[发明专利]定位装置与方法

说明书

本发明涉及定位方法与装置。具体而言，它用于通过利用卫星星 座知识以及导航接收机的环境改进卫星导航系统的性能。本发明能在 由包括不想要的波或被屏蔽的波的传播等现象而导致性能严重退化 的环境中改进导航性能。

通过测量由星座内的一组卫星发射的波的传播时间，卫星导航系 统能在三维方向(x、y、z)上定位世界上任何地方的接收机。然而， 这些系统在诸如城市区或建筑物内等恶劣的环境中只能部分地工作。 当信号被接收机周围的环境过分阻挡或减弱时，基于发射卫星和接收 机间电磁波信号为视距传播这样的假定而计算位置变得不可能。该计 算也会由于导航接收机周围障碍物的信号反射产生大的误差。

不同的卫星导航定位系统是公知的。

这些卫星定位系统在诸如城市区或建筑物内等恶劣的环境中只 能部分地工作。当信号被接收机周围的环境(例如，当用户在室外时 的建筑物或山，或用户处于其中的建筑物结构等)反射、阻挡或过分 减弱时，基于卫星所发射的信号沿视距传播这样的假定而对计算位置 是不可能的。

文档WO01/86315描述了利用卫星信号并与定位计算中心相配 合以确定移动单元位置的方法和装置，该定位计算中心利用地理信息 系统仿真包括信号以及延迟或反射信号的功率等可能的接收信号。除 卫星数据以及与定位计算中心通讯外，该方法也利用来自移动接收机 也与其关联的蜂窝通讯系统的信号。该方法将实际的接收与仿真模型 比较，以提高移动单元位置的接近度。

该方法需要在计算中心作大量实时的处理，实际上它的响应时间 是很长的。

本发明旨在克服这些缺点。

更一般地，本发明克服的这些缺点与在受限环境(城市区、山) 中卫星导航系统的可用性与精确度问题有关。

根据第一方面，本发明涉及定位无线电导航信号接收机的方法， 其特征在于它包括：

—预测步骤，用于预测由无线电导航信号源对于若干陆地位置发 射的信号的接收特性，该特性作为所述源的位置、电磁波传播模型以 及关于每个所述陆地位置的环境的地形资料的函数；

—在其中所述接收机接收无线电导航信号的步骤；

—在其中测量所述接收机接收的信号的接收特性的步骤；以及

—用于处理实际测量特性与预测的特性以提供与所述接收机定 位有关的信息的步骤。

由于这些测量，在计算机系统中所用的处理时间和处理资源是非 常有限的。利用本发明提供了避免误差源并增加定位或导航服务的覆 盖区域的方法，即便以传统方式没有足够的卫星信号用于确定接收机 的位置：本发明提供了考虑恶化信号或失去信号的方法。

根据具体的特征，处理步骤包括如下步骤，其中将实际测量的特 性与预测特性匹配以提供所述接收机的至少一个可能位置。

通过这些配置，快速进行处理并使定位成为可能，因为匹配包括 使测量的实际值和预测值对应，并可包括在一些可能的位置间添加新 的位置以及/或减少它们的步骤。

根据具体的特征，在处理步骤中，当几个位置的预测具有类似的 匹配成度时，对接收机的位移以及它的至少两个连续位置进行外插求 值以选择一个可能的位置。

通过这些配置，进行的处理考虑到接收机的连续位置，从而增加 了定位的可靠性。

根据具体特征，以上简述的方法包括通过所述接收机从接收的无 线电导航信号确定近似位置的步骤，在处理步骤中，与定位有关的信 息包括校正信息，该校正信息要被用于由所述接收机确定的近似位 置。

通过这些配置，接收机将在两个步骤中精确确定它的位置。

根据具体的特征，以上简述的方法包括通过所述接收机从接收的 无线电导航信号确定近似位置的步骤，在处理步骤中，与定位有关的 信息包括校正信息，该校正信息要被用于到无线电导航信号源的距离 的每次测量，以校正由所述接收机确定的近似位置。

通过这些配置，位置的确定更为精确。

根据具体的特征，以上简述的方法包括在其中所述接收机从接收 的无线电导航信号确定近似位置的步骤，在处理步骤中，与定位有关 的信息包括与由所述接收机确定的近似位置的完整性有关的信息。

通过这些配置，用户能考虑定位的完整性。