[发明专利]用于使用测量缝合进行位置确定的方法

说明书

分案申请的相关信息

本申请为发明名称为“用于使用测量缝合进行位置确定的方法”的原中国发明专利申请的分案申请。原申请的申请号为200780007495.9；原申请的申请日为2007年3月6日。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2006年3月6日申请的题为“用于无线通信系统中的改进定位的测量缝合(Measurement Stitching for Improved Position Location in Wireless Communication System)”的第60/779,935号共同待决的美国临时专利申请案的优先权，所述申请案转让给本受让人且以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及定位系统，且更具体地说，涉及用于移动接收器的位置解决方案的计算。

背景技术

全球定位系统(GPS)是经设计以在世界的几乎所有地方提供位置、速度和时间信息的卫星导航系统或卫星定位系统。GPS由美国国防部开发且当前包括二十四个工作卫星的星座。其它类型的卫星导航系统包括广域增强系统(WAAS)、由俄罗斯联邦部署的全球导航卫星系统(GLONASS)和由欧洲联盟计划的伽利略(Galileo)系统。如本文所使用，“卫星定位系统”(SPS)将被理解为指代GPS、伽利略、GLONASS、NAVSTAR、GNSS、使用来自这些系统的组合的卫星的系统、伪卫星系统或将来开发的任何SPS。

多种接收器已被设计用来对从卫星传输的信号进行解码以确定位置、速度或时间。通常，为了解密信号且计算最终位置，接收器必须获取来自可见卫星的信号，测量并追踪所接收信号，且从这些信号恢复导航数据。通过精确测量距三个不同卫星的距离，接收器对其位置进行三角测量，即求解获得纬度、经度和海拔。具体地说，接收器通过测量每一信号从各自卫星行进到接收器所需的时间来测量距离。此需要精确的时间信息。为此原因，通常需要来自第四卫星的测量值以帮助解决共同时间测量误差，例如由接收器内的定时电路的不精确性产生的误差。

在某些位置(例如，具有高层建筑物的城市环境)中，接收器可能仅能够获取来自三个或三个以下卫星的信号。在这些情形下，接收器将不能解决位置解决方案的所有四个变量：纬度、经度、海拔和时间。如果接收器能够获取(例如)来自三个卫星的信号，那么接收器可放弃海拔计算以解决纬度、经度和时间。或者，如果通过外部装置来获得海拔，那么可从三个卫星信号来解决所有四个变量。如果少于三个信号可用，那么接收器就不能计算出其位置。

为了解决此限制，许多接收器利用混合位置技术，其利用来自无线通信系统的基站的信号。与卫星信号一样，混合接收器测量无线信号的时间延迟以测量距网络的基站的距离。混合接收器利用来自基站的信号以及来自GPS卫星的任何所获取信号来解决位置和时间变量。混合位置技术常允许接收器计算常规定位技术不能计算的多种位置中的位置解决方案。举例来说，在码分多址(CDMA)移动无线系统中，此混合技术的此基站测量部分被称作高级前向链路三角定位(AFLT)。

接收器所确定的位置解决方案的精确性受到系统内的时间精确度影响。在同步系统(例如现有CDMA系统)中，由蜂窝式基站传送的定时信息与来自GPS卫星的定时信息同步，从而允许在整个系统中可使用精确时间。在一些系统(例如全球移动通信系统(GSM))中，定时信息未在基站与GPS卫星之间同步。在这些系统中，位置测量单元(LMU)被添加到现有基础结构以提供用于无线网络的精确定时信息。

普通用于位置确定系统和算法中的另一技术是使用卡尔曼(Kalman)滤波器。众所周知，卡尔曼滤波器(KF)是最佳的递归数据估计算法。其常常用以为移动实体(例如飞机、人类、车辆等)的属性建模。举例来说，这些属性可包括速度和位置两者。系统的当前状态和当前测量值用以估计系统的新状态。实际上，卡尔曼滤波器将所有可用测量数据组合起来且加上关于系统、测量装置和误差统计的现有知识，以使误差在统计上最小化的方式来产生所要变量的估计。