CN101484824B - 用于确定伪距测量的充分性的系统和/或方法 - Google Patents
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Abstract
本文中所公开的主题涉及用于确定用以定位位置的测量的充分性的系统和方法。在一个示例中,尽管所要求保护的主题并不被如此限定,但是用于提高伪距测量的准确性的过程可响应于如此的伪距测量中的至少一些的量化评估的加权被终止。
Description
本申请要求于2006年3月19日提交的题为“An Improved MeasurementSufficiency Test for GPS Searches Using a Plurality of Search Modes(对使用多种搜索模式的GPS搜索的改进型测量充分性测试)”的共同待批美国临时申请S/N.60/802,020的权益且是其非临时申请,该申请被转让给本申请的受让人且通用地整体援引纳入于此。
背景
领域:
本文所公开的主题涉及基于从对地定位卫星接收到的信号来确定位置的定位。
信息:
卫星定位系统(SPS)典型地包括环地轨道卫星的系统,该系统使得各实体能够至少部分地基于从这些卫星接收到的信号来确定其在地球上的定位。每个如此的SPS卫星典型地发射用使该卫星与其他SPS卫星区别开的重复的1,023个码片的伪随机噪声(PN)码标记的信号,其中这1,023个码片每毫秒重复一次。该信号还典型地用数据比特来调制,其中每个数据比特在已调制信号中具有20ms持续时间。
图1例示说明对地定位系统的典型应用,由此无线通信系统中的订户站100接收来自在订户站100的视线中的卫星102a、102b、102c、102d的传输,并且从这些传输中的4个或更多个来推导时间测量。订户站100将这些测量提供给位置确定实体(PDE)104,后者从这些测量确定该站的位置。替换地,订户站100可从此信息确定其自己的位置。
订户站100可通过将特定卫星的PN码与收到信号相关搜索来自该卫星的传输。该收到信号在有噪声的情况下典型地包括来自在站100处的接收机的视线内的一个或以上卫星的传输的合成。相关可在以码相搜索窗WCP著称的码相假言的范围、以及以多普勒搜索窗WDOPP著称的多普勒频率假言的范围上执行。如此的码相假言被典型地表示为PN码偏移的范围,而如此的多普勒频率假言被典型地表示为多普勒频槽。
相关典型地在可表达为Nc与M的乘积的积分时间“I”上执行,其中Nc是相干积分时间,而M是非相干地组合的相干积分的数目。对于特定的PN码,相关值典型地与对应的PN码偏移和多普勒频槽相关联以定义二维相关函数。该相关函数的峰值被定位并且与预定噪声阈值比较。该阈值被典型地选择成使得假警报概率——即错误地检测到卫星传输的概率——处于或低于预定值。对卫星的时间测量典型地从沿码相维度的等于或超过该阈值的最早非旁瓣峰值的定位推导出来。订户站的多普勒测量可从沿多普勒维度的等于或超过该阈值的最早非旁瓣峰值的定位推导出来。
当前订户站架构在搜索定位确定信号的过程方面设置了显著的约束。例如在共享RF架构中,订户站中的核心RF电路系统典型地在定位确定接收路径与语音/数据通信发送和接收路径之间共享。相应地,在SPS功能中采用如此的共享RF架构可削弱如此的共享架构执行语音/数据通信功能或其他共享公共资源的功能的能力。相应地,期望减少用于确定位置的定位的这些公共资源的使用。
附图简要说明
将参考以下附图来描述非限定性和非详尽的实施例,其中除非另外指定,否则在各附图中相同的附图标记指示相同的部分。
图1是根据实施例的对地定位系统的示意图。
图2是根据实施例的例示说明用于从对地定位系统确定接收机的位置的过程的流程图。
图3是根据实施例的将被搜索以检测从空间飞行器发射的信号的二维域的示意图。
图4例示说明根据实施例的用以避免遗漏出现在片段边界处的峰值的搜索窗中规定数目个码片的交迭。
图5是根据实施例的用于处理信号以确定位置定位的系统的示意图。
图6是根据一个实施例的订户站的示意图。
详细说明
贯穿本说明书引述的“一个实施例”或“一实施例”意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性是包含在所要求保护的主题的至少一个实施例中的。由此,短语“一个实施例”或“一实施例”在贯穿本说明书的各个地方的出现并非必要地全部引述同一实施例。进一步,这些特定特征、结构或特性能在一个或多个实施例中加以组合。
根据特定实施例,本文中所描述的各种方法取决于应用可藉由各种手段来实现。例如,如此的方法可在硬件、固件、软件、和/或其组合中实现。在硬件实现中,例如处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述的功能的其他电子单元、或其组合内实现。
