本發(fā)明適用于衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明允許衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)使用誤差和校正模型來提高所計(jì)算的位置的精確度。

背景技術(shù)：

有兩個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)(美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS))已經(jīng)被充分部署了許多年，并且正在部署另外兩個(gè)系統(tǒng)(中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)和歐洲伽利略系統(tǒng))。這些系統(tǒng)依靠相同的原理：從繞非對地靜止軌道運(yùn)行的多個(gè)衛(wèi)星廣播微波無線電信號；信號攜帶與被配置為接收廣播信號的接收機(jī)中的本地副本相關(guān)聯(lián)的代碼；當(dāng)接收機(jī)能夠獲取和跟蹤來自最小數(shù)量的(通常為4個(gè))衛(wèi)星的信號時(shí)，其能夠根據(jù)被考慮的衛(wèi)星的偽距來計(jì)算其自己的位置、速度和時(shí)間(PVT)。在這些計(jì)算可能傾向的多個(gè)誤差源中，一個(gè)最重要的誤差源是電離層誤差，其是由大氣的較上層的電離(這使由衛(wèi)星廣播的電磁信號偏離)導(dǎo)致的。

至少部分地由于電離層誤差，以獨(dú)立非輔助模式操作的標(biāo)準(zhǔn)的單頻GNSS接收機(jī)將不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)于10米的定位精確度，這對專業(yè)應(yīng)用來說是不可接受的，并且甚至對于消費(fèi)者應(yīng)用來說也是越來越少地被接受。存在緩解電離層誤差的多個(gè)可能性，以達(dá)到將精確度提高一到兩個(gè)數(shù)量級的目標(biāo)。

這些可能性中的一個(gè)可能性是使用雙頻接收機(jī)。然而，這些接收機(jī)在其中多路徑信號帶來顯著噪聲的環(huán)境中不是非常高效的，所述環(huán)境例如所謂的“城市峽谷(urban canyon)”，其包括例如在街道的多側(cè)具有高層建筑的城市區(qū)域；或者當(dāng)需要在看不見之后重新獲取信號時(shí)，例如當(dāng)離開隧道或停車場時(shí)，或冷啟動(dòng)時(shí)，這些接收機(jī)不是非常高效的。

已經(jīng)開發(fā)了另一種類型的方法，其包括使用通過使用外部系統(tǒng)計(jì)算的校正，所述外部系統(tǒng)可以是基于衛(wèi)星的或基于地面的。使用模型來計(jì)算基于衛(wèi)星的校正，并且隨后通過特定的衛(wèi)星星座(基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)或SBAS)來廣播基于衛(wèi)星的校正。EGNOS屬于該類。SBAS精確度取決于在模型中考慮的基本單元的尺寸。目前，該精確度是相當(dāng)受限的，并且增加該精確度在基礎(chǔ)設(shè)施方面將是非常昂貴的?；诘孛娴男Ｕ褂糜傻孛鎱⒖颊具M(jìn)行的測量。實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)或RTK系統(tǒng)屬于該類。RTK方法提供在參考站附近的良好的精確度，但是當(dāng)移動(dòng)離開參考站時(shí)，該精確度迅速地降級。企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)努力發(fā)展參考站的網(wǎng)絡(luò)。但是在廣大區(qū)域中的可接受的精確度只能通過付出高代價(jià)增加參考站來實(shí)現(xiàn)。

為了改善這些類型的系統(tǒng)的性能，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)設(shè)計(jì)出了創(chuàng)造性系統(tǒng)，其被公開在以n°FR14/58336遞交的法國專利申請中。根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)起作用的接收機(jī)合作來發(fā)送表示在通道上接收的信號的代碼和相位的GNSS通道數(shù)據(jù)，其隨后被服務(wù)器處理以確定要被應(yīng)用在起作用的接收機(jī)的區(qū)域中的大氣校正。低精度接收機(jī)可以受益于精確的校正。但是校正的精確度將取決于在定義的時(shí)段內(nèi)在區(qū)域中的起作用的接收機(jī)的密度。

現(xiàn)有技術(shù)的不同的解決辦法都具有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且因此存在能夠?qū)崿F(xiàn)如下操作的需求：基于位于接收機(jī)的板上的模型和對至少接收機(jī)的接收質(zhì)量和可用的外部輔助的服務(wù)質(zhì)量的估計(jì)來選擇在某一時(shí)刻最有效的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)是提供對現(xiàn)有技術(shù)的這些改進(jìn)。

本發(fā)明通過提供GNSS接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，所述GNSS接收機(jī)能夠在不同的頻率接收至少兩個(gè)載波并且包括駐留在其中的大氣校正模型，所述校正由計(jì)算機(jī)邏輯單元來更新，所述校正被接收作為表示至少接收機(jī)的接收質(zhì)量和可用的外部輔助的服務(wù)質(zhì)量的輸入數(shù)據(jù)。

