用于通過非差數(shù)據(jù)如載波相位測量以及外部產(chǎn)品如電離層數(shù)據(jù)的處理確定帶有全球?qū)Ш?...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對帶有全球衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）接收器的物體進(jìn)行定位的方法，根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括步驟：通過所述GNSS接收器接收信號，所述信號由位于所述物體視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星上的GNSS發(fā)送器傳送；更新物體上的服務(wù)數(shù)據(jù)，所述服務(wù)數(shù)據(jù)包括表示所述衛(wèi)星內(nèi)部鐘的衛(wèi)星鐘數(shù)據(jù)、表示所述衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、涉及所述GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及表示電離層狀態(tài)的電離層模型；基于所述電離層模型數(shù)據(jù)，確定表示涉及所述信號延遲的修正的電離層延遲數(shù)據(jù)，所述信號延遲由穿過所述GNSS傳送器信號傳送和所述GNSS接收器信號接收之間的電離層的所述信號通道產(chǎn)生；以及基于所述信號、所述衛(wèi)星鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及所述確定的電離層延遲數(shù)據(jù)，確定所述物體的位置。
【專利說明】用于通過非差數(shù)據(jù)如載波相位測量以及外部產(chǎn)品如電離層
數(shù)據(jù)的處理確定帶有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器的物體的位
置的方法、設(shè)備及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線電信號和由服務(wù)提供者提供的服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航的方法和設(shè)備。
[0002]優(yōu)選地，本發(fā)明適用于但不限于基于載波相位測量的全球的、位置獨(dú)立的導(dǎo)航領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，物體的位置可以通過由繞地衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線電信號進(jìn)行確定，其中，物體可以是靜止的也可以是運(yùn)動的。在運(yùn)動物體的情況中，涉及物體運(yùn)動的信息(例如，運(yùn)動方向和速度)，也可以通過該方式獲得/確定。通常地，在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，物體被稱作“漫游者”，或者也可以稱作“用戶”。在后續(xù)描述中，在對本發(fā)明進(jìn)行描述時，物體被稱為“漫游者”或“用戶”，在此不用以限制本發(fā)明。
[0004]在本領(lǐng)域中，已存在各種通過使用衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線電信號來確定漫游者位置的技術(shù)。所有的這些技術(shù)都需要大量的繞地衛(wèi)星的即時位置信息(其中，這些衛(wèi)星可以是地球同步衛(wèi)星)以及(安裝在衛(wèi)星上的)高精度時鐘的信息。衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線電信號包括時間戳信息，該時間戳信息可以通過將一偽隨機(jī)信號疊加到衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線電信號載波頻率上來進(jìn)行傳輸。通過接收所述無線電信號后，所謂的碼觀測量或偽距觀測量可以根據(jù)所述時間戳信息確定。在得到衛(wèi)星位置信息、無線電信號的傳輸時間以及漫游者端無線電信號的接收時間后，漫游者關(guān)于衛(wèi)星的坐標(biāo)可以通過三角測量法確定。
[0005]除了前述的疊加在載波頻率的時間戳信息，載波相位也可以用來確定漫游者的位置。根據(jù)載波信號的相位，所謂的相位觀測量可以被獲得以及被用于確定漫游者的位置，這將在后面描述。
[0006]目前被廣泛使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是“全球定位系統(tǒng)”或“GPS”。GPS衛(wèi)星將信號傳送到兩個頻帶，這兩個頻帶被稱為具有載波頻率1.575GHZ的L1以及具有載波頻率1.227GHz的L2。因此，GPS也被稱為“雙頻”系統(tǒng)。未來將會建造的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有“伽利略”系統(tǒng)以及“現(xiàn)代化的GPS”系統(tǒng)，它們將在三個頻帶上進(jìn)行衛(wèi)星傳送。在后續(xù)中將這些系統(tǒng)概述為“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”或“GNSS”。使用三個不同載波頻率的信號來確定漫游者位置的現(xiàn)有技術(shù)有“廣域?qū)崟r運(yùn)動學(xué)(Wide Area Real Time Kinematic)”或“WARTK”技術(shù)，如專利申請文獻(xiàn)US2006/0164297A1所述。根據(jù)WARTK技術(shù)，漫游者需要連接到一固定參考站的網(wǎng)絡(luò)，該參考站可接收衛(wèi)星傳輸信號。在這里，漫游者必須與固定參考站連接，這樣漫游者才可以從網(wǎng)絡(luò)中通過基于地面的或空中的通信方式接收到與無線電信號相關(guān)的數(shù)據(jù)，而這些信號是通過網(wǎng)絡(luò)中一個或多個參考站獲得的。漫游者和參考站兩者都可以從衛(wèi)星傳輸信號中獲得偽距觀測量和載波相位觀測量，而所述網(wǎng)絡(luò)則可以通過基于地面或空中的通信方式將在一個或多個參考站獲得的偽距觀測量和載波觀測量提供給漫游者。在漫游者端，觀測量的衛(wèi)星接收器對之間的二重差分被執(zhí)行，例如，當(dāng)O；力一個與漫游者獲得的第一衛(wèi)星
信號有關(guān)的觀測量、O12為一個與漫游者接收的第二衛(wèi)星信號有關(guān)的觀測量、為一個與來
自參考站獲得的第一衛(wèi)星的信號有關(guān)的觀測量以及022為一個與來自參考站獲得的第二衛(wèi)
星的信號有關(guān)的觀測量時，一二重差分將通過式(O:-被計算出來。在1988年“ION GPS會議”期刊的1-6頁，由U.Vollath等人撰寫的“GNSS-2中用于精確相對定位的三載波模糊度解算技術(shù)分析”文章對二重差分進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。通過采用這些雙重差分方法，大量的觀察誤差和硬件誤差可以被消除。然而，漫游者和參考站之間的最大距離是有限制的，這是因?yàn)槁握呓邮盏降男盘柡蛥⒖颊窘邮盏降男盘柕耐ǖ涝谕ㄟ^電離層時會發(fā)生延遲從而導(dǎo)致漫游者接收到的信號和參考站接收到的信號會被不同程度地受到影響。因此，隨著漫游者和參考站之間距離的增加，由于電離層的延遲，在漫游者和參考站獲取的觀測量會被去相關(guān)。實(shí)時電離層模型對該問題進(jìn)行了處理，該模型由參考站網(wǎng)絡(luò)計算而來，以通過基于地面或空中通信方式向漫游者提供。該模型由對雙頻載波相位和在所述網(wǎng)絡(luò)中參考站獲得的碼觀測量分析得到。通過該電離層模型，在漫游者和參考站獲得的觀測量的去相關(guān)的影響可以被確定，并被考慮到漫游者位置的確定當(dāng)中。因此，前述的去相關(guān)的影響可以被減輕。
[0007]當(dāng)使用該方法時，漫游者和幾百千米外的參考站之間的可能的不相關(guān)/獨(dú)立可以被獲得。用于執(zhí)行WARTK技術(shù)的參考站網(wǎng)絡(luò)仍然需要相對密度地被設(shè)置。另一方面，從地面接收器傳輸?shù)铰握呓邮掌鞯挠^測量需要一高傳輸通道帶寬，該需求較大程度上限制了可能的地面接收器的數(shù)量。因此，使用WARTK技術(shù)的導(dǎo)航服務(wù)的覆蓋范圍頂多只能限于陸地范圍，考慮到該限制基于WARTK技術(shù)是無法提供全球?qū)Ш椒?wù)的。
[0008]考慮到上述情況，明顯地，WARTK技術(shù)只能用于提供有參考站的區(qū)域。在沒有設(shè)置參考站的區(qū)域，或在遠(yuǎn)離參考站的遠(yuǎn)程位置，漫游者位置的確定則會受到明顯的阻礙，如果沒有參考站則不可能實(shí)現(xiàn)漫游者位置確定。因此，通常地，在荒蕪人煙的大區(qū)域、山區(qū)、通常無法通過的區(qū)域、大面積水域或沙漠，WARTK技術(shù)不能用于導(dǎo)航。因此，WARTK技術(shù)的在航空、航?；蚩碧降膽?yīng)用非常有限。另外，明顯地，由于局部事件(例如，惡劣天氣或電力供應(yīng)等)可能導(dǎo)致的單個參考站的停機(jī)會妨礙離停機(jī)參考站最近區(qū)域的漫游者的導(dǎo)航。
[0009]用于確定漫游者位置的可選技術(shù)方案是“精確單點(diǎn)定位”或“PPP”技術(shù)，如Zumberge J.F.等人在1997年地球物理研究期刊的卷103、編號B3、頁面5005-5017以及數(shù)位部件標(biāo)識符(doi)為10.1029/96JB03860的“用于對來自大網(wǎng)絡(luò)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行效率、健壯性分析的精確單點(diǎn)定位”論文所述。PPP可以被考慮作為一種技術(shù)，該技術(shù)可允許多頻GNSS用戶通過單一接收器在運(yùn)動模式下以分米誤差水平確定其位置，以及在靜止模式下以厘米誤差水平確定基位置。這種情形是基于衛(wèi)星產(chǎn)品或服務(wù)數(shù)據(jù)可用情況下實(shí)施的，所述服務(wù)數(shù)據(jù)可以是涉及GNSS衛(wèi)星通信軌道的數(shù)據(jù)以及涉及GNSS衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的數(shù)據(jù)(即:關(guān)于GNSS時標(biāo)的衛(wèi)星時鐘之間的差分，后續(xù)描述中被稱為衛(wèi)星時鐘)。為了達(dá)到PPP技術(shù)的效果，這些衛(wèi)星產(chǎn)品需要比這些通過GPS控制段獲得的產(chǎn)品明顯地更精確。因此，在PPP技術(shù)中，通常地，涉及GNSS衛(wèi)星軌道的數(shù)據(jù)被稱為“精確軌道”，涉及GNSS衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的數(shù)據(jù)被稱為“精確時鐘”。
