用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)，包括：測(cè)量由位置確定接收機(jī)（10）接收的第一載波信號(hào)的第一載波相位和第二載波信號(hào)的第二載波相位。主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）引擎（18）或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（16）對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的主整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)。質(zhì)量評(píng)估器（22）確定是否在較早的評(píng)估時(shí)段期間將主整周模糊度集正確地解算為預(yù)定義可靠率。輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）引擎（20）或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（16）在較早評(píng)估時(shí)段之后的稍后時(shí)段期間對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的輔整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)。
【專利說明】用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年I月18日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180007410.3、發(fā)明名稱為“用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本文檔根據(jù)35 U.S.C.119(e)要求基于于2010年I月29日提交且題為METHOD ANDSYSTEM FOR ESTIMATING POSITION USING DUAL REAL TIME KINEMATIC ENGINES 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/299，792的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)對(duì)象或車輛的位置、姿態(tài)或這兩者進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]位置確定接收機(jī)(例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī))對(duì)對(duì)象或車輛的位置、姿態(tài)(例如，傾斜、旋轉(zhuǎn)或偏航)或者這兩者進(jìn)行估計(jì)。位置確定接收機(jī)可以經(jīng)歷不精確的偽距和載波相位測(cè)量，其中，位置確定接收機(jī)(例如，瞬態(tài)地)接收低信號(hào)強(qiáng)度或差信號(hào)質(zhì)量的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。
[0005]例如，特定位置確定接收機(jī)可以使用誤差減小濾波器(例如，卡爾曼濾波器)來對(duì)載波相位測(cè)量或處理后的載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行濾波。一些位置確定接收機(jī)可以使用接收機(jī)自主完整性監(jiān)視(RAIM)技術(shù)，通過將分析后的偽距測(cè)量與參考偽距測(cè)量進(jìn)行比較來檢測(cè)分析后的偽距測(cè)量的誤差，其中，可以從位置或姿態(tài)解決方案中排除錯(cuò)誤的或無關(guān)的偽距測(cè)量，以改進(jìn)對(duì)象或車輛的所估計(jì)的位置或姿態(tài)的精確度。誤差減小濾波器方案和RAIM技術(shù)都未完全解決上述不精確偽距和載波相位測(cè)量的問題，其中，位置確定接收機(jī)(例如，瞬態(tài)地)接收低信號(hào)強(qiáng)度或差信號(hào)質(zhì)量的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。因此，存在對(duì)一種用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的改進(jìn)方法和系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于對(duì)對(duì)象或車輛的位置進(jìn)行估計(jì)的方法和系統(tǒng)包括:測(cè)量由位置確定接收機(jī)接收的第一載波信號(hào)的第一載波相位和第二載波信號(hào)的第二載波相位。主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的主整周模糊度(integer ambiguity)集進(jìn)行估計(jì)。質(zhì)量評(píng)估器確定是否在較早的評(píng)估時(shí)段(例如，歷元(印och))期間將主整周模糊度集正確地解算為預(yù)定義可靠率。輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在較早評(píng)估時(shí)段之后的稍后時(shí)段(例如，稍后歷元)期間對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的輔整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]圖1是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的框圖。
[0008]圖2是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的框圖。
[0009]圖3是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的系統(tǒng)的第三實(shí)施例的框圖。
[0010]圖4是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第一實(shí)施例的流程圖。
[0011]圖5是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第二實(shí)施例的流程圖。
[0012]圖6是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第三實(shí)施例的流程圖。
[0013]圖7是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第四實(shí)施例的流程圖。
[0014]圖8是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第五實(shí)施例的流程圖。
[0015]圖9是用于使用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎對(duì)位置進(jìn)行估計(jì)的方法的第六實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1圖示了包括與接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16耦合的接收機(jī)前端12的位置確定接收機(jī)10。位置確定接收機(jī)10與校正接收機(jī)24相關(guān)聯(lián)。校正接收機(jī)24可以集成到位置確定接收機(jī)10中或者可以經(jīng)由數(shù)據(jù)端口與位置確定接收機(jī)10進(jìn)行通信。校正接收機(jī)24從參考站26和輔參考站28中的至少一個(gè)接收校正數(shù)據(jù)(例如，參考載波相位校正數(shù)據(jù))。例如，參考站26經(jīng)由無線或電磁信號(hào)、經(jīng)由通信路徑A (32)與校正接收機(jī)24進(jìn)行通信。例如，輔參考站28經(jīng)由無線或電磁信號(hào)、經(jīng)由通信路徑B(34)、經(jīng)由衛(wèi)星通信設(shè)備30與校正接收機(jī)24進(jìn)行通信。
