用于在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中確定位置的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于確定設(shè)備的位置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收機(jī)模塊、通信模塊和地點(diǎn)確定模塊。接收機(jī)模塊分別從總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星獲取信號(hào)。通信模塊經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器獲得對應(yīng)于多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)。地點(diǎn)確定模塊至少部分基于(i)從多顆衛(wèi)星獲取的信號(hào)以及(ii)從服務(wù)器獲得的對應(yīng)于多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)來確定設(shè)備的位置。進(jìn)一步在沒有有關(guān)設(shè)備的位置的先驗(yàn)知識(shí)的情況下確定設(shè)備的位置。
【專利說明】用于在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中確定位置的方法和裝置
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2013年5月21日提交的美國發(fā)明申請第13/898, 779的優(yōu)先權(quán)以 及于2012年5月23日提交的美國臨時(shí)申請第61/650, 946號(hào)和于2013年3月15日提交 的美國臨時(shí)申請第61/791，872號(hào)的權(quán)益。以上所引用的申請的全部公開內(nèi)容通過引用結(jié) 合于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開內(nèi)容總體上涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并且尤其涉及用于在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系 統(tǒng)中確定位置的技術(shù)和裝置。

【背景技術(shù)】
[0004] 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)是一種用來確定地球上的接收機(jī)的位置（position) (或地理地點(diǎn)（location))的基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)（GPS)是GNSS的示例。 GPS包括具有24顆衛(wèi)星的星座（21顆GPS衛(wèi)星和三顆備用衛(wèi)星），它們在地球上空10600 英里處對地球繞軌道運(yùn)行。這些衛(wèi)星被間隔開，使得從地球上的任一點(diǎn)看去，至少四顆衛(wèi)星 將處于地平線之上。這些衛(wèi)星使得接收機(jī)能夠確定接收機(jī)的位置（例如，地理地點(diǎn)）。在商 業(yè)應(yīng)用中，所確定的位置的準(zhǔn)確度能夠在距接收機(jī)的實(shí)際位置1〇〇米至10米之間變化。在 要求更高精度的其它應(yīng)用（例如軍事應(yīng)用、勘測應(yīng)用等）中，所確定的位置的準(zhǔn)確度能夠處 于距接收機(jī)的實(shí)際位置1米以內(nèi)。
[0005] 每顆衛(wèi)星包括計(jì)算機(jī)、原子鐘和無線電。利用其自己的軌道和時(shí)鐘的知識(shí)，每顆 衛(wèi)星周期性地廣播其位置和時(shí)間。每顆衛(wèi)星以精確的間隔傳送信號(hào)（這里被稱作"衛(wèi)星信 號(hào)")。在地面上，接收機(jī)包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將在衛(wèi)星信號(hào)中接收的信息轉(zhuǎn)換為包括位置估 計(jì)、速度估計(jì)和時(shí)間估計(jì)的數(shù)據(jù)。使用從給定衛(wèi)星接收的數(shù)據(jù)，接收機(jī)能夠計(jì)算給定衛(wèi)星的 位置以及給定衛(wèi)星和接收機(jī)之間的距離。相應(yīng)地，接收機(jī)然后能夠通過從多顆其它衛(wèi)星獲 得類似信息而使用三角測量或其它技術(shù)來確定接收機(jī)的位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 公開了一種用于確定設(shè)備的位置的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括接收機(jī)模塊、通信模塊和地點(diǎn) 確定模塊。接收機(jī)模塊被配置為分別從總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星獲取信號(hào)。通信模塊被配置 為從服務(wù)器獲得對應(yīng)于總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)。