本文中引述的“指令”涉及表示一个或以上逻辑操作的表达。例如,指令通过可由机器解读用于对一个或以上数据对象执行一个或以上操作可以是“机器可读的”。然而,这仅仅是指令的一个示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。在另一个示例中,本文中引述的指令可涉及经编码命令,其由具有包括这些被编码命令的命令集的处理电路来执行。如此的指令可以用该处理单元能理解的机器语言的形式来编码。再次,这些仅仅是指令的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
本文中引述的“存储介质”涉及能够维护可被一个或以上机器感知到的表达的介质。例如,存储介质可包括一个或多个用于存储机器可读指令和/或信息的存储设备。如此的存储设备可包括若干介质类型中的任何一种,包括例如磁、光或半导体存储介质。如此的存储设备还可包括任何类型的长期、短期、易失性或非易失性设备存储设备。然而,这些仅仅是存储介质的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
除非另外具体指出,否则如从以下讨论中将显而易见的,将领会到贯穿本说明书,利用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“选择”、“形成”、“启用”、“抑制”、“定位”、“终止”、“标识”、“发起”、“加权”、“获得”、“主存”、“维护”、“表示”、“估计”、“接收”、“传送”、“确定”和/或之类的术语的讨论是指可由诸如计算机或类似的电子计算设备之类的计算平台来执行的动作和/或过程,该计算平台操纵和/或变换该计算平台的处理器、存储器、寄存器,和/或其他信息存储、传输、接收和/或显示设备内表示为物理电子量和/或磁量和/或其他物理量的数据。如此的动作和/或过程可由计算平台例如在存储介质中存储的机器可读指令的控制下执行。如此的机器可读指令可包括例如在被包括作为计算平台的一部分(例如,被包括作为处理电路的一部分或在如此的处理电路的外部)的存储介质中存储的软件或固件。进一步,除非另外具体指出,本文中参考流程图或以其他方式描述的过程也可全部或部分地由如此的计算平台来执行和/或控制。
本文中引述的“空间飞行器”(SV)涉及能够向地面上的接收机发射信号的对象。在一个特定的实施例中,如此的SV可包括对地静止卫星。替换地,SV可包括在轨道上行进并且相对于地球上的固定位置移动的卫星。然而,这些仅仅是SV的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
本文中引述的“定位”涉及与目标或事物根据参考点的行踪相关联的信息。在此举例而言,如此的定位可被表示为地理坐标,诸如纬度和经度。替换地,如此的定位可被表示为街道地址、自治市或其他政府管辖、邮政区号和/或之类。然而,这些仅仅是根据特定实施例如何来表示定位的示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。
本文中所描述的定位确定技术可用于各种无线通信网络,诸如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN),等等。术语“网络”和“系统”在本文中被可互换地使用。WWAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络,等等。CDMA网络可实现一个或以上无线电接入技术(RAT),诸如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等,这仅列举了少数几种无线电技术。在此,cdma2000可包括根据IS-95、IS-2000、以及IS-856标准实现的技术。TDMA网络可实现全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)、或其他某种RAT。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴项目(3GPP)”的联盟的文档中描述。Cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2(3GPP2)”的联盟的文档中描述。3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。例如,WLAN可包括IEEE802.11x网络,并且WPAN可包括蓝牙网络、IEEE802.15x。本文中所描述的如此的定位确定技术也可用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任意组合。