為此目的，本發(fā)明公開了一種GNSS定位信號的接收機(jī)，其包括：A)多個(gè)信號處理通道，其被配置用于處理從GNSS星座中的多個(gè)衛(wèi)星接收的信號；B)存儲(chǔ)器，其具有存儲(chǔ)可用于計(jì)算可應(yīng)用于所述接收機(jī)的大氣誤差/校正的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)庫；C)計(jì)算機(jī)邏輯單元，其被配置用于確定：i)第一參數(shù)，其指示以下中的一者：在所述接收機(jī)處接收的所述信號的質(zhì)量和根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的輸出計(jì)算的位置的精確度/置信區(qū)間；ii)第二參數(shù)，其指示以下中的一者：大氣校正/誤差的當(dāng)前的或預(yù)測的質(zhì)量以及根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的所述輸出和所述大氣誤差/校正的組合計(jì)算的位置的當(dāng)前的或預(yù)測的精確度/置信區(qū)間，所述大氣誤差/校正是根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來計(jì)算的；其中，所述計(jì)算機(jī)邏輯單元還被配置用于觸發(fā)：i)第一操作模式，當(dāng)所述第一參數(shù)優(yōu)于所述第二參數(shù)時(shí)，所述第一操作模式不將根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)庫中的所述數(shù)據(jù)計(jì)算的所述大氣誤差/校正與所述信號處理通道的所述輸出組合；ii)第二操作模式，當(dāng)所述第一參數(shù)劣于或等于所述第二參數(shù)時(shí)，所述第二操作模式將根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)庫中的所述數(shù)據(jù)計(jì)算的所述大氣校正與所述信號處理通道的所述輸出組合。

有利地，本發(fā)明的所述接收機(jī)還包括本地模型，其用于計(jì)算存儲(chǔ)在所述第一數(shù)據(jù)庫中的第一類型的大氣誤差/校正。

有利地，所述本地模型是包括Kobluchar或NeQuick模型的一個(gè)或多個(gè)電離層誤差校正模型的組合。

有利地，所述組合包括所述電離層誤差校正模型，其輸出最接近在所述第一模型中計(jì)算的最后一個(gè)可用的PVT數(shù)據(jù)的PVT數(shù)據(jù)。

有利地，所述組合包括所述電離層誤差校正模型，其被預(yù)先定義為時(shí)間或位置中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的函數(shù)。

有利地，所述組合包括所有可用的模型，其輸出在預(yù)先定義的置信區(qū)間內(nèi)的PVT數(shù)據(jù)。

有利地，所述組合是加權(quán)平均。

有利地，本發(fā)明的所述接收機(jī)還包括到至少衛(wèi)星的通信鏈路，所述衛(wèi)星廣播可應(yīng)用在所述接收機(jī)所處的地理區(qū)域中的大氣誤差/校正，所述大氣誤差/校正作為第二類型的大氣誤差/校正被存儲(chǔ)在第二數(shù)據(jù)庫中。

有利地，本發(fā)明的所述接收機(jī)還包括到服務(wù)器的通信鏈路，所述服務(wù)器連接到根據(jù)參考站的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的第三類型的大氣誤差/校正的第三數(shù)據(jù)庫。

有利地，本發(fā)明的所述接收機(jī)還包括到服務(wù)器的通信鏈路，所述服務(wù)器連接到第四類型的大氣誤差/校正的第四數(shù)據(jù)庫，所述服務(wù)器包括被配置用于以下操作的硬件和軟件資源：確定位于所述接收機(jī)所處的地理區(qū)域中的貢獻(xiàn)接收機(jī)的列表；以預(yù)定頻率來獲取由所述列表中的所述起作用的接收機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的定時(shí)序列，所述數(shù)據(jù)的定時(shí)序列包括每個(gè)起作用的接收機(jī)的通道的代碼和相位和/或由此計(jì)算的數(shù)據(jù)；計(jì)算可應(yīng)用在所述地理區(qū)域中的大氣誤差/校正的定時(shí)序列；將所述大氣誤差/校正的定時(shí)序列作為所述第四類型的大氣誤差/校正存儲(chǔ)在所述第四數(shù)據(jù)庫中。

有利地，所述第一參數(shù)是歸一化指數(shù)，其表示以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)：在所述接收機(jī)處接收的多路徑信號的強(qiáng)度、在所述接收機(jī)處接收的所述信號的信噪比、發(fā)送通過所述信號處理通道處理的所述信號的衛(wèi)星的高度以及通過所述信號處理通道處理的所述信號的代碼和相位的差。

有利地，所述第二參數(shù)指示根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的所述輸出和所述大氣誤差/校正的組合計(jì)算的位置的預(yù)測的精確度/置信區(qū)間，所述大氣誤差/校正是根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)庫中的所述數(shù)據(jù)來計(jì)算的。

有利地，所述第一數(shù)據(jù)庫被配置為：如果指示所述第二類型的所述大氣誤差/校正的當(dāng)前的或預(yù)測的質(zhì)量以及根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的所述輸出和所述第二類型的所述大氣誤差/校正的組合計(jì)算的位置的當(dāng)前的或預(yù)測的精確度/置信區(qū)間中的一者的第三參數(shù)優(yōu)于所述第二參數(shù)，則通過來自所述第二數(shù)據(jù)庫的推和拉中的一者來更新所述第一數(shù)據(jù)庫。

有利地，所述第一數(shù)據(jù)庫被配置為：如果指示所述第三類型的所述大氣誤差/校正的當(dāng)前的或預(yù)測的質(zhì)量以及根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的所述輸出和所述第三類型的所述大氣誤差/校正的組合計(jì)算的位置的當(dāng)前的或預(yù)測的精確度/置信區(qū)間中的一者的第四參數(shù)優(yōu)于所述第二參數(shù)，則通過來自所述第三數(shù)據(jù)庫的推和拉中的一者來更新所述第一數(shù)據(jù)庫。