[0010]PPP技術(shù)的基本特征將結(jié)合圖10進(jìn)行描述。[0011]在步驟S1201中，用戶接收GNSS衛(wèi)星的精確時鐘和精確軌道。這些精確時鐘和精確軌道由GNSS服務(wù)提供者提供。假設(shè)在一給定計時內(nèi)，η顆GNSS衛(wèi)星在用戶視線范圍內(nèi)，由精確軌道數(shù)據(jù)預(yù)測的這些衛(wèi)星的位置由P表示，這些GNSS衛(wèi)星的內(nèi)部時鐘由dti表示，其中，i=l，...,η表示具體的GNSS衛(wèi)星。在這里以及后述中，術(shù)語“在用戶視線范圍內(nèi)(inview of the user)”應(yīng)這樣理解:用戶的由用戶視線范圍內(nèi)的GNSS傳送器發(fā)送的信號可以被傳送到與用戶關(guān)聯(lián)的、幾乎在一直線(GNSS傳送器和GNSS接收器之間的直線)上的GNSS接收器而不會被立體物體(例如，建筑、山脈或地球本身)阻礙。在后述中，由該服務(wù)提供者提供的數(shù)據(jù)被稱為“服務(wù)數(shù)據(jù)” 1206，該數(shù)據(jù)包括但不限定于精確鐘和精確軌道。
[0012]在步驟S1202中，與用戶關(guān)聯(lián)的GNSS接收器接收兩個不同載波頻率的信號1207，該信號由在用戶視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星上的GNSS傳送器傳送。如果兩個不同載波頻率由4和f2表示，則用戶(通過與用戶關(guān)聯(lián)的GNSS接收器)可接收到載波頻率的η個信號以及載波頻率4的η個信號。
[0013]在步驟S1203中，從這些信號中獲取涉及載波頻率信號的載波相位的η個載波相位觀測量A、涉及載波頻率f2信號的載波相位的η個載波相位觀測量E1、涉及由載波頻
率信號傳輸?shù)臅r間戳信息的η個碼觀測量€以及涉及由載波頻率f2信號傳輸?shù)臅r間戳
信息的η個碼觀測量〃
[0014]涉及載波頻率信號的碼觀測量0可由GNSS接收器的信號接收和對應(yīng)的GNSS
傳送器的信號傳送之間的時差通過公式巧隊-幻獲得，其中，tk為信號接收時間，
由GNSS傳送器時鐘測量得到，c為真空光速。所述時差可以通過由偽隨機(jī)碼構(gòu)成的時間戳信息獲得，所述偽隨機(jī)碼疊加在信號的載波上。涉及載波頻率&信號的載波相位觀測
量^可由接收時間時信號的載波 相位和傳送時間時載波信號的相位之間的差通過公式
LiJ =λΜ -W)+~<獲得，其中，％為接收時間時載波信號的相位，包括任何載波相位
偏差，V為傳送時間時載波相位的相位，包括任何傳送器載波相位偏差，λ J為載波信號的
波長，為全周期的整數(shù)。由于只一部分相位被測量，該全周期整數(shù)是未知的。所有觀測量都會受到下述一些儀器和/或觀測誤差影響。
[0015]在步驟S1204中，通過對所述載波相位觀測量4，4以及碼觀測量竚，K進(jìn)行線性組合，確定所謂的無電離層載波相位觀測量Z和無電離碼觀測量€具體地，無電離
CO
層組合4和$由下式獲得:
[0016]L(i)[0018]由于當(dāng)穿過電離層時通過的載波頻率f信號的電離層延遲與Ι/f2成比例，因此，可以將上述組合右和€中載波頻率4和4信號的電離層延遲的影響消除以得到較好的精度。在實(shí)際情況下，可以實(shí)現(xiàn)對信號電離層延遲影響的99.9%的消除。
[0019]如果漫游者k目前的位置使用&表示，漫游者內(nèi)部時鐘的時鐘誤差使用dtk表示，且兩者可通過PPP技術(shù)精確地估計，則可以得到下述的、用于在用戶視線范圍內(nèi)的η個GNSS衛(wèi)星組的觀測方程系統(tǒng):
[0020]人:.+cdl' -(A))/, =-(A1)I '[^l - riu ] + cdik +M1k -STk +(B1.)', +λΗ\ν,% +ε (3)
[0021]P； +cdt1 -(Pjk =^ipJk -R ~ru] + cdtk +Mik-STk +ε'(4)
[0022]這些觀測方程將步驟S1204中獲得的觀測量與漫游者到GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器之間的實(shí)際距離進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，并考慮了儀器和觀測誤差。其中，C為光在真空中的速度，P ^為漫游者和各個(1-th)衛(wèi)星之間的估計模型化范圍，A為沿著從漫游者大致位置it到各個(1-th)衛(wèi)星指向的對應(yīng)單位長度向量。進(jìn)一步地，M和δ T分別為對流層映射和殘差垂直
延遲，w為未模型化用戶纏繞，波長λη可以由載波頻率&和&通過公式為計算得
到。最后，ε和ε '分別表示與熱雜波和多通道相關(guān)的相位和碼測量誤差，B。表示無電離層載波相位模糊度。“模糊度”指的是:信號接收時間時漫游者GNSS接收器測量的GNSS信號的載波相位與信號傳送時各個GNSS傳送器測量的載波相位之間差值的不確定部分。例如，對于給定的頻率fx的載波，模糊度義由與未知數(shù)量的全周期對應(yīng)的整數(shù)部分λχΝχ、與各個衛(wèi)星GNSS傳送器儀器偏差(衛(wèi)星相位偏差)對應(yīng)的第一小數(shù)部分、以及與漫游者GNSS接收器儀器偏差(接收器相位偏差)對應(yīng)的第二小數(shù)部分組成。在這里，衛(wèi)星相位偏差表示GNSS傳送器生成的信號與基于參考時間幀的參考信號之間的相位偏差，接收器相位偏差表不GNSS接收器中內(nèi)部生成的參考信號`與基于所述參考時間幀的參考信號之間的相位偏差。
[0023]在步驟S1205中，通過將所謂的卡爾曼(Kalman)濾波器應(yīng)用到觀測方程系統(tǒng)，解出上述2η觀測方程系統(tǒng)。來自漫游者視線范圍內(nèi)衛(wèi)星上η個GNSS傳送器中所有GNSS傳送器的信號被漫游者GNSS接收器同步接收和處理的時刻被稱為“歷元”。對于每個歷元，通常地，如果在漫游者視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)量等于或超過η=4，上述2η觀測方程系統(tǒng)可以被解出。通過考慮之前歷元的解出方案，解出方案的精確度可以不斷地提高。在應(yīng)用卡爾曼
濾波器時，漫游者位置4和用戶時鐘dtk可以被當(dāng)作白噪聲被處理，殘差(“濕”)延遲δΤ以
及用戶纏繞w可以被當(dāng)作隨機(jī)漫步過程進(jìn)行處理，無電離層相位模糊度B。在除了發(fā)生周跳事件之外，可被估計為一隨機(jī)變量(“常數(shù)參數(shù)”)。發(fā)生周跳事件時，B?？杀划?dāng)作白噪聲隨機(jī)過程處理。
[0024]上述PPP技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于需要一個大的收斂時間，以獲得無電離層模糊度B。的較好估計，其中，B。應(yīng)被理解為模糊度集式的簡寫以及對應(yīng)漫游者位置&的簡寫。在得
到I至2分米高精度漫游者位置前，收斂時間可能持續(xù)一小時的大部分，甚至大于一小時。
[0025]PPP技術(shù)的這些問題限制了該技術(shù)作為定位技術(shù)的應(yīng)用，而只能用于收斂時間不是問題的情形，例如，慢速移動物體、船舶或靜態(tài)物體的定位。因此，PPP技術(shù)不能用于大多數(shù)的地面車輛的定位，例如，轎車或大多數(shù)航空器，例如飛機(jī)。另外，由于PPP技術(shù)的長收斂時間，漫游者和各個GNSS衛(wèi)星之間的連續(xù)無阻擋視界是PPP技術(shù)可靠操作的基礎(chǔ)。如果在短于或等于收斂時間的一時間跨度內(nèi)失去了單個或所有衛(wèi)星的蹤跡，就不可能獲得可靠的定位。因此，PPP技術(shù)也不能應(yīng)用到高建筑區(qū)域的導(dǎo)航，例如，城市或在漫游者和各個GNSS衛(wèi)星之間不存在連續(xù)無阻擋視界的其它區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明的一目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)航技術(shù)，本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于克服現(xiàn)有GNSS導(dǎo)航技術(shù)的限制，主要是關(guān)于收斂時間的限制。
[0027]為了解決上述問題，本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1提出了一方法，根據(jù)權(quán)利要求14提出一設(shè)備，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為從屬權(quán)利要求的保護(hù)主題。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了 一種用于對帶有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS )接收器的物體進(jìn)行定位方法，所述方法包括步驟:通過所述GNSS接收器接收信號，所述信號由設(shè)置在衛(wèi)星上的GNSS傳送器傳送，所述衛(wèi)星位于所述物體的視線范圍內(nèi)；更新所述物體中服務(wù)數(shù)據(jù)，所述服務(wù)數(shù)據(jù)包括表示所述衛(wèi)星內(nèi)部鐘的衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、表示衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、涉及所述GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)，以及表示電離層狀態(tài)的電離層模型數(shù)據(jù)；基于所述電離層模型數(shù)據(jù)，確定表示修正的電離層延遲數(shù)據(jù)，所述修正涉及所述信號的延遲，所述信號的延遲是由所述信號的一通道穿過來自所述GNSS傳送器的所述信號傳送和所述GNSS接收器的所述信號接收之間的電離層時產(chǎn)生的；以及基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及確定的電離層延遲數(shù)據(jù)，確定所述物體的位置。
