測量(tk)。移動臺處理TOA測量且使用兩步驟最小平方法估算移動臺的三維位置(XG)。另外，在移動臺上的TDOA測量(ti，j)可以借由通過前向連結(jié)導(dǎo)引頻道由其本籍基地臺與鄰近基地臺取得信號來計算。兩組的信息，由GPS系統(tǒng)的位置估算(XG)與由移動電話網(wǎng)絡(luò)的TDOA測量(ti，j)將通過反向連結(jié)導(dǎo)引頻道傳送回本籍基地臺。在本籍基地臺上的AOA測量(θ)可以借由通過反向連結(jié)導(dǎo)引頻道由移動臺接收信號來進(jìn)行。在本籍基地臺上的位置服務(wù)器(未顯示)合并TDOA與AOA測量來執(zhí)行位置估算。兩步驟最小平方法可以用來估算移動臺的三維位置(XC)。位置服務(wù)器執(zhí)行高曼過濾技術(shù)，以由TOA與TDOA/AOA頻道去除測量噪聲與追蹤位置資料，且根據(jù)其信號變化執(zhí)行資料融合來混合來自TOA與TDOA/AOA測量的過濾后估算 與 的平均值 與 之后，可以得到移動臺的融合過后的位置估算 圖6顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的以移動臺為基礎(chǔ)的位置估算系統(tǒng)。此類型的架構(gòu)適合于具有充足的計算能力的移動臺。在本籍基地臺上取得AOA測量(θ)，且將AOA測量(θ)通過前向連結(jié)導(dǎo)引頻道傳送至移動臺。移動臺依據(jù)通過前向連結(jié)導(dǎo)引頻道由其本籍基地臺與鄰近基地臺取得的信號來計算TDOA測量(ti，j)。移動臺借由使用兩步驟最小平方法來合并TDOA與AOA測量來進(jìn)行位置估算(XC)。配備GPS的移動臺由衛(wèi)星接收信號，且依據(jù)TOA測量(tk)提供位置估算(XG)。移動臺執(zhí)行高曼過濾技術(shù)于TOA與TDOA/AOA頻道，以得到位置估算， 與 將位置估算， 與 融合之后，可以得到移動臺最終的位置估算 TOA、TDOA與AOA測量、使用兩步驟最小平方法的位置估算、高曼過濾、與資料融合的細(xì)節(jié)將于后進(jìn)行討論。
TOA、TDOA與AOA測量TOA、TDOA與AOA測量的數(shù)學(xué)模型將進(jìn)行說明。移動臺的三維坐標(biāo)將于提出的混合型位置估算算法中使用。
由GPS系統(tǒng)的三維TOA測量tk可以借由下列方程式得到，tk=1crk,o+nk,k=1,2,...,N---(1),]]>其中，c是光速，下標(biāo)k表示第k個衛(wèi)星的測量，下標(biāo)o表示原始實際相對距離，且nk系關(guān)于TOA測量tk的測量噪聲。在移動臺與第k個衛(wèi)星的相對距離(rk，o)可以得到為rk,o=(x-xk)2+(y-yk)2+(z-zk)2---(2),]]>其中，(x，y，z)表示移動臺位置，且(xk，yk，zk)為第k個衛(wèi)星的位置。
三維移動電話基礎(chǔ)的TODA測量ti，j可以借由計算移動臺跟第i個與第j個基地臺之間的時間差來得到
ti,j=1c(ri,o-rj,o)+ni,j---(3),]]>其中，i與j表示第i個與第j個基地臺，且ni，j為ti，j的測量噪聲。
在一些實施例中，本籍基地臺的天線數(shù)組可以測量x與y方向，移動電話系統(tǒng)的AOA測量(θ)表示為θ=tan-1(y-y1x-x1)+nθ---(4),]]>其中，θ為移動臺與其本籍基地臺之間的水平角度，(x1，y1)為本籍基地臺的水平坐標(biāo)，且nθ為θ的測量噪聲。
使用兩步驟最小平方法的位置估算三維TOA位置估算在一些實施例中，至少需要從四個衛(wèi)星(N≥4)取得信號，以由TOA測量解決兩步驟最小平方問題。(1)中的三維TOA測量可以重寫為Hx＝J (5)，其中H=-2x1-2y1-2z11-2x2-2y2-2z21············-2xN-2yN-2zN1,x=xyzRT,J=r12-L1r22-L2···rN2-LN,]]>R＝x2+y2+z2，Lk=xk2+yk2+zk2,]]>且rk＝ctk，其中，k＝1，2，...，N。其中rk為移動臺與第k個衛(wèi)星之間的測量距離。
兩步驟最小平方法的概念是在第一步中取得一中間位置估算，假設(shè)x、y、z與R并沒有關(guān)聯(lián)。在第二步中，釋出假設(shè)，以調(diào)整此中間結(jié)果來取得一改善后的位置估算，XG＝[xGyGzG]T。兩步驟最小平方法的更多細(xì)節(jié)將于此省略。
