專利名稱：基于衛(wèi)星無線電的車輛定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及使用全球定位系統(tǒng)(“GPS”)和衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)數(shù)據(jù)的車輛定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)都是GPS系統(tǒng)和有效利用GPS數(shù)據(jù)的車輛定位系統(tǒng)。使用未檢驗(yàn)級(non-survey grade)GPS技術(shù)的車載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)在定位可靠性和精確性上具有實(shí)際限制。已知一個示例性限制是“城市峽谷”問題，當(dāng)啟用GPS的車輛位于高建筑物或其他結(jié)構(gòu)附近時會出現(xiàn)這種問題。在這種環(huán)境中，由于這些結(jié)構(gòu)對GPS衛(wèi)星信號的反射，會產(chǎn)生高電平的多路徑信號。此外，一些結(jié)構(gòu)會引起GPS衛(wèi)星信號的部分或全部阻擋(blockage)。這種阻擋是有問題的，因?yàn)镚PS接收機(jī)必須從至少三個不同的GPS衛(wèi)星接收GPS信號以獲得位置讀數(shù)。
為了改進(jìn)位置確定，一些車輛定位系統(tǒng)依賴于航位推算(“DR”)技術(shù)。DR技術(shù)將GPS衛(wèi)星測量與其他位置信息源相組合，該位置信息源可以是該車輛車載的。例如，DR技術(shù)可以利用慣性陀螺儀、加速計、羅盤信息和車輪轉(zhuǎn)速傳感器?，F(xiàn)有技術(shù)包含多個GPS/DR系統(tǒng)，包括在車輛應(yīng)用中使用的GPS/DR系統(tǒng)。遺憾的是，在車載車輛應(yīng)用中使用DR技術(shù)會導(dǎo)致額外的成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性。
軍用級GPS系統(tǒng)使用其他GPS數(shù)據(jù)，例如差分GPS數(shù)據(jù)或廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(“WAAS”，Wide Area Augmentation System)數(shù)據(jù)，以改善位置確定。差分GPS數(shù)據(jù)和WAAS數(shù)據(jù)的使用減少了已知的GPS錯誤源，例如電離層、時鐘、天文歷、多路徑、對流層和接收機(jī)錯誤。然而，差分GPS數(shù)據(jù)和WAAS數(shù)據(jù)對于低成本消費(fèi)者應(yīng)用是不容易獲得的。
因此，希望有一種基于GPS的車輛定位系統(tǒng)，可以最小化依賴于DR技術(shù)來獲得精確位置確定的需要。此外，希望有一種在城市峽谷環(huán)境中可靠和精確工作的、基于GPS的車輛定位系統(tǒng)。并且，根據(jù)隨后的詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求，結(jié)合附圖和前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)，本發(fā)明的其他預(yù)期特征和特性將會變得清楚。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的車載車輛定位系統(tǒng)能夠使用通過衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)的一個或多個部件傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)和GPS校正數(shù)據(jù)來精確確定該車輛的當(dāng)前位置。該車輛定位系統(tǒng)能夠在最小化依賴DR技術(shù)的需要的同時生成精確的車輛位置數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)際實(shí)施例，該車輛定位系統(tǒng)有效利用了SRS的地面中繼器(terrestrialrepeater)，其增強(qiáng)了在城市峽谷環(huán)境中的可靠性。
本發(fā)明的上述和其他方面可以通過一種車載車輛定位系統(tǒng)的形式來實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有配置成接收來自GPS衛(wèi)星的GPS信號的GPS接收機(jī)，其中該GPS信號包括GPS數(shù)據(jù)，配置成接收來自衛(wèi)星無線電廣播中心的SRS信號的SRS接收機(jī)，其中該SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)，和耦合到該GPS接收機(jī)和SRS接收機(jī)的處理邏輯。該處理邏輯配置成響應(yīng)于該GPS數(shù)據(jù)和GPS校正數(shù)據(jù)而生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)。