根据一个实施例,设备和/或系统可至少部分地基于从各SV接收到的信号来估计其定位。具体而言,如此的设备和/或系统可获得包括相关联的各SV与导航卫星接收机之间的距离的近似的“伪距”测量。在特定实施例中,如此的伪距可在能够处理来自一个或以上作为卫星定位系统(SPS)一部分的SV的信号的接收机处确定。如此的SPS可包括,例如全球定位系统(GPS)、Galileo、Glonass、使用来自这些系统的组合的卫星的系统、或将来开发的任何SPS。如在本文中所使用的,也将理解SPS在恰适的地方包括伪卫星系统——即广播PN码或其他测距码(类似于GPS或CDMA蜂窝信号)的基于地面的发射机、或使用卫星和伪卫星的组合的系统。为确定其位置,卫星导航接收机可获得到三个或以上卫星的伪距测量以及它们在发射时的位置。知道这些SV的轨道参数,能够计算出在任何时间点的这些位置。伪距测量随后可至少部分地基于信号从SV传播到该接收机的时间乘以光速来确定。虽然本文中所描述的技术可作为用作根据特定实施例的具体例示说明的GPS类型的SPS中的定位确定的实现来提供,但是应理解这些技术也可应用到其他类型的SPS,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
根据一个实施例,伪距测量可包括导航接收机与SV之间的距离的单次测量。在此相应地,到特定SV的初始伪距测量的准确性可通过获得一个或以上后续伪距测量以代替和/或统计地与初始伪距测量相组合来提高。因此,在本上下文中,如此的伪距测量还可以包括至少部分地基于所采取的多次个体伪距测量估计出的导航接收机与SV之间的距离。
基于伪距测量的定位的估计的准确性可至少部分地在伪距测量的准确性方面被确定。根据一个实施例,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是卫星接收机可继续尝试提高与伪距测量相关联的准确性直至能估计出有足够准确性的如此的定位。在卫星接收机已估计了有足够准确性的定位后,其可停止尝试提高伪距测量的准确性并且将用于获得伪距测量的资源用于其他功能。
本文中所引述的“准确性量化评估”涉及与值估计的准确性相关联的量化度量。例如,如此的准确性量化评估可包括与基于一个或以上测量的值估计相关联的方差。在另一个实施例中,如此的准确性量化评估可包括与基于一个或以上测量的值估计相关联的均方根误差。在特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是如此的准确性量化评估可涉及与伪距测量的准确性相关联的量化度量。然而,这些仅仅是准确性量化评估的一些示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。
虽然伪距测量的准确性可能影响从如此的伪距测量推导出的估计定位的准确性,但用于生成如此的伪距测量的各SV的定位也可能影响如此的定位估计的准确性。在特定实施例中,轨道中一些SV关于彼此和/或关于接收机的定位可提供影响至少部分地基于到所述这些SV的伪距测量的该接收机的估计定位的准确性的“几何形态”。在一个实施例中,如此的几何形态可至少部分地由各SV的定位关于接收机的定位的近似方位角和仰角来表达。然而,这仅仅是如何根据特定实施例来表达如此的几何形态的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
简言之,一个实施例涉及尝试提高用于估计位置的定位的伪距测量的准确性的过程。与到用于估计如此的定位位置的各SV的多个伪距测量相关联的准确性量化估计可根据与这些SV相关联的几何形态来加权。尝试提高伪距测量的准确性的过程随后可响应于经加权的量化评估被终止或退出。然而,这仅仅是例子实施例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
在替换实施例中,在某一定位处的到空间飞行器SV的伪距测量可使用第一搜索停留来确定。可响应于至少一些与根据同这些SV相关联的几何形态来加权的伪距测量相关联的量化评估选择性地采用第二搜索停留以增加伪距测量的数目和/或增加伪距测量的准确性。再次,这仅仅是示例实施例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
图2是根据实施例的例示说明用于从对地定位系统估计位置的定位的过程200的流程图。在一个实施例中,过程200可由包括用于接收来自SV的信号的接收机的订户设备来执行。如此的订户设备可通过例如地面无线通信链路与PDE通信。如此的订户设备可采用公共处理资源用于至少部分地基于从各SV接收到的信号来确定其位置的定位,以及用于通过无线通信链路执行诸如像语音和/或数据通信之类的任务和/或功能。如此的设备在“停留”期间可采用其处理资源的至少一些以根据从各SV接收到的信号来估计其定位。在如此的停留期间的处理可提供到各SV的伪距测量以在使用本领域普通技术人员公知的技术来估计定位时使用。在特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是如果某一设备在框204处执行第一停留后用足够的准确性估计了其定位,则该设备可能不在框220处执行用于以更高准确性来估计其位置的第二停留。通过不采用第二停留,如此的订户设备能够将公共处理资源部署用于替代执行其他平台功能并且缩短获得定位固定所需要的时间。
