用于選擇衛(wèi)星的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于選擇衛(wèi)星（44）的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)（12）的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛（2），所述方法包括：基于所述GNSS信號(hào)（12）測(cè)量所述車輛相對(duì)于所述衛(wèi)星（44）的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)（50，52）；確定所述車輛（12）的對(duì)于所述基于GNSS信號(hào)（12）確定的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)（50，52）冗余的參考狀態(tài)數(shù)據(jù)；當(dāng)所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)（50，52）和所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比滿足預(yù)確定的條件時(shí)，選擇所述衛(wèi)星（44）。
【專利說(shuō)明】用于選擇衛(wèi)星的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于選擇衛(wèi)星的方法、一種用于執(zhí)行所述方法的控制裝置和一種具有所述控制裝置的車輛，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將GNSS信號(hào)發(fā)送給車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]由W02011/098333A1公知，在車輛中考慮不同傳感器參量，以便改善已經(jīng)存在的傳感器參量或生成新的傳感器參量并且由此提高可檢測(cè)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是改善多個(gè)傳感器參量對(duì)于提高信息的利用。
[0004]所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選擴(kuò)展構(gòu)型是從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于選擇衛(wèi)星一所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛——的方法包括步驟:
[0006]-基于GNSS信號(hào)測(cè)量車輛相對(duì)于衛(wèi)星的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)，
[0007]-確定車輛的對(duì)于基于GNSS信號(hào)確定的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)冗余的參考狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及
[0008]-當(dāng)測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)和參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比(GegenUberstellung)滿足預(yù)確定的條件時(shí)，選擇所述衛(wèi)星。
[0009]所述方法基于這樣的構(gòu)思:由GNSS信號(hào)可導(dǎo)出車輛的位置信息。但基于該構(gòu)思在所述方法的范圍內(nèi)識(shí)別，GNSS信號(hào)在其在車輛上被接收之前可能經(jīng)過(guò)不同的干擾源，所述干擾源可使GNSS信號(hào)含噪聲，由此，所述GNSS信號(hào)不再指示車輛的真實(shí)位置。這種干擾源可以是多路徑接收、遮擋或反射。
[0010]基于所述構(gòu)思，所述方法的理念對(duì)于GNSS信號(hào)可確定估計(jì)值，由所述估計(jì)值可以以足夠的精度導(dǎo)出用于GNSS信號(hào)的質(zhì)量的參考。如果GNSS信號(hào)與被考慮作為參考的估計(jì)值之間的偏差足夠小，則選擇該衛(wèi)星作為用于GNSS信號(hào)的源。
[0011]在一個(gè)擴(kuò)展構(gòu)型中，為了測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)和參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比，在測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)與參考狀態(tài)數(shù)據(jù)之間形成差值。該擴(kuò)展構(gòu)型基于這樣的構(gòu)思:對(duì)比雖然可基于任意濾波器來(lái)執(zhí)行，但由兩個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)的差值直接獲得其彼此間的偏差，這統(tǒng)計(jì)地描述GNSS信號(hào)并且由此直接允許評(píng)估其質(zhì)量。
[0012]就此而言可以優(yōu)選，作為預(yù)確定的條件允許測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)與參考狀態(tài)數(shù)據(jù)之間的最大允許的誤差，所述誤差又是在選擇衛(wèi)星時(shí)的質(zhì)量界限。