下面將結(jié)合以下附圖來描述本發(fā)明，其中相似的數(shù)字表示相似的元件，和圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的基于衛(wèi)星的車輛定位系統(tǒng)的示意性表示；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的車載車輛定位系統(tǒng)的示意性表示；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的GPS校正數(shù)據(jù)傳輸過程的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的車輛定位過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下詳細(xì)說明實(shí)質(zhì)上僅僅是示范性的，而不是用于限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。而且，不希望被前面技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明概述或以下詳細(xì)說明中給出的任何明確的或隱含的原理所限制。
這里，可以通過功能性和/或邏輯模塊部件和各種處理步驟的形式來描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，這種模塊部件可以通過任意數(shù)量的配置成實(shí)現(xiàn)特定功能的硬件、軟件和/或固件部件來實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明的一個實(shí)施例可以應(yīng)用各種集成電路部件，例如存儲器元件、數(shù)字信號處理元件、邏輯元件、查詢表等，它們可以在一個或多個微處理器或其他控制設(shè)備的控制下執(zhí)行各種功能。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明可以實(shí)施為，結(jié)合任意數(shù)量的實(shí)際車輛計算機(jī)系統(tǒng)平臺、體系結(jié)構(gòu)和配置，任意數(shù)量的實(shí)際衛(wèi)星定位系統(tǒng)平臺、體系結(jié)構(gòu)和配置，以及任意數(shù)量的實(shí)際衛(wèi)星無線電系統(tǒng)平臺、體系結(jié)構(gòu)和配置，并且這里所述的特定系統(tǒng)僅是關(guān)于本發(fā)明的一個示范性應(yīng)用。
為了簡潔起見，這里不詳細(xì)說明涉及車輛計算機(jī)模塊、車輛定位數(shù)據(jù)處理、GPS數(shù)據(jù)和系統(tǒng)部件、SRS數(shù)據(jù)和系統(tǒng)部件、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信、和該系統(tǒng)的其他功能性方面(和該系統(tǒng)的單獨(dú)操作部件)的常規(guī)技術(shù)。并且，這里所包含的各個附圖中所示的連接線用于表示示例性的功能性關(guān)系和/或各個元件之間的物理耦合。應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)際實(shí)施例中可以給出許多可選的或附加的功能性關(guān)系或物理連接。
以下說明會涉及被“連接”或“耦合”在一起的部件或特征。如這里所使用的，除非明確聲明，否則“連接”表示一個部件/特征被直接或間接連接到另一部件/特征，并且不必需是機(jī)械的。同樣，除非明確聲明，否則“耦合”表示一個部件/特征被直接或間接耦合到另一部件/特征，并且不必需是機(jī)械的。從而，雖然該示意性框圖揭示了元件的示例性布置，但是在實(shí)際實(shí)施例中可以有其他的中間元件、設(shè)備、特征或部件(假定該系統(tǒng)或子系統(tǒng)的功能不會受到不利影響)。
在圖1和圖2中，各個系統(tǒng)部件可以通過物理硬件元件、虛擬機(jī)和/或邏輯元件來實(shí)施。這些系統(tǒng)部件可以使用通用的微處理器、控制器或微控制器，其適于配置成控制這里所述系統(tǒng)的工作或者至少控制這里所述的過程。根據(jù)計算機(jī)編程領(lǐng)域普通技術(shù)人員的實(shí)踐，這里參照可以被各種處理或邏輯部件執(zhí)行的操作的符號表示來說明本發(fā)明。這些操作有時被稱為計算機(jī)執(zhí)行的、計算機(jī)化、軟件實(shí)施或計算機(jī)實(shí)施的?？梢岳斫?，符號表示的操作包括由各種微處理器設(shè)備對于表示該系統(tǒng)存儲器中存儲位置的數(shù)據(jù)位的電子信號的控制，以及對信號的其他處理。保存數(shù)據(jù)位的該存儲位置是物理位置，具有與該數(shù)據(jù)位相對應(yīng)的特定電、磁、光或組織特性。
