卫星定位系统利用高度信息的方法和系统技术方案

一种确定移动卫星定位系统（ＳＰＳ）接收机位置的方法和装置。在一例方法中，确定的是单元区对象信息；该单元区对象信息包括至少一个单元区对象位置或单元区对象标识。根据基于一单元站点发送器选定的单元区对象信息来确定高度，该单元站点发送器与同移动ＳＰＳ接收机相连（并且通常集成在一起）的基于单元区的通信系统处于无线通信中。采用根据该单元区对象信息确定的高度来运算移动ＳＰＳ接收机的位置。另一例方法中，根据移动ＳＰＳ接收机高度其预估值确定高度伪测量结果。该预估高度可以来自基于单元区的通信系统中基于单元区的信息源，或可以是非基于单元区系统中无线基站覆盖区域中的平均高度。可以与缺陷检测和隔离技术一起将高度伪测量结果用作一冗余测量结果，来确定是否至少一个伪距具有缺陷状况。作为替代（或是另外的）方案，预估高度与运算出高度的比较，确定ＳＰＳ卫星和移动ＳＰＳ接收机之间至少一个伪距的状况。该例子的一实施例中，根据位置求解算法确定该位置，若该状况是第一状况（非缺陷状态），便在该位置求解算法中采用该至少一个伪距。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及利用卫星定位系统接收机中有关高度信息的加强或辅助的卫星定位系统。诸如美国全球定位系统(GPS)这种传统的卫星定位系统(SPS)利用卫星信号确定其位置。传统的SPS接收机通常通过计算由多样的地球轨道GPS卫星同时发送的信号所到达的相对时间来确定其位置。作为其消息的一部分，上述卫星发送的是卫星定位数据以及关于某些时刻规定卫星位置的时钟定时数据(该数据往往称为卫星天文历数据)这两者。传统的SPS接收机通常搜索获取SPS信号，对多样的卫星读出天文历数据，确定至这些卫星的伪距，并根据卫星的伪距和天文历数据来计算SPS接收机位置。传统的SPS系统有时利用高度来辅助两种情形卫星几何条件较差的情形，或缺少三维定位测量的情形。大多数情况下，卫星几何条件较差是由垂直方向上较差的观察能力造成的。例如，若指向解决方案中所用的全部卫星的单位向量均处于任意半角的圆锥上，并且单位向量仅在二维空间展开的话，便能够在各单位向量尖端上置一平面。与该平面正交的第三方向或第三维中的误差是无法观察的，这称为奇异性(singularity)条件。在GPS接收机天线周围环绕有高楼大厦的城市峡谷环境中，只有那些大仰角的卫星才是可见的。这些信号条件类似于这里所说明的奇异性条件。而且，大的多径误差往往造成垂直方向上大的误差。传统的高度辅助基于对高度的伪测量，可按以地心为其球心的球面来显现。这种球面所具有的半径包括地球半径和相对于通常按椭圆体定义的地表的高度。(WGS84是该椭圆体模型其中之一)。有许多技术可用来执行高度辅助，但全部技术都依赖于需要定义球面作为高度伪测量量度的现有高度知识。通常，一预估的高度可由GPS接收机操作员手工提供，或可设定为某些预置值，诸如地表，或者设定为先前三维解决方案中的高度。现有的GPS技术对移动GPS接收机接收GPS信号但不计算其位置、而依赖一基站对其执行位置运算这种情况，也利用了高度辅助。美国专利U.S.Pat.No.5,225,842说明这样一种系统，利用高度辅助来允许仅使用3颗GPS卫星。该预估高度通常从诸如拓扑或大地测量数据库这种变换信息当中得到，基站的高度信息也可资利用。该方法其弱点在于，在可应用具有合理高度预估的高度辅助之前，通常制作的是一最初的二维解决方案。然后该高度才能够作为经度和纬度座标的函数从一垂直数据库当中提取。上述方法虽提供利用高度信息所带来的某些优点，但在移动GPS接收机可能处于相对较大地理区域中任意位置的分布式处理系统情况下，并没有很好地起作用。而且，即使特定的伪距存在不足，上述现有方法仍将高度信息与全部可资利用的伪距一并利用。专利技术概述本专利技术提供利用高度信息确定移动卫星定位系统(SPS)接收机位置的种种方法和装置。本专利技术一例方法中，确定的是单元区对象信息。该单元区对象信息包括至少一个单元区对象位置或单元区对象标识。在一个例子中，该单元对象可以是一单元站点，标识可以是该单元站点的标识符，位置可以是该单元站点的经度和纬度。根据基于一单元站点发送器选择的单元区对象信息来确定高度，该单元站点发送器与同移动SPS接收机相连(并且通常集成在一起)的基于单元区的通信系统处于无线通信当中。也就是说，根据与同移动SPS接收机的通信系统处于通信当中的单元站点发送器相关联的单元区对象信息来确定高度。采用根据该单元区对象信息确定的高度来运算移动SPS接收机的位置。本专利技术另一例方法中，确定的是高度伪测量结果，该伪测量结果采用的是移动SPS接收机高度其预估值。