[0013]特別優(yōu)選，最大允許的誤差可與標(biāo)準(zhǔn)偏差相關(guān)，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差基于由用于參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的參考方差和用于測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量方差構(gòu)成的總和來(lái)計(jì)算。該擴(kuò)展構(gòu)型基于這樣的構(gòu)思:在此在選擇衛(wèi)星的同時(shí)使用兩個(gè)統(tǒng)計(jì)值。參考值可迭代地確定，其中，所述參考值的質(zhì)量隨著迭代步驟的增多而變得越來(lái)越高。但這也就是說(shuō)，參考值可首先本身強(qiáng)烈地含噪聲并且?guī)в姓`差，因此在該時(shí)刻不符合目的的是，選擇具有非常高的質(zhì)量的GNSS信號(hào)。通過(guò)根據(jù)兩個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)的方差以及由此噪聲來(lái)選擇最大允許的誤差以及由此允許的偏差，狀態(tài)數(shù)據(jù)之間的最大允許的誤差和狀態(tài)數(shù)據(jù)本身的噪聲在選擇時(shí)相互關(guān)聯(lián)。由此保證，待選擇的衛(wèi)星的噪聲匹配于估計(jì)值與通過(guò)GNSS信號(hào)代表的測(cè)量值之間的偏差。
[0014]在所述方法的一個(gè)附加的擴(kuò)展構(gòu)型中，最大允許的誤差這樣相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)偏差的多倍，使得測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)入到與標(biāo)準(zhǔn)偏差相關(guān)的分散間隔中的概率低于預(yù)確定的閾值。以此方式保證，通過(guò)參考狀態(tài)數(shù)據(jù)、即估計(jì)值與測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)、即測(cè)量值之間的偏差的不可避免的分散并非隨機(jī)地不選擇真正合適的衛(wèi)星。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于選擇衛(wèi)星一所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛——的方法包括步驟:
[0016]-基于GNSS信號(hào)測(cè)量車輛相對(duì)于衛(wèi)星的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)，
[0017]-當(dāng)測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)滿足預(yù)確定的條件時(shí)，選擇所述衛(wèi)星。
[0018]所述方法基于這樣的構(gòu)思:衛(wèi)星的選擇已經(jīng)可借助于確鑿的判斷基礎(chǔ)來(lái)執(zhí)行，因?yàn)槭褂肎NSS信號(hào)的車輛屈服于確定的物理邊界條件。車輛例如不允許任意加速并且也不可任意快速地行駛。所述物理邊界條件可作為基礎(chǔ)考慮用于衛(wèi)星的選擇，而不需要另外的比較測(cè)量來(lái)檢驗(yàn)GNSS信號(hào)的質(zhì)量。
[0019]因此，預(yù)確定的條件可優(yōu)選是車輛所屈服的物理邊界條件。
[0020]特別優(yōu)選物理邊界條件可以是用于車輛的極限加速度和/或極限速度。
[0021]在所述方法的一個(gè)特別的擴(kuò)展構(gòu)型中，測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)例如可包括速度和/或加速度，所述速度和/或所述加速度由GNSS信號(hào)導(dǎo)出。以此方式可直接檢驗(yàn)，先前所述的物理邊界條件是得到了滿足還是否。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于選擇衛(wèi)星一所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛——的方法包括步驟:
[0023]-檢測(cè)至少三個(gè)衛(wèi)星彼此間的狀態(tài)，所述衛(wèi)星包括待選擇的衛(wèi)星，
[0024]-基于待選擇的衛(wèi)星的GNSS信號(hào)測(cè)量車輛相對(duì)于衛(wèi)星的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)，
[0025]-基于所述三個(gè)衛(wèi)星彼此相對(duì)的狀態(tài)和測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比選擇待選擇的衛(wèi)星。
[0026]所述方法基于這樣的構(gòu)思:具有待選擇的衛(wèi)星的三個(gè)衛(wèi)星彼此相對(duì)具有本身已知的狀態(tài)。由所述已知的狀態(tài)出發(fā)，車輛相對(duì)于所述三個(gè)衛(wèi)星也必須以可估計(jì)的方式運(yùn)動(dòng)。所述可估計(jì)的運(yùn)動(dòng)可作為判斷基礎(chǔ)考慮用于選擇GNSS信號(hào)以及由此選擇待選擇的衛(wèi)星。
[0027]在所述方法的范圍內(nèi)在此已知，三個(gè)衛(wèi)星的狀態(tài)彼此相對(duì)包括相對(duì)的位置資料。為了將GNSS信號(hào)失真地解釋為無(wú)誤差，全部三個(gè)GNSS衛(wèi)星的GNSS信號(hào)必須以精確相同的方式通過(guò)遮擋、多次反射等失真，但這由于完全不同的信號(hào)傳輸路徑可被盡可能好地排除。因此，所述方法提供非?？煽康挠糜谶x擇衛(wèi)星的判斷基礎(chǔ)。
[0028]在所述方法的一個(gè)擴(kuò)展構(gòu)型中，三個(gè)衛(wèi)星彼此相對(duì)的狀態(tài)和測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比包括車輛相對(duì)于三個(gè)衛(wèi)星的距離的對(duì)比。該擴(kuò)展構(gòu)型基于這樣的構(gòu)思:三個(gè)衛(wèi)星的GNSS信號(hào)可基于衛(wèi)星彼此相對(duì)的位置在可能的矛盾方面予以檢驗(yàn)。如果例如全部三個(gè)衛(wèi)星在車輛的行駛方向上考察處于車輛之前，則全部三個(gè)距離必然變小。此外，從三角學(xué)方面的考察可確定，車輛到相應(yīng)衛(wèi)星的各個(gè)距離允許多快地變小。衛(wèi)星彼此相對(duì)的距離可由衛(wèi)星傳遞的信息導(dǎo)出。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于選擇衛(wèi)星的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛，所述方法包括步驟:
[0030]-從GNSS信號(hào)檢測(cè)車輛相對(duì)于衛(wèi)星的距離和車輛相對(duì)于衛(wèi)星在朝衛(wèi)星的視向上的相對(duì)速度，
[0031]-基于所檢測(cè)的距離和所檢測(cè)的相對(duì)速度的對(duì)比選擇衛(wèi)星。
[0032]所述方法基于這樣的構(gòu)思:車輛相對(duì)于衛(wèi)星的距離和車輛相對(duì)于衛(wèi)星的相對(duì)速度彼此相關(guān)，即彼此關(guān)聯(lián)。另外，所述方法基于這樣的構(gòu)思:相對(duì)速度可由GNSS信號(hào)例如基于多普勒效應(yīng)來(lái)檢測(cè)，而車輛相對(duì)于衛(wèi)星的距離例如可基于GNSS信號(hào)的傳輸時(shí)間并且由此在測(cè)量技術(shù)上與相對(duì)速度的檢測(cè)無(wú)關(guān)地來(lái)檢測(cè)。所述方法的理念現(xiàn)在是，兩種測(cè)量仍然必須相互匹配，待檢測(cè)的測(cè)量參量、即相對(duì)速度和距離彼此相關(guān)。
[0033]對(duì)比可任意地基于差值的形成或其它濾波來(lái)進(jìn)行。由差值的形成以最小的計(jì)算時(shí)間立即獲得用于選擇衛(wèi)星的判斷基礎(chǔ)。
[0034]對(duì)于先前描述的全部方法仍可執(zhí)行下列擴(kuò)展構(gòu)型:
[0035]車輛的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)和車輛的參考狀態(tài)數(shù)據(jù)可分別包括到衛(wèi)星的距離和/或在朝衛(wèi)星的視向上的相對(duì)速度。即，根據(jù)本發(fā)明最后一個(gè)方面描述的方法基于測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)本身的分析來(lái)選擇衛(wèi)星，其中，利用下述優(yōu)點(diǎn)，GNSS信號(hào)以測(cè)量技術(shù)上可用兩種不同的方式檢測(cè)的原理傳輸測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0036]在所述方法之一的一個(gè)優(yōu)選擴(kuò)展構(gòu)型中，到衛(wèi)星的距離和/或在朝衛(wèi)星的視向上的相對(duì)速度相應(yīng)地由GNSS信號(hào)的碼測(cè)量和相位測(cè)量求得。
[0037]作為GNSS信號(hào)例如可使用簡(jiǎn)稱GPS信號(hào)的全球定位系統(tǒng)信號(hào)、簡(jiǎn)稱GL0NASS信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)或Galileo信號(hào)。由此，作為替換方案或附加的比較參量可供車輛縱向速度使用，基于所述車輛縱向速度可改善待檢測(cè)的輪胎半徑的信息品質(zhì)。GNSS信號(hào)例如允許使車輛的整車電路網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)參與者、例如傳感器基于其高精度的時(shí)間戳相應(yīng)高精度地在時(shí)間上同步。目前，這種同步處于用于Car2X通信、即從一個(gè)車輛到其它車輛或周圍環(huán)境中的系統(tǒng)、例如信號(hào)燈或其它基礎(chǔ)設(shè)施部件的數(shù)據(jù)交換的當(dāng)前開發(fā)焦點(diǎn)中。通過(guò)關(guān)于事故和其它危險(xiǎn)地、關(guān)于路段情況、交通標(biāo)志等等的信息的交換，可獲得安全性和舒適性方面的收益。在此，在很多情況下，必須實(shí)時(shí)提供信息。為了保證這種實(shí)時(shí)性，信息例如可設(shè)置有高精度的時(shí)間戳，所述時(shí)間戳由對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參與者與信息連結(jié)。但所述時(shí)間戳必須相應(yīng)高精度，這通過(guò)選擇未失真的GNSS信號(hào)來(lái)保證。
[0038]在所述方法之一的另一個(gè)擴(kuò)展構(gòu)型中，參考狀態(tài)數(shù)據(jù)與車輛的行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和/或測(cè)程數(shù)據(jù)相關(guān)。該擴(kuò)展構(gòu)型基于這樣的構(gòu)思:參考狀態(tài)數(shù)據(jù)可基于GNSS信號(hào)例如在融合濾波器中進(jìn)行精確化。這例如可這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，參考狀態(tài)數(shù)據(jù)與GNSS信號(hào)本身或由GNSS信號(hào)導(dǎo)出的狀態(tài)數(shù)據(jù)、如觀測(cè)器中的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)比。屬于這種觀測(cè)器的可以是允許模擬地或數(shù)字地進(jìn)行車輛狀況觀測(cè)的任意濾波器。因此例如可考慮Luenberger觀測(cè)器。如果要一起考慮噪聲，則考察卡爾曼濾波器。如果還要考慮噪聲的形式，則必要時(shí)可考慮粒子濾波器，所述粒子濾波器具有基本量的可供使用的噪聲場(chǎng)景并且例如通過(guò)蒙特卡羅模擬來(lái)選擇在消除時(shí)待考慮的噪聲場(chǎng)景。觀測(cè)器優(yōu)選是卡爾曼濾波器，所述卡爾曼濾波器在其所需的計(jì)算資源方面提供最佳結(jié)果。通過(guò)觀測(cè)，參考狀態(tài)數(shù)據(jù)隨著時(shí)間越來(lái)越精確并且由此也允許選擇越來(lái)越精確的GNSS信號(hào)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，控制裝置被設(shè)置用于執(zhí)行所述方法之一。[0040]在所述控制裝置的一個(gè)擴(kuò)展構(gòu)型中，所述裝置具有存儲(chǔ)器和處理器。