[0017]接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16可以包括以下任一項(xiàng):一個(gè)或多個(gè)硬件模塊、一個(gè)或多個(gè)電子模塊、一個(gè)或多個(gè)軟件模塊、電子數(shù)據(jù)處理器、電子數(shù)據(jù)處理器和關(guān)聯(lián)的電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、以及用于執(zhí)行軟件、邏輯或程序指令的通用計(jì)算機(jī)。電子數(shù)據(jù)處理器(即，數(shù)據(jù)處理器)可以包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):微處理器、可編程邏輯陣列、數(shù)字信號(hào)處理器、特定用途集成電路、邏輯電路、或者用于執(zhí)行軟件、邏輯、算數(shù)或程序指令的另一設(shè)備。
[0018]在圖1中，接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16包括相位測(cè)量設(shè)備14、主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20、質(zhì)量評(píng)估器22、控制器55和估計(jì)器42 (例如，位置估計(jì)器或者位置和姿態(tài)估計(jì)器)。相位測(cè)量設(shè)備14、主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20、質(zhì)量評(píng)估器22、控制器55和估計(jì)器42可以彼此通信。圖1中將相位測(cè)量設(shè)備14、主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20、質(zhì)量評(píng)估器22、控制器55和估計(jì)器42互連的線圖示了邏輯數(shù)據(jù)路徑、物理數(shù)據(jù)路徑或者這兩者。例如，邏輯數(shù)據(jù)路徑意味著軟件模塊之間或者一個(gè)或多個(gè)軟件程序之間的數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)路徑或通信。例如，物理數(shù)據(jù)路徑意味著支持?jǐn)?shù)據(jù)、邏輯電平信號(hào)、電信號(hào)或電磁信號(hào)的通信的傳輸線或者一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)總線。
[0019]接收機(jī)前端12可以包括用于接收由一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星(例如，導(dǎo)航衛(wèi)星)傳送的衛(wèi)星信號(hào)的任何合適電路。接收機(jī)前端12可以包括能夠接收由衛(wèi)星星座圖內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星傳送的多個(gè)載波的擴(kuò)頻接收機(jī)或碼分多址接收機(jī)(CDMA)。例如，接收機(jī)前端12可以包括用于放大衛(wèi)星信號(hào)的前置放大器或放電器、混頻器以及參考振蕩器，其中，放大器輸入端耦合至天線，放大器輸出端耦合至一個(gè)混頻器輸入端，參考振蕩器耦合至另一混頻器輸入端，并且混頻器輸出端耦合至接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16或相位測(cè)量設(shè)備14。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器提供了接收機(jī)前端12與接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16之間的接口。
[0020]接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16包括相位測(cè)量設(shè)備14。該相位測(cè)量設(shè)備14包括用于測(cè)量載波信號(hào)的相位的任何設(shè)備、集成電路、電子模塊或數(shù)據(jù)處理器。相位測(cè)量設(shè)備14對(duì)由接收機(jī)前端12提供的一個(gè)或多個(gè)載波信號(hào)的所觀察的相位進(jìn)行測(cè)量或估計(jì)?？梢砸暂d波信號(hào)的整數(shù)波長(zhǎng)、載波信號(hào)的小數(shù)波長(zhǎng)和/或載波信號(hào)的度(degree)表達(dá)所測(cè)量的相位。
[0021]相位測(cè)量設(shè)備14可以確定以下一項(xiàng)或多項(xiàng):(1)第一載波信號(hào)、第二載波信號(hào)或這兩者的小數(shù)波長(zhǎng)的第一測(cè)量相位分量；以及(2)第一載波信號(hào)、第二載波信號(hào)或這兩者的整個(gè)波長(zhǎng)的第二測(cè)量相位分量。后面的第二測(cè)量相位分量可以由計(jì)數(shù)器(例如，過零計(jì)數(shù)器)確定，該計(jì)數(shù)器對(duì)在時(shí)域中的參考幅值(例如，O電壓)處與X軸相交的接收的、重構(gòu)的或處理的載波信號(hào)的躍遷進(jìn)行計(jì)數(shù)，其中，X表示時(shí)間并且Y軸表示載波信號(hào)的幅值。然而，相位測(cè)量設(shè)備14依賴于位置確定接收機(jī)10中的進(jìn)一步處理，以確定或解算整個(gè)周期整周模糊度，該整個(gè)周期整周模糊度可能使第二測(cè)量相位分量錯(cuò)誤或偏移整數(shù)個(gè)波長(zhǎng)周期(例如，以估計(jì)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星與位置確定接收機(jī)10之間的距離或范圍)。
[0022]主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18包括用于搜索或確定來自多個(gè)衛(wèi)星的一個(gè)或多個(gè)接收到的載波信號(hào)的相位的整周模糊度解集的搜索引擎或其他軟件指令。輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20包括用于搜索或確定來自多個(gè)衛(wèi)星的一個(gè)或多個(gè)接收到的載波信號(hào)的相位的整周模糊度解集或模糊度解算的搜索引擎或其他軟件指令。例如，整周模糊度解集指代由一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星傳送的接收到的載波信號(hào)(例如，1.57542 GHz處的LI信號(hào)、1.22760 GHz處的L2信號(hào)或類似的信號(hào))的接收到的載波相位中的整數(shù)周期相位模糊度。搜索引擎可以使用最小二乘方或卡爾曼濾波技術(shù)，以減小搜索空間或者達(dá)到從衛(wèi)星傳送的載波信號(hào)的整數(shù)周期相位模糊度的一個(gè)或多個(gè)模糊度集解。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22包括用于確定模糊度解或模糊度解算的質(zhì)量的評(píng)估器。在可替換實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22可以包括用于確定模糊度解的質(zhì)量和接收的衛(wèi)星信號(hào)的這種信號(hào)質(zhì)量的評(píng)估器，其中，如圖1中的虛線所示的通信線路支持這種可替換實(shí)施例。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22可以通過將主模糊度解與可從輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20 (或備用RTK引擎)得到的輔模糊度解進(jìn)行比較，來確定由主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18 (或主要RTK弓丨擎)提供的主模糊度解的質(zhì)量水平，其中，兩個(gè)模糊度解集之間的一致性越高一般指示質(zhì)量越高，除非位置確定接收機(jī)10經(jīng)歷了在相關(guān)評(píng)估時(shí)段期間對(duì)低信號(hào)質(zhì)量的接收。例如，質(zhì)量評(píng)估器22確定載波信號(hào)低于最小信號(hào)電平閾值,或者確定對(duì)第一載波或第二載波的調(diào)制是利用超過最大誤差率的誤比特率、誤字率或誤幀率來解碼的。