该预估高度可以根据基于单元区的通信系统中基于单元区的信息源得到，或可以是非基于单元区系统中无线基站覆盖区域中(各)高度的平均高度或其它数学表示。在某一实施方案中，预估高度与根据相对于SPS卫星的伪距(或根据伪距和高度伪测量结果)计算出的高度所进行的比较，确定SPS卫星和移动SPS接收机之间至少一个伪距的状况。另一实施方案中，可以将高度伪测量结果用作一(具有相对于SPS卫星的伪距)冗余的测量结果，并可以采用缺陷检测和隔离技术，来利用冗余测量结果来确定至少一个伪距或导航结果的状况(例如缺陷或非缺陷)。该例一实施例中，根据位置求解算法来确定位置，若伪距的状况处于第一状态，例如非缺陷状态，便在位置求解算法中采用该至少一个伪距。(识别过缺陷伪距并将其从导航结果的重新计算当中排除后)，可仅采用非缺陷的伪距对导航结果进行重新计算。在此还说明了种种移动SPS接收机和基站。下面进一步说明本专利技术各种其他方面和实施例。附图简要说明附图中各图以举例、非限定方式示出本专利技术，其中相同标号表示相应单元。图1示出具有多个单元区的基于单元区的通信系统，每一个单元区由一单元站点提供服务、并与有时称为移动交换中心的基于单元区的交换中心连接。图2示出本专利技术一实施例位置服务器系统的实施方案。图3A示出本专利技术一实施例一例组合的SPS接收机及通信系统。图3B示出本专利技术一实施例一例SPS基准站。图4示出一例可用于确定移动SPS接收机预估高度的基于单元区的信息源。图5示出本专利技术一利用高度辅助方法的流程图。图5A和图5B所示的另两幅流程图示出本专利技术利用高度辅助的方法。图6是表示本专利技术利用高度辅助的其他方法的流程图。详细说明本专利技术提供与卫星定位系统一起利用高度辅助的种种方法和装置。下列说明书和附图说明本专利技术的，不应解释为对该革新的限制。所说明的许多具体细节用以提供对本专利技术的全面理解。但某些实例中，为了避免不必要地使本专利技术细节朦胧，不作说明的是公知或常规细节。就高度辅助信息的利用说明种种细节之前，说明利用本专利技术某一方面的来龙去脉是会有助益的。因而，探讨基于单元区的通信系统中利用高度辅助之前，首先参照图1、图2、图3A和图3B进行说明。图1示出一例基于单元区的通信系统10，它包括多个单元站点，每一站点专门用于服务特定地理区域或位置。本领域中这种基于蜂窝区或基于单元区的通信系统例子是公知的，例如有基于单元区的电话系统。基于单元区的通信系统10包括2个单元区12和14，两者均定义为处于一蜂窝服务区域11内。另外，系统10还包括单元区18和20。将会理解，系统10中还可以包括具有相应单元站点和/或蜂窝服务区域的多个其他单元区，与一个或多个蜂窝区交换中心(诸如蜂窝区交换中心24和蜂窝区交换中心24b)连接。每一单元区，例如单元区12内，有一个无线单元区或诸如单元站点这样的蜂窝区站点，其包括的天线13a专门用于经无线通信介质与可以同图1所示的移动GPS接收机(例如接收机16)组合在一起的通信接收机进行通信。图3A示出一例这样一种具有GPS接收机及通信系统的组合系统，它可以包括GPS天线77和通信系统天线79这两者。每一单元站点与一蜂窝区交换中心连接。图1中，单元站点13、15以及19分别经连接13b、15b以及19b与交换中心24相连，单元站点21则经连接21b与不同的交换中心24b相连。上述连接通常是各自单元站点和蜂窝区交换中心24及24b之间的导线连接。每一单元站点包括一用于与该单元站点所服务的通信系统进行通信的天线。一例子中，该单元站点可以是与该单元站点所服务区内的移动蜂窝电话通信的蜂窝电话单元站点。将会理解，在某一单元区内的通信系统，诸如在单元区4内的接收机22，实际上因信号阻塞(或单元站点2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定移动卫星定位系统（ＳＰＳ）接收机位置的方法，该接收机具有基于单元区的通信接收机，其特征在于，所述方法包括： 确定单元区对象信息，所述单元区对象信息包括至少一个单元区对象位置或单元区对象标识； 根据所述单元区对象信息确定高度，其中所述单元区对象信息是根据与所述基于单元区的通信接收机处于无线通信当中的单元站点发射机选定的； 采用所述高度来运算所述移动ＳＰＳ接收机的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L希恩布莱特，
申请(专利权)人：施耐普特拉克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]