當(dāng)在軟件中實(shí)現(xiàn)時，本發(fā)明的各個元件主要是執(zhí)行各種任務(wù)的代碼片段或指令。該程序或代碼片段可以存儲在處理器可讀介質(zhì)中或者由包含在載波中的計算機(jī)數(shù)據(jù)信號通過傳輸介質(zhì)或通信路徑來傳輸。該“處理器可讀介質(zhì)”或“機(jī)器可讀介質(zhì)”可以包括任何可以存儲或傳輸信息的介質(zhì)。處理器可讀介質(zhì)的例子包括電子電路、半導(dǎo)體存儲設(shè)備、ROM、閃存、可擦除ROM(EROM)、軟盤、CD-ROM、光盤、硬盤、光纖將誒之、射頻(RF)鏈接等。該計算機(jī)數(shù)據(jù)信號可以包括能夠在傳輸介質(zhì)例如電子網(wǎng)絡(luò)通道、光纖、空氣、電磁路徑或RF鏈接中傳播的任何信號。該代碼片段可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)例如因特網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、LAN等下載。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例配置的車輛定位系統(tǒng)100的示意性表示。系統(tǒng)100一般包括多個GPS衛(wèi)星102，一個或多個SRS衛(wèi)星104/106，一個或多個SRS上行鏈路站108/110，一個或多個地面中繼器112/114，SRS廣播中心116，GPS校正數(shù)據(jù)源118，和具有包括至少一個車載車輛定位子系統(tǒng)的車載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)的車輛120。在一個實(shí)際配置中，該遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)也可以包括電話、數(shù)據(jù)傳輸、導(dǎo)航、車輛狀態(tài)監(jiān)視和介質(zhì)特征。
GPS衛(wèi)星102表示連續(xù)廣播它們的位置以通過基于地面的GPS接收機(jī)部件接收的衛(wèi)星。來自GPS衛(wèi)星102的GPS信號包括指示該GPS衛(wèi)星102位置的GPS數(shù)據(jù)。當(dāng)前有24個配置在軌道中的GPS衛(wèi)星102，這24個GPS衛(wèi)星不需要被修改以支持車輛定位系統(tǒng)100。實(shí)際上，每個GPS衛(wèi)星102以對地靜止的方式繞地球運(yùn)行。該GPS衛(wèi)星102與基于地面的部件通信的方式是衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，因而在這里不再詳細(xì)說明。
SRS衛(wèi)星104/106表示配置成與SRS供應(yīng)商所提供的服務(wù)連接的衛(wèi)星。一個這種供應(yīng)商以XM Satellite Radio Inc.的名義提供商業(yè)SRS服務(wù)。這種供應(yīng)商所維持的商業(yè)SRS系統(tǒng)使用了兩個對地靜止SRS衛(wèi)星104/106，該SRS衛(wèi)星104/106與多個地面中繼器112/114組合以向具有兼容SRS接收機(jī)的訂戶廣播SRS信號，該兼容SRS接收機(jī)包括車載車輛SRS接收機(jī)。如以下更詳細(xì)說明的，該SRS信號可以包括與常規(guī)SRS無線電數(shù)據(jù)組合的GPS校正數(shù)據(jù)。該SRS衛(wèi)星104/106與基于地面的部件通信的方式是衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，因而在這里不再詳細(xì)說明。
SRS廣播中心116可以是為SRS系統(tǒng)其他部件提供SRS內(nèi)容的基于地面的中心。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在圖1中表示為不同的模塊，但是SRS廣播中心116可以集成到一個或多個SRS上行鏈路站108/110中。SRS廣播中心116可以通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)通信鏈接122/124(可以包括任意數(shù)量的有線和/或無線片斷)為SRS上行鏈路站108/110提供SRS信號。相應(yīng)地，SRS上行鏈路站108/110通過適當(dāng)?shù)纳闲墟溌窋?shù)據(jù)通信鏈接126/128向SRS衛(wèi)星104/106傳輸SRS信號。然后，SRS衛(wèi)星104/106向基于地面的接收機(jī)部件傳輸SRS信號用于局部處理。在這一點(diǎn)上，SRS衛(wèi)星104/106可以向車輛120傳輸直接SRS信號130/132，和/或通過地面中繼器112/114向車輛120傳輸間接SRS信號134/136。