[0025]在另一實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22支持或使用一系列可靠性測(cè)試來選擇正確的模糊度集，這包括以下技術(shù)中的任一項(xiàng):比率測(cè)試(在應(yīng)用候選模糊度集之后的載波相位殘差的二次形式)、模糊度可重復(fù)性測(cè)試、以及對(duì)載波相位殘差的二次形式的卡方(Ch1-square)測(cè)試。
[0026]控制器55包括用于控制主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)弓I擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)弓I擎20、或者主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18的輸出和第二實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎的輸出的數(shù)據(jù)處理器或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備?？刂破?5的控制器輸入端能夠與質(zhì)量評(píng)估器22進(jìn)行通信，并且控制器55的控制器輸出端能夠與估計(jì)器42進(jìn)行通信。響應(yīng)于來自質(zhì)量評(píng)估器22的質(zhì)量數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)，控制器55可以將控制數(shù)據(jù)或控制信號(hào)發(fā)送至估計(jì)器42，以使用主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20或這兩者的數(shù)據(jù)輸出。[0027]控制器55可以發(fā)送控制數(shù)據(jù)，以激活、去激活、重置、重新初始化、啟動(dòng)或停止主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20或這兩者?？刂破?5可以以時(shí)間偏移(例如，在不同或稍后的歷元中)激活或啟動(dòng)輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20，以便甚至在衛(wèi)星信號(hào)的差接收或者接收到的衛(wèi)星信號(hào)的低信號(hào)電平質(zhì)量的條件下提高由接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16確定的所估計(jì)的位置或姿態(tài)的精確度。歷元可以由以下一項(xiàng)或多項(xiàng)定義:啟動(dòng)時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間或間隔、或者在GPS接收機(jī)拍攝輸入射頻或微波測(cè)距信號(hào)的快照并生成偽距/載波相位測(cè)量時(shí)的離散時(shí)刻。當(dāng)前歷元指代生成最新GPS測(cè)量時(shí)的最近時(shí)刻。在一個(gè)配置中，控制器可以分別調(diào)換或輪換主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20的主要角色和備用角色的責(zé)任，這在調(diào)換或角色顛倒之后對(duì)動(dòng)態(tài)引擎(18、20)有或沒有交錯(cuò)或偏移的啟動(dòng)的情況下皆可。
[0028]估計(jì)器42包括用于對(duì)與位置確定接收機(jī)10相關(guān)聯(lián)的對(duì)象或車輛的位置、姿態(tài)或這兩者進(jìn)行估計(jì)的數(shù)據(jù)處理器或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備。估計(jì)器42耦合至主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20和控制器55或與它們進(jìn)行通信。一旦確定了整周模糊度解集，估計(jì)器42或位置確定接收機(jī)10就可以使用相位載波測(cè)量數(shù)據(jù)，以基于已知的傳播速度(即，光速)來提供對(duì)每個(gè)衛(wèi)星與位置確定接收機(jī)10之間的距離或范圍的精確估計(jì)。進(jìn)而，可以使用三個(gè)或更多個(gè)衛(wèi)星與位置確定接收機(jī)10之間的范圍來對(duì)接收機(jī)的位置或姿態(tài)進(jìn)行估計(jì)。
[0029]參考站26包括已知或固定位置處的參考位置確定接收機(jī)、參考數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、以及發(fā)射機(jī)或收發(fā)機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，參考位置確定接收機(jī)10檢測(cè)與一個(gè)或多個(gè)載波信號(hào)相關(guān)聯(lián)的載波相位數(shù)據(jù)，并確定在位置確定接收機(jī)10處接收到的對(duì)于多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的初始模糊度解或模糊度解集。參考數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收載波相位數(shù)據(jù)，并且通過使用參考位置確定接收機(jī)10的已知或固定位置，初始模糊度解對(duì)其進(jìn)行校正，以確定增強(qiáng)的模糊度解。在一個(gè)示例中，校正后的載波相位數(shù)據(jù)包括所估計(jì)的載波相位和增強(qiáng)的模糊度解或者從其導(dǎo)出的其他數(shù)據(jù)。進(jìn)而，經(jīng)由無線信號(hào)或電磁信號(hào)將校正后的載波相位數(shù)據(jù)傳送至校正接收機(jī)24。校正接收機(jī)24接收可供主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔動(dòng)態(tài)引擎20中的至少一個(gè)或可供估計(jì)器42使用的校正后的載波相位數(shù)據(jù)，以確定與位置確定接收機(jī)10相關(guān)聯(lián)的車輛或?qū)ο蟮奈恢谩?br> [0030]圖1的位置確定接收機(jī)10的第一實(shí)施例與圖2的第二實(shí)施例類似，除了在圖2的第二實(shí)施例中位置確定接收機(jī)110包括誤差減小濾波器25、位置估計(jì)器142和控制器155之外。此外，在一個(gè)配置中，圖2的相位測(cè)量設(shè)備14包括信號(hào)發(fā)生器、與第一相關(guān)器和第二相關(guān)器耦合的相位延遲模塊。圖1和圖2中的相似參考標(biāo)記指示相似的元件。
[0031]誤差減小濾波器25包括用于減小或減輕誤差(例如，測(cè)量誤差)的卡爾曼濾波器或其變型。卡爾曼濾波器可以包括預(yù)測(cè)型濾波設(shè)備或電路，該預(yù)測(cè)型濾波設(shè)備或電路使用反饋、延遲和信號(hào)之和來處理數(shù)據(jù)并補(bǔ)償測(cè)量數(shù)據(jù)或其它中的噪聲和不確定性的影響。重置或重新初始化可以指代與誤差減小或卡爾曼濾波器的狀態(tài)的重新初始化相同。
[0032]解碼器40包括用于對(duì)調(diào)制一個(gè)或多個(gè)載波的偽隨機(jī)噪聲碼(例如，粗獲取碼(C/A)或其他更精確的民用或軍用編碼)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器或其他設(shè)備。利用粗獲取(C/A)碼和加密的精確碼P(Y)來調(diào)制LI載波信號(hào)，而利用加密的P(Y)碼來調(diào)制L2信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器40可以包括與輸入延遲模塊耦合的碼發(fā)生器，其中，延遲模塊的輸出端耦合至用于測(cè)量參考偽隨機(jī)噪聲碼與從接收機(jī)前端12接收到的偽隨機(jī)噪聲碼之間的相關(guān)性的相關(guān)器，該參考偽隨機(jī)噪聲碼是可由延遲模塊以已知增量延遲的。解碼器還可以便于對(duì)調(diào)制載波信號(hào)的導(dǎo)航信息(例如，星歷表數(shù)據(jù))的解碼。