三維TDOA/AOA位置估算為了評估使用二維AOA測量來對于移動臺進(jìn)行位置判斷的可行性，必須研究移動臺與本籍基地臺之間的幾何關(guān)系。圖7顯示移動臺與本籍基地臺之間的關(guān)系。如圖7所示，本籍基地臺的位置被定義為參考點，且在x-y平面中起因于AOA測量噪聲nθ2D的幾何關(guān)是顯示為D1sinnθ2D=(x-x1)sinθ-(y-y1)cosθ---(6),]]>其中，D1=(x-x1)2+(y-y1)2.]]>r1，o表示移動臺與本籍基地臺之間的相對距離。當(dāng)D1＞＞h，D1≈r1，o。因此，近似值為D1sinnθ2D=r1,osinnθ2D---(7).]]>因此，(6)改變?yōu)閞1,osinnθ2D≈(x-x1)sinθ-(y-y1)cosθ---(8).]]>由于當(dāng)|nθ2D|<<1]]>時，sinnθ2D≈nθ2D,]]>(8)可以大概以線性形式重寫為0≈-(x-x1)sinθ+(y-y1)cosθ+r1,onθ2D---(9).]]>使用本籍基地臺的AOA測量的好處在于來降低由一個額外的基地臺取得信號的需求?；谟啥S天線數(shù)組取得AOA測量的限制，在移動臺與本籍基地臺之間的垂直角度是無法測量的。未定義的垂直角度可能導(dǎo)致幾何關(guān)系(9)中過多的錯誤，尤其是當(dāng)移動臺接近本籍基地臺的位置的時候。因此，必須考量兩種情況。在一些實施例中，AOA測量還包括一距離判斷裝置(未顯示)，其判斷是否要實施長距離情況或是短距離情況。
a)本籍基地臺與移動臺間為長距離在此實施例中，位置估算至少需要三個來自基地臺的TDOA測量與一個來自本籍基地臺的AOA測量。由(3)與(4)的三維TDOA與AOA測量可以重新再以公式(5)表示，其中H=-x2-x1y2-y1z2-z1r2,1x3-x1y3-y1z3-z1r3,1············xN-x1yN-y1zN-z1rN,1-sinθcosθ00,x=xyzr1,oT,J=12r2,12-L2+L1r3,12-L3+L1···rN,12-LN+L12x1sinθ-2y1cosθ,]]>且ri，1＝cti，1，其中i＝2，3，...，N。r1，o表示(2)中移動臺與本籍基地臺之間的相對距離。
b)本籍基地臺與移動臺間為短距離由于當(dāng)移動臺在本籍基地臺附近時利用AOA測量是不可行的，位置估算則需要一個額外的三維TDOA測量。因此，在此實施例中，至少需要四個TDOA測量來進(jìn)行位置估算。由(2)的三維TDOA測量可以寫為(5)，其中H=-x2-x1y2-y1z2-z1r2,1x3-x1y3-y1z3-z1r3,1············xN-x1yN-y1zN-z1rN,1,x=xyzr1,0T,]]>且J=12r2,12-L2+L1r3,12-L3+L1···rN,12-LN+L1.]]>高曼過濾在此實施例中，高曼過濾技術(shù)用來對于信號進(jìn)行后處理。其提供TOA與TDOA/AOA資料的范圍測量、平滑化、與噪聲減輕的能力。此外，高曼過濾器也可以用來對于移動臺進(jìn)行移動軌道追蹤。測量程序與高曼過濾器的狀態(tài)方程式可以寫為Xk=CX^k+ek---(10),]]>X^k=AX^k-1+wk-1---(11),]]>其中，Xk＝[xkykzk]T是在時間常數(shù)k時，由 或 的測量資料，X^k=x^ky^kz^kvxkvykvzkT]]>為估算狀態(tài)向量，且ek與wk為處理與測量噪聲。(10)中的矩陣C相關(guān)于狀態(tài) 的測量(Xk)為C=IΔtI0I.]]>(11)中的矩陣A為狀態(tài)轉(zhuǎn)變矩陣M＝[I 0]。此實施例應(yīng)用高曼過濾至TOA與TDOA/AOA頻道，但不限定于此。
資料融合資料融合的主要功能在于將不同類型的信息進(jìn)行合并，從而加強(qiáng)定位的準(zhǔn)確性。通過合并TOA與TDOA/AOA估算，得出的資料可以在不同的環(huán)境下(如，城市、郊區(qū)、與農(nóng)村)提供可行的位置估算。在此實施例中，融合的程序是依據(jù)貝氏分析(Bayesian Inference)模型，其改善具有已知信號變動的估算。值得注意的是，融合的程序并不限定于貝氏分析模型。最終的位置估算與其變異可以通過下列公式得到