[0029]通過提供創(chuàng)造性的服務(wù)數(shù)據(jù)，具體地，如衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)，上述發(fā)明方法可以獨(dú)立于參考GNSS接收器提供的參考數(shù)據(jù)被執(zhí)行，其中，參考GNSS接收器用于從用戶視線范圍內(nèi)GNSS衛(wèi)星上的GNSS傳送器接收信號。在本領(lǐng)域的狀態(tài)中，該參考數(shù)據(jù)可以被用于將用戶接收到的信號與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而確定和消除由于硬件偏差、鐘誤差以及GNSS傳送器位置誤差導(dǎo)致的觀測誤差。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，不會發(fā)生信號(或由信號中獲取的觀測量)的雙重差分。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于利用本發(fā)明方法的用戶并不完全依賴接近參考GNSS接收器。因此，用戶可以確定他或她在地球上的位置，而不存在限制。再者，通過向具有本發(fā)明服務(wù)數(shù)據(jù)的用戶提供一電離層模型，用戶可以獨(dú)立地確定與由用戶接收到的信號的電離層延遲有關(guān)的修正。于是，用戶可以為信號的電離層延遲進(jìn)行修正，憑借這個用戶定位的不確定性的主源可以被消除，直到用戶位置被精確定位的收斂時間可以顯著地減少?？傊?，本發(fā)明方法使得用戶可以以一種快速、精確的方式，獨(dú)立于任何外部設(shè)施確定他或她在地球上任何點(diǎn)的位置。這樣，通過提供本發(fā)明方法，前述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題和缺點(diǎn)在本發(fā)明中將不復(fù)存在。
[0030]本發(fā)明中使用的術(shù)語“延遲碼偏差”也就是“差分碼偏差”。因此，在本發(fā)明上下文中使用的“延遲碼偏差數(shù)據(jù)”指的是“差分碼偏差數(shù)據(jù)”。對于每個載波頻率，對應(yīng)的衛(wèi)星延遲碼偏差可以被理解為涉及隨信號傳送的時間戳信息和參考時間幀之間的延遲。
[0031]優(yōu)選地，在本發(fā)明方法中，物體定位步驟中涉及的所有信號在非差模式中被處理。[0032]根據(jù)本發(fā)明另一方面，優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟:從所述信號中獲取碼觀測數(shù)據(jù)，所述碼觀測數(shù)據(jù)為涉及隨所述信號一起傳送的數(shù)據(jù)，所述碼觀測數(shù)據(jù)包括碼觀測量，所述碼觀測量涉及隨所述信號一起傳送的數(shù)據(jù)；以及從所述信號中獲取載波相位觀測數(shù)據(jù)，所述載波相位觀測數(shù)據(jù)涉及所述信號的載波相位，所述載波相位觀測數(shù)據(jù)包括載波相位觀測量，所述載波觀測量涉及所述信號的載波相位；所述對所述物體進(jìn)行定位的步驟是基于所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)、所述電離層延遲數(shù)據(jù)、從所述信號中獲取的碼觀測數(shù)據(jù)以及從所述信號中獲取的載波相位觀測數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，對所述物體進(jìn)行定位的步驟中涉及的所有碼觀測量以及所有載波相位觀測量在非差模式中被處理。對應(yīng)地，在從所述信號中獲取碼觀測數(shù)據(jù)的步驟中，優(yōu)選地，所述碼觀測數(shù)據(jù)可直接單獨(dú)地從所述信號中獲取。在從所述信號中獲取載波相位觀測數(shù)據(jù)的步驟中，優(yōu)選地，所述載波相位觀測數(shù)據(jù)可直接單獨(dú)地從所述信號中獲取。
[0033]優(yōu)選地，在對所述物體進(jìn)行定位的步驟中，與觀測量的無電離層組合不同的至少一個線性組合以及一觀測量無電離層組合被處理。換句話說，優(yōu)選地，至少一個觀測量非無電離層線性組合以及一觀測量無電離層線性組合被處理。優(yōu)選地，如果兩個不同載波頻率的信號被接收到，則在對物體進(jìn)行定位的步驟中，不同于觀測量一無電離層組合的兩個觀測量線性組合和觀測量無電離層組合被處理。優(yōu)選地，如果三個不同載波頻率的信號被接收到，則在物體的定位步驟中，觀測量的三個線性組合和觀測量無電離層組合被處理，該三個觀測量線性組合是三個不同于觀測量無電離層組合的組合。
[0034]優(yōu)選地，本發(fā)明方法可以進(jìn)一步包括至少一個以下的步驟:為碼觀測量確定電離層延遲；為載波相位觀測量確定電離層延遲；為碼觀測量的幾何形狀無關(guān)組合確定電離層延遲；以及為載波相位觀測量的幾何形狀無關(guān)組合確定電離層延遲。
[0035]優(yōu)選地，所述服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括涉及GNSS傳送器載波相位偏差的衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)，所述對物體進(jìn)行定位的步驟進(jìn)一步包括確定載波相位模糊度數(shù)據(jù)的步驟，所述載頻相位模糊度數(shù)據(jù)基于載波相位觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)為至少一信號指示全周期的數(shù)目，所述全周期包括在傳送時間信號載波相位和接收時間信號載波相位之間的相位差中。
[0036]向用戶提供相位偏差數(shù)據(jù)使得用戶可以確定模糊度各自的整數(shù)部分，從而高精確度地確定所述載波相位中的模糊度。由于模糊度反映了一主要誤差源，該誤差源在定位用戶時會影響精確定位收斂時間，因此，精確地確定模糊度可以顯著地減少定位用戶時精確定位的收斂時間。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，優(yōu)選地，在對物體進(jìn)行定位的步驟中，執(zhí)行至少一遞歸估計過程。在這里，遞歸估計過程可以是一濾波器。優(yōu)選地，所述遞歸估計過程為卡爾曼濾波器。優(yōu)選地，在至少一遞歸估計過程的每個步驟中，狀態(tài)數(shù)據(jù)可以在所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、電離層延遲數(shù)據(jù)以及在前一步驟中估計的狀態(tài)數(shù)據(jù)估計的基礎(chǔ)上被估計，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)至少包括物體位置和載波相位模糊度數(shù)據(jù)中的一種。所述狀態(tài)數(shù)據(jù)也可以至少包括對流層延遲和用戶纏繞中的一種數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述至少一遞歸估計過程用于對明顯會被所述信號延遲影響的載波相位觀測量的組合以及由明顯會被所述信號延遲影響的碼觀測量、明顯會被所述信號延遲影響的載波相位觀測量和明顯會被所述信號延遲影響的碼觀測量組成的組合的至少一個組合進(jìn)行處理。[0038]使用遞歸濾波器使得對用戶的持續(xù)定位精度不斷增加。
[0039]進(jìn)一步優(yōu)選地，電離層模型數(shù)據(jù)可以用于表示電離層的位置決定的和全球范圍的狀態(tài)?？蛇x地，電離層模型也可以表示地球上一個或多個給定區(qū)域中電離層的位置決定的狀態(tài)。而且，根據(jù)一個或多個區(qū)域、或用戶(接近的)位置，電離層模型數(shù)據(jù)可以表示不同精確度水平。優(yōu)選地，電離層數(shù)據(jù)包括電離層模型可靠性數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)涉及電離層模型數(shù)據(jù)的位置獨(dú)立可靠性，所述對物體進(jìn)行定位的步驟進(jìn)一步根據(jù)所述電離層模型可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行執(zhí)行。
[0040]所述電離層模型的精確度(可靠性)可以由用戶的位置決定。在這種情況下，如果用戶設(shè)置有在目前近似用戶位置處的表示電離層精確度的指示，則該指示信息可以被考慮進(jìn)對用戶進(jìn)行定位的步驟中。具體地，在濾波過程中，涉及由電離層模型確定的信號的電離層延遲修正可以被給予一權(quán)重，這樣，如果在目前近似用戶位置處電離層模型的精確度高，則可以給該修正以較高權(quán)重，如果在目前近似用戶位置處電離層模型的精確度低，則可以給該修正以較低權(quán)重。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的一方面，優(yōu)選地，如果至少兩個不同頻率的信號在物體處被接收到，則對物體進(jìn)行定位的步驟可以進(jìn)一步包括步驟:從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)中為每個衛(wèi)星獲取一相位寬巷組合以及從碼觀測數(shù)據(jù)中為每個衛(wèi)星獲取一對應(yīng)的碼窄巷組合；為每個衛(wèi)星獲取所述相位寬巷組合的一 Melbourne-Wiibbena組合以及對應(yīng)的碼窄巷組合；在所述Melbourne-Wiibbena組合和所述衛(wèi)星延遲碼偏差基礎(chǔ)上,通過第一遞歸估計過程為每個衛(wèi)星估計一寬巷組合模糊度；從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)中每個衛(wèi)星獲取相位的一幾何圖形無關(guān)組合；基于所述幾何圖形無關(guān)組合以及電離層延遲數(shù)據(jù)，通過第二遞歸估計過程為每個衛(wèi)星估計一幾何圖形無關(guān)的模糊度；基于所述對應(yīng)寬巷模糊度的估計和所述對應(yīng)幾何圖形無關(guān)的模糊度的估計，為每個衛(wèi)星估計無電離層模糊度；從載波相位觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一相位無電離層組合，從所述碼觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一碼無電離層組合；以及基于所所述相位的無電離層組合、碼無電離層組合以及通過第三遞歸估計過程得到的電離層模糊度估計，對物體進(jìn)行定位。