在此，所述方法以計(jì)算機(jī)程序的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且處理器被設(shè)置用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序由存儲(chǔ)器加載到處理器中時(shí)實(shí)施所述方法。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)或所述裝置之一上被實(shí)施時(shí)執(zhí)行所述方法之一的全部步驟。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)的方面，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序代碼，所述程序代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體上，并且當(dāng)所述計(jì)算機(jī)代碼在數(shù)據(jù)處理裝置上被實(shí)施時(shí)，所述計(jì)算機(jī)代碼執(zhí)行所述方法之一。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，車輛包括所述控制裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]結(jié)合實(shí)施例的以下說(shuō)明可更清楚和明顯地理解本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及獲得上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法，結(jié)合附圖詳細(xì)描述所述實(shí)施例，其中，
[0045]圖1示出具有融合傳感器的車輛的原理視圖，
[0046]圖2示出圖1中的融合傳感器的原理視圖，
[0047]圖5示出接收GNSS信號(hào)的車輛的第一示意性視圖，以及
[0048]圖6示出接收GNSS信號(hào)的車輛的第二示意性視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]在附圖中，相同的技術(shù)元素設(shè)置有相同的參考標(biāo)號(hào)并且僅描述一次。
[0050]參考圖1，圖1示出了具有融合傳感器4的車輛2的原理視圖。
[0051 ] 融合傳感器4在當(dāng)前實(shí)施形式中通過(guò)本身公知的GNSS接收器6接收車輛2的狀態(tài)數(shù)據(jù)8，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括車輛2在路面10上的絕對(duì)位置。除了絕對(duì)位置之外，來(lái)自GNSS接收器6的狀態(tài)數(shù)據(jù)8也包括車輛2的速度。來(lái)自GNSS接收器6的狀態(tài)數(shù)據(jù)8在當(dāng)前實(shí)施形式中以對(duì)于專業(yè)人員公知的方式由通過(guò)GNSS天線13接收的GNSS信號(hào)12在GNSS接收器6中導(dǎo)出，因此在后面被稱為GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8。對(duì)于其細(xì)節(jié)，參見關(guān)于此的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)。
[0052]融合傳感器4以仍待描述的方式被構(gòu)造用于提高由GNSS信號(hào)12導(dǎo)出的GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的信息品質(zhì)。一方面，這是必要的，因?yàn)镚NSS信號(hào)12具有非常高的信號(hào)/噪聲帶寬并且因此可能非常不精確。另一方面，GNSS信號(hào)12不可連續(xù)提供。
[0053]在當(dāng)前實(shí)施形式中，車輛2為此具有慣性傳感器14，所述慣性傳感器檢測(cè)車輛2的行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)16。眾所周知，屬于此的有車輛2的縱向加速度、橫向加速度以及垂直加速度和側(cè)傾比率、俯仰比率以及橫擺比率。這些行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)16在當(dāng)前實(shí)施形式中被考慮用于提高GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的信息品質(zhì)并且例如使車輛2在路面10上的位置和速度精確化。于是，即使GNSS信號(hào)12例如在隧道下面根本不可提供，精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18也可由導(dǎo)航裝置20使用。
[0054]為了進(jìn)一步提高GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的信息品質(zhì)，在當(dāng)前實(shí)施形式中，還可以選擇性地使用車輪轉(zhuǎn)速傳感器22，所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)車輛2的各個(gè)車輪26的車輪轉(zhuǎn)速24。
[0055]參考圖2，圖2示出了圖1中的融合傳感器4的原理視圖。[0056]圖1中已經(jīng)提及的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)入到融合傳感器4中。融合傳感器4應(yīng)輸出精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18。其基本構(gòu)思在于，來(lái)自GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的信息與來(lái)自慣性傳感器14的行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)16到濾波器30中進(jìn)行對(duì)比并且因此提高GNSS接收器6的狀態(tài)數(shù)據(jù)8或來(lái)自慣性傳感器14的行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)16中的信號(hào)/噪聲帶寬。為此，濾波器雖然可構(gòu)造成任意的，但卡爾曼濾波器最有效地以相對(duì)低的計(jì)算資源要求來(lái)解決所述任務(wù)。因此，濾波器30在后面應(yīng)優(yōu)選是卡爾曼濾波器30。