X^f=σG2σG2+σC2X‾^C+σC2σG2+σC2X‾^G---(12)]]>且σf2=11σC2+1σG2---(13),]]>其中，X‾^C=x‾^Cy‾^Cz‾^CT]]>是由TDOA/AOA頻道得到的位置估算 的平均，X‾^G=x‾^Gy‾^Gz‾^GT]]>是由TOA頻道得到的位置估算 的平均，σC是 的標(biāo)準(zhǔn)差，且σG是 的標(biāo)準(zhǔn)差。
混合型位置估算通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)與衛(wèi)星為基礎(chǔ)的技術(shù)的好處來判定移動臺的位置。除了移動臺的經(jīng)緯度之外，移動臺的高度也可以從而得到。位置估算的準(zhǔn)確度可以從而改善。
本發(fā)明的方法，或特定型態(tài)或其部分，可以以程序代碼的型態(tài)包含于實體媒體，如軟盤、光盤片、硬盤、或是任何其它機(jī)器可讀取(如計算機(jī)可讀取)儲存媒體，其中，當(dāng)程序代碼被機(jī)器，如計算機(jī)加載且執(zhí)行時，此機(jī)器變成用以參與本發(fā)明的裝置。本發(fā)明的方法與裝置也可以以程序代碼型態(tài)通過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態(tài)進(jìn)行傳送，其中，當(dāng)程序代碼被機(jī)器，如計算機(jī)接收、加載且執(zhí)行時，此機(jī)器變成用以參與本發(fā)明的裝置。當(dāng)在一般用途處理器實作時，程序代碼結(jié)合處理器提供一操作類似于應(yīng)用特定邏輯電路的獨特裝置。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種位置估算方法，用于一移動裝置，包括下列步驟依據(jù)來自多個衛(wèi)星的信號進(jìn)行抵達(dá)時間測量；依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量使用一展開方法來估算一第一位置；依據(jù)來自多個基地臺的信號進(jìn)行抵達(dá)時間差測量；依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量使用該展開方法來估算一第二位置；以及結(jié)合該第一位置與該第二位置來估算該移動裝置的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，還包括使用一過濾技術(shù)來平滑該第一位置與該第二位置。
3.如權(quán)利要求2所述的位置估算方法，其中該過濾技術(shù)為高曼過濾。
4.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，還包括下列步驟于一特定基地臺進(jìn)行一抵達(dá)角度測量；以及依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量與該抵達(dá)角度測量使用該展開方法來估算該第二位置。
5.如權(quán)利要求4所述的位置估算方法，其中該特定基地臺為該移動裝置的一本籍基地臺。
6.如權(quán)利要求4所述的位置估算方法，還包括判斷該移動裝置與該特定基地臺之間的距離是否超過一臨限值。
7.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，還包括依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量與每一所述的衛(wèi)星的位置使用該展開方法來估算該第一位置。
8.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，還包括依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量與每一所述的基地臺的位置使用該展開方法來估算該第二位置。
9.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，其中該展開方法為兩步驟最小平方法。
10.如權(quán)利要求1所述的位置估算方法，還包括利用一貝氏統(tǒng)計分析模型來結(jié)合該第一位置與該第二位置，以估算該移動裝置的位置。
