[发明专利]使用无线通信网络的GNSS信号传输

说明书

本发明涉及用于使用无线RF通信标准发送非GNSS信号的接入点，该接入点还被配置为在专用于该非GNSS信号的传输的至少一个通信信道中发送类GNSS信号；包括所述接入点的至少一个的接入点基础设施；以及用于接收GNSS和非GNSS无线信号的接收机，该接收机还配置为在专用于所述非GNSS无线信号的通信信道中接收至少一个类型GNSS信号，以及使用所述类GNSS信号确定其位置。本发明还涉及在所述接入点架构中包括至少一个接收机的定位系统和用于确定位置的相关联方法。

技术领域

概括地说，本发明应用于室内定位领域。具体地说，本发明描述了能够集成到RF无线电通信网络中的定位系统。

背景技术

由于关注的应用的多样性，定位技术，尤其是室内定位技术受到日益增加的关注。在这些应用中有基于位置服务(LBS)，在比如商场、体育场或停车场之类的公共场所，在这些地方，室内定位系统可以提供真实匹配该用户的简档的内容。机器控制是其中之一，例如控制仓库中的机器人、路线寻找应用、增强现实和很多其它应用。为了是相关联的，室内定位必须非常精确和准确无误的。

GNSS(全球导航卫星系统的缩写)定位技术已经被使用并发展了很多年。两个全球导航卫星系统(GNSS)已经被完全部署了若干个年(US全球定位系统(GPS)和俄罗斯GLONASS)，还有另外两个正在被部署(中国北斗导航卫星系统和欧洲伽利略系统)。GNSS定位技术提供精确的且可靠的位置(在一些配置中，精度小于1米)，但是需要运行在接收机处于很多卫星视线之内的环境中。为了获取完整的位置、速度和时间估计(PVT)，该接收机需要在至少四个卫星视线之内。如果要解决的不确定性数量减少，处于视线之内的卫星的数量可以被减少。例如，完整PVT计算可以在要解决的一个或多个变量(所述变量是3D位置和时间信息)由其它信号或传感器(例如高精度时钟、高度计…)提供时，用视线之内少于四个卫星来计算。

在传播条件包括该环境上的反射时，例如在城市环境中，该GPS定位的质量恶化到几十米的数量级。此外，由于它们的载波长度，GNSS定位信号在穿过建筑材料(比如屋顶或墙壁)时明显损失功率。由于这些原因，并且还由于卫星水平的传输功率水平限制和从该接收机到卫星的高传播距离，依赖GPS信号在室内环境(接收机和卫星之间不是直接可见)中定位是几乎不可能的。

自治室内解决方案已经在最近几年内被开发出来，以便于提供室内定位。这些技术大部分依赖于机会化信号(Wi-Fi、蓝牙、蜂窝发射塔ID、数字TV)的使用结合或不结合另一个信息(比如信号强度)来定位一个区域，但是它们提供较差的准确度。其它技术依赖于惯性传感器的使用，其更适用于室内服务，但是它们很贵，要求准确的并且频繁的校准，并且给出时间依赖的结果。在多路环境中提供准确结果的具体技术，比如超宽带，也已经被开发出来。它们显示出消耗无线电频谱(RF)的缺点，因此受到限制性管理测量并且对该接收机无线电频率链的设计增加重要约束。

其它室内解决方案是直接从GNSS定位技术导出的。例如，地面发射机，公知为伪卫星，可以被放置在室内位置的各个点处，用于发送至少四个类GNSS信号。其它设备，被称为中继器，被配置为从位于室外的天线获取一个GNSS信号，与其它中继器交替地放大并发送这一信号。该接收机从该GNSS信号获得天线的位置并从与不同发射机做出的连续发射之间的每个卫星相关联的伪范围测量的演进的评估获取它的相对于该中继器的位置。还有公知的称为repealite的设备，从外部天线获取GNSS信号，连续地放大并发送所述信号，每个repealite还在重新发送该信号之前插入不用的延迟。

这些解决方案的每一个有其自己的优势和缺点，但是提供准确的结果。但是，对这些方案(伪卫星、中继器或repealite)中的一种的部署成本都非常高，因为大量专用设备要被安装到室内位置以发送信号。另外，在专用于该GNSS传输的载波频率处从地面站发送受到很多管理约束，以避免打扰现有GNSS网络信号。如果该信号是在另一个频带中发送的，则用户为了兼容需要购买、搬运和使用具体专用于这一目的的设备。在标准接收机中集成额外的接收模块，例如在智能电话中，以便与使用另一个频率发送的GNSS信号兼容也是一个问题，因为它会在该设备中占用一些空间并且消耗功率。