[0033]位置估計(jì)器142包括用于對(duì)與位置確定接收機(jī)110相關(guān)聯(lián)的對(duì)象或車輛的位置進(jìn)行估計(jì)的電子模塊、軟件模塊或這兩者。位置估計(jì)器142可以使用以下數(shù)據(jù)源中的一個(gè)或多個(gè)來確定位置確定接收機(jī)或關(guān)聯(lián)的對(duì)象或車輛的天線的所估計(jì)的位置或姿態(tài):解碼后的偽隨機(jī)噪聲碼、載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)、加密后的精確碼(例如，P(Y)碼)、粗獲取碼、導(dǎo)航信息、以及整數(shù)周期相位模糊度數(shù)據(jù)、以及參考站26載波相位數(shù)據(jù)，其中，參考站載波相位數(shù)據(jù)可以被集成到整數(shù)周期相位模糊度數(shù)據(jù)中。
[0034]解碼器40的輸入端耦合至接收機(jī)前端12。解碼器40的輸出端能夠與位置估計(jì)器142、誤差減小濾波器25或這兩者進(jìn)行通信。誤差減小濾波器25可以從主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20或這兩者接收輸入數(shù)據(jù)，其中，輸入數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)的載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)的模糊度解數(shù)據(jù)(例如，整周模糊度集、主整周模糊度集或輔整周模糊度集)。
[0035]質(zhì)量評(píng)估器22可以評(píng)估由主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎或這兩者提供的模糊度解數(shù)據(jù)的解質(zhì)量。在可替換實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22可能能夠測(cè)量接收到的載波的信號(hào)質(zhì)量。質(zhì)量評(píng)估器22確定模糊度解數(shù)據(jù)、由位置確定接收機(jī)110接收到的信號(hào)的質(zhì)量估價(jià)，如以上結(jié)合圖1所指示。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)量評(píng)估器22還可以將控制信號(hào)或控制數(shù)據(jù)提供給控制器155，控制器155是作為主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18與誤差減小濾波器之間的中間裝置以及作為輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)弓I擎與誤差減小濾波器之間的中間裝置而插入的。
[0037]在圖2的配置中，控制器155可以包括電子或電氣切換電路、軟件切換或路由、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和取回、數(shù)據(jù)索引或者其某種組合，它們支持將主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18的主模糊度解(例如，主整周模糊度集)、輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20的輔模糊度解(例如，輔整周模糊度集)或者這兩者的某種組合或加權(quán)組合選擇為誤差減小濾波器的輸入?？刂破?55還可以確定主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎中的一個(gè)或這兩個(gè)是否活動(dòng)、或者主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20是否將在某時(shí)間段內(nèi)調(diào)換、切換、轉(zhuǎn)移或輪換責(zé)任(例如，主要角色和備用角色的輪換)?？刂破?55可以支持將責(zé)任從責(zé)任的這種調(diào)換、切換或轉(zhuǎn)移切換回到引擎的原始責(zé)任。
[0038]圖3圖示了用于利用雙實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎確定位置的系統(tǒng)的第三實(shí)施例。
[0039]圖3包括RTK剖析器402、接收機(jī)控制器406、以及與數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414耦合的用戶接口 408。主要RTK引擎指示器(pointer)416、備用RTK引擎指示器418和控制器424耦合至數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414。進(jìn)而，主要RTK引擎指示器416能夠與第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422進(jìn)行通信。同時(shí)，備用RTK引擎指示器418能夠與第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422進(jìn)行通信。第一 RTK引擎420 —般與其他實(shí)施例的主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18類似，而第二 RTK引擎422 —般與其他實(shí)施例的輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20類似。然而，主要RTK引擎指示器416和備用引擎指示器可以與主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18和輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20集成或歸入其內(nèi)。
[0040]例如，RTK剖析器402從校正接收機(jī)24接收輸入。RTK剖析器402對(duì)校正數(shù)據(jù)或RTK校正數(shù)據(jù)404進(jìn)行濾波、組織或以其它方式處理，以便于載波相位測(cè)量的模糊度解算。RTK剖析器402將RTK校正數(shù)據(jù)404提供給數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414，在數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414中，將RTK校正數(shù)據(jù)404存儲(chǔ)或路由至主要RTK引擎指示器416或備用RTK引擎指示器418。[0041]接收機(jī)控制器406提供載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)410。例如，載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)可以源自相位測(cè)量設(shè)備14，該相位測(cè)量設(shè)備14從接收機(jī)前端12接收信號(hào)或數(shù)據(jù)。星歷表數(shù)據(jù)包括根據(jù)時(shí)間調(diào)度表、參照來自地球表面上或附近的一個(gè)或多個(gè)參考位置的衛(wèi)星位置處的衛(wèi)星軌道信息或數(shù)據(jù)收集。星歷表數(shù)據(jù)可以被表達(dá)為在數(shù)據(jù)庫中或在一個(gè)或多個(gè)文件中存儲(chǔ)的球形極坐標(biāo)。衛(wèi)星可以在位置確定接收機(jī)能夠接收到的導(dǎo)航消息中傳送星歷表數(shù)據(jù)。接收機(jī)控制器406將相位載體測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414，在數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414中，將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或路由至主要RTK引擎指示器416或備用RTK引擎指示器418。