有利地，所述第一數(shù)據(jù)庫被配置為：如果指示所述第四類型的所述大氣誤差/校正的當(dāng)前的或預(yù)測的質(zhì)量以及根據(jù)所述多個(gè)信號處理通道的所述輸出和所述第四類型的所述大氣誤差/校正的組合計(jì)算的位置的當(dāng)前的或預(yù)測的精確度/置信區(qū)間中的一者的第五參數(shù)優(yōu)于所述第二參數(shù)，則通過來自所述第四數(shù)據(jù)庫的推和拉中的一者來更新所述第一數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明還公開了一種處理在接收機(jī)處接收的GNSS定位信號的方法，其包括：A)在所述接收機(jī)處接收來自GNSS星座中的多個(gè)衛(wèi)星的多個(gè)導(dǎo)航信號；B)訪問第一數(shù)據(jù)庫以取得可應(yīng)用于所述接收機(jī)的大氣誤差/校正；C)計(jì)算：i)第一參數(shù)，其指示在所述接收機(jī)處接收的所述信號的質(zhì)量和根據(jù)所述多個(gè)導(dǎo)航信號計(jì)算的位置的精確度/置信區(qū)間中的一者；ii)第二參數(shù)，其指示所述大氣校正/誤差的當(dāng)前的或預(yù)測的質(zhì)量以及根據(jù)所述多個(gè)導(dǎo)航信號和所述大氣誤差/校正計(jì)算的位置的當(dāng)前的或預(yù)測的精確度/置信區(qū)間中的一者；D)觸發(fā)：i)第一操作模式，當(dāng)所述第一參數(shù)優(yōu)于所述第二參數(shù)時(shí)，所述第一操作模式不將所述大氣誤差/校正與所述導(dǎo)航信號組合；ii)第二操作模式，當(dāng)所述第一參數(shù)劣于或等于所述第二參數(shù)時(shí)，所述第二操作模式將所述大氣校正與所述導(dǎo)航信號組合。

本發(fā)明還公開了一種用于輔助GNSS定位信號的用戶的接收機(jī)的服務(wù)器，所述服務(wù)器包括：A)接口，其被配置為獲取RTK和RTIGS大氣誤差/校正以及所述誤差/校正的置信級的度量中的至少一者；B)計(jì)算機(jī)邏輯單元，其被配置用于：i)確定位于多個(gè)地理區(qū)域中的起作用的接收機(jī)的列表；ii)以預(yù)定頻率來獲取由所述列表中的所述起作用的接收機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的定時(shí)序列，所述數(shù)據(jù)的定時(shí)序列包括每個(gè)起作用的接收機(jī)的通道的代碼和相位和/或由此計(jì)算出的數(shù)據(jù)；iii)計(jì)算可應(yīng)用在所述多個(gè)地理區(qū)域中的協(xié)作大氣誤差/校正的定時(shí)序列和所述誤差/校正的置信級的度量；D)通信鏈路，其被配置用于向所述用戶的接收機(jī)發(fā)送所述RTK、RTIGS和協(xié)作大氣誤差/校正和其相關(guān)聯(lián)的置信級的度量中的至少一者。

所述發(fā)明還公開了GNSS定位信號的接收機(jī)，其包括：多個(gè)信號處理通道，其被配置用于處理從GNSS星座中的多個(gè)衛(wèi)星接收的信號；存儲(chǔ)器，其具有存儲(chǔ)可用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)大氣誤差/校正模型的組合來計(jì)算可應(yīng)用于所述接收機(jī)的大氣誤差/校正的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)庫；計(jì)算機(jī)邏輯單元，其被配置用于執(zhí)行以下操作中的一個(gè)操作：i)計(jì)算所述組合作為與根據(jù)參考信號計(jì)算的PVT的最佳匹配，所述參考信號是在所述接收機(jī)處可用的或之前在小于預(yù)先定義的時(shí)間跨度內(nèi)可用的一個(gè)參考信號；ii)選擇存儲(chǔ)在所述第一數(shù)據(jù)庫中的預(yù)先定義的模型，所述選擇基于時(shí)間或位置中的一項(xiàng)或多項(xiàng)；iii)過濾所述一個(gè)或多個(gè)大氣誤差/模型以剔除輸出在預(yù)先定義的置信級以外的PVT值的那些大氣誤差/模型，以及組合保持在所述濾波的輸出處的所述模型。

有利地，所述參考信號是由大氣誤差/校正輔助的多頻信號和單頻信號中的一者，所述大氣誤差/校正是從GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)接收的。

有利地，所述本地模型是包括Kobluchar或NeQuick模型的一個(gè)或多個(gè)電離層誤差校正模型的組合。

由于本發(fā)明，使接收機(jī)在某一時(shí)刻選擇最優(yōu)的操作模式是可能的。還可能的是維護(hù)要應(yīng)用的校正的本地模型和本地?cái)?shù)據(jù)庫，以及基于由服務(wù)提供者提供的數(shù)據(jù)來更新該模型。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明可能地基于考慮到GNSS信號的接收的本地條件的優(yōu)化，來允許選擇/豐富/混合適于特定GNSS星座的各種本地模型，諸如Kobluchar或NeQuick模型。

附圖說明

根據(jù)對各個(gè)實(shí)施例和以下附圖的描述，本發(fā)明將被更好地理解，并且其各個(gè)特征和優(yōu)勢將變得顯而易見。

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的差分GNSS系統(tǒng)；

圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的協(xié)作電離層校正系統(tǒng)；

圖3表示根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的電離層校正系統(tǒng)；

圖4表示根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的用于使用本發(fā)明的校正系統(tǒng)的接收機(jī)；

圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的一般流程圖；

圖6顯示了圖5的一般流程圖的開發(fā)出的細(xì)節(jié)；

圖7顯示了圖5的一般流程圖的另一個(gè)開發(fā)出的細(xì)節(jié)；

圖8顯示了本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖，其中，考慮到接收的本地條件來選擇/適應(yīng)優(yōu)化的本地模型。