地面中繼器，顧名思義，是用作SRS信號的中繼站的基于地面的部件。一般地，地面中繼器接收SRS信號并放大以用于在更高的傳輸功率轉(zhuǎn)發(fā)。地面中繼器還可以在轉(zhuǎn)發(fā)之前對SRS信號進(jìn)行濾波、誤差校正或其他調(diào)節(jié)。因而，地面中繼器112/114使得相對較高功率的SRS信號能夠到達(dá)在來自GPS衛(wèi)星102的相對較低功率的GPS信號被阻塞的環(huán)境中的車輛120。雖然在圖1中沒有顯示，但是車輛定位系統(tǒng)100還可以包括從另一地面中繼器接收SRS信號的中間地面中繼器。在這一點(diǎn)上，中間地面中繼器可以將該SRS信號轉(zhuǎn)發(fā)到另一中間地面中繼器和/或車輛120。在系統(tǒng)100中可以使用當(dāng)前用于支持標(biāo)準(zhǔn)SRS系統(tǒng)的常規(guī)地面中繼器而無需作修改。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)。如這里所使用的，“GPS校正數(shù)據(jù)”的含義是除了源自GPS衛(wèi)星102的原始GPS數(shù)據(jù)之外的任何數(shù)據(jù)或信息，其中這種數(shù)據(jù)或信息補(bǔ)充了原始GPS數(shù)據(jù)。例如，GPS校正數(shù)據(jù)可以包括差分GPS數(shù)據(jù)例如WAAS數(shù)據(jù)。GPS校正數(shù)據(jù)源118表示向SRS廣播中心116提供該GPS校正數(shù)據(jù)的處理邏輯、實(shí)體、部件、子系統(tǒng)、文件、設(shè)備或其他元件。雖然在圖1中表示為不同的模塊，但是GPS校正數(shù)據(jù)源118可以被集成到SRS廣播中心116中。
實(shí)際上，該SRS信號還包括常規(guī)的SRS無線電數(shù)據(jù)。換句話說，該SRS信號包含GPS校正數(shù)據(jù)和SRS無線電數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)類型可以由該接收部件使用促使數(shù)據(jù)分離或提取的任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)通信技術(shù)或協(xié)議傳輸。
在實(shí)際配置中，車輛定位系統(tǒng)100可以包括任意數(shù)量的GPS衛(wèi)星102，任意數(shù)量的SRS衛(wèi)星104/106，任意數(shù)量的地面中繼器112/114，和任意數(shù)量的SRS上行鏈路站108/110。此外，系統(tǒng)100可以包括多于一個SRS廣播中心116，例如一個為每個SRS衛(wèi)星104/106服務(wù)。如圖1所示的系統(tǒng)100僅是一個用于說明目的的簡單的示例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例配置的車載車輛定位系統(tǒng)200的示意性表示。系統(tǒng)200例如可以配置在圖1所示的車輛120中。系統(tǒng)200一般包括GPS接收機(jī)202，SRS接收機(jī)204，耦合到GPS接收機(jī)202的車輛定位處理邏輯206，以及耦合到SRS接收機(jī)204和車輛定位處理邏輯206的數(shù)據(jù)提取處理邏輯208。系統(tǒng)200還可以包括耦合到GPS接收機(jī)202的GPS天線210，這里GPS天線210被適當(dāng)配置成接收GPS信號，和耦合到SRS接收機(jī)204的SRS天線212，這里SRS天線212被適當(dāng)配置成接收SRS信號。在本示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)200配置成生成指示該車輛當(dāng)前位置的車輛定位數(shù)據(jù)214，和表示適于由該車輛視聽系統(tǒng)回放的音頻和/或視頻內(nèi)容的SRS無線電數(shù)據(jù)216。實(shí)際上，系統(tǒng)200可以被集成到車載車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)中，并且可以通過任意數(shù)量的物理部件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)200的元件。事實(shí)上，GPS接收機(jī)202、SRS接收機(jī)204、車輛位置處理邏輯206和數(shù)據(jù)提取處理邏輯208都可以實(shí)現(xiàn)為單個物理部件中的硬件、軟件和/或固件。例如，GPS接收機(jī)202和SRS接收機(jī)204可以被組合到集成接收機(jī)組件中。并且，雖然圖2顯示了兩個分離的天線部件，但是在一個實(shí)際實(shí)施例中，GPS天線210和SRS天線212也可以實(shí)現(xiàn)為單個天線裝置。