[0042]用戶接口 408能夠與數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414進(jìn)行通信。用戶接口 408允許用戶執(zhí)行對(duì)控制器55或與位置確定接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的其他軟件的維護(hù)和程序更新。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶接口 408和控制器55可以支持對(duì)用戶可定義選項(xiàng)的提供，以在取決于與對(duì)用戶接收機(jī)的參考的遙遠(yuǎn)分離的時(shí)段期間以預(yù)定時(shí)間間隔(例如至少I至5分鐘)激活輔RTK引擎。
[0043]數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414包括數(shù)據(jù)處理器或數(shù)據(jù)處理模塊，其包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可以包括電子存儲(chǔ)器、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置或其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。例如，數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414支持在位置確定接收機(jī)10內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和取回以及對(duì)數(shù)據(jù)的路由。
[0044]主要RTK引擎指示器416指向第一 RTK引擎420、第二 RTK引擎或這兩者中的一個(gè)或多個(gè)模糊度解的存儲(chǔ)器位置或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器。例如，第一 RTK引擎420可以組織堆棧(例如，先進(jìn)先出)內(nèi)的或以另一數(shù)據(jù)寄存器配置存儲(chǔ)的模糊度解。類似地，備用RTK引擎指向第一 RTK引擎420、第二 RTK引擎或這兩者中的一個(gè)或多個(gè)模糊度解的存儲(chǔ)器位置或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器。例如，第二 RTK引擎422可以組織堆棧(例如，先進(jìn)先出)內(nèi)的或以另一數(shù)據(jù)寄存器配置存儲(chǔ)的模糊度解。
[0045]第一 RTK引擎420經(jīng)由主要RTK引擎指示器416或以其它方式從數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414接收RTK校正數(shù)據(jù)404、載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)，以作為輸入數(shù)據(jù)。第一 RTK引擎420基于上述輸入數(shù)據(jù)來輸出模糊度解算數(shù)據(jù)，該輸入數(shù)據(jù)可以包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):RTK校正數(shù)據(jù)404、載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)，其中，輸入數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)于或限于第一 RTK引擎420處于活動(dòng)的時(shí)間段或歷元。
[0046]第二 RTK引擎422經(jīng)由主要RTK引擎指示器416或以其它方式從數(shù)據(jù)交換服務(wù)器414接收RTK校正數(shù)據(jù)404、載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)，以作為輸入數(shù)據(jù)。第二 RTK引擎422基于上述輸入數(shù)據(jù)來輸出模糊度解算數(shù)據(jù)，該輸入數(shù)據(jù)可以包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):RTK校正數(shù)據(jù)404、載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)，其中，輸入數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)于或限于第二 RTK引擎422活動(dòng)的時(shí)間段或歷元。
[0047]控制器424具有在圖3中控制器424框內(nèi)圖示的程序指令、邏輯指令或軟件指令。軟件、邏輯或程序指令開始于框426。
[0048]在框426中，控制器424基于由主要RTK引擎指示器416或備用RTK引擎指示器418提供的RTK解數(shù)據(jù)412來檢查RTK狀態(tài)。RTK狀態(tài)可以包括:第一 RTK引擎420處于活動(dòng)或不活動(dòng)狀態(tài)，第二 RTK引擎422處于活動(dòng)或不活動(dòng)狀態(tài)。此外,RTK狀態(tài)可以包括關(guān)于第一 RTK引擎420何時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)或者第一 RTK引擎420參照當(dāng)前時(shí)間已活動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間戳。類似地，RTK狀態(tài)可以包括關(guān)于第二 RTK引擎422何時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)或者第二 RTK引擎422參照當(dāng)前時(shí)間已活動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間戳。
[0049]在框428中，控制器424確定是否第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422兩者均固定或鎖定到RTK解數(shù)據(jù)412內(nèi)的位置、姿態(tài)或這兩者的RTK解。例如，如果位置確定接收機(jī)10或其天線移動(dòng)至在那里來自衛(wèi)星的信號(hào)路徑被阻塞或衰減的位置，則可能發(fā)生鎖定到RTK解(例如，所估計(jì)的位置或姿態(tài))的丟失。如果第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422兩者均固定或鎖定到RTK解，則該過程繼續(xù)至框430。如果第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422之一固定或鎖定到RTK解，則該方法繼續(xù)至框432。然而，在第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422兩者均不固定或鎖定到RTK解數(shù)據(jù)412的情況下，該過程繼續(xù)至框438。
[0050]在框430中，控制器424將由第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422提供的模糊度解進(jìn)行比較，以反復(fù)核對(duì)精確度。例如，控制器424進(jìn)行模糊度解驗(yàn)證過程，以確保模糊度解精確到基于比較、統(tǒng)計(jì)分析或其它而估計(jì)的期望可靠性水平。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例中，為了反復(fù)核對(duì)精確度或者管理模糊度解的質(zhì)量，將質(zhì)量評(píng)估器22應(yīng)用于第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422，以確保每個(gè)RTK引擎內(nèi)的所選擇的模糊度集的可靠性。質(zhì)量評(píng)估器可以影響圖3中的框426、428和430中的過程或步驟，以便于優(yōu)化或最大化模糊度解的質(zhì)量和及時(shí)性(例如，對(duì)于車載導(dǎo)航來說實(shí)時(shí))。在框426、428和430中的步驟之后，控制器424可以生成一系列控制命令來開啟或關(guān)閉備用RTK引擎，調(diào)換RTK引擎，和/或在兩個(gè)RTK引擎中對(duì)應(yīng)地更新模糊度解算可靠性閾值。
