[发明专利]无线辅助的高度测量

说明书

本发明涉及通信系统，更具体地说，涉及通信设备的地理定位。

诸如移动电话之类的无线通信设备的地理定位的构思已为人们熟知。目前的无线通信设备的地理定位技术包括众所周知的全球定位卫星(GPS)系统的采用和/或基于网络的解决方案，例如正向和/或反向链路三角测量技术。参见图1，图1图解说明了利用构成GPS系统的多个GPS卫星12和/或在基于网络的解决方案中使用的多个基站14，来确定移动电话16的位置的体系结构。注意，术语GPS将包括全球定位卫星系统和其它地理定位卫星系统。

上面提及的任意一种地理定位技术的缺陷之一是高度测定不精确。这种不精确性的原因仅仅是几何学。具体地说，绝大多数的信源/接收机，即基站和卫星往往位于或接近于位于水平平面中。为了获得精确的高度测定，一个或多个(最好是几个)信源/接收机应几乎在头顶上。注意如图1中所示，如果基站或卫星高于地平线的角度不大于45°，则认为基站或卫星位于或接近位于水平平面中。对于基于网络的解决方案来说，所有的基站14位于本地地平线的水平平面内，便于水平方位上的位置定位，但是不能进行垂直方位上的位置定位。对于GPS系统来说，虽然一个或多个GPS卫星12可在头顶上，但是绝大多数的GPS卫星12接近于水平平面。这样，和水平方位上的位置定位相比，在垂直方位上采用GPS系统的位置定位的精度也很不精确。此外，如果只看得到少于四个的GPS卫星，则一般不可能确定接收机的垂直位置，而与天空中卫星的位置无关。

遗憾的是，和水平方位上的位置定位相比，在垂直方位上精确地确定移动电话的位置更合乎要求。例如，如果报告了犯罪行为，并向警察提供了一组坐标(经度，纬度和高度)，几十米的水平(经度和纬度)误差基本上无关紧要，而几十米的垂直(高度)误差会把警察引到错误的楼层。即使在最佳条件下，差分GPS接收机的垂直精度常常差到几十米，差分GPS接收机是目前使用GPS卫星信号确定位置的最好的GPS接收机。

因此，需要更精确并且与其它位置测量无关地测定通信设备的垂直位置或高度。

本发明是利用大气压力测量，来更精确地测定通信设备的垂直位置或高度的通信设备和方法。就一个实施例而言，本发明是包含压力传感器和收发器的第一通信设备，所述压力传感器用于测量第一通信设备处的本地大气压力，收发器用于与第二通信设备通信，其中收发器可接收用于校准在第一通信设备处测得的本地大气压力的大气压力校准信息，和/或把测得的本地大气压力传输给第二通信设备。第一通信设备还可包括利用测得的本地大气压力和接收的大气压力校准信息，测定高度的处理器。接收的大气压力校准信息由第二(或第三)通信设备传输给第一通信设备，所述第二(或第三)通信设备可以是诸如蜂窝网络之类的无线通信网络的一部分。第二通信设备能够利用气压计或压力传感器确定大气压力校准信息，以向第一通信设备指示接收的信息是大气压力校准信息的方式传输大气压力校准信息，和/或从第一通信设备接收本地大气压力测量结果。

就另一实施例而言，本发明是一种包括下述步骤的方法，即利用压力传感器测量通信设备处的本地大气压力，并利用测得的本地大气压力及对应于所述通信设备附近的已知高度的另一大气压力测量结果的大气压力校准信息，来测定所述通信设备的高度。

参考下面的说明、附加的权利要求及附图，将更好地理解本发明的特征，本发明的各个方面及优点。

图1描绘了利用构成GPS系统的多个GPS卫星和/或在基于网络的解决方案中使用的多个基站，来确定移动电话的位置的体系结构；

图2描绘了根据本发明的与至少一个基站通信的移动电话。

本发明是一种用于利用大气压力测量结果，来更精确地测定通信设备的垂直位置或高度的通信设备和方法。这里将在确定与无线通信网络，例如蜂窝网络通信的无线通信设备的高度估计值方面来描述本发明。应理解的是，本发明同样适用于确定与其它无线设备通信的无线通信设备的高度估计值，及适用于确定有线或光纤链接的通信设备的高度估计值。此外，应明白术语蜂窝网络不应局限于在蜂窝频谱内工作的无线通信网络。