[0057]車輛2的精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18和車輛2的比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34進(jìn)入到卡爾曼濾波器30中。精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18在當(dāng)前實(shí)施形式中在例如由DE102006029148A1公知的捷聯(lián)算法36中從行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)16生成。所述精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)包含關(guān)于車輛的精確化的位置信息，但也包括關(guān)于車輛2的其它狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如其速度、其加速度及其航向。與此相比，比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34由車輛2的模型38獲得，所述模型首先一次被從GNSS接收器6饋送GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8。然后由所述GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8在模型38中確定比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34，所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)包含與精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18相同的信息。精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18和比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34彼此間區(qū)別僅在于其值。
[0058]卡爾曼濾波器30基于精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18和比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34計(jì)算用于精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18的誤差分配(Fehlerhaushalt) 40和用于比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34的誤差分配42。對(duì)于誤差分配在后面應(yīng)理解為一個(gè)信號(hào)中的總誤差，所述總誤差由在檢測(cè)和傳輸該信號(hào)時(shí)不同的單個(gè)誤差構(gòu)成。在GNSS信號(hào)12的情況下并且由此在GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的情況下，相應(yīng)的誤差分配可由衛(wèi)星軌道的誤差、衛(wèi)星時(shí)鐘的誤差、其余折射效應(yīng)的誤差以及由GNSS接收器6中的誤差構(gòu)成。
[0059]精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18的誤差分配40和比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34的誤差分配42然后相應(yīng)地輸送給捷聯(lián)算法36和模塊38用于校正精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18或者說(shuō)比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34。即精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18和比較狀態(tài)數(shù)據(jù)34被迭代地除去誤差。
[0060]在當(dāng)前實(shí)施形式中，GNSS接收器6從圖3中所示的GNSS衛(wèi)星44接收GNSS信號(hào)
12。由所述GNSS衛(wèi)星44發(fā)出的GNSS信號(hào)12可或多或少地強(qiáng)地含噪聲，因此，模塊38在當(dāng)前實(shí)施形式中擴(kuò)展了一個(gè)功能，該功能對(duì)GNSS信號(hào)12本身或基于GNSS信號(hào)12導(dǎo)出的GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8進(jìn)行分析處理并且然后基于分析處理選擇GNSS衛(wèi)星44作為用于GNSS信號(hào)12的源。
[0061]借助于圖3描述的下述方法可以以任意方式相互組合，即使這些方法本身單獨(dú)予以描述。因此，不是必須僅實(shí)施所述方法中的一個(gè)來(lái)選擇衛(wèi)星。順序首先也不是重要的。
[0062]參考圖3，圖3示出了接收GNSS信號(hào)12的車輛2的第一示意性視圖。
[0063]車輛2以速度46和加速度48在道路10上運(yùn)動(dòng)。在此應(yīng)假設(shè)，車輛2制動(dòng)，由此，速度46和加速度48方向相反。速度46和加速度48可由GNSS信號(hào)12確定。
[0064]這例如可通過(guò)GNSS信號(hào)12的差分的載波相位測(cè)量來(lái)進(jìn)行。在此考慮GNSS信號(hào)12的載波相位的時(shí)間變化，所述時(shí)間變化基于通過(guò)運(yùn)動(dòng)的車輛2引起的多普勒效應(yīng)而得至IJ。作為差分的相位測(cè)量的結(jié)果得到視向速度50，所述視向速度可以以對(duì)于專業(yè)人員公知的方式換算成速度46和加速度48。