對應(yīng)于 總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)由通信模塊經(jīng)由（i)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或 (ii)無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器獲得。地點(diǎn)確定模塊被配置為至少部分基于（i)從總數(shù)小于五的多 顆衛(wèi)星獲取的信號(hào)以及（ii)從服務(wù)器獲得的對應(yīng)于總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星中的一顆或多 顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)來確定設(shè)備的位置。進(jìn)一步在沒有有關(guān)設(shè)備的位置的先驗(yàn)知識(shí)的情況下 確定設(shè)備的位置。
[0007] 在其它特征中，公開了一種用于確定設(shè)備的位置的方法。方法包括分別從總數(shù)小 于五的多顆衛(wèi)星獲取信號(hào)。方法進(jìn)一步包括從服務(wù)器獲得對應(yīng)于總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星中 的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)。對應(yīng)于總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷 數(shù)據(jù)經(jīng)由（i)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或（ii)無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器被獲得。方法進(jìn)一步包括至少部分基于 (i)從總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星獲取的信號(hào)以及（ii)從服務(wù)器獲得的對應(yīng)于總數(shù)小于五的 多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)來確定設(shè)備的位置。進(jìn)一步在沒有有關(guān)設(shè)備的位 置的先驗(yàn)知識(shí)的情況下確定設(shè)備的位置。
[0008] 本文所公開的技術(shù)和裝置的一個(gè)或多個(gè)潛在優(yōu)勢包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。 在一個(gè)方面，如以下詳細(xì)解釋的，本公開內(nèi)容的系統(tǒng)和方法使用得自于僅從四顆衛(wèi)星接收 的幾毫秒數(shù)據(jù)的測量值并且在沒有任何與接收機(jī)的近似位置相關(guān)的信息的情況下改善了 首次定位時(shí)間（TTFF)。特別地，根據(jù)本公開內(nèi)容，能夠僅使用以下數(shù)據(jù)來改善TTFF:得 自于從多達(dá)四顆衛(wèi)星（例如，小于五的衛(wèi)星數(shù)目）接收的幾毫秒數(shù)據(jù)的測量值、有效年歷 (almanac)數(shù)據(jù)、有效星歷數(shù)據(jù)以及準(zhǔn)確到小于1小時(shí)的近似當(dāng)前時(shí)間。因此，在一個(gè)方面， 本公開內(nèi)容的系統(tǒng)和方法通過利用來自僅四顆衛(wèi)星而不是五顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)并且通過利用 準(zhǔn)確到小于1小時(shí)的當(dāng)前時(shí)間而并非要求準(zhǔn)確到小于1分鐘的時(shí)間改善了 TTFF。另外，在 一個(gè)方面，系統(tǒng)和方法在不需要接收機(jī)的任何位置信息的情況下改善了 TTFF。相反，使用搜 索過程（search procedure)來確定接收機(jī)的近似位置。使用類Viterbi方法來解決偽距 測量值中的毫秒模糊（millisecond ambiguity)以準(zhǔn)確地確定接收機(jī)的位置。
[0009] 本公開內(nèi)容的另外的可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鶕?jù)詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖變得顯而易 見。詳細(xì)描述和具體示例僅意在出于說明的目的而并非意在對本公開內(nèi)容的范圍加以限 制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)設(shè)備的功能框圖。
[0011] 圖2描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于確定GNSS設(shè)備的近似位置的搜索過 程。
[0012] 圖3描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于解決偽距測量值中的毫秒模糊的類 Viterbi 方法。
[0013] 圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于確定GNSS設(shè)備的近似位置的方法的流程 圖。