11.一種位置估算方法，用于一移動臺，包括下列步驟由多個衛(wèi)星與多個基地臺接收信號；以及依據(jù)所述的信號估算該移動臺的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的位置估算方法，還包括下列步驟依據(jù)來自所述的衛(wèi)星的信號進(jìn)行抵達(dá)時間測量；依據(jù)來自所述的基地臺的信號進(jìn)行抵達(dá)時間差測量；以及依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量與所述的抵達(dá)時間差測量估算該移動臺的位置。
13.如權(quán)利要求12所述的位置估算方法，還包括利用一貝氏統(tǒng)計分析模型來結(jié)合所述的抵達(dá)時間測量與所述的抵達(dá)時間差測量，以估算該移動臺的位置。
14.如權(quán)利要求12所述的位置估算方法，還包括下列步驟于一特定基地臺進(jìn)行一抵達(dá)角度測量；以及依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量、所述的抵達(dá)時間差測量與該抵達(dá)角度測量來估算該移動臺的位置。
15.如權(quán)利要求14所述的位置估算方法，還包括利用一貝氏統(tǒng)計分析模型來結(jié)合所述的抵達(dá)時間測量、所述的抵達(dá)時間差測量與該抵達(dá)角度測量，以估算該移動臺的位置。
16.如權(quán)利要求14所述的位置估算方法，還包括判斷該移動臺與該特定基地臺之間的距離是否超過一臨限值。
17.如權(quán)利要求14所述的位置估算方法，其中該特定基地臺為該移動裝置的一本籍基地臺。
18.如權(quán)利要求12所述的位置估算方法，還包括使用一過濾技術(shù)來平滑所述的抵達(dá)時間測量與所述的抵達(dá)時間差測量。
19.如權(quán)利要求18所述的位置估算方法，其中該過濾技術(shù)為高曼過濾。
20.如權(quán)利要求14所述的位置估算方法，還包括使用一過濾技術(shù)來平滑所述的抵達(dá)時間測量、所述的抵達(dá)時間差測量、與該抵達(dá)角度測量。
21.如權(quán)利要求20所述的位置估算方法，其中該過濾技術(shù)為高曼過濾。
22.如權(quán)利要求12所述的位置估算方法，還包括依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量、所述的抵達(dá)時間差測量、與每一所述的衛(wèi)星與基地臺的位置使用一展開方法來估算該移動臺的位置。
23.如權(quán)利要求22所述的位置估算方法，其中該展開方法為兩步驟最小平方法。
24.如權(quán)利要求14所述的位置估算方法，還包括依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量、所述的抵達(dá)時間差測量、該抵達(dá)角度測量、與每一所述的衛(wèi)星與基地臺的位置使用一展開方法來估算該移動臺的位置。
25.如權(quán)利要求24所述的位置估算方法，其中該展開方法為兩步驟最小平方法。
26.一種位置估算系統(tǒng)，包括多個衛(wèi)星；多個基地臺；以及一移動臺，用以依據(jù)來自所述的衛(wèi)星的信號進(jìn)行抵達(dá)時間測量，依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量使用一展開方法來估算一第一位置，依據(jù)來自所述的基地臺的信號進(jìn)行抵達(dá)時間差測量，依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量使用該展開方法來估算一第二位置，以及結(jié)合該第一位置與該第二位置來估算該移動臺的位置。
27.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中該移動臺還分別執(zhí)行一過濾技術(shù)于該第一位置與該第二位置，從而平滑該第一位置與該第二位置的測量噪聲。
28.如權(quán)利要求27所述的位置估算系統(tǒng)，其中該過濾技術(shù)為高曼過濾。