在替换实施例中,过程200的一些部分可由诸如PDE等与订户站通信的设备来执行。例如,订户站可向PDE提供伪距测量(例如通过地面无线通信链路),而该PDE至少部分地基于所接收到的伪距测量来估计订户站的定位。此外,如此的PDE可如下所讨论地采用过程200的一些部分来确定订户站是否要在框220处执行第二停留,并且相应地向该订户站发信号。
过程200可响应于若干事件中的任一个在202处开始,诸如像在订户站处捕获到来自基站的信号、来自用户接口的输入或紧急呼叫“911”的发起,这仅列举了一些。框204可包括执行第一停留以获得至少部分地基于从各SV接收到的信号的伪距测量。根据特定实施例,并且如以下参考图3和4所讨论的,如此的伪距测量可以是至少部分地基于提供码相搜索窗的码相假言的范围与提供多普勒搜索窗的多普勒频率假言的范围的相关的。然而,这仅仅是如何根据特定实施例从停留获得伪距测量的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
根据实施例,停留可采用特定的“搜索模式”用于获得由系统参数集所表征的伪距测量。如以下联合特定示例的表1中所例示说明的,表征特定搜索模式的如此系统参数集可包括搜索频带、频槽的数目、码槽的数目、相干积分时间、非相干积分段的数目、总积分时间、检测阈值(例如基于C/No)和灵敏度(例如基于C/No)中的一个或多个。然而,这些仅仅是可能表征搜索模式的系统参数的一些示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。在特定实施例中,在框204和220处执行的停留可以采用相同的搜索模式,但在不同的实施例中取决于特定实现偏好也可以采用不同的搜索模式。
应理解,在一个设备处从一些SV接收到的信号可能比从其他SV接收到的信号更强,由于例如在不同SV处采用了不同的发射功率电平、物理障碍对某些信号的阻断、以及该设备与不同SV之间的不同距离。在检测来自SV的PN码信号时,框206可采用信号处理以移除由其他SV发射的PN码信号导致的交叉相关的出现。
根据实施例,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是可能存在有限数目个(“P”个)SV在设备的视线内或者为设备“可见”。在特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是在框208处,订户设备可根据通过例如地面无线通信链路从PDE接收到的捕获辅助(AA)消息来确定P。如此的订户设备也可标识该组P个SV中已在框204处的第一停留期间从其产生了的足够强的测量的SV的数目(“Q”)。在一个实施例中,如授权给Rowitch等人的题为“Procedure for Searching for Position Determination Signals Using a Plurality ofSearch Modes(用于使用多个搜索模式来搜索位置确定信号的过程)”的美国专利No.6,873,910中所例示说明的,框208可至少部分地基于从所检测到的来自相关联的SV的信号所得到的信噪比来确定测量强度。在替换实施例中,如此的测量强度可以是至少部分地基于与该测量相关联的准确性量化评估的。然而,这些仅仅是如何根据特定实施例来确定伪距测量的强度的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
如果一设备已对其产生了足够强的测量的SV的数目“Q”等于该设备可见的SV的数目P,则如在菱形210处所确定的,过程200在224处可终止或退出,如此使得未在框220处执行第二停留。否则,如果Q小于合需测量的最小数目MIN_Q,则菱形202可在框220处发起如此的第二停留。
如果在菱形212处确定Q满足或超过MIN_Q,则框214到218可至少部分地基于从该设备可见的这些SV中的至少一些获得的伪距测量的准确性量化评估以及与这些SV相关联的几何形态来确定量化定位准确性度量。如此的定位准确性度量随后可在菱形222处与阈值THRESHOLD比较以确定是否在框220处执行第二停留。如在该特定例示说明实施例中所示出的,过程200可响应于在菱形222处定位准确性度量与THRESHOLD的比较通过不在框220处执行第二停留来终止提高伪距测量的准确性的过程。
根据特定实施例,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是定位准确性度量(例如,将在菱形222处与THRESHOLD比较的)可以是至少部分地基于与在框204处从第一停留获得的伪距测量相关联的准确性的量化评估的。具体而言,如此的定位准确性度量可以是至少部分地基于如此的根据与用于确定这些伪距测量的各SV相关联的几何形态来加权的量化评估的。在特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是框218可将定位准确性度量作为以下关系(1)和(2)中表达的经加权的水平精度衰减(WHDOP)来确定:
∑xy=[(GTWG)-1]2x2 (2)
其中:
G包括量化卫星几何形态对位置定位估计的准确性的影响的矩阵;以及
W包括具有至少部分地基于用于确定该位置定位估计的伪距测量的准确性的量化评估的元素的矩阵。
算子[:]2x2取用该自变量左上的2x2子矩阵(例如,(GTWG)-1在特定实施例中可包括4x4矩阵)。在框214处,矩阵G可被给为:
其中对于在设备处的接收机可见的SV1、SV2、...SVN,αi=SVi的仰角,βi=SVi的方位角。在此,根据特定实施例,αi和βi可能是通过地面无线通信链路以AA消息从PDE或其他设备接收到的。替换地,设备可例如使用相控阵信号处理从来自在设备天线处的主瓣检测的信号独立地确定如此的角度。然而,这些仅仅是设备如何能获得描述与SV相关联的几何形态的信息的示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。
根据一特定实施例,与伪距测量相关联的准确性量化评估可包括与如此的伪距测量相关联的方差。在此,框214可如下地确定矩阵W:
其中σ2 1、σ2 2、...σ2 N=与设备处的接收机可见的SV1、SV2、...SVN相关联的伪距测量的方差。
在替换实施例中,与伪距测量相关联的准确性量化评估可包括与伪距测量相关联的均方根误差(RMSE)。在此替换实施例中,框214可如下地确定矩阵W:
其中RMSE1、RMSE2、...RMSEN包括与同在设备处的接收机可见的SV1、SV2、...SVN相关联的伪距测量相关联的均方根误差。
在此,框214可从存储器的查找表中访问由SVi的仰角(例如,αi)和该信号的诸如C/No的强度评估索引的为RMSEi预先计算出的值,其中C表示从SVi接收到的PN码信号的强度,而No表示在接收机处的噪声功率。然而,这仅仅是根据特定实施例如何获得用于确定WHDOP的均方根误差的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
应理解,取决于矩阵G和W中的特定元素的值,表达(GTWG)-1在表达GTWG未提供可逆矩阵的情况下可能提供不确定结果。相应地,如果框216不能计算出(GTWG)-1(例如,由于表达GTWG不可逆),则过程200可在框220处发起执行第二停留。
应观察到在根据关系(1)的特定实施例中,WHDOP阐述了水平误差分布的测量并且具有诸如米的线性长度单位。相应地,在菱形222处要与WHDOP比较的THRESHOLD的值可用线性长度的单位类似地表达。在其中伪距测量的误差是高斯分布的特定实施例中,水平位置分量可包括高斯随机变量。然而,总的水平误差(例如,(East_error2+North_error2)1/2)可具有自由度为2的卡方分布,其中等概率的等值线是椭圆形的。然而,圆形误差概率模型可如下地逼近如此的分布:
CEP50≈0.75·WHDOP
CEP95≈2.00·WHDOP
其中CEPX定义当以正确定位为中心时捕获误差分布的X%的圆的半径。在特定实施例中,性能要求可指定特定CEPX的特定半径(例如,以线性长度单位计)。相应地,可根据CEP与WHDOP之间的经验关系为关于中心的合需半径和Z%的中心误差概率确定在菱形222处要与WHDOP比较的THRESHOLD的值。
根据一实施例,THRESHOLD的特定值可至少部分地基于定位估计的准确性与此估计的定位时间(TTF)之间的权衡来选择。取决于诸如从各SV接收到的信号的强度以及噪声等若干因素,减小定位估计准确性的容差可能会增加该定位估计所需的TTF。同样,增大定位估计准确性的容差可减小该定位估计的TTF。在特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是THRESHOLD的值可至少部分地基于在多种条件下评价相对于TTF的定位估计的准确性的经验测量来选择。
在一个实施例中,可选择THRESHOLD的值以优化概率性变量间的关系,诸如举例而言,尽管伪距测量准确性在没有框220处的第二停留也足够的情况下不较早终止的概率、即使伪距测量准确性在没有在框220处的第二停留就不足够的情况下提前终止并且放弃在框220处的第二停留的概率、以及正确地决定是在框220处执行第二停留还是在不需要的情况下放弃第二停留的概率。然而,这些仅仅是对于特定实施例在确定THRESHOLD的值时可被优化的概率性变量的的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
如以上所指出的,尽管所要求保护的主题在这方面并不被限定,但是在框204和220处执行的停留可根据如图3中所例示说明的二维域来处理在接收机处接收到的信号。如在以上提及的美国专利No.6,873,910中所例示说明的,如此的二维区域或“窗”可被搜索以检测从SV发射的信号来确定到该SV的伪距测量。