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果至少三個不同頻率的信號在物體端被收到，對物體進(jìn)行定位的步驟進(jìn)一步包括步驟:為每個衛(wèi)星從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)獲取一相位超寬巷組合以及從所述碼觀測數(shù)據(jù)獲取一對應(yīng)的碼窄巷組合；從所述相位超寬巷組合以及所述對應(yīng)的碼窄巷組合為每個衛(wèi)星獲取一 Melbourne-Wiibbena組合；基于所述Melbourne-Wubbena組合以及衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)，通過第一遞歸估計過程為每個衛(wèi)星估計一超寬巷模糊度；從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一相位寬巷組合；基于所述相位寬巷組合、超寬巷組合、所述超寬巷模糊度以及所述無電離層延遲數(shù)據(jù)，通過第二遞歸估計過程為每個衛(wèi)星估計一寬巷模糊度；從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一相位幾何圖形無關(guān)組合(例如，L1=L1-L2，也被稱為電離層組合)，該相位幾何圖形無關(guān)組合與所述三個不同頻率的兩個頻率對應(yīng)，該兩個頻率具有最大相互頻率差；基于所述相位幾何圖形無關(guān)組合以及電離層延遲數(shù)據(jù)，通過第三遞歸估計過程為每個衛(wèi)星估計一幾何圖形無關(guān)模糊度；基于所述對應(yīng)的寬巷模糊度估計以及所述對應(yīng)的幾何圖形無關(guān)模糊度，為每個衛(wèi)星估計一無電離層模糊度；從所述載波相位觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一相位無電離層組合，所述相位無電離層組合對應(yīng)于所述三個不同頻率的兩個頻率，該兩個頻率具有最大相互頻率差，以及從所述碼觀測數(shù)據(jù)為每個衛(wèi)星獲取一碼無電離層組合，所述碼無電離層組合對應(yīng)于所述三個不同頻率的兩個頻率,該兩個頻率具有最大相互頻率差；以及基于所述相位無電離層組合、碼無電離層組合以及所述電離層模糊度估計，通過第四遞歸估計過程對所述物體進(jìn)行定位。
[0043]優(yōu)選地，至少一固定的地面站作為中央處理站，多個固定的地面站作為網(wǎng)絡(luò)站，其中每個地面站具有一 GNSS接收器，所述至少一中央處理站以及所述多個網(wǎng)絡(luò)站組成一網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)獲取所述服務(wù)數(shù)據(jù)，并傳送給所述物體，獲取電離層模型數(shù)據(jù)的步驟包括:在所述網(wǎng)絡(luò)站接收由GNSS傳送器傳送的信號，所述GNSS傳送器設(shè)置在至少一網(wǎng)絡(luò)站視線范圍內(nèi)的多個衛(wèi)星上；確定網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于指示涉及所述網(wǎng)絡(luò)站接收信號的延遲修正以及由于網(wǎng)絡(luò)站接收的信號穿過電離層導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)站接收的信號延遲修正；以及從所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)確定電離層模型數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在網(wǎng)絡(luò)站接收的信號為至少兩個不同頻率的信號。
[0044]進(jìn)一步地，所述衛(wèi)星載波相位偏差數(shù)據(jù)可以基于在網(wǎng)絡(luò)站接收的、并繼續(xù)傳送給所述物體的信號獲取。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，確定所述電離層模型數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步包括步驟:將電離層自由電子的數(shù)量密度擴(kuò)展為多個函數(shù)；估計電子含量數(shù)據(jù)，所述電子含量數(shù)據(jù)指示了在所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上所述多個函數(shù)的系數(shù)。優(yōu)選地，這些函數(shù)為體元基函數(shù)，這樣，通過對電離層施加一網(wǎng)格，所述電離層被再分為多個體積單元(“體元”)，所述體元基函數(shù)的系數(shù)對應(yīng)于每個體元中自由電子的數(shù)量?？蛇x地，所述函數(shù)例如也可以是經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)、球函數(shù)或卡普曼函數(shù)。
[0046]提供一電離層模型使得用戶可以確定與用戶關(guān)聯(lián)的GNSS接收器處接收的、由在用戶視線范圍內(nèi)GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器傳送的GNSS信號的電離層延遲?；谟脩舻慕莆恢谩⒂尚l(wèi)星軌道數(shù)據(jù)獲得的GNSS衛(wèi)星位置、以及沿著GNSS接收器和GNSS發(fā)送器之間視線的自由電子的密度或總含量，用戶可以確定GNSS信號的電離層延遲，而不需要進(jìn)一步的外部信息，其中，所述自由電子的密度或總含量可從電離層模型中獲取。
[0047]優(yōu)選地，涉及所述多個衛(wèi)星的內(nèi)部時鐘、所述多個衛(wèi)星的位置、所述多個衛(wèi)星上GNSS傳送器的延遲碼偏差和所述多個衛(wèi)星上GNSS傳送器載波相位偏差之一的大地數(shù)據(jù)以及涉及電離層狀態(tài)的電離層數(shù)據(jù)通過第一和第二估計過程被同步處理，所述第一和第二估計過程具有不同的處理速度，并會相互作用。
[0048]通過該設(shè)置，在CPF處進(jìn)行的在用戶側(cè)需要頻繁更新(例如每個歷元更新一次)的數(shù)據(jù)(例如，衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù))的確定和不需要高刷新率進(jìn)行更新的數(shù)據(jù)(例如，電離層模型)的確定可以分開執(zhí)行。因此，作為示例地，精確衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)可以通過第一、快速濾波過程獲取，而例如電離層模型則可以通過第二、慢濾波過程獲取。通過將第二濾波過程的輸出提供給第一濾波過程，可以得到確定的數(shù)據(jù)的最佳精確度。同樣，本發(fā)明服務(wù)數(shù)據(jù)的快速改變的組成部分和慢速改變的組成部分可以在一致的框架內(nèi)通過單一統(tǒng)一的過程進(jìn)行確定。這樣，既可以為服務(wù)數(shù)據(jù)的所有組成部分獲得高精確度，也可以為服務(wù)數(shù)據(jù)單個組成部分(例如，精確衛(wèi)星時鐘)獲得高刷新率，且服務(wù)數(shù)據(jù)的所有組成部分可以在一致的框架內(nèi)確定。因此，前述本發(fā)明設(shè)置可向用戶提供質(zhì)量優(yōu)化的服務(wù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而可提高確定用戶位置時收斂時間和/或位置精確度性能。同時，也可以顯著地降低用于確定本發(fā)明服務(wù)數(shù)據(jù)的必需計算能力的需求。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以對分別表示所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度以及所述電離層模型數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度的一衛(wèi)星時鐘刷新率、一衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率以及一電離層模型刷新率進(jìn)行選擇，以使得所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新率大于所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新大于所述電離層模型數(shù)據(jù)刷新率。
[0050]由于例如用戶側(cè)保持的衛(wèi)星時鐘精確度降低快速，因此，衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)需要被頻繁地傳送給用戶，也就是說，以一高刷新率，典型地每個歷元傳送一次。相對于衛(wèi)星時鐘，衛(wèi)星軌道和服務(wù)數(shù)據(jù)的其它組成部分則不會降低得那么快，因此，可以以一低刷新率傳送給用戶。例如，電離層模型可以每十分鐘一次或甚至更低的刷新率進(jìn)行更新。通過單個合適的刷新率傳送服務(wù)數(shù)據(jù)的單個組成部分，傳送服務(wù)數(shù)據(jù)所需帶寬可以明顯地降低。典型地，在本發(fā)明中，傳送服務(wù)數(shù)據(jù)的所需帶寬為250bytes每秒每星群。