29.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中一特定基地臺還接收由該移動臺傳送的信號，依據(jù)所述的信號進(jìn)行一抵達(dá)角度測量，且傳送該抵達(dá)角度測量至該移動臺。
30.如權(quán)利要求29所述的位置估算系統(tǒng)，其中該特定基地臺為該移動臺的一本籍基地臺。
31.如權(quán)利要求29所述的位置估算系統(tǒng)，其中所述的基地臺中之一還判斷該移動臺與該特定基地臺之間的距離是否超過一臨限值。
32.如權(quán)利要求29所述的位置估算系統(tǒng)，其中該移動臺還依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量與該抵達(dá)角度測量使用該展開方法來估算該第二位置。
33.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中該移動臺還依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量與每一所述的衛(wèi)星的位置使用該展開方法來估算該第一位置。
34.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中該移動臺還依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量與每一所述的基地臺的位置使用該展開方法來估算該第二位置。
35.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中該展開方法為兩步驟最小平方法。
36.如權(quán)利要求26所述的位置估算系統(tǒng)，其中該第一位置與該第二位置是利用一貝氏統(tǒng)計分析模型來進(jìn)行結(jié)合，以估算該移動臺的位置。
37.一種位置估算系統(tǒng)，包括多個衛(wèi)星；多個基地臺；以及一移動臺，用以依據(jù)來自所述的衛(wèi)星的信號進(jìn)行抵達(dá)時間測量，依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量使用一兩步驟最小平方法來估算一第一位置，依據(jù)來自所述的基地臺的信號進(jìn)行抵達(dá)時間差測量，且傳送該第一位置與所述的抵達(dá)時間差測量至一特定基地臺，其中，該特定基地臺依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量使用該兩步驟最小平方法來估算一第二位置，以及結(jié)合該第一位置與該第二位置來估算該移動臺的位置。
38.如權(quán)利要求37所述的位置估算系統(tǒng)，其中該特定基地臺為該移動臺的一本籍基地臺。
39.如權(quán)利要求37所述的位置估算系統(tǒng)，其中該特定基地臺還使用一過濾技術(shù)來平滑該第一位置與該第二位置。
40.如權(quán)利要求37所述的位置估算系統(tǒng)，其中該特定基地臺還依據(jù)由該移動臺傳送的信號進(jìn)行一抵達(dá)角度測量，且依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量與該抵達(dá)角度測量使用該兩步驟最小平方法來估算該第二位置。
41.如權(quán)利要求37所述的位置估算系統(tǒng)，其中該特定基地臺還利用一貝氏統(tǒng)計分析模型來結(jié)合該第一位置與該第二位置。
全文摘要
一種位置估算方法與系統(tǒng)。移動臺由多個衛(wèi)星與多個基地臺接收信號。依據(jù)來自多個衛(wèi)星的信號進(jìn)行TOA(抵達(dá)時間)測量；依據(jù)所述的抵達(dá)時間測量使用一展開方法來估算一第一位置；依據(jù)來自多個基地臺的信號進(jìn)行TDOA(抵達(dá)時間差)測量；依據(jù)所述的抵達(dá)時間差測量使用該展開方法來估算一第二位置；以及結(jié)合該第一位置與該第二位置來估算該移動裝置的位置。
文檔編號G01S19/46GK1854752SQ20061005823
公開日2006年11月1日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者陳昭霖, 方凱田 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司