[0065]作為替換方案或者附加地，也可基于碼測(cè)量來(lái)考慮車輛的位置，由所述碼測(cè)量通過(guò)GNSS信號(hào)12的傳輸時(shí)間識(shí)別來(lái)識(shí)別車輛2與衛(wèi)星44之間的距離52，由所述距離也可以以對(duì)于專業(yè)人員公知的方式計(jì)算速度46和加速度48。
[0066]下面描述四個(gè)方法中的第一方法:
[0067]第一方法的核心思想在于，速度46和加速度48必須滿足一定的物理邊界條件，所述速度和加速度不允許破壞所述物理邊界條件。通常的不是針對(duì)運(yùn)動(dòng)型行駛特性設(shè)計(jì)的轎車行駛速度不高于300km/h。此外，所述轎車不可以以重力加速度的1.2倍以上來(lái)制動(dòng)。如果GNSS信號(hào)12得出破壞所述邊界條件的值，則衛(wèi)星44可相應(yīng)地被排除或者說(shuō)不被視為用于GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)8的信息源。
[0068]下面描述第二方法:
[0069]第二方法基于這樣的構(gòu)思:由GNSS信號(hào)12可直接檢測(cè)相對(duì)于衛(wèi)星44的視向速度50、即車輛朝衛(wèi)星方向的運(yùn)動(dòng)和距離52。視向速度50以及距離52可基于精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18通過(guò)作為替換方案的測(cè)量原理來(lái)修訂，由此，由GNSS信號(hào)12導(dǎo)出的相對(duì)于衛(wèi)星44的視向速度和距離可被視為用于通過(guò)GNSS信號(hào)12傳輸?shù)囊曄蛩俣?0和距離52的估計(jì)值。
[0070]第二方法的核心思想現(xiàn)在在于，估計(jì)值與來(lái)自GNSS信號(hào)12的相應(yīng)信息之間的偏差必須匹配于總噪聲，即通過(guò)總噪聲計(jì)算的偏差相應(yīng)于先前所述的實(shí)際偏差。
[0071]下面要以不產(chǎn)生限制的方式借助于由GNSS信號(hào)12得到的視向速度50的比較來(lái)描述該思想。作為替換方案或者附加地，可以以相同方式基于相對(duì)于衛(wèi)星44的距離52來(lái)執(zhí)行第二方法。
[0072]來(lái)自GNSS信號(hào)的視向速度50的測(cè)量噪聲σ eNSS和關(guān)于精確化的狀態(tài)數(shù)據(jù)18的不可靠性以及全部其它參與到修訂的視向速度50中的測(cè)量數(shù)據(jù)的不可靠性以及由此估計(jì)值的測(cè)量噪聲σ Kek相加成一個(gè)總測(cè)量噪聲σ Mess= ο GNSS+ ο Eeko此外,在視向速度50與修訂的視向速度、即估計(jì)值之間可確定偏差μ。為了選擇衛(wèi)星，現(xiàn)在確定由總測(cè)量噪聲得到的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏差
[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種用于選擇衛(wèi)星(44)的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)(12)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛(2)，所述方法包括: -基于所述GNSS信號(hào)(12)測(cè)量所述車輛相對(duì)于所述衛(wèi)星(44)的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)； -確定所述車輛(12)的對(duì)于所述基于GNSS信號(hào)(12)確定的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)冗余的參考狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及 -當(dāng)所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)和所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比滿足預(yù)確定的條件時(shí)，選擇所述衛(wèi)星(44)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，為了所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)和所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比，在所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)與所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)之間形成差值(μ )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述預(yù)確定的條件是所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50.52)與所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)之間的最大允許的誤差(μstan)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述最大允許的誤差(μstan)與標(biāo)準(zhǔn)偏差相關(guān)，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差基于由用于所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)的參考方差(σ Kdt)和用于所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)的測(cè)量方差(σ fflSS)構(gòu)成的總和來(lái)計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的方法，其中，所述最大允許的誤差(ystan)這樣相應(yīng)于所述標(biāo)準(zhǔn)偏差的多倍，使得所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)進(jìn)入到與所述標(biāo)準(zhǔn)偏差相關(guān)的分散間隔中的概率低于預(yù)確定的閾值。