[0051]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，提供了一設(shè)備，所述設(shè)備包括:用于接收信號的裝置，所述信號通過位于所述設(shè)備視線范圍內(nèi)給定數(shù)量的衛(wèi)星上的GNSS傳送器傳送；用于更新服務(wù)數(shù)據(jù)的裝置，所述服務(wù)數(shù)據(jù)包括表示所述衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、表示所述衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、涉及所述GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)，以及表示電離層狀態(tài)的電離層模型數(shù)據(jù)；用于基于所述電離層模型數(shù)據(jù)，確定表示涉及所述信號延遲的修正的電離層延遲數(shù)據(jù)的裝置，所述信號延遲由穿過所述GNSS傳送器信號傳送和所述用于接收信號的裝置的信號接收之間的電離層的所述信號通道產(chǎn)生；以及用于基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及所述電離層延遲數(shù)據(jù)，確定所述設(shè)備的位置的裝置。
[0052]優(yōu)選地，所述設(shè)備進(jìn)一步包括:用于從所述信號獲取碼觀測數(shù)據(jù)的裝置，所述碼觀測數(shù)據(jù)涉及所述信號一起傳送的數(shù)據(jù)，包括與所述信號一起傳送的數(shù)據(jù)有關(guān)的碼觀測量；以及用于從所述信號獲取載波相位觀測數(shù)據(jù)的裝置，所述載波相位觀測數(shù)據(jù)涉及所述信號的載波相位，包括涉及所述信號載波相位的載波相位觀測量；所述用于確定物體位置的裝置進(jìn)一步用于基于所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)、所述電離層延遲數(shù)據(jù)、從所述信號中獲取的至少一所述碼觀測數(shù)據(jù)以及從所述信號中獲取的所述載波相位觀測數(shù)據(jù)確定所述物體的位置。
[0053]優(yōu)選地，所述確定物體位置的步驟中所有碼觀測量和所有載波相位觀測量為非差觀測量。對應(yīng)地，優(yōu)選地，所述用于從所述信號獲取碼觀測數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步用于明確地從所述信號中單獨(dú)地獲取觀測數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，所述用于從所述信號獲取載波相位觀測數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步用于明確地從所述信號中單獨(dú)地獲取所述載波相位觀測數(shù)據(jù)。
[0054]本發(fā)明設(shè)備進(jìn)一步可包括下述的至少一裝置:用于為碼觀測量確定電離層延遲的裝置；用于為載波相位觀測量確定電離層延遲的裝置；用于為碼觀測量幾何圖形無關(guān)的組合確定電離層延遲的裝置；以及用于為載波相位觀測量幾何圖形無關(guān)的組合確定電離層延遲的裝置。
[0055]優(yōu)選地，所述用于更新服務(wù)數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步適用于更新服務(wù)數(shù)據(jù)，所述服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括涉及所述GNSS傳送器載波相位的衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)；所述用于確定所述物體位置的裝置進(jìn)一步適用于:在所述載波相位觀測數(shù)據(jù)和所述衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定載波相位模糊度數(shù)據(jù)，所述載波相位模糊度數(shù)據(jù)用于為至少一個信號表示包括在傳送時刻所述信號的載波相位和接收時刻所述信號的載波相位之間相位差中的全周期數(shù)量。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述用于確定物體位置的裝置進(jìn)一步適用于執(zhí)行至少一遞歸估計過程，在這里，所述遞歸估計過程可以為濾波器，優(yōu)選地，所述遞歸估計過程為卡爾曼濾波器。
[0057]所述確定物體位置的裝置進(jìn)一步適用于在所述至少一遞歸估計過程的每一步中，基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、所述電離層延遲數(shù)據(jù)以及上一遞歸估計過程處理步驟中估計的狀態(tài)數(shù)據(jù)估計，估計狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括所述物體位置和載波相位模糊度數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。所述狀態(tài)數(shù)據(jù)也可以包括對流層延遲和用戶纏繞數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述至少一遞歸估計過程可對明顯會被所述信號延遲影響的載波相位觀測量的組合以及由明顯會被所述信號延遲影響的碼觀測量、明顯會被所述信號延遲影響的載波相位觀測量和明顯會被所述信號延遲影響的碼觀測量組成的組合的至少一個組合進(jìn)行處理。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了包括上述設(shè)備的一種系統(tǒng)和由至少一中央處理站和多個網(wǎng)絡(luò)站組成的一種網(wǎng)絡(luò)，其中，所述中央處理站為一固定的地面站，每個網(wǎng)絡(luò)站為固定的地面站，且包括一 GNSS接收器。其中，所述網(wǎng)絡(luò)可用于獲取服務(wù)數(shù)據(jù)，并將服務(wù)數(shù)據(jù)提供給所述設(shè)備。優(yōu)選地，所述中央處理站包括用于獲取所述服務(wù)數(shù)據(jù)的裝置。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述中央處理站包括用于將所述服務(wù)數(shù)據(jù)傳送給所述設(shè)備的裝置。
[0059]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)站包括:接收由GNSS傳送器傳送的信號的裝置，所述GNSS傳送器設(shè)置在至少一網(wǎng)絡(luò)站視線范圍內(nèi)的多個衛(wèi)星上。所述中央處理站包括:用于確定網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)的裝置，該網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)用于指示涉及所述網(wǎng)絡(luò)站接收信號的延遲修正以及由于網(wǎng)絡(luò)站接收的信號穿過電離層導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)站接收的信號延遲修正；以及用于從所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)確定電離層模型數(shù)據(jù)的裝置。在這里，優(yōu)選地，在網(wǎng)絡(luò)站接收的信號為至少兩個不同頻率的信號。
[0060]根據(jù)本發(fā)明，所述中央處理站可進(jìn)一步包括:用于將所述電離層中的自由電子的數(shù)量密度擴(kuò)展為多個函數(shù)的裝置；以及用于在所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，估計電子含量數(shù)據(jù)的裝置，所述電子含量數(shù)據(jù)表示所述多個函數(shù)的系數(shù)。優(yōu)選地，這些函數(shù)為體元基函數(shù)，這樣，通過對電離層施加一網(wǎng)格，所述電離層被再分為多個體積元(“體元”)，所述體元基函數(shù)的系數(shù)對應(yīng)于每個體元中自由電子的數(shù)量?？蛇x地，所述函數(shù)例如也可以是經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)、球函數(shù)或卡普曼函數(shù)。
[0061]優(yōu)選地，所述中央處理站可包括:第一處理裝置，用于處理涉及所述多個衛(wèi)星的內(nèi)部時鐘、所述多個衛(wèi)星的位置、所述多個衛(wèi)星上GNSS傳送器的延遲碼偏差和所述多個衛(wèi)星上GNSS傳送器載波相位偏差中至少之一的大地數(shù)據(jù)，以及第二處理裝置，用于處理涉及電離層狀態(tài)的電離層數(shù)據(jù)，其中，第一處理裝置被配置用于執(zhí)行第一估計過程，第二處理裝置被配置用于執(zhí)行第二估計過程，所述第一和第二估計過程具有不同的處理速度，并會相互作用。
[0062]可以對所述用于將服務(wù)數(shù)據(jù)傳送到所述設(shè)備的裝置進(jìn)行配置，這樣，可以對分別表示所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度以及所述電離層模型數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度的一衛(wèi)星時鐘刷新率、一衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率以及一電離層模型刷新率進(jìn)行選擇，以使得所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新率大于所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新大于所述電離層模型數(shù)據(jù)刷新率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0064]圖1示例性地示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的一導(dǎo)航系統(tǒng)，在該導(dǎo)航系統(tǒng)中包括有一漫游者以及位于漫游者視線范圍內(nèi)的多個衛(wèi)星；
[0065]圖2示例性地示出了用于定位漫游者的本發(fā)明方法的概要；
[0066]圖3示出了 一流程圖，該流程圖示出了本發(fā)明的一實(shí)施例；