根据一个实施例,在接收机处可能可见的SV(例如,如在AA消息中指示的)可与定义要被搜索以找出该SV的码相和多普勒频率假言的二维区域的特定的一组搜索窗参数相关联。在图3例示说明的一个实现中,SV的搜索窗参数包括码相搜索窗尺寸WIN_SIZECP、码相窗中心WIN_CENTCP、多普勒搜索窗尺寸WIN_SIZEDOPP、以及多普勒窗中心WIN_CENTDOPP。在要确定其位置的实体是遵从IS-801的无线通信系统中的订户站的情形中,这些参数可由PDE向该订户站提供的AA消息来指示。
图3中例示说明的SV的二维搜索空间示出码相轴为横轴,多普勒频率轴为纵轴,但是此指派是任意的并且可被颠倒。码相搜索窗的中心被引述为WIN_CENTCP,而码相搜索窗的尺寸被引述为WIN_SIZECP。多普勒频率搜索窗的中心被引述为WIN_CENTDOPP,而多普勒频率搜索窗的尺寸被引述为WIN_SIZEDOPP。
如以上所指出的,在框204和220处的停留可根据阐述为搜索停留合需的特定性能和/或可用的特定处理资源度身定制的系统参数的若干“搜索模式”中的任一种来形成。取决于特定搜索模式并且如图3中所例示说明的,搜索空间可被划分为多个段1202a、1202b、1202c,其每一个都由多普勒频率的范围和码相的范围来表征。在以下表1所例示说明的一个示例中,与段相关联的频率的范围对于搜索模式0、1、和2是+/-250Hz,而对于搜索模式3是+/-62.5Hz,并且与段相关联的码相的范围是32个码片。在此特定示例中,表征一个段的频率的范围被分成20个槽,并且表征一个段的码相的范围被分成64个槽。
模式 | 搜索频带(Hz) | 频槽 | 码槽 | 相干积分时间(ms) | 非相干积分 | 总积分时间(ms) | 检测阈值C/No(dB-Hz) | 灵敏度C/No(dB-Hz) |
0 | +/-250 | 20 | 64 | 20 | 1 | 20 | 29.8 | 31.0 |
1 | +/-250 | 20 | 64 | 20 | 4 | 80 | 25.0 | 26.4 |
2 | +/-250 | 20 | 64 | 20 | 44 | 880 | 18.1 | 19.2 |
4 | +/-62.5 | 20 | 64 | 80 | 22 | 1760 | 14.0 | 15.45 |
表1
根据实施例,表征段的码相的范围可能等于该段的通过单次信道掠过要搜索的相关器的信道容量。在一个其中信道容量是例如32码片的特定示例中,表征段的码相的范围可以同样也是32码片,但是应领会到其他示例也是可能的。
如图4中所例示说明的,可使各段交迭规定数目个码片以避免遗漏出现在段边界处的峰值。在此,段1202a的尾端与段1202b的前端交迭Δ个码片,并且段1202b的尾端同样地与段1202c的前端交迭Δ个码片。由于归因于此交迭的开销,由段表示的码相的有效范围可能小于信道容量。在该交迭是例如4个码片的情形中,由段表示的码相的有效范围可能是28个码片。
图5中例示说明根据特定实施例的用于在规定时段内搜索位置确定信号的系统。然而,这仅仅是根据一个特定实施例的能够搜索位置确定信号的系统的示例,并且可以使用其他系统而不背离所要求保护的主题。如根据一个特定实施例的图6中所例示说明的,如此的系统可包括具有处理器1302、存储器1304、以及相关器1306的计算平台。相关器1306可被适配于从由接收机(未示出)提供的信号产生或直接或通过存储器1304由处理器1302处理的相关函数。相关器1306可在硬件、软件、或硬件与软件的组合中实现。然而,这些仅仅是如何根据特定实施例来实现相关器的示例,并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。
根据一实施例,存储器1304可存储处理器1302可访问和可执行的机器可读指令以提供计算平台的至少一部分。在此,与如此的机器可读指令结合的处理器1302可被适配于执行以上参考图2所例示说明的过程200的全部或一些部分。在一个特定实施例中,尽管所要求保护的主题在这些方面并不被限定,但是处理器1302可指导相关器1306如以上所例示说明地搜索位置确定信号并且从由相关器1306生成的相关函数推导出测量。
参考图5,无线电收发机1406可被适配于用诸如语音或数据之类的基带信息调制RF载波信号,以及解调经调制的RF载波以获得如此的基带信息。天线1410可被适配于在无线通信链路上发射经调制的RF载波并且在无线通信链路上接收经调制的RF载波。
基带处理器1408可被适配于将来自CPU1402的基带信号提供给收发机1406用于在无线通信链路上传输。在此,CPU1402可从用户接口1416内的输入设备获得如此的基带信号。基带处理器1408还可被适配于将来自收发机1406的基带信号提供给CPU1402以便通过用户接口1416内的输出设备传输。
用户接口1416可包括多个用于输入或输出诸如语音或数据之类的用户信息的设备。如此的设备可包括例如键盘、显示器屏幕、话筒、以及扬声器。
GPS接收机1412可被适配于接收并解调GPS卫星传输,并且将经解调的信息提供给相关器1418。