[0052]在框434中，如果第一 RTK引擎420或第二 RTK引擎422充當(dāng)首要RTK引擎并以期望可靠性水平進(jìn)行操作，或者如果反復(fù)核對(duì)的結(jié)果是成功的，則對(duì)備用RTK引擎進(jìn)行去激活。備用RTK引擎是(或者變?yōu)?當(dāng)前未被控制器424指定為首要RTK引擎的第一 RTK引擎420或第二 RTK引擎422。第一 RTK引擎420或第二 RTK引擎422可以被指定為首要的，并且，可以在這兩個(gè)RTK引擎之間切換或調(diào)換首要和備用的責(zé)任，以提供用于由位置確定接收機(jī)10接收到的載波信號(hào)的載波相位確定的RTK解或模糊度解算的增強(qiáng)的可靠性和精確度。
[0053]在框432中，調(diào)換第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422的首要角色(即，顛倒主要和備用角色)，其中，備用RTK提供了對(duì)載波相位的RTK解或模糊度解的更精確估價(jià)。備用RTK引擎可以提供對(duì)RTK解或模糊度解的更精確估價(jià)，這是由于可以在與首要RTK引擎不同的歷元后或中啟動(dòng)備用。此外，當(dāng)調(diào)換第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422的首要角色時(shí)，模糊度解算的可靠性水平一般對(duì)于備用RTK引擎來說更高。相應(yīng)地，框432中的過程可以回過頭來支持RTK解的固定。
[0054]在框436中，控制器424或質(zhì)量評(píng)估器22基于先前在框432中發(fā)生的引擎調(diào)換來更新模糊度解算可靠性水平。
[0055]在框438中，控制器424提供第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422的狀態(tài)更新，以確認(rèn)哪一個(gè)是活動(dòng)的、哪一個(gè)是首要的以及哪一個(gè)是備用的?？刂破?24可以重新初始化或重置備用引擎，以清除其狀態(tài)并使其準(zhǔn)備好或可用于在與活動(dòng)或首要RTK引擎不同的時(shí)間窗口或歷元處啟動(dòng)。在極端情形下，在誤差減小濾波器的狀態(tài)下，第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422是有錯(cuò)誤的或不精確的，控制器424可以重新初始化或重置第一 RTK引擎420和第二 RTK引擎422兩者，其中，該重新初始化是針對(duì)這兩個(gè)RTK引擎立即進(jìn)行的或者以時(shí)間交錯(cuò)或時(shí)間偏移的方式進(jìn)行的，以提供由RTK引擎的不同啟動(dòng)時(shí)間擔(dān)負(fù)的增強(qiáng)可靠性。
[0056]圖4是用于對(duì)與位置確定接收機(jī)10相關(guān)聯(lián)的對(duì)象或車輛的位置進(jìn)行估計(jì)的方法的流程圖。圖4的方法開始于步驟S100。
[0057]在步驟SlOO中，相位測(cè)量設(shè)備14或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16對(duì)由位置確定接收機(jī)接收的第一載波信號(hào)的第一載波相位和第二載波信號(hào)的第二載波相位進(jìn)行測(cè)量。
[0058]在步驟S102中，主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16對(duì)與通過主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎18的所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的主整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)。
[0059]在步驟S104中，質(zhì)量評(píng)估器22或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16確定是否在較早的評(píng)估時(shí)段(例如，歷元)期間將主整周模糊度集正確地解算為預(yù)定義的可靠率(例如，隨時(shí)間變化的最小可靠性)。
[0060]在步驟S106中，輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引擎20或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16在較早評(píng)估時(shí)段之后的稍后時(shí)段(例如，稍后歷元)期間對(duì)與通過輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK引擎的所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的輔整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)。
[0061]圖5的方法與圖4的方法類似，除了圖5的方法還包括步驟S108之外。圖5和圖4中的相似參考標(biāo)記指示相似的步驟或過程。
[0062]在步驟S108中，如果在主RTK引擎將主整周模糊度集解算為整數(shù)值之前，輔RTK引擎對(duì)輔整周模糊度集的解進(jìn)行了估計(jì)，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16應(yīng)用所估計(jì)的輔整周模糊度集，以對(duì)對(duì)象或車輛的位置進(jìn)行估計(jì)。
[0063]步驟S108可以是根據(jù)可交替或累積應(yīng)用的各種技術(shù)來執(zhí)行的。在第一技術(shù)下，控制器55或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)使用最小二乘方法或卡爾曼濾波器技術(shù)來對(duì)輔整周模糊度集的解進(jìn)行估計(jì)。在第二技術(shù)下，在當(dāng)前歷元之后重新初始化主RTK引擎，并將主RTK引擎與輔RTK引擎進(jìn)行調(diào)換(例如，在下一歷元或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi))，使得原始輔RTK引擎充當(dāng)主RTK引擎，以使用所估計(jì)的整數(shù)集來對(duì)對(duì)象的位置進(jìn)行估計(jì)。
[0064]圖6的方法與圖4的方法類似，除了圖5的方法還包括步驟S109和SllO之夕卜。圖6和圖4中的相似參考標(biāo)記指示相似的步驟或過程。
[0065]在步驟109中，如果從輔RTK引擎和主RTK引擎兩者解算出相同整周模糊度集，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度集，以確定對(duì)象或車輛的位置。步驟S109可以是根據(jù)可交替或累積應(yīng)用的各種技術(shù)來執(zhí)行的。在第一技術(shù)下，如果輔RTK引擎和主RTK引擎兩者均是活動(dòng)的，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度，以確定對(duì)象的位置。在第二技術(shù)下，如果輔RTK引擎和主RTK引擎兩者均是活動(dòng)的，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度來確定對(duì)象的位置，直到所估計(jì)的主整周模糊度在評(píng)估時(shí)間段(例如，歷元)期間等于或者基本上等效于所估計(jì)的輔整周模糊度為止。
[0066]在步驟SllO中，如果所估計(jì)的主整周模糊度在評(píng)估時(shí)間段(例如，歷元)期間等于或基本上等效于所估計(jì)的輔整周模糊度，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16將輔RTK引擎從活動(dòng)模式置為空閑模式。