GPS接收機(jī)202適當(dāng)?shù)嘏渲贸赏ㄟ^GPS天線210接收來自GPS衛(wèi)星的GPS信號。如上所述，被GPS接收機(jī)202處理的GPS信號包括GPS數(shù)據(jù)。該GPS數(shù)據(jù)可以被當(dāng)作“原始”或“基本”GPS數(shù)據(jù)，系統(tǒng)200根據(jù)該數(shù)據(jù)獲取該車輛的當(dāng)前位置。該GPS數(shù)據(jù)可以被傳送到車輛位置處理邏輯206以用于如下所述的進(jìn)一步處理。SRS接收機(jī)204適當(dāng)?shù)嘏渲贸赏ㄟ^SRS天線212接收來自SRS廣播中心(例如SRS廣播中心116)的SRS信號。依賴于特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、該車輛的位置和其他實(shí)際考慮，由SRS接收機(jī)204接收的SRS信號可以通過SRS衛(wèi)星104/106、地面中繼器112/114、或系統(tǒng)100的其他部件或子系統(tǒng)來傳輸。如上所述，被SRS接收機(jī)204處理的SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)(和可能的SRS無線電數(shù)據(jù))。
數(shù)據(jù)提取處理邏輯208適當(dāng)?shù)嘏渲贸蓮慕邮盏腟RS信號中分離或提取GPS校正數(shù)據(jù)。在這一點(diǎn)上，數(shù)據(jù)提取處理邏輯208可以采用任意數(shù)量的數(shù)據(jù)通信技術(shù)來分離該GPS校正數(shù)據(jù)。該GPS校正數(shù)據(jù)(由參考數(shù)字218表示)可以被傳輸?shù)杰囕v位置處理邏輯206以啟動對于原始GPS數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)和/或校正。在一個實(shí)際實(shí)施例中，車輛位置處理邏輯206根據(jù)該GPS校正數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)/校正該GPS數(shù)據(jù)以生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)214。該車輛位置處理邏輯206調(diào)節(jié)原始GPS數(shù)據(jù)的特定方式可以從一個系統(tǒng)變化為另一個。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的GPS校正數(shù)據(jù)通信過程的流程圖。過程300一般用于由SRS供應(yīng)商對GPS校正數(shù)據(jù)的處理。應(yīng)當(dāng)理解，與過程300相關(guān)聯(lián)執(zhí)行的各種任務(wù)可以通過軟件、硬件、固件或其組合來執(zhí)行。為了示例性目的，以下對于過程300的說明可以是指上面結(jié)合圖1所述的元件。在實(shí)際實(shí)施例中，過程300的部分可以通過所述系統(tǒng)的不同元件執(zhí)行，包括但不限于，SRS廣播中心、SRS上行鏈路站或地面中繼器。還應(yīng)當(dāng)理解，過程300可以包括任意數(shù)量的附加或可選的任務(wù)，圖3所示的任務(wù)不需要以所示順序進(jìn)行，并且過程300可以被結(jié)合到更綜合性的過程或者具有這里沒有詳細(xì)說明的其他功能的過程中。
GPS校正數(shù)據(jù)通信過程300通過獲取SRS上行鏈路站的GPS校正數(shù)據(jù)(任務(wù)302)開始。如上所述，GPS校正數(shù)據(jù)可以是從任何可用源獲得的差分GPS數(shù)據(jù)例如WAAS數(shù)據(jù)。實(shí)際上，該GPS校正數(shù)據(jù)被提供給SRS廣播中心以用于與正常SRS無線電數(shù)據(jù)一起處理。最后，GPS校正數(shù)據(jù)被發(fā)送到SRS上行鏈路站，然后該SRS上行鏈路站將該GPS校正數(shù)據(jù)發(fā)送到一個或多個SRS衛(wèi)星(任務(wù)304)。在一個實(shí)際實(shí)施例中，該GPS校正數(shù)據(jù)可以與SRS無線電數(shù)據(jù)組合(或包含)在適當(dāng)格式的SRS信號中。SRS上行鏈路站可以使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)和協(xié)議將SRS信號和/或GPS校正數(shù)據(jù)發(fā)送到SRS衛(wèi)星。
SRS衛(wèi)星執(zhí)行SRS信號的下行鏈路傳輸(任務(wù)306)，這里SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)。SRS衛(wèi)星可以使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)和協(xié)議傳輸SRS信號和/或GPS校正數(shù)據(jù)。事實(shí)上，SRS衛(wèi)星不需要被修改以支持GPS校正數(shù)據(jù)通信過程300。如上所述，可以將一些SRS信號從SRS衛(wèi)星直接傳輸?shù)浇邮哲囕v，而可以通過一個或多個地面中繼器將其他SRS信號間接傳輸?shù)浇邮哲囕v。
