完整的校正策略制造技术

一种导航卫星接收机网络，包括一个为客户端提供实时校正信息的连接到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的服务器。此服务器包括一个提供跟踪导航卫星群的ＧＰＳ接收机。当客户端在线时，它可以以多项式与系数的形式接收卫星位置与速度信息。时钟、电离层、对流层及其他校正信息都结合到一个多项式中。因此客户端不用计算或使用年历或星历表。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航卫星接收机，尤其涉及通过提供电离层、对流层、相对论效应及卫星载具的偏移与漂移(dtsv)、地球自转及其他校正信息来远程辅助导航卫星接收机操作的方法和系统。
技术介绍
全球定位系统(GPS)接收机对接收到的几个地球轨道卫星信号作出测量，确定用户位置、速度及其他导航数据。由于接收机与卫星时钟没有精确同步，这种时钟偏移在确定到卫星的距离时会引起错误。这样的表面距离称为“伪距离”(PR)。通过假设在一个测量单元内到不同卫星的所有伪距离有相同的时钟偏移可以计算出时钟错误。因此位置定位需要四个卫星，三个用于计算纬度、经度与高度，即(X、Y、Z)，一个用于计算时钟偏移。计算到卫星的距离时出现的其他错误是由无线波传播速度与地球自转引起的。传播条件的变化是由于电离层与对流层现象引起。GPS定位系统的两种基本类型是实时导航与高精度载波相位定位。实时导航系统收集对四个卫星的四个伪距离(PR)的测量最小值。PR测量用于确定接收机的三维坐标及接收机振荡器与GPS系统时间的时钟偏移。差分GPS(DGPS)也收集伪距离观察量，此外还获取测量本身错误的实时校正。建立信标台就可以在其他无线信道与网络上广播离散实时校正。这些校正一般是本地地理区域所特有的。如果本地DGPS接收机可以得到这些校正信息的帮助，那么它可以提供更好的精确性。但是，每个校正通常需要离散计算。而每个这样的计算将增加CPU的负荷，需要占用处理时间和硬件开销。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种方法与系统，它能够提供并利用对GPS伪距离测量中固有错误所进行的实时校正。本专利技术的另一个目的是提供一种能够提高导航设备精确性的方法与系统。此外，本专利技术还有一个目的是提供一种造价较低的卫星导航系统。简单地说，本专利技术的一个导航卫星接收机网络优选实施例包括一个连接到Internet的服务器，它可以向客户端提供实时校正信息。而服务器包括一个提供导航卫星星群跟踪的GPS接收机。当客户机在线时，它可以接收到以多项式系数的形式发送的卫星定位与速度信息。时钟、电离层、对流层及其他校正信息都包含在第二个多项式中。因此客户端不计算或使用年历及星历表信息。本专利技术的另一个优点是所提供的系统和方法可以简化设备需求及使用造价。本专利技术所属领域的技术人员在阅读下列结合附图说明的优选实施例的详细描述后，对本专利技术的上述及其他目标与优点将有全面地把握。附图描述图1是本专利技术网络系统优选实施例的功能框图，其中服务器通过经由Internet通信的实时校正信息辅助客户端；并且图2是本专利技术所提供的方法优选实施例的流程图，该方法提供并使用实时校正信息，该实时校正信息被编码成多项式并由图1网络系统中的Internet上传输的命令提供。详细描述如果导航接收机对全部星历表或全部年历进行处理，计算卫星位置与速度的话，代价是非常昂贵的。需要处理大量复杂、非算数运算，如三角函数及微积分运算。在本专利技术的所有优选实施例中都使用了卫星位置与速度模型(SPV)多项式，用来近似卫星的位置与速度。对多个位置与速度进行多项式拟合，然后在小的时间间隔内的任何时刻，都可以使用该多项式估计卫星的位置和速度。在评价各个SPV时需要考虑速度、存储量、位置与速度的精确性。在服务器的帮助下可以校正内在的量化错误。一般来说，需要获取大约1米的位置错误、优于0.01m/s的速度错误、少于10-6秒的时间错误并且需要将存储量与计算时间最小化。图1中是本专利技术的一个优选实施例中的网络系统100，它包括GPS参考台与网络服务系统102、GPS用户与网络客户端系统104及中间的计算机网络106，如Internet。