6.一種用于選擇衛(wèi)星(44)的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)(12)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛(2)，所述方法包括: -基于所述GNSS信號(hào)(12)測(cè)量所述車輛(2)相對(duì)于所述衛(wèi)星(44)的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50.52)； -當(dāng)所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)滿足預(yù)確定的條件時(shí)，選擇所述衛(wèi)星。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，物理邊界條件是用于所述車輛(2)的極限加速度和/或極限速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)包括速度和/或加速度，所述速度和/或所述加速度由所述GNSS信號(hào)(12)導(dǎo)出。
9.一種用于選擇衛(wèi)星(44)的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)(12)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛(2)，所述方法包括: -檢測(cè)至少三個(gè)衛(wèi)星(44，54，56)彼此間的狀態(tài)，所述衛(wèi)星包括待選擇的衛(wèi)星(44)；-基于待選擇的衛(wèi)星(44)的GNSS信號(hào)(12)測(cè)量所述車輛相對(duì)于所述衛(wèi)星(44)的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)； -基于所述三個(gè)衛(wèi)星(44，54，56)彼此相對(duì)的狀態(tài)(58)和所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)的對(duì)比選擇所述待選擇的衛(wèi)星(44 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述三個(gè)衛(wèi)星(44，54，56)彼此相對(duì)的狀態(tài)(58)和所述測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)的對(duì)比包括所述車輛(2)相對(duì)于所述三個(gè)衛(wèi)星(44，54，56)的距離(52)和/或視向速度(52)的對(duì)比。
11.一種用于選擇衛(wèi)星(44)的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)(12)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛(2)，所述方法包括:-從所述GNSS信號(hào)(12)檢測(cè)所述車輛(2)相對(duì)于所述衛(wèi)星(44)的距離(52)和所述車輛(2)相對(duì)于所述衛(wèi)星(44)在朝所述衛(wèi)星(44)的視向上的相對(duì)速度(50)； -基于所檢測(cè)的距離(52)和所檢測(cè)的相對(duì)速度(50)的對(duì)比選擇所述衛(wèi)星(44)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述對(duì)比基于差值的形成來(lái)進(jìn)行。
13.一種用于選擇衛(wèi)星(44)的方法，所述衛(wèi)星被構(gòu)造用于將在后面被稱為GNSS信號(hào)(12)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送給車輛(2)，所述方法包括: -根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的方法， -根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法， -根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，以及 -根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述車輛(2)的測(cè)量狀態(tài)數(shù)據(jù)(50，52)和所述車輛(2)的參考狀態(tài)數(shù)據(jù)分別包括到所述衛(wèi)星(44)的距離(52)和/或在朝所述衛(wèi)星(44 )的視向上的相對(duì)速度(50 )。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，到所述衛(wèi)星(44)的距離(52)和/或在朝所述衛(wèi)星(44)的視向上的相對(duì)速度(50)相應(yīng)地由所述GNSS信號(hào)(12)的碼測(cè)量和相位測(cè)量求得。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述參考狀態(tài)數(shù)據(jù)與所述車輛的行駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和/或測(cè)程數(shù)據(jù)相關(guān)。
17.—種控制裝置(4)，所述控制裝置被設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法。
【文檔編號(hào)】G01S19/20GK103797380SQ201280044428
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月12日
【發(fā)明者】N·施泰因哈特 申請(qǐng)人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司