[发明专利]用于减小全球导航卫星系统位置及速度解的不准确性的方法、系统及设备

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及全球导航卫星系统(GNSS)且更具体来说涉及一种用于减小GNSS位置及/或速度解的不准确性的方法、设备及系统。

背景技术

GNSS通常是指专用于传输/广播用于导航目的的信息的轨道卫星群组。术语“全球”是指来自导航时时需要的最少数目个卫星的信号的全球可用性。通常，卫星属于彼此共同操作的一个系统(本文中称为“GNSS卫星”)且从一个或一个以上地面站控制。一个以上GNSS目前在操作且美国全球定位系统(GPS)是GNSS的实例。每一GNSS卫星以含有其空间位置及时间参考的细节以及其它信息的无线电信号的形式传输信息。不同GNSS系统使用不同无线电信号格式及频率范围。

由于GNSS以类似方式工作，因此为简明起见本发明中的说明参照GPS系统进行。GPS卫星系统传输称作L1及L2的两个无线电信号。以频率1575.42MHz传输的L1信号含有粗略/获取(C/A)代码及P代码。

GNSS接收器通常是指从若干个GNSS卫星接收无线电信号以确定位置及速度解的电子装置。GNSS接收器执行计算(通常称作三角测量)以得出位置及速度解。GNSS接收器还经实施以使用来自其它增广系统(例如惯性导航系统、蜂窝式系统及类似系统)的信息以确定位置及速度解。

由GNSS接收器计算的位置及速度解通常包含特定坐标系统中的位置及速度，其具有相应不确定性。所述不确定性通常指示所计算位置及速度的不准确性的程度。不确定性参数通常以协方差或误差协方差的形式呈现。误差协方差帮助用户或GNSS应用(利用解)在数量上评估GNSS接收器输出/解的质量。

GNSS应用通常处理接收器输出/解以向用户提供一些所要功能性。GNSS应用(例如(但不限于)，公路运输应用、航空应用、车载导航应用、农业及渔业应用、消费者装置应用等)通常需要来自接收器的准确位置及速度。举例来说，使用GNSS接收器用于导航的导航助手(车载GNSS导航应用)通常需要小于10m(米)的位置准确性及不确定性以在街道间隔为20m的市区内导航。误差协方差帮助导航助手提供更好的用户体验且还帮助将其它增广信息与GNSS接收器输出混合。

通常，GNSS接收器基于信号特性(例如，所接收信号的信噪比(S/N)及GNSS接收器分量中的误差(例如，跟踪滤波器的环路误差))确定误差协方差。

发明内容

根据一个实施例，GNSS接收器根据参考位置确定测量误差协方差。在一个实施例中，依据参考伪距离与所测量伪距离之间的差确定测量误差协方差。所述参考伪距离计算为从所述参考位置到卫星的距离。根据测量误差协方差及一组所测量伪距离确定位置及速度解。根据另一方面，仅在所述所测量伪距离大于所述参考伪距离的情况下依据所述差确定测量误差协方差。

根据另一方面，所述GNSS接收器依据相关性峰形状、所接收信噪比中的差及/或跟踪环路误差确定测量误差协方差。

附图说明

图1A是其中可见本发明的各个方面的实例性装置；

图1B是描绘图1A的实例性装置中的处理器的实例的框图；

图2是图解说明图1的实例性GPS接收器系统的框图；

图3A到3D展示对应于图1的装置在实施例中的一者中操作的条件的实例性相关性峰形状特性；

图4是图解说明在本发明的一个实施例中确定测量误差的方式的框图；

图5是根据一个实施例描绘与四个卫星的伪距离的线图，其图解说明测量不一致性；

图6是展示多路径条件的实例性图示；

图7是图解说明根据一个实施例减小位置及速度解的不准确性的方式的流程图；及

图8是实例性卡尔曼(Kalman)滤波器的框图。

具体实施方式

图1A是其中可见本发明的各个方面的实例性装置。如所展示，在实施例中的一者中，装置100包含电力管理单元110、输入/输出(I/O)系统121、显示系统129、传感器系统130、音频系统140、处理器150、GPS接收器系统160、存储器系统170、惯性导航系统180及通信系统190。下文进一步详细描述每一元件。