具有置信指数的定位和导航接收机制造技术

根据本发明专利技术的定位接收机包括用于存储配置信息和关于其接收条件的信息的装置，所述配置信息和关于其接收条件的信息被处理以计算定位计算的当前的和/或预测的精度。有益地，这些信息中的至少一些被整合到集成于接收机中的卡尔曼滤波器的变化模型中。本发明专利技术尤其允许在单频运行模式下更快速收敛到参考精度以及对在单频模式与双频模式之间的过渡进行平滑。有益地，精度信息以图形方式或数值形式递送给用户。

Positioning and navigation receiver with confidence index

According to the location of the receiver of the invention includes a memory for storing configuration information and device on the receiving condition information, the configuration information and receive information about its condition is processed to calculate the current position calculation and / or prediction accuracy. Advantageously, at least some of these information is integrated into a variation model of the Calman filter integrated in the receiver. The present invention particularly allows faster convergence to reference accuracy in a single frequency operation mode, and smoothing of transitions between single frequency mode and dual mode mode. Advantageously, the accuracy information is delivered to the user in graphical or numerical form.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有置信指数的定位和导航接收机
本专利技术涉及卫星导航系统。更精确地，本专利技术的目的是，在给定用户的接收机的硬件和软件配置的情况下，生成允许对系统根据当前和未来的运行条件可确保的精度进行预测的信息。
技术介绍
发射定位信号的第一个卫星星座从八十年代开始由美国国家布置就位(全球定位系统或GPS)用于军事应用。自从那时，GPS信号已经被专业民用应用使用(管理卡车车队、航空导航辅助、大地测量等)，更近期用于大众市场应用(利用机载终端的汽车导航和利用智能手机式终端的步行导航)。其它星座由俄罗斯国家(GLONASS)和中国国家(北斗)布置就位。欧洲卫星星座(伽利略(Galileo))处于部署过程中。通常，这些导航系统是由首字母缩略词GNSS(全球导航卫星系统)来指代。卫星导航和定位的基本原理是使用配备有电子处理电路的接收机来根据卫星在轨道上发射的厘米级波长的电磁信号来计算位置、速度和时间(PVT)数据。接收机根据来自卫星的信号来计算PVT数据，受到各种类型的多种误差影响：电磁信号通过大气的各层(对流层，电离层)的影响，由于来自接收机附近(多路径)的物体的信号的反射的误差，时钟误差，电子处理电路中的误差，等等。对于军事应用，使用在保留载波上发射的专门信号(用于GPS的P(Y)码)来显著地校正这些误差。此外，通常提供特定的多传感器处理和组合装置，以便确保用于关键用途的测量的精度和完整性。然而，这些解决方案是有限的和昂贵的。为了满足民用应用中精度的日益增长的需求，已经开发了各种装置来校正主要误差：获取源自多个星座的信号；改进天线以增加接收鲁棒性；在接收机中使用相关循环；差分GPS，其调用对允许校正误差的参考信号进行广播的固定基站；用于广播校正信息的地面网络；卫星数据与来自集成到接收机中的运动传感器的数据的组合，或提供关于接收机的路径的信息(地图，地形模型)等。同时地，对于对完整性具有高度需求的特定应用(例如空中导航)，已经开发了用于确定保护半径的程序，从而允许确定确保导航解决方案有效的安全区域。因此，存在获得精确位置(或精确位置点的PPP)的各种技术。这些技术基于GPS信号的获取和来自其他星座的信号的获取。其中的一些使用来自双频(EP2140285)和甚至三频(EP2335085)接收机的信号。在非常晴朗的一天的无建设(non-built-up)环境通常被认为是关于这些技术的实施的理想情况。在实际使用的情况下，建筑物、树木和环境的其他元素将极大地降低定位信号的接收和处理条件。因此，测量将不太好，直到导致信号丢失的程度。此外，GNSS接收机的选择通常取决于技术性能、成本和需要之间的折衷。例如，在具有许多多路径的城市环境中，商业子仪表定位解决方案将GPS信号的获取、EGNOS信号的获取、惯性传感器、地图、地形模型等进行组合。如果需要精度大约十米，目前更简单的GPS技术是足够的，并且导航软件将可能“最好地”定位接收机。对于某些应用，接收机不仅需要递送精确的位置/导航测量，而且最重要的是接收机给出对测量的置信度的指示。具体地，作为非限制性示例，对于在由其他交通使用的道路上行驶的自主车辆，重要的是能够确保精确到一厘米内的测量。还必须能够通知驾驶员位置测量的置信度的可预见的短期降级，使得他可以重新获得对车辆的控制。在航空导航中，在飞机周围定义保护半径，地势的障碍物不能穿透该保护半径，但是该保护半径不根据导航信号的接收条件而变化。此外，以大众市场定位接收机为示例，iPhoneTM的“地图”功能确实在给定接收条件下传送定位测量的精度的指示，该指示采取半径的圆的形式(在条件差的情况下为大圆；在良好条件的情况下为小圆)。然而，这些指示不与关于距离的精度成比例，除非当定位基于来自Wi-Fi信号的三角测量时。因此，当前没有现有技术的系统允许根据接收机的硬件和软件配置及其当前位置对导航信号的接收机的当前和未来位置确定测量精度，以便适应(如果需要)信号的处理以获得给定的精度。特别重要的是，当伽利略星座即将变得可用时满足这种需要，特别是因为伽利略星座将首次允许民用接收机获取以不同频率调制的信号。具体地，申请人已经通过实验观察到，在某些环境中，特别是在存在多路径的情况下，双频信号可能递送比递送由单频信号递送的精度更低的精度。因此，能够适应根据使用接收机的运行条件来处理定位信号的方式是非常有用的。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过确定关于用于定位信号的接收机所确定的位置的当前的和未来的精度的信息来解决在现有技术中没有解决的该问题，所述信息取决于接收机的硬件和软件配置以及在接收机的当前位置的接收条件。