具體實(shí)施方式

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的差分GNSS系統(tǒng)。

在差分類型的定位系統(tǒng)中，用戶100從至少衛(wèi)星星座114、119、121、123接收定位信號。來自這些衛(wèi)星的定位信號也被參考站130接收。用戶100可能在移動(dòng)。參考站130必須具有固定的、被已知具有足夠精確度的并且位于與用戶100相距10到20km半徑的位置(見實(shí)例http://www.navipedia.net/index.php/RTK_Fundamentals)。

RTK算法可以使用導(dǎo)航信號的代碼或相位，或者兩者的組合，可能具有可變的權(quán)重。使用導(dǎo)航信號的相位來計(jì)算的位置的精確度是更優(yōu)的，這是因?yàn)樵肼暩伲歉冻龅拇鷥r(jià)是解決測量的整周模糊度(integer ambiguity)的復(fù)雜性。

RTK系統(tǒng)不僅可以校正大氣誤差(電離層、對流層)，還可以校正時(shí)鐘誤差。為了解決在GPS衛(wèi)星的L1載波在一個(gè)周期內(nèi)是20cm數(shù)量級的情況下的相位模糊度，計(jì)算利用兩個(gè)衛(wèi)星來對RTK參考站130和用戶終端100進(jìn)行的測量的雙差。

圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的協(xié)作電離層校正系統(tǒng)。

該系統(tǒng)是通過以n°FR14/58336遞交的法國專利申請公開的，所述法國專利申請被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。其使用與在圖1中描繪的那些衛(wèi)星相同的衛(wèi)星114、119、121、123。

在終端/接收機(jī)2111、2112、2113、2211、2212、2213的測量結(jié)果對電離層誤差的整體計(jì)算起作用的情況下，定義了地理區(qū)域210、220，所述終端/接收機(jī)2111、2112、2113、2211、2212、2213在這些地理區(qū)域中操作。地理區(qū)域210、220具有典型的幾千米(例如在1km和10km之間)網(wǎng)格。由定位數(shù)據(jù)240的提供者管理的服務(wù)器230可以從終端接收數(shù)據(jù)并且向它們發(fā)送數(shù)據(jù)。

終端/接收機(jī)可以是任何類型的，單頻或雙頻的，并且能夠接收來自單個(gè)星座或來自多個(gè)星座的信號。它們可以配備有或不配備有天線，所述天線被配置為緩解多路徑反射的影響。它們的位置計(jì)算可以由或不由慣性混合(inertial hybridization)或地圖來輔助。它們與通信模塊耦合，以允許它們無線地發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。例如，具有標(biāo)準(zhǔn)的GPS芯片的簡單的智能電話可以是所述系統(tǒng)的一部分。

接收機(jī)2111、2112、2211、2212可以是僅《貢獻(xiàn)》終端，即，向服務(wù)器230和/或向其它接收機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)是原始代碼和相位數(shù)據(jù)或預(yù)處理數(shù)據(jù)，所述原始或預(yù)處理數(shù)據(jù)用于在不“使用”終端(即，不使用數(shù)據(jù))的情況下計(jì)算地理區(qū)域210、220中的電離層誤差。

接收機(jī)2113、2213還可以是僅《使用》終端，即，在沒有向系統(tǒng)貢獻(xiàn)其自己的數(shù)據(jù)的情況下接收定位數(shù)據(jù)。接收機(jī)還可以繼而連續(xù)地或同時(shí)地“起作用”或“使用”。

服務(wù)器根據(jù)起作用的接收機(jī)的原始代碼和相位信號或其差來計(jì)算校正數(shù)據(jù)。校正數(shù)據(jù)與起作用的接收機(jī)的位置相關(guān)聯(lián)，所述起作用的接收機(jī)的位置與代碼和相位數(shù)據(jù)一起被發(fā)送或例如使用電信服務(wù)提供者數(shù)據(jù)來單獨(dú)地獲取。還可以使用質(zhì)量指數(shù)來過濾校正數(shù)據(jù)。

圖3表示根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的電離層校正系統(tǒng)。

在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，來自一個(gè)或多個(gè)星座的多個(gè)衛(wèi)星114、119、121、123的信號被地理區(qū)域210、220中的具有定位能力的終端接收?？梢源嬖谏衔年P(guān)于圖2論述的那種類型的起作用的多個(gè)終端，并且它們向服務(wù)器310發(fā)送其校正數(shù)據(jù)，所述服務(wù)器310具有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫320。計(jì)算機(jī)代碼指令將用于根據(jù)起作用的接收機(jī)所接收的數(shù)據(jù)來計(jì)算校正數(shù)據(jù)，如上文關(guān)于圖2論述的。服務(wù)器隨后將詳盡的(即，具有置信指數(shù)的)校正數(shù)據(jù)分發(fā)給用戶終端，諸如本發(fā)明的終端350。服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫可以是物理或虛擬服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，即，它們可以體現(xiàn)在具有其存儲(chǔ)能力的計(jì)算機(jī)中，或者它們可以是通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的硬件資源的可變組合。它們將由定位數(shù)據(jù)的提供者來管理。

在相同的地理區(qū)域210、220中，可以存在在圖1中描繪的那種類型的多個(gè)RTK參考站130、131。還可以存在RTIGS(實(shí)時(shí)國際GNSS服務(wù))331、332。RTK和RTIGS數(shù)據(jù)可以被服務(wù)器310用于向用戶終端350分發(fā)位置校正。

服務(wù)器310還可以通過有線鏈路或無線地從其所連接到的源接收其它類型的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以是校正數(shù)據(jù)、或可以用于計(jì)算位置校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，例如實(shí)際的或預(yù)報(bào)的氣象數(shù)據(jù)、或地磁干擾數(shù)據(jù)。