[0067]圖7的方法與圖4的方法類似，除了圖7的方法還包括步驟Slll之外。圖7和圖4中的相似參考標(biāo)記指示相似的步驟或過程。[0068]在步驟SI 11中，如果在當(dāng)前歷元處存在從輔RTK引擎和主RTK引擎兩者解算的至少四個(gè)公共雙差模糊度，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度集和輔整周模糊度集的所估計(jì)的公共整周模糊度子集，以確定對(duì)象或車輛的位置。雙差指代消除接收機(jī)時(shí)鐘偏置(例如，利用載波相位測(cè)量之間的第一差)和衛(wèi)星時(shí)鐘偏置(例如，利用載波相位測(cè)量之間的第二差)的數(shù)學(xué)技術(shù)或過程。當(dāng)接收機(jī)間的距離不是非常長(zhǎng)時(shí)，還可以較大程度地減小對(duì)GPS測(cè)量的大氣效應(yīng)。例如，可以通過使相對(duì)于來自兩個(gè)不同衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)的在位置確定接收機(jī)10處和在參考站(例如，圖1中的40或41)處測(cè)量的兩個(gè)單差GPS載波相位測(cè)量相減來確定雙差。
[0069]在執(zhí)行步驟Slll的交替配置中，如果主整周模糊度和輔整周模糊度對(duì)于小于四個(gè)雙差整周模糊度狀態(tài)來說是相同的，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16可以重置輔RTK引擎并重新初始化輔RTK引擎，或者與兩個(gè)引擎中的任一個(gè)相關(guān)聯(lián)的誤差減小濾波器25的狀態(tài)。此外，控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16可以在輔RTK引擎重新初始化之后使用來自主RTK引擎的輸出來對(duì)整周模糊度的解進(jìn)行估計(jì)。
[0070]圖8的方法與圖4的方法類似，除了圖8的方法還包括步驟SI 12和步驟SI 14之夕卜。圖8和圖4中的相似參考標(biāo)記指示相似的步驟或過程。
[0071]在步驟S112中，如果將來自輔RTK引擎和主RTK引擎兩者的模糊度解算為不同的整數(shù)值，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16重置來自主RTK引擎的模糊度。
[0072]在步驟S114中，控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16在當(dāng)前歷元之后重新初始化輔RTK引擎，并繼續(xù)執(zhí)行模糊度解算，直到實(shí)現(xiàn)與主RTK引擎相同的整周模糊度集為止。
[0073]圖9的方法與圖4的方法類似，除了圖9的方法還包括步驟S116、步驟S118和步驟S120之外。圖9和圖4中的相似參考標(biāo)記指示相似的步驟或過程。
[0074]在步驟SI 16中，控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16確定輔RTK引擎是否在稍后的時(shí)段(例如，稍后的歷元)期間搜索所估計(jì)的輔整周模糊度的解持續(xù)長(zhǎng)于最大閾值時(shí)間的時(shí)間。
[0075]在步驟S118中，如果輔RTK引擎搜索所估計(jì)的輔整周模糊度持續(xù)長(zhǎng)于最大閾值時(shí)間的時(shí)間，則控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16重置輔RTK引擎。
[0076]在步驟S120中，控制器55或接收機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)16在重置過程期間使用主RTK引擎。
[0077]雙RTK引擎概念完全適于改進(jìn)挑戰(zhàn)性信號(hào)接收環(huán)境中的RTK可用性和可靠性，在該環(huán)境中，具有合理靈敏度的位置確定接收機(jī)接收差信號(hào)質(zhì)量(例如，低信號(hào)電平)的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。本文檔中公開的本系統(tǒng)和方法減輕了不精確的偽距和載波相位測(cè)量在誤差減小濾波器或RTK卡爾曼濾波器中的影響。例如，本系統(tǒng)和方法可以避免與以下操作相關(guān)聯(lián)的延遲:在遇到同位置確定接收機(jī)與一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星之間的低信號(hào)質(zhì)量或通信中斷或瞬態(tài)破壞相關(guān)聯(lián)的有錯(cuò)誤的模糊度解算或周跳之后，重新初始化單個(gè)RTK引擎或卡爾曼濾波器狀態(tài)。盡管提高位置確定接收機(jī)的靈敏度可以改進(jìn)挑戰(zhàn)性信號(hào)接收環(huán)境中的信號(hào)接收，但是這些方案受位置確定接收機(jī)的附加花費(fèi)以及與背景電磁噪聲或噪聲本底相關(guān)聯(lián)的實(shí)際限制所限。本系統(tǒng)和方法完全適于降低RTK引擎中的RAIM算法對(duì)不精確載波相位測(cè)量的敏感性，并快速修復(fù)或減輕已在位置確定接收機(jī)的差接收的瞬態(tài)時(shí)段期間觀察到的不正確模糊度固定的影響。[0078]在雙RTK引擎方案中，備用RTK引擎正在與主要RTK引擎同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)主要引擎退出RTK固定模式時(shí)，也對(duì)備用引擎進(jìn)行初始化以解算模糊度。該方案的主要優(yōu)勢(shì)在于:備用RTK引擎在不同歷元處啟動(dòng)，因此，其卡爾曼濾波器可能不會(huì)像主要RTK引擎那樣被不精確測(cè)量損壞。在這些情況下，備用引擎能夠比主要引擎更快地固定模糊度。為了改進(jìn)固定可靠性，將模糊度固定閾值設(shè)置為高于主要引擎。一旦備用引擎首先固定模糊度，它就將替代主要引擎以輸出導(dǎo)航解，這是由于其模糊度可靠性高于主要引擎。如果主要引擎首先解算模糊度，則備用引擎將保持固定模糊度。一旦備用引擎固定模糊度，就將使用備用引擎中的整數(shù)值來確證主要RTK引擎中的固定模糊度。如果整周模糊度值相同，則備用引擎將被設(shè)置為空閑模式以供未來激活。在整周模糊度部分地相同(兩個(gè)引擎共享至少四個(gè)雙差整周模糊度)的情況下，將在主要引擎中重置具有差異整數(shù)值的模糊度狀態(tài)，同時(shí)將完全重新初始化備用引擎。當(dāng)相同模糊度小于四時(shí)，將完全重置主要和備用RTK引擎兩者。如果備用RTK引擎保持浮動(dòng)并且搜索時(shí)間超過被定義為基線長(zhǎng)度的函數(shù)的模糊度搜索時(shí)間界限，則將完全重置備用RTK引擎，以減輕不精確測(cè)量對(duì)備用RTK引擎中的卡爾曼濾波器的影響。
[0079]—旦驗(yàn)證了主要引擎中的載波相位模糊度，就將備用RTK引擎設(shè)置為空閑模式。在預(yù)定時(shí)間間隔(例如，大致10至30分鐘或者根據(jù)其他出廠設(shè)置)內(nèi)將重新激活備用RTK引擎，以仔細(xì)檢查主要RTK引擎中的固定模糊度。這非常有助于在主動(dòng)式太陽能條件下在長(zhǎng)基線(多于30千米(km))內(nèi)檢測(cè)不正確的模糊度固定。在這些情況下，雙差斜向電離層延遲可以與一個(gè)載波相位周期一樣大。僅當(dāng)衛(wèi)星幾何結(jié)構(gòu)的改變能夠?qū)⑿毕螂婋x層延遲與低仰角衛(wèi)星的載波相位模糊度狀態(tài)隔離時(shí)，不正確的模糊度才可以變得可觀察。