如果地面中繼器被包含在數(shù)據(jù)傳輸路徑中，那么包含GPS校正數(shù)據(jù)的下行鏈路SRS信號就由地面中繼器接收(任務(wù)308)。地面中繼器可以在轉(zhuǎn)發(fā)該下行鏈路SRS信號之前對該接收的SRS信號進(jìn)行調(diào)節(jié)或處理(任務(wù)310)。如上所述，這種轉(zhuǎn)發(fā)可以被指向另一地面中繼器和/或接收車輛。要注意的是，SRS信號的傳輸是以廣播方式發(fā)生而不需要任何特定的接收車輛或部件作為目的地。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的車輛定位過程400的流程圖。過程400一般用于由車載車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)例如上述車輛定位系統(tǒng)對基于衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。應(yīng)當(dāng)理解，與過程400相關(guān)聯(lián)執(zhí)行的各種任務(wù)可以通過軟件、硬件、固件或其組合來執(zhí)行。為了示例性目的，以下對于過程400的說明可以是指上面結(jié)合圖2所述的元件。在實(shí)際實(shí)施例中，過程400的部分可以通過所述系統(tǒng)的不同元件執(zhí)行，包括但不限于，GPS接收機(jī)202、SRS接收機(jī)204、車輛位置處理邏輯206或數(shù)據(jù)提取處理邏輯208。還應(yīng)當(dāng)理解，過程400可以包括任意數(shù)量的附加或可選的任務(wù)，圖4所示的任務(wù)不需要以所示順序進(jìn)行，并且過程400可以被結(jié)合到更綜合性的過程或者具有這里沒有詳細(xì)說明的其他功能的過程中。
車輛定位過程400可以由通過車載車輛子系統(tǒng)接收源自GPS衛(wèi)星的GPS信號(任務(wù)402)而開始。如上所述，該GPS信號包括GPS數(shù)據(jù)。此外，該車載車輛子系統(tǒng)還接收源自SRS廣播中心的SRS信號。該SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)和SRS無線電數(shù)據(jù)，如上所述。實(shí)際上，該車載車輛子系統(tǒng)可以接收從SRS衛(wèi)星傳輸?shù)闹苯覵RS信號(任務(wù)404)和/或從地面中繼器傳輸?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)SRS信號(任務(wù)406)。
該車載車輛子系統(tǒng)可以處理該接收的SRS信號以從SRS信號中分離或提取GPS校正數(shù)據(jù)(任務(wù)408)和/或從SRS信號中分離或提取SRS無線電數(shù)據(jù)。然后可以以常規(guī)方式處理該SRS無線電數(shù)據(jù)以有助于通過車輛視聽系統(tǒng)回放。然后可以使用適當(dāng)?shù)男Ｕ夹g(shù)利用該提取的GPS校正數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)或校正原始GPS數(shù)據(jù)(任務(wù)410)。換句話說，根據(jù)GPS校正數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)在任務(wù)402期間接收的原始GPS數(shù)據(jù)。此外，該車載車輛子系統(tǒng)基于校正的GPS數(shù)據(jù)生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)(任務(wù)412)。在這一點(diǎn)上，響應(yīng)于該原始GPS數(shù)據(jù)和響應(yīng)于GPS校正數(shù)據(jù)而生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)。
該車載車輛子系統(tǒng)可以使用后處理或?qū)崟r定時方法來使GPS校正數(shù)據(jù)與原始GPS數(shù)據(jù)同步。簡而言之，一種可能的后處理技術(shù)以如下方式進(jìn)行(1)SRS上行鏈路站計算范圍校正和時間標(biāo)記其上行鏈路傳輸；(2)車載車輛子系統(tǒng)時間標(biāo)記當(dāng)前測量的到SRS衛(wèi)星的范圍；和(3)在限定為稍后的時間點(diǎn)，SRS上行鏈路站和車載車輛子系統(tǒng)可以同時將它們各自的時間標(biāo)識信息下載到車載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)以用于與增強(qiáng)的車輛定位相關(guān)聯(lián)。