[0067]圖4示出了一流程圖，該流程圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例；
[0068]圖5示出了一流程圖，該流程圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例；
[0069]圖6示出了一流程圖，該流程圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例；
[0070]圖7示出了一世界地圖，該地圖指示了根據(jù)本發(fā)明地面站網(wǎng)絡(luò)中地面站的示例性位置；
[0071]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一中央處理站的概要圖；
[0072]圖9示例性地示出了使用本發(fā)明方法對漫游者進(jìn)行定位的裝置；
[0073]圖10示出了一流程示意圖，示出了現(xiàn)有技術(shù)中的定位方法。
【具體實(shí)施方式】
[0074]在后續(xù)中通過示例，但這些示例不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制，將對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行重點(diǎn)描述。后續(xù)給出的技術(shù)術(shù)語定義只用于示例性描述，而不用于限制本發(fā)明。
[0075]圖1示出了一漫游者SUR以及多個衛(wèi)星SAT1到SATn,該漫游者具有一 GNSS接收器SURfflss。每個衛(wèi)星設(shè)置有一 GNSS傳送器GNSSei到GNSSEn。GNSS傳送器可用于傳送包括預(yù)設(shè)載波頻率的載波以及由偽隨機(jī)碼組成的時間戳信息的信號，該時間戳信號疊加在所述載波上。每個GNSS傳送器GNSSei到6吧5@可以用于傳送不同載波頻率的信號。例如，在其它系統(tǒng)中，本發(fā)明可應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)(GPS)、伽利略(GaliIeo)系統(tǒng)或現(xiàn)代化(modernized)GPS。在這里，GPS傳送器傳送兩個不同載波頻率的信號，而現(xiàn)代化GPS以及伽利略傳送器傳送三個或以上不同載波頻率的信號。隨后，由GNSS傳送器GNSSei到GNSSEn傳送的信號會被漫游者SUR上的GNSS接收器SURrass接收到。在前述中，應(yīng)理解由GNSS傳送器GNSSei到GNSSaJ.送的信號是被持續(xù)地傳送。從漫游者SUR視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星SATito SATn上所有GNSS傳送器傳送的信號被漫游者SUR的GNSS接收器同時接收并被處理的時刻被稱為“歷元”，歷元之間的時間間隔可以被任意地選擇，例如，參考標(biāo)準(zhǔn)時間的一秒鐘。然而，可選地，在本發(fā)明中，歷元之間的時間間隔是明確的。除了接收由GNSS發(fā)送器GNSSei到GNSSEn發(fā)送的信號外，漫游者還接收服務(wù)數(shù)據(jù)，該服務(wù)數(shù)據(jù)(例如)可以是由一中央處理站或“CPF”傳送過來的，該中央處理站可由一固定地面站網(wǎng)絡(luò)組成(圖中未示出)。
[0076]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明對用戶進(jìn)行定位的概要。用戶201被提供觀測量206，該觀測量206來自通過一 GNSS接收器的GNSS信號，相同地，用戶201可以自己提供GNSS信號，如通過GNSS接收器接收一樣。然后，對提供的觀測量206進(jìn)行周跳檢測，為一個或多個衛(wèi)星檢測追蹤鎖的丟失，直至一個周跳被檢測到，基于提供的觀測量以及通過服務(wù)提供者提供給用戶的服務(wù)數(shù)據(jù)207，預(yù)先擬合殘差203被確定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以想到的是，用戶關(guān)聯(lián)有一裝置，以用于執(zhí)行上述程序。具體地，應(yīng)理解，該裝置可包括用于接收GNSS信號的裝置(例如，GNSS接收器)、用于從接收到的GNSS信號中獲取觀測量的裝置、用戶接收服務(wù)數(shù)據(jù)的裝置、用于執(zhí)行周跳檢測的裝置以及用于獲取預(yù)先擬合殘差的裝置。
[0077]服務(wù)數(shù)據(jù)207包括精確衛(wèi)星時鐘(衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)表示衛(wèi)星的內(nèi)部時鐘)、精確衛(wèi)星軌道(衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)表示衛(wèi)星的位置)、衛(wèi)星上GNSS傳送器的延遲碼偏差(衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)表示GNSS傳送器的延遲碼偏差)以及電離層模型(電離層模型數(shù)據(jù)表示電離層的狀態(tài))。由于模糊度確定是在確定精確時鐘的過程中執(zhí)行的(見下文)，因此，相對于傳統(tǒng)PPP方法中使用的時鐘(當(dāng)轉(zhuǎn)換為位置精度時，大約為8cm)，根據(jù)本發(fā)明的所述精確時鐘具有更好的精確度(當(dāng)轉(zhuǎn)換為位置精度時，大約為6cm)。相對于傳統(tǒng)PPP方法中使用的軌道，本發(fā)明的精確軌道具有一類似精確度(當(dāng)轉(zhuǎn)換為位置精度時，大約為5cm)。所述衛(wèi)星延遲碼偏差涉及GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器的硬件偏差。對于每個載波頻率，對應(yīng)的衛(wèi)星通信延遲碼偏差涉及隨信號傳送的時間戳信息和參考時間幀之間的延遲。
[0078]在這里以及后文中，應(yīng)記住術(shù)語“服務(wù)數(shù)據(jù)”指的是用戶收到的、不同于從GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器傳送的GNSS信號的任何數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，應(yīng)指出，在這里及后續(xù)中，所述服務(wù)數(shù)據(jù)不包括觀測量和/或在其它GNSS接收器獲取的信號。因此，本發(fā)明方法的應(yīng)用獨(dú)立于是否與參考GNSS接收器接近。進(jìn)一步地，相對于參考觀測量和/或信號與服務(wù)數(shù)據(jù)一起傳送的情形，顯著地減少了對傳送服務(wù)器的帶寬需求。
[0079]除了上述因素外，對于涉及相對于參考時間幀的載波相位偏差的每個給定載波頻率的信號，服務(wù)數(shù)據(jù)207也可以包括衛(wèi)星小數(shù)部分模糊度(涉及GNSS傳送器載波相位偏差的衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù))。
[0080]由服務(wù)數(shù)據(jù)207構(gòu)成的電離層模型表示電離層中自由電子的含量。電離層中自由電子主要在通過太陽的輻射生成的。由于太陽的輻射會隨著時間變化，且在電離層的不同點(diǎn)不同，因此，電離層中自由電子的密度依賴于時間和位置。另外，電離層不會隨著地球轉(zhuǎn)動，這樣會使得如果相對于地球固定的坐標(biāo)系統(tǒng)被考慮，電離層狀態(tài)的時間依賴性會進(jìn)一步提高。電離層模型提供了信息，對于電離層中的給定位置或電離層中預(yù)設(shè)大小的體元，該信息足夠用于確定自由電子的密度。例如，電離層可以被再劃分為圍繞地球的幾個層上設(shè)置的多個體積單元或“體元”，電離層模型可以包括每個體元的自由電子總數(shù)量。進(jìn)一步地，電離層中的自由電子的密度函數(shù)可以被擴(kuò)展為多個函數(shù)，例如，經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)、球函數(shù)或卡普曼函數(shù)，所述電離層模型可以包括這些函數(shù)的系數(shù)。應(yīng)記住，列出的這些函數(shù)僅為示例性作用，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也可以是其它可用于再分所述電離層的函數(shù)。在通過電離層模型向用戶提供的信息的基礎(chǔ)上，可以確定沿著GNSS接收器視線范圍內(nèi)GNSS接收器和GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器之間視線的自由電子的整體含量或與所述視線一致的一圓柱體中自由電子的含量，其中，所述圓柱體具有例如一平方米(m2)的橫截面。通常地，在該圓柱體中IO16的自由電子含量被稱為一總電子含量單位(TE⑶)。
[0081]預(yù)先擬合殘差203可由觀測量206獲取，服務(wù)數(shù)據(jù)207可用于執(zhí)行濾波估計204，從而可對用戶進(jìn)行定位208。涉及預(yù)先擬合殘差203以及濾波估計204將在后續(xù)進(jìn)行詳細(xì)描述。為了增加用戶定位208的精確度以及減少執(zhí)行濾波估計204所需的收斂時間，由服務(wù)數(shù)據(jù)207組成的衛(wèi)星小數(shù)部分模糊度可用于限制零差模糊度205，所述零差模糊度涉及載波相位觀測量或包括載波相位觀測量的觀測量線性組合。因此，與用戶關(guān)聯(lián)的設(shè)備進(jìn)一步包括用于獲取預(yù)先擬合殘差的裝置以及用于執(zhí)行濾波估計的裝置。在這里，用于獲取預(yù)先擬合殘差的裝置以及用于執(zhí)行濾波估計的裝置可以是獨(dú)立的裝置，或者是用戶定位裝置的一部分。
[0082]下面將參考圖3對本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行描述。在該實(shí)施例中，通過用戶接收并處理兩個不同載波頻率的GNSS信號，以確定用戶的位置。
[0083]在這里，應(yīng)注意，任意數(shù)量的不同載波頻率的信號可以通過用戶視線范圍內(nèi)GNSS衛(wèi)星上的GNSS傳送器進(jìn)行傳送，但是用戶側(cè)的GNSS接收器可以被限定為只接收兩個不同載波頻率的信號。也可以是，用戶側(cè)的GNSS接收器可以接收任意數(shù)量的不同載波頻率，但是只有兩個不同載波頻率的信號會在用戶側(cè)被處理。