[0014] 在附圖中，附圖標(biāo)記可以被重復(fù)使用以標(biāo)示相似和/或相同的要素。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 接收機(jī)基于分別從多顆衛(wèi)星獲取的信號(hào)確定接收機(jī)的地點(diǎn)所需的時(shí)間一般被稱 作首次定位時(shí)間（TTFF)。TTFF可以根據(jù)衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)（即，軌道信息）被確定。GPS衛(wèi) 星的星歷數(shù)據(jù)通常在多達(dá)四個(gè)小時(shí)內(nèi)有效。星歷數(shù)據(jù)的可用性對TTFF的影響很大。
[0016] TTFF通常被劃分為三種啟動(dòng)情形：冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)和暖啟動(dòng)。在冷啟動(dòng)中（例如， 當(dāng)接收機(jī)在購買后或者在長時(shí)間未使用后首次被開啟時(shí)），接收機(jī)沒有時(shí)間和地點(diǎn)的知識(shí)， 并且沒有有效的星歷數(shù)據(jù)。為了在冷啟動(dòng)情形中確定接收機(jī)的地點(diǎn)，接收機(jī)必須首先獲取 衛(wèi)星信號(hào)，并且在獲取到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，接收機(jī)可以開始獲得有關(guān)所有其它衛(wèi)星的近似信息 (本文稱作"年歷數(shù)據(jù)"）。在GPS系統(tǒng)中，該年歷數(shù)據(jù)在12.5分鐘內(nèi)被反復(fù)傳送。年歷數(shù) 據(jù)可以從任意GPS衛(wèi)星被接收并且在多達(dá)7天內(nèi)有效。因此，冷啟動(dòng)中的TTFF相對慢（例 如，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度為數(shù)十秒，大約30秒或者更多或更長）。
[0017] 在熱啟動(dòng)中，接收機(jī)具有有效的時(shí)間、位置、年歷數(shù)據(jù)和星歷數(shù)據(jù)，這允許接收機(jī) 快速獲取衛(wèi)星信號(hào)，并且因此在無需再次下載星歷數(shù)據(jù)的情況下確定接收機(jī)的位置。因此， 熱啟動(dòng)情形中的TTFF相對快（例如，在露天情況下少于1秒）。
[0018] 在暖啟動(dòng)中，接收機(jī)具有當(dāng)前時(shí)間的粗略估計(jì)（例如，準(zhǔn)確到數(shù)秒）、當(dāng)前位置的 粗略估計(jì)（例如，準(zhǔn)確到數(shù)百千米）以及有效的年歷數(shù)據(jù)；然而，接收機(jī)沒有有效的星歷數(shù) 據(jù)。因此，暖啟動(dòng)中的TTFF (例如，大于18秒）小于冷啟動(dòng)中的TTFF但是大于熱啟動(dòng)中的 TTFF。
[0019] 能夠通過將暖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換為熱啟動(dòng)來改善TTFF。常規(guī)來講，將暖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換為熱啟動(dòng) 通常至少需要以下數(shù)據(jù)：得自于從五顆或更多顆衛(wèi)星接收的數(shù)毫秒數(shù)據(jù)的測量值、有效的 年歷數(shù)據(jù)、有效的星歷數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確到小于1分鐘的近似當(dāng)前時(shí)間以及準(zhǔn)確到小于30km的近 似當(dāng)前位置。
[0020] 在一個(gè)方面，本公開內(nèi)容涉及用于使用得自于僅從四顆衛(wèi)星接收的數(shù)毫秒數(shù)據(jù)的 測量值并且在沒有任何有關(guān)接收機(jī)的近似位置的信息的情況下改善TTFF的系統(tǒng)和方法。 特別地，根據(jù)本公開內(nèi)容，能夠僅使用以下數(shù)據(jù)來改善TTFF :得自于從多達(dá)四顆衛(wèi)星（例 如，小于五的衛(wèi)星數(shù)目）接收的數(shù)毫秒數(shù)據(jù)的測量值、有效的年歷數(shù)據(jù)、有效的星歷數(shù)據(jù)以 及準(zhǔn)確到小于1小時(shí)的近似當(dāng)前時(shí)間。因此，在一個(gè)方面，本公開內(nèi)容的系統(tǒng)和方法通過利 用僅來自四顆衛(wèi)星而不是五顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，并且通過利用準(zhǔn)確到小于1小時(shí)的當(dāng)前時(shí)間而 并非要求準(zhǔn)確到小于1分鐘的時(shí)間，來改善TTFF。另外，在一個(gè)方面，系統(tǒng)和方法在不需要 接收機(jī)的任何位置信息的情況下改善TTFF。