相关器1418可被适配于从由GPS接收机1412提供给它的信息推导GPS相关函数。例如对于给定的PN码,相关器1418可如上所例示说明地产生在将阐述码相搜索窗的码相的范围上以及在多普勒频率假言的范围上定义的相关函数。如此,可根据所定义的相干和非相干积分参数执行个别相关。
相关器1418还可被适配于从由收发机1406提供的关于导频信号的信息推导与导频相关的相关函数。此信息可被订户站用于获取无线通信服务。
信道解码器1420可被被适配于将从基带处理器1408接收到的信道码元解码成底层源比特。在一个其中信道码元包括卷积地编码的码元的示例中,如此的信道解码器可包括Viterbi解码器。在其中信道码元包括串行或并行级联的卷积码的第二示例中,信道解码器1420可包括turbo解码器。
存储器1404可被适配于存储可运行以执行已被描述或建议过的过程、实施例、实现、或其示例中的一种或多种的机器可读指令。CPU1402可被适配访问并运行如此的机器可读指令。通过运行这些机器可读指令,CPU1402可指导相关器1418在框204和220处采用特定搜索模式执行停留,分析由相关器1418提供的GPS相关函数,从其峰值推导测量,并且却确定定位的估计是否足够准确。然而,这些仅仅是在特定实施例中可由CPU执行的任务的示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。
在一个特定实施例中,在订户站处的CPU1402可至少部分地基于如以上所例示说明地在停留期间从各SV接收到的信号来估计该订户站的定位。CPU1402也可被适配于估 计如此的订户站的定位并且如以上所例示说明地确定与诸如RMSE之类的伪距测量相关联的准确性的量化评估。补充地,CPU1402可至少部分地基于如此的准确性量化评估来确定是否终止用于提高伪距测量的准确性的过程。替换地,订户站可向PDE(未示出)提供伪距测量及其准确性的量化评估。如此的PDE随后可至少部分地基于这些伪距测量来估计该订户站的定位。进一步,如以上联合替换实施例所例示说明的,如此的PDE也可确定何时终止通过执行后续搜索停留来提高定位估计的准确性的过程。然而应理解,这些仅仅是根据特定实施例的用于至少部分地基于伪距测量估计定位、确定如此的伪距测量的量化评估以及终止用于提高伪距测量的准确性的过程的系统的示例,并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。
虽然已例示说明和描述了目前考虑为示例实施例的技术发案,但是本领域的技术人员应理解,可作出其他各种修改并且可替代等效技术发案而不脱离所要求保护的主题。补充地,可作出许多修改以使特定境况适合于所要求保护的主题的教导而不脱离本文中所描述的中心思想。因此,所要求保护的主题并非旨在被限定于所公开的特定实施例,相反如此所要求保护的主题还可包括落入所附权利要求书及其等效技术发案的范围内的所有实施例。
Claims (22)
1.一种用于定位的方法,包括:
至少部分地基于在第一停留期间接收到的信息确定在定位处到空间飞行器(SV)的多个伪距测量;
确定与所述多个伪距测量相关联的准确性的量化评估;
根据与所述SV相关联的几何形态来加权所述量化评估的至少一些以生成经加权的量化评估;
至少部分地基于所述经加权的量化评估来确定定位准确性度量;以及
基于所述定位准确性度量选择性地采用第二停留以提高所述多个伪距测量的所述准确性,其中所述第二停留和所述第一停留采用不同搜索模式。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括至少部分地基于与所述伪距测量相关联的均方根误差估计来确定与所述多个伪距测量相关联的所述准确性的所述量化评估。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括至少部分地基于与所述SV的定位相关联的仰角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括至少部分地基于与所述SV的所述定位相关联的方位角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述量化评估的至少一些的所述加权包括经加权的水平精度衰减。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括处理在所述第二停留期间从所述SV中的至少一些接收到的信号。
7.一种用于定位的设备,包括:
用于至少部分地基于在第一停留期间接收到的信息确定在定位处到空间飞行器(SV)的多个伪距测量的装置;
用于确定与所述多个伪距测量相关联的准确性的量化评估的装置;
用于根据与所述SV相关联的几何形态来加权所述量化评估的至少一些以生成经加权的量化评估的装置;
用于至少部分地基于所述经加权的量化评估来确定定位准确性度量的装置;以及