[0084]在步驟S301中，服務(wù)數(shù)據(jù)310被接收，其中，優(yōu)選地，所述服務(wù)數(shù)據(jù)310由CPF傳送。優(yōu)選地，CPF與一服務(wù)提供者相關(guān)聯(lián)。所述服務(wù)數(shù)據(jù)310包括精確衛(wèi)星時鐘(表示GNSS衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù))、精確衛(wèi)星軌道(表示GNSS衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù))、衛(wèi)星延遲偏差(涉及GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù))以及電離層模型(表示電離層狀態(tài)的電離層模型數(shù)據(jù))。所述服務(wù)數(shù)據(jù)310可以進(jìn)一步包括衛(wèi)星小數(shù)部分模糊度(涉及GNSS傳送器載波相位偏差的衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù))。由于不同時間范圍內(nèi)服務(wù)數(shù)據(jù)310由不同數(shù)據(jù)組成，因此這些不同數(shù)據(jù)傳送和接收的刷新率不同。例如，保持在用戶測的衛(wèi)星時鐘精確度在缺少新的輸入時很快會降低，而通常地，電離層的狀態(tài)要經(jīng)過幾小時的時間跨度才會發(fā)生變化，或至少幾十分鐘。因此，衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)可以以最高的刷新率進(jìn)行傳送，優(yōu)選地，以歷元頻率進(jìn)行傳送，衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)則可以以一降低的刷新率進(jìn)行傳送，優(yōu)選地，以幾分鐘進(jìn)行，衛(wèi)星延遲碼偏差和衛(wèi)星小數(shù)部分模糊度可以以進(jìn)一步降低的刷新率進(jìn)行傳送，優(yōu)選地，以數(shù)分鐘進(jìn)行傳送，而電離層模型數(shù)據(jù)則可以以與幾分鐘類似的刷新率進(jìn)行傳送。
[0085]在步驟S302中，與用戶關(guān)聯(lián)的GNSS接收器接收由用戶視線范圍內(nèi)多個GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器傳送的兩個不同載波頻率信號。在后續(xù)中，兩個不同載波頻率將使用^和f2表示。當(dāng)η用于表示用戶視線范圍內(nèi)GNSS衛(wèi)星的數(shù)目時，在該步驟中將接收到2η個信號。
[0086]在步驟S303中，從步驟S302中接收的衛(wèi)星信號中獲取觀測量。對于每個載波頻率f的信號，可以獲取一載波相位觀測量L以及一碼觀測量P。因此，對于用和f2表示
的兩個載波頻率，在該步驟中可以得到η個載波相位觀測量L1 η個載波相位觀測量矣，
η個碼觀測量#以及η個碼觀測量片，下標(biāo)用于指示載波頻率或f2的對應(yīng)信號，上標(biāo)
i=l,...，η用于表示對應(yīng)的GNSS傳送器(或?qū)Φ鹊兀瑢?yīng)的GNSS衛(wèi)星)。
[0087]當(dāng)無線電信號例如一 GNSS信號穿過電離層傳送時，該信號會產(chǎn)生一延遲，即所謂的電離層延遲。在GNSS信號被延遲的情形下，接收GNSS信號的GNSS接收器測量的載波相位會發(fā)生改變，不同于GNSS信號沒有發(fā)生延遲的情形。因此，從延遲的GNSS信號獲取的載波相位觀測量也會被GNSS信號的電離層延遲所影響，載波相位觀測量自身會經(jīng)歷一電離層延遲。同樣，從涉及隨GNSS信號傳送的時間戳信息的GNSS信號獲取的碼觀測量也會被GNSS信號的電離層所影響，因此，碼觀測量自身也會經(jīng)歷一電離層延遲。
[0088]在步驟S304中，確定信號的電離層延遲和/或觀測量?；陔婋x層模型，可以確定沿著GNSS接收器視線范圍內(nèi)GNSS接收器和GNSS衛(wèi)星上GNSS傳送器之間視線的自由電子的整體含量或與所述視線一致的一圓柱體中自由電子的含量，其中，所述圓柱體具有例如一平方米(m2)的橫截面。載波頻率f的GNSS信號的電離層延遲決定于沿著GNSS接收器和GNSS傳送器之間視線的總自由電子含量，與所述頻率f成反正。例如，對于載波頻率f=l.575GHz (GPS的L1波段)的GNSS信號，0.26TECU的總電子含量會產(chǎn)生4cm信號延遲或?qū)?yīng)的133皮秒延遲。因此，GNSS信號的電離層延遲可以根據(jù)例如沿著GNSS接收器和GNSS傳送器之間視線的總自由電子含量或與所述視線一致的一圓柱體中自由電子的含量進(jìn)行確定，其中，所述圓柱體具有例如一平方米(m2)的橫截面。根據(jù)GNSS信號的延遲，載波相位觀測量的電離層延遲以及由GNSS信號獲取的碼觀測量可以以一簡潔的方式被獲取，這樣，載波相位觀測量和碼觀測量的線性組合的電離層延遲進(jìn)而也可以被獲取。
[0089]電離層模型可以被提供可靠性數(shù)據(jù)，該可靠性數(shù)據(jù)為每個地球上的位置指示了該位置的電離層模型的可靠性。如后文所述，電離層模型可通過固定地面站網(wǎng)絡(luò)得到，其中，每個固定地面站具有一 GNSS接收器以及與一中央處理站關(guān)聯(lián)。在固定地面站網(wǎng)絡(luò)密集的區(qū)域，可以高精確度地(高可靠性)確定電離層模型，而在固定地面站網(wǎng)絡(luò)區(qū)域不是很密集的區(qū)域，則可以較低精確度地(低可靠性)確定電離層模型。在電離層模型被提供可靠性數(shù)據(jù)的情形下，可以從由電離層模型確定的電離層延遲獲得所述電離層延遲的精確度(可靠性)。在接下來的步驟中，當(dāng)執(zhí)行濾波估計時，由電離層模型確定的電離層延遲的精確度可以被考慮進(jìn)去。
[0090]基于步驟S302中接收到的信號、步驟S301中接收到的衛(wèi)星時鐘、衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星延遲碼偏差以及在步驟S304中確定的電離層延遲對用戶位置的定位將結(jié)合步驟S305到S309進(jìn)行描述。
[0091]在步驟S305中，從所述觀測站量獲取觀測量的第一線性組合。對于每個GNSS傳送器，獲取每個在步驟S303獲取的觀測量的第一線性組合。進(jìn)而，可獲得總數(shù)為η的第一線性組合。接下來，每當(dāng)為每個GNSS傳送器獲取一觀測量線性組合時，可以簡單地稱為一觀測量線性組合。為了簡潔清晰，依據(jù)“線性組合”或“組合”，η個不同線性組合的集合是可以被理解的。相同的術(shù)語在后文中也將被用于觀測量、觀測量的線性組合、模糊度或類似術(shù)語名稱，這樣，如果不是另外表示，那么每個這些表達(dá)各自指的是η個(其中一個對應(yīng)一個GNSS衛(wèi)星)觀測量的集合、觀測量的線性組合、模糊度或類似術(shù)語。
[0092]根據(jù)本發(fā)明，在步驟S305中獲取的觀測量的第一線性組合不同于無電離層組合。因此，觀測量的第一線性組合會明顯地受到電離層延遲的影響。
[0093]優(yōu)選地，第一線性組合具有一波長，該波長大于載波頻率和f2的GNSS信號波長入^^^和X2=c/f2。進(jìn)一地優(yōu)選地，第一線性組合的波長是為涉及載波頻率4和&的觀測量組合可獲取的最大波長。如果一具有大波長的第一線性組合被形成，則該第一線性組合的電離層延遲不需要被考慮到該步驟和后續(xù)的步驟中。然而，對由于該步驟和后續(xù)步驟中第一線性組合的電離層延遲導(dǎo)致的修正進(jìn)行考慮則屬于本發(fā)明的范圍。[0094]雖然觀測量的多個不同線性組合可以在步驟S305中被形成，然而，根據(jù)本發(fā)明，
優(yōu)選地，觀測量的第一線性組合為寬巷載波相位觀測量和寬巷碼觀測量€ (有時也被稱為窄巷碼觀測量)的Melbourne-Wiibbena組合Av_C。關(guān)于Melbourne-Wiibbena組合更詳
細(xì)的描述可以參考I G.Melbourne寫的、1985出版在美國“關(guān)于使用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行精石角定位的第一國際討論會(Proceedings of first international symposium on precisepositioning with the global positioning system)”頁面為 373-386 的文章“對基于GPS的測地系統(tǒng)進(jìn)行測矩修正的實(shí)例(The case for ranging GPS-based geodetic systems)”以及G.WUbbena寫的、出處同上的、1985出版的期刊，頁面為403-412的文章“通過T1-4100碼和載波測量使用GPS用于大地定位的軟件開發(fā)(Software developments for geodeticpositioning with GPS using TI_4100code and carrier measurements)，，。寬巷載波相
位觀測量和寬巷碼觀測量Zi可由步驟S303中獲取的觀測量通過下式進(jìn)行獲取:
【權(quán)利要求】
1.一種用于對帶有全球衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器的物體進(jìn)行定位的方法，所述方法包括下述步驟: -通過所述GNSS接收器接收信號，所述信號由位于所述物體視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星上的GNSS發(fā)送器傳送； -更新物體上的服務(wù)數(shù)據(jù)，所述服務(wù)數(shù)據(jù)包括表示所述衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、表示所述衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、涉及所述GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及表示電離層狀態(tài)的電離層模型數(shù)據(jù)； -基于所述電離層模型數(shù)據(jù)，確定表示涉及所述信號延遲的修正的電離層延遲數(shù)據(jù)，所述信號延遲由穿過所述GNSS傳送器信號傳送和所述GNSS接收器信號接收之間的電離層的所述信號通道產(chǎn)生；以及 -基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及所述確定的電離層延遲數(shù)據(jù)，確定所述物體的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述物體位置的步驟中涉及的所有信號在非差模式中被處理。