其它類型的校正可以被直接地發(fā)送給終端350，例如，由對地靜止的衛(wèi)星340來發(fā)送EGNOS類型的SBAS校正。

本發(fā)明的終端350具有GNSS接收機(jī)能力和無線通信能力二者。GNSS接收機(jī)能力包括多個(gè)信號處理通道。信號處理通道處理從被考慮的衛(wèi)星接收的RF載波代碼和相位信號?？赡艿?，兩個(gè)或更多個(gè)RF載波可以由同一個(gè)衛(wèi)星在兩個(gè)或更多個(gè)不同的頻率上發(fā)送。雙頻接收機(jī)可以通過計(jì)算在兩個(gè)不同的頻率處的測量結(jié)果的單個(gè)差來解決導(dǎo)航信號固有的整周相位模糊度。因此，通常不需要向雙頻接收機(jī)提供大氣校正來實(shí)現(xiàn)1cm到10cm類的精確度。但是在具有顯著的多路徑反射的環(huán)境(諸如城市峽谷)中，該精確度被極大地降級。此外，當(dāng)離開信號在其中丟失的區(qū)域時(shí)，雙頻信號比單頻信號更難被重新獲取。因此，根據(jù)本發(fā)明，尤其是在這些情況下，使終端能夠自動(dòng)地切換到單頻模式，同時(shí)還能夠本地地生成或從遠(yuǎn)程站點(diǎn)獲取校正數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)與通過處理來自兩個(gè)或更多個(gè)頻率的信號提供的精確度相同階的精確度是非常有優(yōu)勢的。

圖4表示根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的用于使用本發(fā)明的校正系統(tǒng)的接收機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的終端350具有天線410、411，以用于從可能在兩個(gè)或三個(gè)頻率(針對GPS 3星座的L1、L2、L5；E1、E2、E3表示伽利略星座的E1、E5和E6頻率)上的多個(gè)衛(wèi)星(例如，衛(wèi)星114)獲取信號。其還具有天線420，以用于從服務(wù)器310獲取信號。通信可以使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)(3G、4G)。在一個(gè)方案中，終端還具有天線430，以用于從例如EGNOS類型的SBAS衛(wèi)星獲取信號。在進(jìn)一步的方案中，可以在天線430上提供來自服務(wù)器310的信息。在另一個(gè)方案中，可以使用天線410、411來獲取SBAS信號和服務(wù)器信息。

終端350還具有多個(gè)信號處理通道。終端可以具有兩個(gè)信號處理通道440、441，以用于處理來自相同的衛(wèi)星114的信號。終端通常具有兩個(gè)以上的處理通道，以能夠并行地處理被考慮的至少四個(gè)衛(wèi)星的信號。沒有在圖上表示針對被考慮的多個(gè)衛(wèi)星的信號處理通道。

現(xiàn)有技術(shù)的GNSS定位信號的接收機(jī)通常具有計(jì)算機(jī)邏輯單元，其被配置為根據(jù)對衛(wèi)星載波進(jìn)行調(diào)制的代碼信號和/或載波的相位來計(jì)算偽距。由于使用了所接收的具有本地副本的信號的相關(guān)電路，接收機(jī)能夠跟蹤信號，并且能夠可能地使用卡爾曼類型(Kalman type)的過濾算法來計(jì)算衛(wèi)星的偽距。隨后將來自被考慮的衛(wèi)星的偽距在PVT計(jì)算模塊470中與來自其它定位手段(慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、地圖、無線電方向探測器等)的數(shù)據(jù)混合，所述PVT計(jì)算模塊470還包括濾波器(未示出)以及可能包括混合計(jì)算模塊(未示出)。

在多個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的終端350被提供具有存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)邏輯單元450、460。

存儲(chǔ)器存儲(chǔ)不同類型的校正數(shù)據(jù)庫。在多個(gè)實(shí)施例中，其還可以存儲(chǔ)本地模型以計(jì)算可應(yīng)用于接收機(jī)的大氣誤差/校正。本地模型可以是非常簡單的，即，模型接收從信號處理通道(其處理在頻率中的一個(gè)頻率處的衛(wèi)星的信號)中的一個(gè)信號處理通道接收的偽距作為輸入，并且向偽距中添加在數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的校正。本地模型還可以是更加復(fù)雜的。Laurent Lestarquit、Norbert Suard、Jean-Luc Issler在“Determination of the Ionospheric Error Using Only Ll Frequency GPS Receiver”,CNES,1997中公開了復(fù)雜的本地模型的示例。在該類型的模型中，包括了可觀察模型并且本地地執(zhí)行對誤差和校正的估計(jì)，這使大量的計(jì)算功率和能量成為必要并且引入了一些延時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)包括第一類型的校正的第一數(shù)據(jù)庫，所述第一類型的校正是在本地模型的輸出處提供的。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)包括第二類型的校正的第二數(shù)據(jù)庫，所述第二類型的校正是由SBAS星座提供的。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)包括第三類型的校正的第三數(shù)據(jù)庫，所述第三類型的校正是由服務(wù)器310提供的并且是使用RTIGS或RTK參考站來計(jì)算的。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)包括第四類型的校正的第四數(shù)據(jù)庫，所述第四類型的校正是由服務(wù)器310提供的并且是從貢獻(xiàn)接收機(jī)計(jì)算的，如關(guān)于圖2解釋的。