[0080]在描述了優(yōu)選實(shí)施例后，變得顯而易見的是在不脫離附隨的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的前提下，可以進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過與對(duì)象相關(guān)聯(lián)的位置確定接收機(jī)對(duì)所述對(duì)象的位置進(jìn)行估計(jì)的方法，所述方法包括: 測(cè)量由位置確定接收機(jī)接收的第一載波信號(hào)的第一載波相位和第二載波信號(hào)的第二載波相位； 利用主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎，對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的主整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)； 確定是否在較早的評(píng)估時(shí)段期間將所述主整周模糊度集正確地解算為預(yù)定義可靠率；以及 利用輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎，在較早評(píng)估時(shí)段之后的稍后時(shí)段期間對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的輔整周模糊度集進(jìn)行估計(jì)， 其中所述輔RTK引擎在與所述主RTK引擎不同的歷元被啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果在所述主RTK引擎將所述主整周模糊度集解算為整數(shù)值之前，所述輔RTK引擎使用最小二乘方法或卡爾曼濾波器技術(shù)來對(duì)所述輔整周模糊度集的解進(jìn)行估計(jì)，則應(yīng)用所估計(jì)的輔整周模糊度集，以估計(jì)所述對(duì)象的位置，對(duì)于這種情況，在當(dāng)前歷元之后重新初始化所述主RTK引擎，并將所述主RTK引擎與所述輔RTK引擎進(jìn)行調(diào)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果從所述輔RTK引擎和所述主RTK引擎兩者解算出相同的整周模糊度集，則應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度集，以確定所述對(duì)象的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果所估計(jì)的主整周模糊度在評(píng)估時(shí)間段期間等于或基本上等效于所估計(jì)的輔整周模糊度，則將所述輔RTK引擎從活動(dòng)模式置為空閑模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果在當(dāng)前歷元處存在從所述輔RTK引擎和所述主RTK引擎兩者解算的至少四個(gè)公共雙差模糊度，則應(yīng)用所估計(jì)的公共整周模糊度子集，以確定所述對(duì)象的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果從所述輔RTK引擎和所述主RTK引擎兩者將模糊度解算為不同的整數(shù)值，則重置來自所述主RTK引擎的模糊度；以及 在當(dāng)前歷元之后重新初始化所述輔RTK，并繼續(xù)執(zhí)行模糊度解算，直到實(shí)現(xiàn)與所述主RTK引擎相同的整周模糊度集為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 確定所述輔RTK引擎是否在稍后的評(píng)估時(shí)段期間搜索所估計(jì)的輔整周模糊度的解持續(xù)長(zhǎng)于最大閾值時(shí)間的時(shí)間；以及 如果所述輔RTK引擎搜索所估計(jì)的輔整周模糊度持續(xù)長(zhǎng)于最大閾值時(shí)間的時(shí)間，則重置所述輔RTK引擎；以及 在重置過程期間使用所述主RTK引擎。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果主整周模糊度和輔整周模糊度對(duì)于小于四個(gè)雙差整周模糊度狀態(tài)來說相同，則重置所述輔RTK引擎并重新初始化所述輔RTK引擎；以及在輔RTK引擎重新初始化之后使用來自所述主RTK引擎的輸出來對(duì)整周模糊度的解進(jìn)行估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在取決于與對(duì)用戶接收機(jī)的參考的遙遠(yuǎn)分離的時(shí)段期間提供以預(yù)定時(shí)間間隔激活所述輔RTK引擎的用戶可定義選項(xiàng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果所述輔RTK引擎和所述主RTK引擎兩者均是活動(dòng)的，則應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度，以確定所述對(duì)象的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 如果所述輔RTK引擎和所述主RTK引擎兩者均是活動(dòng)的，則應(yīng)用所估計(jì)的主整周模糊度來確定所述對(duì)象的位置，直到所估計(jì)的主整周模糊度在評(píng)估時(shí)間段期間等于或者基本上等效于所估計(jì)的輔整周模糊度為止。
12.一種用于通過與對(duì)象相關(guān)聯(lián)的位置確定接收機(jī)對(duì)所述對(duì)象的位置進(jìn)行估計(jì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 相位測(cè)量設(shè)備，其用于測(cè)量由位置確定接收機(jī)接收的第一載波信號(hào)的第一載波相位和第二載波信號(hào)的第二載波相位； 主實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)引擎，其用于接收所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位，并利用主RTK引擎對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的主整周模糊度進(jìn)行估計(jì)； 信號(hào)質(zhì)量評(píng)估器，其用于確定所述第一載波信號(hào)或所述第二載波信號(hào)是否在較早的評(píng)估時(shí)段(歷元)期間具有低于閾值信號(hào)質(zhì)量水平的信號(hào)質(zhì)量；以及 輔實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK引擎)，其用于在較早的評(píng)估時(shí)段之后的稍后時(shí)段期間對(duì)與所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的輔整周模糊度進(jìn)行估計(jì)， 其中所述輔RTK引擎在與所述主RTK引擎不同的歷元被啟動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述相位測(cè)量設(shè)備包括:信號(hào)發(fā)生器，其用于生成具有參考相位的參考信號(hào)；第一相關(guān)器，其用于接收所述參考信號(hào)和所接收的第一載波信號(hào)，以生成指示所測(cè)量的第一載波相位的第一輸出信號(hào)；以及第二相關(guān)器，其用于接收所述參考信號(hào)和所接收的第二載波信號(hào)，以生成指示所測(cè)量的第二載波相位的第二輸出信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括: 誤差減小濾波器，其具有濾波器輸入端，所述濾波器輸入端從所述主RTK引擎和所述輔RTK引擎的輸出端接收數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括: 位置估計(jì)器，其用于接收來自所述誤差減小濾波器的濾波器輸出端的濾波器輸出數(shù)據(jù)、所測(cè)量的第一載波相位和所測(cè)量的第二載波相位。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括: 解碼器，其用于將參考偽隨機(jī)碼與所接收的偽隨機(jī)碼進(jìn)行比較，以對(duì)所述對(duì)象的進(jìn)程位置估計(jì)進(jìn)行估計(jì)，所述進(jìn)程位置估計(jì)被作為輸入數(shù)據(jù)提供到所述位置估計(jì)器。
【文檔編號(hào)】G01S19/55GK103885074SQ201410107803
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2010年1月29日
【發(fā)明者】L.戴, C.王, D.J.埃斯林格 申請(qǐng)人:納夫科姆技術(shù)公司