對于精確導(dǎo)航應(yīng)用，優(yōu)選使用實(shí)時技術(shù)來消除與該后處理技術(shù)相關(guān)的延時。實(shí)時處理的一個可能的例子通過SRS上行鏈路將GPS校正數(shù)據(jù)周期性(例如每秒)發(fā)送到車載車輛子系統(tǒng)而開始。這可以通過到該車輛的直接傳輸或通過SRS衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)。一旦車載車輛子系統(tǒng)接收到該信息，它可以利用該實(shí)時GPS數(shù)據(jù)來處理以提供對于該車輛的改進(jìn)的位置測量。
在本發(fā)明的一個實(shí)際實(shí)施例中，可以通過車載車輛子系統(tǒng)進(jìn)一步處理當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)以有助于結(jié)合例如車載導(dǎo)航系統(tǒng)而再現(xiàn)或顯示當(dāng)前車輛位置。可選地(或附加地)，可以通過車載車輛子系統(tǒng)進(jìn)一步處理當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)以有助于傳輸?shù)奖O(jiān)視服務(wù)或有助于車載存儲。如從任務(wù)412到任務(wù)402的箭頭所示，車輛定位過程400可以是一個連續(xù)過程，重復(fù)這個過程以便能夠?qū)囕v位置進(jìn)行實(shí)時更新。
總之，根據(jù)本發(fā)明的車載車輛定位系統(tǒng)有效利用了SRS系統(tǒng)的可靠覆蓋范圍和相對較高的傳輸功率以提供增強(qiáng)的基于GPS的位置確定。該系統(tǒng)能夠在城市峽谷環(huán)境中提供增強(qiáng)的位置，在該環(huán)境中常規(guī)的GPS衛(wèi)星信號傳輸會被高度反射和/或完全阻擋。而且，該系統(tǒng)使用SRS系統(tǒng)來傳送GPS校正數(shù)據(jù)例如差分GPS數(shù)據(jù)，提高了標(biāo)準(zhǔn)GPS位置讀出的精確性。
雖然在前面的詳細(xì)說明中給出了至少一個示范性實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，存在大量的變體。還應(yīng)當(dāng)理解，該一個或多個示范性實(shí)施例僅僅是示例，而不是要以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或配置。相反地，前面的詳細(xì)說明將為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供用于實(shí)現(xiàn)該一個或多個示范性實(shí)施例的常規(guī)路線圖。應(yīng)當(dāng)理解，對于元件的功能和布置可以作出各種改變而不脫離在所附權(quán)利要求及其法律等效物中所給出的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于確定車輛位置的方法，所述方法包括通過車載車輛子系統(tǒng)接收來自GPS衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)信號，所述GPS信號包括GPS數(shù)據(jù)；通過所述車載車輛子系統(tǒng)接收來自衛(wèi)星無線電廣播中心的衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)信號，所述SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)；和響應(yīng)于所述GPS數(shù)據(jù)和所述GPS校正數(shù)據(jù)而生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收SRS信號包括接收從至少一個SRS地面中繼器傳輸?shù)腟RS信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收SRS信號包括接收從至少一個SRS衛(wèi)星傳輸?shù)腟RS信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)包括根據(jù)所述GPS校正數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)所述GPS數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述GPS校正數(shù)據(jù)包括差分GPS數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述差分GPS數(shù)據(jù)包括廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(“WAAS”)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述SRS信號還包括衛(wèi)星無線電數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括從所述SRS信號中分離所述GPS校正數(shù)據(jù)。