在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以結(jié)合第一類型的數(shù)據(jù)庫來僅存儲(chǔ)第二、第三和第四類型的數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫。優(yōu)選地將這些數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在終端中，但是在某些實(shí)施例中，可以將這些數(shù)據(jù)庫中的某些或全部數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在與連接到服務(wù)器310的數(shù)據(jù)庫320相同或不同的數(shù)據(jù)庫設(shè)備中。在某些實(shí)施例中，第一、第二、第三和第四類型的數(shù)據(jù)庫可以通過單個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)備形成，不同類型的數(shù)據(jù)(其通過其來源來區(qū)別)是僅通過單個(gè)數(shù)據(jù)庫中的區(qū)域來識(shí)別的。

計(jì)算機(jī)邏輯單元被配置為決定是應(yīng)當(dāng)僅基于信號處理通道410、411(加上其它信號處理通道)的輸出還是至少部分地根據(jù)校正數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)校正數(shù)據(jù)庫的輸出來計(jì)算偽距和/或PVT。該決定是基于對多個(gè)參數(shù)的估計(jì)的，如將在以下描述中進(jìn)一步論述的。

當(dāng)多種類型的校正數(shù)據(jù)可用時(shí)，計(jì)算機(jī)邏輯單元還被配置為同樣基于多個(gè)參數(shù)來決定哪一種類型的校正數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被用于更新本地?cái)?shù)據(jù)庫和/或本地模型。

計(jì)算機(jī)邏輯單元還可以被配置為利用來自信號處理通道的未校正的輸出來更新本地?cái)?shù)據(jù)庫。

計(jì)算機(jī)邏輯單元可以完全地駐留在終端上，或者其還可以包括代碼行或過程，所述過程將調(diào)用遠(yuǎn)程地存儲(chǔ)在例如數(shù)據(jù)庫320中的其它過程。

圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的一般流程圖。

在例程510中，計(jì)算了第一參數(shù)A。

該第一參數(shù)可以指示接收機(jī)所接收的信號的質(zhì)量。可以通過在接收機(jī)處接收的多路徑信號的強(qiáng)度來測量接收機(jī)所接收的信號的質(zhì)量。高強(qiáng)度指示如下情形：其中，以多頻率模式操作的接收機(jī)可能不給出最優(yōu)結(jié)果，并且可能優(yōu)選的是使用通過大氣校正輔助的單頻模式。對在接收機(jī)處接收的信號的質(zhì)量的另一個(gè)指示是在發(fā)送所述信號的衛(wèi)星的范圍以上的高度。實(shí)際上，在某些實(shí)例中，所述高度將與多路徑反射的強(qiáng)度相關(guān)。對在接收機(jī)處接收的信號的質(zhì)量的再一個(gè)指示是代碼和相位信號之間的差。高值將指示顯著的大氣誤差，其需要被校正。對在接收機(jī)處接收的信號的質(zhì)量的再一個(gè)經(jīng)典的指示是信噪比。有利地，第一參數(shù)將是歸一化指數(shù)，具有以100為中心的值，對于具有平均質(zhì)量的信號，高于100的值具有高于平均的質(zhì)量，以及低于100的值具有低于平均的質(zhì)量。如果通過指數(shù)測量的質(zhì)量具有非線性行為，則使用經(jīng)變換的將是線性的指數(shù)將是有優(yōu)勢的。

第一參數(shù)還可以指示根據(jù)多個(gè)信號處理通道440、441的輸出計(jì)算的接收機(jī)的偽距或位置的精確度或置信區(qū)間。

可以在信號處理通道的輸出處直接地計(jì)算精確度或置信區(qū)間，可能作為從質(zhì)量指數(shù)推導(dǎo)出的值。此外，可以基于多個(gè)參數(shù)(例如在接收站點(diǎn)處的GNSS星座的配置或接收機(jī)的硬件和軟件配置)來預(yù)測精確度或置信區(qū)間。一種用于預(yù)測置信區(qū)間的方法是通過法國專利申請n°FR14/58862公開的。這樣的預(yù)測將取決于信號處理通道的處理類型、天線、可能獲取的星座等。該置信區(qū)間還應(yīng)當(dāng)被歸一化在中心值100附近。

可以選擇所接收的信號的質(zhì)量指數(shù)和置信區(qū)間中的任意一個(gè)來計(jì)算第一參數(shù)A。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以選擇二者的組合。由于較小的置信區(qū)間是較優(yōu)的置信的象征，而較高值的質(zhì)量指數(shù)是較優(yōu)的質(zhì)量的象征，所以形容詞“較優(yōu)的”將用于通過單個(gè)字來描述這兩個(gè)屬性。對稱地，形容詞“較劣的”將用于描述較大置信區(qū)間的兩個(gè)屬性，所述較大置信區(qū)間是較劣的置信和較低的質(zhì)量指數(shù)的象征。

可以以兩種操作模式來執(zhí)行對所接收的信號的質(zhì)量和置信區(qū)間的計(jì)算，一種操作模式使用終端所接收的導(dǎo)航信號的全部頻率，以及一種操作模式不使用全部可用的頻率，例如僅使用單個(gè)頻率。以第一操作模式計(jì)算的結(jié)果是第一參數(shù)，用A表示。以第二操作模式計(jì)算的結(jié)果可以用在對B第二參數(shù)的計(jì)算中，下文對此作出解釋。如上文解釋的，針對第二參數(shù)使用“較優(yōu)的”和“較劣的”修飾語時(shí)，它們將具有與針對第一參數(shù)相同的意思。