GPS参考台与网络服务系统102主要通过网络106提供错误模型及纠错信息，帮助GPS用户及网络客户端系统104提供更好、更迅速的定位解决方案。服务器系统102包括一个锁定并跟踪导航卫星星群108、110及112的导航卫星接收机。客户端系统104可以看见其中的某些导航卫星。因此GPS参考台与网络服务器系统102可以知道时间，也可以知道其固定位置以及计算出的GPS解决方案与它所调查到的位置有何不同。GPS参考台与网络服务器系统102能够从这些数据中产生简化的多项式错误模型及信息。GPS参考台与网络服务器系统102可以测量在本地地理区域内存在的本地电离层与对流层效应。因此，如果GPS用户与网络客户端系统104处于该局部区域，那么差分校正可以很好地应用。服务器系统102应该一直处于开机状态，并跟踪其导航卫星星群108、110及112。然后它就可以识别精确、绝对的系统时间，并且可以为网络上的其他导航卫星接收机提供当前的星历表、对流层、电离层及其他信息。这些信息可以以记次付费的形式或作为一项预订提供。GPS伪距离校正通常包括对流层、电离层、相对论效应及卫星载具的偏移与漂移(dtsv)及地球自转校正。卫星自己经过的复杂路径可以在卫星位置与速度模型(SPV)中表示。另外的导航卫星星群，如114与116，对客户端系统104来说也是可见的。客户端系统104包含它自己的导航卫星接收机，但是它不可能己经锁定并跟踪导航卫星112、114与116的导航卫星星群。本专利技术优选实施例可以分成三种等级的辅助用户104校正。分别对应于三种不同的网络客户端类型自动网络客户端、使用ASPV的半自动网络客户端及使用SPV的半自动网络客户端。通常，本专利技术的优选实施例计算一个“corrTotal”变量，它是特定时间和用户位置的所有校正的总和。第一个和第二个派生项与校正时间有关，用来计算位置没有改变的用户的近似校正。也可以包括一个位置移动门限，这样如果位置改变得太多，所有的新位置的校正项将自动重新计算。例如correction(tfix)＝corrTotal(tref)+corrRamp(tref)Δt+corr2nd(tref)Δt2corrDot(tfix)＝corrRamp(tref)+2corr2nd(tref)Δt2，其中Δt＝tfix-tref 自动客户端104每32秒都使用星历表信息建立卫星位置及速度模型(SPV)。计算出校正项的和，如corrTotal。使用dtsv的“al”项，在地球自转中用卫星速度代替卫星位置，将计算的近似值给校正的有关时间的第一个派生项，然后将它们加到corrRamp变量中。第二个派生项corr2nd只包括dtsv的“a2”项。然后使用这两项计算特定位置处的所有校正。使用ASPV的半自动客户端104需要使用服务器102发送的校正。服务器将在ASPV开始时刻tref解决两重的校正，然后在t1＝tref+Δt时刻使用校正值，并在t2＝tref+2Δt时刻及时创建校正多项式。此多项式的系数利用下式计算cor0cor1cor2=001Δt2Δt14Δt22Δt1corr2ndcorrRampcorrTotal]]>得到corrTotal＝cor0corrRamp＝(4cor1-cor2-3cor0)/(2Δt)corr2nd＝(cor2-cor1+cor0)/(2Δt2)这些系数用在客户端104中，计算在定位时刻的校正值。如果用户移动的位置太远，网络客户端104必须向服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络辅助的导航卫星接收机系统，包括：一个网络服务器，其第一个导航卫星接收机从星历表与年历数据中计算精确的时间、卫星位置与速度。一个多项式，从而可以对卫星位置与速度（ＳＰＶ）进行编码；另一个多项式，对卫星校正进行编码；一个 网络客户端，其中另一个导航卫星接收机并不从星历表与年历数据中计算卫星位置与速度，而是请求并使用多项式；一个内部连接的网络，根据多项式进行信息通信。其中，在网络客户端的用户位置与速度的解决方案限制为固定整数、固定ＬＳＢ值的算术运算。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SJ爱德华兹，PW麦克博尼，
申请(专利权)人：伊莱德公司，精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]