[0021] 圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的GNSS設(shè)備100 (接收機(jī)）。GNSS設(shè)備100 包括接收機(jī)模塊102、通信模塊104和地點(diǎn)確定模塊106。在操作中，當(dāng)GNSS被激活（例如， 被開啟或啟動(dòng)）時(shí)，接收機(jī)模塊102在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)從多達(dá)四顆衛(wèi)星獲取信號(hào)。如以上 所討論的，GNSS設(shè)備100的激活可以對應(yīng)于冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)或暖啟動(dòng)。例如，在暖啟動(dòng)中， GNSS設(shè)備100可能沒有四顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的有效星歷數(shù)據(jù)。GNSS設(shè)備100通 過其從多達(dá)四顆衛(wèi)星獲取信號(hào)的預(yù)定時(shí)間周期通常處于毫秒的量級(jí)。例如，預(yù)定時(shí)間周期 可以處于2ms至IOms的范圍內(nèi)（例如6ms)。
[0022] 通信模塊104在GNSS設(shè)備100被開啟之后從服務(wù)器（未示出）獲得衛(wèi)星的星歷 數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，通信模塊104僅針對具有已過期的星歷數(shù)據(jù)的衛(wèi)星獲得星歷數(shù)據(jù)。 通信模塊104經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器獲得星歷數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，通 信模塊104還從服務(wù)器獲得年歷數(shù)據(jù)。地點(diǎn)確定模塊106基于從衛(wèi)星接收的信號(hào)以及從服 務(wù)器接收的星歷數(shù)據(jù)來確定GNSS設(shè)備100的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，地點(diǎn)確定模塊106進(jìn) 一步利用年歷數(shù)據(jù)來確定GNSS設(shè)備100的位置。
[0023] 如以下所解釋的，在一個(gè)實(shí)施例中，地點(diǎn)確定模塊106通過利用得自于從衛(wèi)星接 收的信號(hào)的三個(gè)測量值中的一個(gè)或多個(gè)測量值來確定GNSS設(shè)備100的位置：從衛(wèi)星接收的 信號(hào)的碼相位（code phase)、多普勒頻移和信號(hào)強(qiáng)度。此外，地點(diǎn)確定模塊106利用從服務(wù) 器接收的星歷數(shù)據(jù)以及被存儲(chǔ)在GNSS設(shè)備100中的當(dāng)前時(shí)間的粗略估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例 中，GNSS設(shè)備100在GNSS設(shè)備100被關(guān)閉（或者至少GNSS設(shè)備100的GPS組件被關(guān)閉或 者進(jìn)入休眠模式）之前存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)間。由GNSS設(shè)備100存儲(chǔ)（并且保持）的時(shí)間以后可 以被地點(diǎn)確定模塊106用作當(dāng)前時(shí)間的粗略估計(jì)。如以下所解釋的，地點(diǎn)確定模塊106通 過確定近似位置、獲得偽距（GNSS設(shè)備100和衛(wèi)星之間的近似距離）并且估計(jì)時(shí)間偏移量 和準(zhǔn)確的用戶位置（即，GNSS設(shè)備100的位置）來確定GNSS設(shè)備100的位置。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，地點(diǎn)確定模塊106如下確定GNSS設(shè)備100的近似位置。地點(diǎn)確 定模塊106以三個(gè)準(zhǔn)確度水平確定GNSS設(shè)備100的近似位置：非常粗略（準(zhǔn)確到數(shù)千千米 之內(nèi)）、粗略（準(zhǔn)確到小于300km)和近似（準(zhǔn)確到數(shù)十千米之內(nèi)）。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，地點(diǎn)確定模塊106如下確定GNSS設(shè)備100的非常粗略的位置。 地點(diǎn)確定模塊106基于從服務(wù)器接收的星歷數(shù)據(jù)以及在GNSS設(shè)備100中存儲(chǔ)的粗略時(shí)間 估計(jì)來估計(jì)GNSS設(shè)備100相對于四顆衛(wèi)星中的每顆衛(wèi)星的近似位置。地點(diǎn)確定模塊106 通過對這些估計(jì)進(jìn)行平均來確定GNSS設(shè)備100的非常粗略的位置。然而，非常粗略的位置 準(zhǔn)確到數(shù)千千米。該準(zhǔn)確度可以如下被改進(jìn)至小于l〇〇〇km。
[0026] 信號(hào)強(qiáng)度模塊108測量從四顆衛(wèi)星接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。地點(diǎn)確定模塊106使 用信號(hào)強(qiáng)度生成估計(jì)的加權(quán)平均值。加權(quán)平均值表示GNSS設(shè)備100的粗略位置。使用基 于從服務(wù)器接收的星歷數(shù)據(jù)以及被存儲(chǔ)在GNSS設(shè)備100中的粗略時(shí)間估計(jì)確定的粗略位 置作為起始點(diǎn)，地點(diǎn)確定模塊106使用搜索過程（以下結(jié)合圖2進(jìn)行描述）以進(jìn)一步收窄 粗略位置的不確定性（例如至小于300km)。在一個(gè)實(shí)施例中，GNSS設(shè)備100的位置的不確 定性例如能夠進(jìn)一步收窄到小于數(shù)十千米。