在步驟520處，使用第一數(shù)據(jù)庫的校正來計(jì)算的接收機(jī)的位置的置信區(qū)間還被計(jì)算作為第二參數(shù)B。該第二參數(shù)測量以單個(gè)頻率(或以比可用頻率少的頻率)操作的并且使用可用的校正中的一個(gè)校正的接收機(jī)的接收質(zhì)量?？梢允褂酶鞣N類型的校正，如將關(guān)于圖7解釋的。但是在某一時(shí)刻，在第一數(shù)據(jù)庫中僅一種類型的校正是可用的，這是因?yàn)橐呀?jīng)確定的是，在先前時(shí)刻，該類型的校正優(yōu)于先前在第一數(shù)據(jù)庫中存在的數(shù)據(jù)。B也是歸一化指數(shù)。

在步驟530處，對A和B的值進(jìn)行比較。如果A>＝B，則由計(jì)算機(jī)邏輯單元選擇使用在接收機(jī)處可用的全部頻率的第一操作模式。如果否，則選擇接收機(jī)的第二操作模式，并且將校正應(yīng)用于偽距/PVT測量。以第一操作模式，利用以第一操作模式計(jì)算的接收機(jī)的偽距和/或PVT位置的值來更新第一數(shù)據(jù)庫。

在某些實(shí)施例中，在步驟540處，可以利用來自服務(wù)器的校正來更新第一數(shù)據(jù)庫。如果在步驟550處計(jì)算的遠(yuǎn)程校正的置信級C優(yōu)于第一數(shù)據(jù)庫中的測量/校正的置信級，則執(zhí)行該更新。在下文描述中進(jìn)一步解釋了用于計(jì)算置信級C的方法。

圖6顯示了圖5的一般流程圖的開發(fā)出的細(xì)節(jié)。

該圖給出了關(guān)于圖5的步驟510的更多細(xì)節(jié)。610分支對各個(gè)質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行分組，已經(jīng)在上文解釋了所述各個(gè)質(zhì)量指數(shù)的細(xì)節(jié)。質(zhì)量指數(shù)可以被認(rèn)為是精確度或置信級的預(yù)測指標(biāo)。620分支表示精確度或置信級的直接計(jì)算，也對其進(jìn)行了解釋。作為一個(gè)方案，還可能的是計(jì)算/預(yù)測收斂時(shí)間作為對質(zhì)量指數(shù)的計(jì)算的副產(chǎn)品。在可選步驟630處，該收斂時(shí)間可以是計(jì)算最終置信級A的輸入。甚至當(dāng)原始第一參數(shù)A優(yōu)于B時(shí)，但是當(dāng)利用單頻校正的第二操作模式的收斂時(shí)間更優(yōu)時(shí)(經(jīng)常是這種情況)，尤其是當(dāng)在離開隧道、停車場或另一個(gè)黑區(qū)之后、或在冷啟動(dòng)時(shí)需要重新獲取信號時(shí)，可以作出使用第二校正操作模式而不使用第一多頻率操作模式的決策。

圖7顯示了圖5的一般流程圖的另一個(gè)開發(fā)出的細(xì)節(jié)。

可通過服務(wù)器310或通過GNSS接收機(jī)的衛(wèi)星鏈路來訪問不同類型的校正。第二類型的校正720可以是SBAS校正(可通過衛(wèi)星鏈路訪問)。其它SBAS校正同樣可從服務(wù)器310獲得。第三類型的校正730可以是RTK/RTIGS校正，其通常是可通過服務(wù)器310訪問的。第四類型的校正740可以是協(xié)作校正。其是通過服務(wù)器從與用戶的接收機(jī)位于相同地理區(qū)域中的起作用的接收機(jī)的列表生成的。校正還可以是其它類型的，例如地磁指數(shù)是電離層條件的指示符。這些指數(shù)可以結(jié)合其它類型的校正來使用，以可能地修改將通?？蓱?yīng)用的校正，這是因?yàn)槔缭诖嬖陔婋x層閃爍的情況下，地磁指數(shù)顯示電離層條件不是標(biāo)準(zhǔn)的。同樣對于氣象條件，例如在多云條件的情況下?；蛘呷绻@些校正產(chǎn)生了優(yōu)于其它校正的置信級，則可以單獨(dú)地評估這些校正并且將其饋送至本地模型。在某些實(shí)施例中，僅部分而不是全部這些可能的校正可以是可用的。

使用與用于第一類型(本地模型)的校正和PVT計(jì)算的置信級的過程相同的過程來計(jì)算全部可用校正的置信級C1、C2、C3、C4等(步驟750)。步驟750可以是步驟550的替代。在這種情況下，將每種類型的可用校正的置信級與第一數(shù)據(jù)庫中的校正/誤差的置信級的值進(jìn)行比較。作為一個(gè)方案，步驟550可以是額外的步驟，其使用全部先前計(jì)算出的置信級Ci的函數(shù)f(Ci)。該函數(shù)可以是例如瞬時(shí)最大值或在時(shí)間窗口上的最大值，所述時(shí)間窗口是在過去或至少部分地在前瞻性時(shí)間范圍上選擇的。

隨后將作為結(jié)果的參數(shù)(第三參數(shù)、第四參數(shù)、第五參數(shù)等)或作為結(jié)果的參數(shù)(第三參數(shù))、C1、C2、C3、C4或C與第二參數(shù)B進(jìn)行比較，以決定本地?cái)?shù)據(jù)是否將通過外部校正改善。

在步驟760處需要對本地模型進(jìn)行初始化。進(jìn)行此操作的一種方式是選擇遠(yuǎn)程服務(wù)器上可用的最優(yōu)校正。

在步驟770處，還可以將本發(fā)明的方法與公開在法國專利申請n°FR14/58862中的方法結(jié)合，其中將從第一數(shù)據(jù)庫收集的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器310，以合并到計(jì)算協(xié)作校正的過程中。