3.如前述權(quán)利要求至少一項所述的方法，進(jìn)一步包括步驟: -從所述信號中獲取碼觀測數(shù)據(jù)，所述碼觀測數(shù)據(jù)涉及與所述信號一起傳送的數(shù)據(jù)，包括涉及與所述一起傳送的數(shù)據(jù)的碼觀測量；以及 -從所述信號中獲取載波相位觀測數(shù)據(jù)，所述載波相位觀測數(shù)據(jù)涉及所述信號的載波相位，包括涉及所述信號載波相位 的載波相位觀測量；以及 其中，所述確定物體位置的步驟是基于所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)、所述電離層延遲數(shù)據(jù)、從所述信號中獲取的所述碼觀測數(shù)據(jù)以及從所述信號中獲取的所述載波相位觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行執(zhí)行的；以及 在確定所述物體的位置的步驟中所有碼觀測量以及所有碼相位觀測量是在非差模式中被處理的。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在確定所述物體的位置的步驟中，非無電離層的觀測量至少一線性組合以及無電離層的一觀測量線性組合被處理。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步至少包括步驟: -確定一碼觀測量的電離層延遲； -確定一載波相位觀測量的電離層延遲； -確定碼觀測量一幾何圖形無關(guān)的組合的電離層延遲； -確定載波相位觀測量一幾何圖形無關(guān)的組合的電離層延遲。
6.如權(quán)利要求3至5至少一項所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括涉及所述GNSS傳送器載波相位偏差的衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)；以及 所述確定所述物體位置的步驟進(jìn)一步包括:在所述載波相位觀測數(shù)據(jù)和所述衛(wèi)星相位偏差數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定載波相位模糊度數(shù)據(jù)，所述載波相位模糊度數(shù)據(jù)用于為至少一個信號表示包括在傳送時刻所述信號的載波相位和接收時刻所述信號的載波相位之間相位差中的全周期數(shù)量。
7.如權(quán)利要求1至6至少一項所述的方法，其特征在于，在所述確定所述物體的位置的步驟中，至少一遞歸估計過程被執(zhí)行。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述至少一遞歸估計過程處理的每個步驟中，基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、所述電離層延遲數(shù)據(jù)以及上一遞歸估計過程處理步驟中估計的狀態(tài)數(shù)據(jù)估計，狀態(tài)數(shù)據(jù)被估計，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括所述物體位置和載波相位模糊度數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。
9.如前述權(quán)利要求至少一項所述的方法，其特征在于，所述電離層模型數(shù)據(jù)包括涉及所述電離層模型數(shù)據(jù)的位置相關(guān)可靠性的電離層模型可靠性數(shù)據(jù)，所述確定所述物體的位置的步驟進(jìn)一步基于所述電離層模型可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行執(zhí)行。
10.如前述權(quán)利要求至少一項所述的方法，其特征在于， 至少一固定地面站作為一中央處理站使用； 多個固定地面站作為網(wǎng)絡(luò)站使用，其中，每個固定地面站具有一 GNSS接收器； 所述至少一中央處理站和所述多個網(wǎng)絡(luò)站構(gòu)成一網(wǎng)絡(luò)； 所述服務(wù)數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)獲取，并被提供給所述物體；以及 獲取所述電離層模型數(shù)據(jù)包括步驟: -在所述網(wǎng)絡(luò)站接收至少兩個不同頻率的信號，所述信號由位于至少一網(wǎng)絡(luò)站的視線范圍內(nèi)的多個衛(wèi)星上的GNSS傳送器傳送； -確定網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡(luò)電離層數(shù)據(jù)表示與所述網(wǎng)絡(luò)站接收的信號延遲有關(guān)的修正，所述網(wǎng)絡(luò)站接收的信號延遲是由所述網(wǎng)絡(luò)站接收信號的通道通過電離層時產(chǎn)生的；以及 -從所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)確定電離層模型數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述確定電離層模型數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括步驟: -將所述電離層中的自由電子的數(shù)量密度擴(kuò)展為多個函數(shù)；以及 -在所述網(wǎng)絡(luò)電離層延遲數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，估計電子含量數(shù)據(jù)，所述電子含量數(shù)據(jù)表示所述多個函數(shù)的系數(shù)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，與所述多個衛(wèi)星的至少一內(nèi)部時鐘、所述多個衛(wèi)星的位置、所述多個衛(wèi)星上的所述GNSS傳送器的延遲碼偏差以及所述多個衛(wèi)星上的所述GNSS傳送器的載波相位偏差有關(guān)的大地數(shù)據(jù)以及與所述電離層狀態(tài)有關(guān)的電離層數(shù)據(jù)被第一和第二估計過程同時處理，所述第一和第二估計過程具有不同處理速度且相互作用。
13.如前述權(quán)利要求至少一項所述的方法，其特征在于，對分別表示所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度、所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度以及所述電離層模型數(shù)據(jù)在所述物體被連續(xù)更新的速度的一衛(wèi)星時鐘刷新率、一衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率以及一電離層模型刷新率進(jìn)行選擇，以使得所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新率大于所述衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)刷新率、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)刷新大于所述電離層模型數(shù)據(jù)刷新率。
14.一種設(shè)備，包括: -用于接收信號的裝置，所述信號通過位于所述設(shè)備視線范圍內(nèi)給定數(shù)量的衛(wèi)星上的GNSS傳送器傳送； -用于更新服務(wù)數(shù)據(jù)的裝置，所述服務(wù)數(shù)據(jù)包括表示所述衛(wèi)星內(nèi)部時鐘的衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、表示所述衛(wèi)星位置的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、涉及所述GNSS傳送器延遲碼偏差的衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)，以及表示電離層狀態(tài)的電離層模型數(shù)據(jù)； -用于基于所述電離層模型數(shù)據(jù)，確定表示涉及所述信號延遲的修正的電離層延遲數(shù)據(jù)的裝置，所述信號延遲由穿過所述GNSS傳送器信號傳送和所述用于接收信號的裝置的信號接收之間的電離層的所述信號通道產(chǎn)生；以及 -用于基于所述信號、所述衛(wèi)星時鐘數(shù)據(jù)、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、衛(wèi)星延遲碼偏差數(shù)據(jù)以及所述電離層延遲數(shù)據(jù)，確定所述設(shè)備的位置的裝置。
15.一種包括權(quán)利要求14所述設(shè)備的系統(tǒng)以及一種網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)由至少一中央處理站以及多個網(wǎng)絡(luò)站組成，所述至少一中央處理站為固定地面站，所述多個網(wǎng)絡(luò)站為固定地面站，且每個網(wǎng)絡(luò)站具有一 GNSS接收器，其中， 所述至少一中央處理站和所述多個網(wǎng)絡(luò)站組成一個網(wǎng)絡(luò)； 所述服務(wù)數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)被 獲取，并被提供給所述設(shè)備。
【文檔編號】G01S19/44GK103502844SQ201180068590
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】曼紐爾·赫爾南德斯-帕亞雷斯, 約瑟·米格爾·胡安·左羅扎, 豪梅·桑斯·蘇比納, 杰倫·薩姆森, 邁克爾·馬賽厄斯·瑪麗亞·淘桑特 申請人:歐洲空間局