9.一種車載車輛定位系統(tǒng)，包括配置成接收來自GPS衛(wèi)星的GPS信號的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)接收機(jī)，所述GPS信號包括GPS數(shù)據(jù)；配置成接收來自衛(wèi)星無線電廣播中心的SRS信號的衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)接收機(jī)，所述SRS信號包括GPS校正數(shù)據(jù)；和耦合到所述GPS接收機(jī)和所述SRS接收機(jī)的處理邏輯，所述處理邏輯配置成響應(yīng)于所述GPS數(shù)據(jù)和所述GPS校正數(shù)據(jù)而生成當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述GPS接收機(jī)和所述SRS接收機(jī)被組合到一個集成接收機(jī)組件中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述處理邏輯配置成，通過根據(jù)所述GPS校正數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)所述GPS數(shù)據(jù)而生成所述當(dāng)前車輛位置數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述GPS校正數(shù)據(jù)包括差分GPS數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，所述差分GPS數(shù)據(jù)包括廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(“WAAS”)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述SRS信號還包括衛(wèi)星無線電數(shù)據(jù)，并且所述SRS接收機(jī)配置成處理所述衛(wèi)星無線電數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述SRS接收機(jī)的數(shù)據(jù)提取處理邏輯，所述數(shù)據(jù)提取處理邏輯配置成從所述衛(wèi)星無線電數(shù)據(jù)中分離所述GPS校正數(shù)據(jù)。
16.一種用于為由車輛定位系統(tǒng)所支持的車輛提供定位信息的方法，所述方法包括為衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)上行鏈路站獲取全球定位系統(tǒng)(“GPS”)校正數(shù)據(jù)；將所述GPS校正數(shù)據(jù)從所述SRS上行鏈路站上行鏈路傳輸?shù)街辽僖粋€SRS衛(wèi)星；和從所述至少一個SRS衛(wèi)星下行鏈路傳輸SRS信號，所述SRS信號包括所述GPS校正數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過至少一個SRS地面中繼器接收包含GPS校正數(shù)據(jù)的下行鏈路SRS信號；和通過所述至少一個SRS地面中繼器轉(zhuǎn)發(fā)所述下行鏈路SRS信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述GPS校正數(shù)據(jù)包括差分GPS數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述差分GPS數(shù)據(jù)包括廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(“WAAS”)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述SRS信號還包括衛(wèi)星無線電數(shù)據(jù)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種車輛定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使用衛(wèi)星無線電系統(tǒng)(“SRS”)向車輛傳送全球定位系統(tǒng)(“GPS”)校正數(shù)據(jù)。具有兼容車載定位系統(tǒng)的車輛從GPS衛(wèi)星接收標(biāo)準(zhǔn)GPS數(shù)據(jù)，以及從SRS衛(wèi)星和/或SRS地面中繼器接收SRS信號。該車載車輛定位系統(tǒng)通過該SRS信號利用所接收的GPS校正數(shù)據(jù)校正該GPS數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C21/28GK1854754SQ20061007745
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者A·G·羅巴扎, B·W·費(fèi)爾沃克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司