圖8顯示了本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖，其中，考慮到接收的本地條件來選擇/適應(yīng)優(yōu)化的本地模型。

根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例，參考信號可以是來自一個(gè)或多個(gè)GNSS星座的多頻信號。它們還可以是來自一個(gè)或多個(gè)GNSS星座的單頻信號，由SBAS校正或其它校正來輔助。越來越多的GNSS接收機(jī)現(xiàn)在是可用的，它們具有從多個(gè)星座接收和處理導(dǎo)航信號的能力，應(yīng)當(dāng)注意的是，這些校正在某些區(qū)域具有良好的可用性，這是因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^在對地靜止的軌道上導(dǎo)航的衛(wèi)星來廣播的。但是它們具有被限制在總電離層誤差的50％到80％的準(zhǔn)確度。諸如GPS、格洛納斯、北斗、伽利略或具有本地覆蓋的其它星座。

已經(jīng)開發(fā)和參數(shù)化電離層誤差校正模型，以被調(diào)諧用于這些星座中的某些星座。兩個(gè)最著名的模型是Kobluchar和NeQuick模型。Kobluchar模型是用于校正影響GPS導(dǎo)航信號的電離層誤差的(http://www.navipedia.net/index.php/Klobuchar_Ionospheric_Model)。

NeQuick模型是用于校正影響GPS導(dǎo)航信號的電離層誤差的(http://www.navipedia.net/index.php/NeQuick_Ionospheric_Model)。

根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例，在某一時(shí)刻可用于接收機(jī)的定義的配置的參考信號可以是定義的星座的多頻信號或單頻信號，通過適用于該星座的SBAS校正或本地模型來校正。校正可以是從第二數(shù)據(jù)庫可獲得的，來自第一數(shù)據(jù)庫的本地模型的校正?？捎玫膮⒖夹盘栆馕吨鴧⒖夹盘柺谴嬖诘模蛩鼈兙哂懈哂陬A(yù)先設(shè)置的值的置信指數(shù)(針對多頻信號的第一參數(shù)，針對校正信號的第二參數(shù)，如上所述)。

根據(jù)這些實(shí)施例，當(dāng)單頻載波可用時(shí)，獲取針對每個(gè)星座的每個(gè)衛(wèi)星的該載波的原始數(shù)據(jù)。隨后使用適于其來源星座的校正來校正原始數(shù)據(jù)?？梢杂?jì)算質(zhì)量指標(biāo)。這允許對所有測量的置信區(qū)間的比較。給出最優(yōu)質(zhì)量指標(biāo)的信號可以被選擇為參考信號。還可以使用通過使用模型的混合，而不僅是用于參考信號的模型校正的信號來計(jì)算原始數(shù)據(jù)?？梢允够旌戏椒ㄊ菚r(shí)間和/或位置依賴的。還可以使用某種人工智能技術(shù)(諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))來對其進(jìn)行調(diào)諧。

僅通過示例的方式，可以基于與在圖8中顯示的流程圖相同或類似的流程圖來執(zhí)行根據(jù)這些實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例的這樣的方法。

對參考信號是否可用進(jìn)行了測試810。如果它們是可用的，則執(zhí)行分支811。如果不可用，則執(zhí)行分支812。

在分支811中，只要參考信號是可用的821，就選擇輸出最接近從參考信號可用的最后一個(gè)PVT的PVT的模型。再次，可用的可以意味著在某一時(shí)刻是可用的或在所有時(shí)刻是可用的。

在分支812中，執(zhí)行對最后一個(gè)可用的參考信號的新鮮度的測試(T<＝Tmax)。如果測試是肯定的831，則只要參考信號是不可用的841，就使用最后一個(gè)可用的最優(yōu)模型840。如果測試是否定的832，則作為第一方案，只要參考信號是不可用的851，就選擇使用存儲(chǔ)有使用的時(shí)間和/或位置的預(yù)先定義的模型850。作為第二方案，可以對所有可用模型的質(zhì)量指數(shù)的置信級進(jìn)行比較860?？梢蕴蕹x的邊界以外的值(野值)。只要參考信號是不可用的871，就隨后在步驟870處組合剩余模型的結(jié)果。組合可以例如是加權(quán)平均，可能將權(quán)重動(dòng)態(tài)地計(jì)算作為置信級和/或質(zhì)量指數(shù)的函數(shù)?？梢砸赃@樣的方式來計(jì)算權(quán)重：在某一時(shí)刻，選擇單個(gè)模型是因?yàn)槠浔毁|(zhì)量指數(shù)指定為是最優(yōu)的?？梢匀缟衔拿枋鲋兴忉尩膩碛?jì)算置信級和質(zhì)量指數(shù)。

當(dāng)參考信號的可用性改變時(shí)，兩個(gè)分支811和912可以通過邏輯連接822、842、872雙向鏈接。

作為這些實(shí)施例的一個(gè)方案，可能的是基于控制參數(shù)來接通/斷開參考信號的可用性?？刂茀?shù)可以是簡單的預(yù)定的時(shí)間段。其可以是功率等級的指數(shù)以允許控制接收機(jī)的功耗。其可以是多路徑反射的等級：如上文解釋的，多頻信號比單頻信號更多地受多路徑影響。

可以以獨(dú)立的方式或與其它實(shí)施例組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些實(shí)施例。

本說明書中公開的示例僅是對本發(fā)明的某些實(shí)施例的說明。它們不以任何方式來限制由所附權(quán)利要求書限定的所述發(fā)明的范圍。