[0027] 圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的由地點(diǎn)確定模塊106使用的搜索過 程。在描述搜索過程之前，以下對確定由搜索過程使用的參數(shù)的過程進(jìn)行解釋，上述參數(shù)被 稱作碼相位和多普勒頻移。
[0028] 衛(wèi)星使用碼分多址（CDM)來傳送信號(hào)。每顆衛(wèi)星傳送每毫秒進(jìn)行重復(fù)的唯一碼。 碼生成模塊110生成從衛(wèi)星接收的信號(hào)的副本。相關(guān)模塊112將從衛(wèi)星接收（或獲?。┑?信號(hào)與由碼生成模塊110生成的信號(hào)的副本進(jìn)行相關(guān)。碼相位模塊114對由碼生成模塊 110生成的信號(hào)的相位進(jìn)行移動(dòng)，直至相關(guān)模塊112找出從衛(wèi)星接收的信號(hào)與由碼生成模 塊110生成的信號(hào)的副本之間的相關(guān)。
[0029] 碼相位模塊114對由碼生成模塊110生成的信號(hào)的相位進(jìn)行移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的 數(shù)量被稱作"碼相位"。由于從衛(wèi)星接收的信號(hào)包括多普勒頻移，所以碼相位可能不以整 數(shù)毫秒數(shù)而不同。相反，碼相位可能包括整數(shù)（毫秒或msec)部分和非整數(shù)（亞毫秒或 sub-msec)部分。
[0030] 頻移模塊116對在GNSS設(shè)備100的位置處觀察到的多普勒頻移進(jìn)行測量。頻移 模塊116測量從衛(wèi)星之一接收的信號(hào)與由碼生成模塊110生成的相應(yīng)信號(hào)之間的多普勒頻 移。此外，頻移模塊116如下計(jì)算在多個(gè)不同位置處的多普勒頻移。
[0031] 地點(diǎn)確定模塊106在所確定的GNSS設(shè)備100的粗略位置周圍選擇多個(gè)不同位置， 其中（在一個(gè)實(shí)施例中）相鄰位置被隔開預(yù)定距離。預(yù)定距離可以是用戶可選擇的參數(shù)， 其確定使用搜索過程估計(jì)的位置的確定性（準(zhǔn)確度）。例如，預(yù)定距離可以是150km、75km 等。預(yù)定距離越小，所估計(jì)的位置的確定性（準(zhǔn)確度）就越高。頻移模塊116計(jì)算在多個(gè) 位置處的多普勒頻移。
[0032] 標(biāo)準(zhǔn)偏差模塊118確定觀察到的多普勒頻移和計(jì)算的多普勒頻移之間的標(biāo)準(zhǔn)偏 差。地點(diǎn)確定模塊106選擇多達(dá)三個(gè)位置作為候選位置，其中這三個(gè)候選位置具有小于或 等于預(yù)定閾值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。例如，在三個(gè)候選位置處的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于在其它位置處的標(biāo)準(zhǔn) 偏差。地點(diǎn)確定模塊106生成候選位置的加權(quán)平均值。加權(quán)平均值表示GNSS設(shè)備100的 近似位置。
[0033] 在數(shù)學(xué)上，地點(diǎn)搜索標(biāo)準(zhǔn)定義如下：
[0034] 〇 k,p = Std(Dkjc-Dpj0)
[0035] 其中Dp,。是在位置p處觀察到的多普勒頻移，其中位置p是未知的；并且D k,。是在 候選位置k處計(jì)算的多普勒頻移。〇 k,p越小，所選擇的位置k越接近于實(shí)際位置p。
[0036] 使用搜索過程，地點(diǎn)確定模塊106如下確定GNSS設(shè)備100的估計(jì)位置。地點(diǎn)確定 模塊106計(jì)算在每個(gè)位置k處的〇k,p。地點(diǎn)確定模塊106選擇具有最小的〇k, 5值的三個(gè) 候選位置。地點(diǎn)確定模塊106如下生成三個(gè)候選位置的加權(quán)平均值：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于確定設(shè)備的位置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 接收機(jī)模塊，被配置為分別從總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星獲取信號(hào)； 通信模塊，被配置為從服務(wù)器獲得對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆 衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，其中對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi)星的所述 星歷數(shù)據(jù)由所述通信模塊經(jīng)由（i)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或（ii)無線網(wǎng)絡(luò)從所述服務(wù)器獲得；以及 地點(diǎn)確定模塊，被配置為至少部分基于 (i) 從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取的所述信號(hào)，以及 (ii) 從所述服務(wù)器獲得的對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi) 