为此目的，本专利技术公开了一种用于对来自至少一个卫星星座的信号进行定位的设备，所述接收机包括：用于访问关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息的端口，所述配置由从包括下列各项的群组中选出的元件来定义：用于处理定位信号的处理器、用于接收所述信号的天线、星座列表以及到用于校正定位信号的数据的外部链路的列表；以及用于处理针对卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理电路；用于基于接收条件、关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息以及针对卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理的结果来计算表征接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息的处理电路。有益地，用于处理原始定位、速度和时间的数据的处理电路包括卡尔曼滤波器，并且本专利技术的处理电路进一步被配置成基于关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度和/或置信指数的绝对值和/或相对值的信息来调节卡尔曼滤波器的协方差矩阵和模型噪声参数表中的一个。有益地，接收条件是根据所述接收机的至少一个元件附近的障碍物的位置和高度来定义的。有益地，所述接收机的至少一个元件的轨迹是根据当前位置、速度、时间的向量来预测的。有益地，来自至少两个卫星星座的定位信号是由所述接收机获取的。有益地，RTIGS校正是由所述接收机获取的。有益地，表征接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息是进一步基于关于所述接收机的与用于处理所述接收机的定位信号的天线和/或处理器有关的硬件配置的信息来计算的。有益地，单频接收模式与双频接收模式之间的切换是根据在所述接收的当前和/或未来位置处的接收条件来激活的。有益地，所述接收机的配置的元件是根据预设的精度和/或置信指数目标、根据所述接收的当前和/或未来位置处的接收条件来激活/去激活的。有益地，本专利技术的接收机还包括用于将表征所述接收机的位置的精度和/或置信指数的信息传送到至少一个用户或应用的接口。有益地，用于计算表征所述接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息项的处理电路、用于确定接收条件的处理电路、用于访问关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息的处理电路和用于处理针对卫星轴线的原始位置、速度和时间的数据的处理电路不共定位。有益地，关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息不共定位。有益地，卡尔曼滤波器的状态变量表示电离层误差校正。有益地，表示电离层误差校正的卡尔曼滤波器的状态变量中的变化的模型被定义为在至少一个定位信号丢失的情况下将对位置、速度和时间的计算的收敛时间进行优化。有益地，表征所述接收机的位置的计算的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对来自至少一个卫星星座(140)的信号进行定位的接收机(110)，所述接收机包括：用于访问关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息的端口，所述配置由从包括下列各项的群组中选出的元件来定义：用于处理定位信号的处理器(150)、用于接收所述信号的天线(120a，120b，130)、星座列表(140a，140b)和到用于校正所述定位信号的数据的外部链路的列表(170)；以及用于处理针对卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理电路；用于基于接收条件、关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息以及针对所述卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理的结果来计算表征所述接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息的处理电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.17 FR 14568621.一种用于对来自至少一个卫星星座(140)的信号进行定位的接收机(110)，所述接收机包括：用于访问关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息的端口，所述配置由从包括下列各项的群组中选出的元件来定义：用于处理定位信号的处理器(150)、用于接收所述信号的天线(120a，120b，130)、星座列表(140a，140b)和到用于校正所述定位信号的数据的外部链路的列表(170)；以及用于处理针对卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理电路；用于基于接收条件、关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度的绝对值和/或相对值的信息以及针对所述卫星轴线的原始定位、速度和时间的数据的处理的结果来计算表征所述接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息的处理电路。2.如权利要求1所述的接收机，其中，用于处理原始定位、速度和时间的数据的处理电路包括卡尔曼滤波器，所述处理电路进一步被配置成基于关于在所述接收机的配置下的位置测量的精度和/或置信指数的绝对值和/或相对值的信息来调节所述卡尔曼滤波器的协方差矩阵和模型噪声参数表中的一个。3.如权利要求1至2中的一项所述的接收机，其中，所述接收条件是根据在所述接收机的至少一个元件附近的障碍物的位置和高度来定义的。4.如权利要求1至3中的一项所述的接收机，其中，所述接收机的至少一个元件的轨迹是根据当前位置、速度、时间的向量来预测的。5.如权利要求1至4中的一项所述的接收机，其中，来自至少两个卫星星座的定位信号是由所述接收机获取的。6.如权利要求1至5中的一项所述的接收机，其中，RTIGS校正是由所述接收机获取的。7.如权利要求1至6中的一项所述的接收机，其中，表征所述接收机的位置的计算的精度和/或置信指数的信息是进一步基于关于所述接收机的与用于处理所述接收机的定位信号的天线和/或处理器有关的硬件配置的信息来计算的。8.如权利要求1至7中的一项所述的接收机，其中，单频接收模式与双频接收模式之间的切换是根据在所述接收的当前和/或未来位置处的接收条件来激活的。9.如权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·罗里谢塞，
申请(专利权)人：法国国家太空研究中心，
类型：发明
国别省市：法国,FR