用于基于所述定位准确性度量选择性地采用第二停留以提高所述多个伪距测量的所述准确性的装置,其中所述第二停留和所述第一停留采用不同搜索模式。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,还包括用于至少部分地基于与所述伪距测量相关联的均方根误差估计来确定与所述多个伪距测量相关联的所述准确性的所述量化评估的装置。
9.如权利要求7所述的设备,其特征在于,还包括用于至少部分地基于与所述SV的定位相关联的仰角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权的装置。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,还包括用于至少部分地基于与所述SV的所述定位相关联的方位角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权的装置。
11.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述量化评估的至少一些的所述加权包括经加权的水平精度衰减。
12.如权利要求7所述的设备,其特征在于,还包括包括:用于处理在所述第二停留期间从所述SV中的至少一些接收到的信号的装置。
13.一种用于在订户单元中定位的方法,包括:
在地面无线通信链路上接收来自位置确定实体(PDE)的捕获辅助消息,所述捕获辅助消息包括指示与空间飞行器(SV)相关联的几何形态的信息;
至少部分地基于在第一停留期间接收到的信息确定到所述SV中的至少一些的多个伪距测量;
确定与所述多个伪距测量相关联的准确性的量化评估;
根据与所述SV相关联的几何形态来加权所述量化评估的至少一些以生成经加权的量化评估;
至少部分地基于所述经加权的量化评估来确定定位准确性度量;以及
基于所述定位准确性度量选择性地采用第二停留以提高所述多个伪距测量的所述准确性,其中所述第二停留和所述第一停留采用不同搜索模式。
14.一种用于在位置确定实体中定位的方法,包括:
使用接收机在数据链路上从订户站接收到空间飞行器(SV)的伪距测量,所述伪距测量是至少部分地基于在第一停留期间接收到的信息来确定的;
确定与所述接收到的伪距测量的至少一些相关联的准确性的量化评估;
根据与所述SV相关联的几何形态来加权所述量化评估的至少一些以生成经加权的量化评估;
至少部分地基于所述经加权的量化评估来确定定位准确性度量;以及
基于所述定位准确性度量选择性地采用第二停留以提高所述多个伪距测量的所述准确性,其中所述第二停留和所述第一停留采用不同搜索模式。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于与所述伪距测量相关联的均方根误差估计来确定与所述多个伪距测量相关联的所述准确性的所述量化评估。
16.如权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于与所述SV的定位相关联的仰角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于与所述SV的所述定位相关联的方位角来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
18.一种用于在订户站中定位的方法,包括:
使用接收机接收来自数据链路的捕获辅助(AA)消息,所述AA消息包括指示与空间飞行器(SV)相关联的几何形态的信息;
至少部分地基于在第一停留期间接收到的信息确定到所述SV中的至少一些的多个伪距测量;
确定与所述多个伪距测量相关联的准确性的量化评估;
根据与所述SV相关联的几何形态来加权所述量化评估的至少一些以生成经加权的量化评估;
至少部分地基于所述经加权的量化评估来确定定位准确性度量;以及
基于所述定位准确性度量选择性地采用第二停留以提高所述多个伪距测量的所述准确性,其中所述第二停留和所述第一停留采用不同搜索模式。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于与所述伪距测量相关联的均方根误差估计来确定与所述多个伪距测量相关联的所述准确性的所述量化评估。
20.如权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于在所述AA消息中接收到的与所述SV的定位相关联的仰角的逼近来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
21.如权利要求20所述的方法,其特征在于,还包括:至少部分地基于在所述AA消息中接收到的与所述SV的所述定位相关联的方位角的逼近来确定所述量化测量的至少一些的所述加权。
22.如权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括:处理在所述第二停留期间从所述SV中的至少一些接收到的信号。
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