星的所述星歷數(shù)據(jù) 來確定所述設(shè)備的所述位置， 其中進(jìn)一步在沒有有關(guān)所述設(shè)備的所述位置的先驗(yàn)知識(shí)的情況下確定所述設(shè)備的所 述位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述接收機(jī)模塊被配置為在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)分別 從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取所述信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定時(shí)間周期為（i)至少兩毫秒和（ii)小于 或等于10毫秒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述地點(diǎn)確定模塊被配置為： 至少部分基于 來自所述服務(wù)器的對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi)星的所 述星歷數(shù)據(jù)，以及 當(dāng)前時(shí)間的估計(jì) 來生成所述設(shè)備相對于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的每顆衛(wèi)星的近似位置的估計(jì)； 以及 通過對所述估計(jì)進(jìn)行平均而確定所述設(shè)備的所述位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括信號(hào)強(qiáng)度模塊，所述信號(hào)強(qiáng)度模塊被配置 為分別確定從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取的所述信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括： 平均模塊，被配置為基于從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取的所述信號(hào)中的每個(gè)信號(hào) 的所述信號(hào)強(qiáng)度生成所述估計(jì)的加權(quán)平均值， 其中所述加權(quán)平均值表示所述設(shè)備的所述位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括頻移模塊，所述頻移模塊被配置為： 測量在所述設(shè)備的所述位置處觀察到的、在（i)從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星之一獲 取的信號(hào)和（ii)由所述設(shè)備生成的相應(yīng)信號(hào)之間的多普勒頻移，以及 計(jì)算如由所述地點(diǎn)確定模塊確定的所述設(shè)備的位置周圍的多個(gè)不同位置處的多普勒 頻移，其中所述多個(gè)不同位置中的相鄰位置被隔開預(yù)定距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括標(biāo)準(zhǔn)偏差模塊，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差模塊被配置 為確定所觀察到的多普勒頻移和所計(jì)算的多普勒頻移之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述地點(diǎn)確定模塊被配置為： 選擇具有小于或等于預(yù)定閾值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的位置中的多達(dá)三個(gè)位置作為候選位置，以 及 生成所述候選位置的加權(quán)平均值，其中所述候選位置的所述加權(quán)平均值對應(yīng)于所述設(shè) 備的更準(zhǔn)確的位置， 其中所述設(shè)備的所述更準(zhǔn)確的位置的準(zhǔn)確度是所述預(yù)定距離的函數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括： 距離估計(jì)模塊，被配置為基于以下各項(xiàng)來估計(jì)總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的一顆衛(wèi) 星與所述設(shè)備之間的距離：（i)從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆衛(wèi)星傳輸信號(hào) 的時(shí)間，（ii)在所述設(shè)備處接收所述信號(hào)的時(shí)間，（iii)總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的 所述一顆衛(wèi)星的鐘差，以及（iv)所述設(shè)備的鐘差；以及 Viterbi模塊，被配置為使用Viberti算法解決所估計(jì)的距離中的不確定性。
11. 一種用于確定設(shè)備的位置的方法，所述方法包括： 分別從總數(shù)小于五的多顆衛(wèi)星獲取信號(hào)； 從服務(wù)器獲得對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的一顆或多顆衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，其 中對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi)星的所述星歷數(shù)據(jù)經(jīng)由（i) 蜂窩網(wǎng)絡(luò)或（ii)無線網(wǎng)絡(luò)從所述服務(wù)器被獲得；以及 至少部分基于 (i) 從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取的所述信號(hào)，以及 (ii) 從所述服務(wù)器獲得的對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi) 星的所述星歷數(shù)據(jù) 來確定所述設(shè)備的所述位置， 其中進(jìn)一步在沒有有關(guān)所述設(shè)備的所述位置的先驗(yàn)知識(shí)的情況下確定所述設(shè)備的所 述位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中分別從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取所述信 號(hào)在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)被執(zhí)行。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間周期為（i)至少兩毫秒和（ii)小 于或等于10毫秒。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括： 至少部分基于 來自所述服務(wù)器的對應(yīng)于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆或多顆衛(wèi)星的所 述星歷數(shù)據(jù)，以及 當(dāng)前時(shí)間的估計(jì) 來生成所述設(shè)備相對于總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的每顆衛(wèi)星的近似位置的估計(jì)； 以及 通過對所述估計(jì)進(jìn)行平均而確定所述設(shè)備的所述位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括分別確定從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星 獲取的所述信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括： 基于從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星獲取的所述信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度生 成所述估計(jì)的加權(quán)平均值， 其中所述加權(quán)平均值表示所述設(shè)備的所述位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括： 測量在所述設(shè)備的所述位置處觀察到的、在（i)從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星之一獲 取的信號(hào)和（ii)由所述設(shè)備生成的相應(yīng)信號(hào)之間的多普勒頻移，以及 計(jì)算在所述設(shè)備的位置周圍的多個(gè)不同位置處的多普勒頻移，其中所述多個(gè)不同位置 中的相鄰位置被隔開預(yù)定距離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括確定所觀察到的多普勒頻移和所計(jì)算的 多普勒頻移之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括： 選擇具有小于或等于預(yù)定閾值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的位置中的多達(dá)三個(gè)位置作為候選位置，以 及 生成所述候選位置的加權(quán)平均值，其中所述候選位置的所述加權(quán)平均值對應(yīng)于所述設(shè) 備的更準(zhǔn)確的位置， 其中所述設(shè)備的所述更準(zhǔn)確的位置的準(zhǔn)確度是所述預(yù)定距離的函數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括： 基于以下各項(xiàng)來估計(jì)總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的一顆衛(wèi)星與所述設(shè)備之間的距 離：（i)從總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆衛(wèi)星傳輸信號(hào)的時(shí)間，（ii)在所述設(shè) 備處接收所述信號(hào)的時(shí)間，（iii)總數(shù)小于五的所述多顆衛(wèi)星中的所述一顆衛(wèi)星的鐘差，以 及（iv)所述設(shè)備的鐘差；以及 使用Viberti算法解決所估計(jì)的距離中的不確定性。
【文檔編號(hào)】G01S19/05GK104335069SQ201380026521
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】張文濤, 賈志科 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司