精确点定位方法、设备和系统技术方案

本发明专利技术涉及精确点定位方法、设备和系统。本公开涉及一种由卫星导航设备执行的精确点定位PPP方法。在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：使用多频接收器从基于卫星的导航系统的多个导航卫星接收多个定位信号；接收基于卫星的导航系统的导航卫星的空间段校正数据；分开地请求并接收局部辅助数据，其中，局部辅助数据表示卫星导航设备附近的大气误差；以及基于所接收的定位信号、空间段校正数据和局部辅助数据来计算精确位置和时间中的至少一者。本公开还涉及卫星导航设备、向至少一个卫星导航设备提供辅助数据的方法、辅助服务器、基于卫星的定位系统和计算机程序。卫星的定位系统和计算机程序。卫星的定位系统和计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
精确点定位方法、设备和系统


[0001]本公开涉及由卫星导航设备执行的精确点定位(PPP)方法、卫星导航设备、由至少一个服务提供者执行的PPP辅助方法、辅助服务器、基于卫星的定位系统和计算机程序。

技术介绍

[0002]当前正在使用多个全球和地区的基于卫星的导航系统。全球导航卫星系统(GNSS)的已知示例包括基于US的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、中国的北斗导航卫星系统(BDS)和欧盟的伽利略系统。另外，正在运行或正在开发许多另外的系统(全球的、地区的和国家的)，包括日本的准天顶卫星系统(QZSS)和印度的印度地区导航卫星系统(IRNSS)以及地区的基于卫星的增强系统(SBAS)。
[0003]通常，基于卫星的导航系统使得对应卫星导航设备能够基于由GNSS的卫星星座广播的信号来确定其位置和/或时间。这样的卫星导航设备可以独立于任何本地基础设施工作，并且为许多应用提供合理的精度，诸如，辅助驾驶员进行导航等。
[0004]为了还支持要求较高精确度的应用(诸如，自主驾驶或勘测)，已经开发了许多算法和设备，其允许卫星导航设备的位置被确定为落入厘米范围。这些方法中的大多数方法依赖于由参考接收器提供的附加信息。
[0005]已知方法中的许多已知方法需要提供本地基础设施(诸如，差分接收器)和/或相对大量的辅助数据。此外，采用这种方法的卫星导航设备通常花费相对长的时间来初始化。
[0006]因此，需要至少部分地解决上述挑战的改进的精确点定位方法。
专利技术内容
[0007]根据第一方面，提供了一种由卫星导航设备执行的精确点定位方法。所述方法包括以下步骤：
[0008]‑
使用多频接收器从基于卫星的导航系统的多个导航卫星接收多个定位信号；
[0009]‑
接收基于卫星的导航系统的导航卫星的空间段校正数据(space segment correction data)；
[0010]‑
分开地请求并接收局部辅助数据(local assistance data)，其中，局部辅助数据表示卫星导航设备附近的大气误差；以及
[0011]‑
基于所接收的定位信号、空间段校正数据和局部辅助数据来计算精确位置和时间中的至少一者。
[0012]尤其是，专利技术人已经发现PPP方法中使用的不同类型数据的量和有效性不同。此外，虽然一些数据(诸如，空间段校正数据)在全球或至少在诸如整个大陆的大区域上是有效的，但是其它数据(诸如，与大气误差相关的数据)仅用于位于给定的较小区域(诸如，单个国家、省或自治市的区域，或由给定参考系统定义的区域，诸如，UTM参考网格的100km
×
100km、10km
×
10km或1km
×
1km正方形)内的卫星导航设备。分开地接收这种不同类型的数据有助于减少由个体卫星导航设备接收的数据量。此外，与不存在单独请求的局部辅助数
据的情况下的计算相比，单独请求的局部辅助数据可以由卫星导航设备(诸如，单频率接收器和多频率接收器)用于更快地估计传入卫星导航系统信号的误差分量，从而允许以改进的准确度来计算卫星导航设备的位置或时间。具体地，提供局部辅助数据大大加速了PPP方法的启动时间，以基于多个接收的定位信号提供第一位置。
[0013]在至少一个实现方式中，计算精确位置和时间中的至少一者的步骤包括：计算针对所接收的定位信号中的每个定位信号的载波相位校正，以使用精确点定位模糊度解算(PPP
‑
AR)算法基于空间段校正数据和局部辅助数据来确定所接收的定位信号之间的相位关系，其中，使用所接收的局部辅助数据来解算所确定的相位关系中的模糊度。所公开的系统对于帮助获取特别有用，特别是减少获得PPP
‑
AR算法的第一定位所需的时间。此后，基于PPP
‑
AR的接收器可以保持其自身经历的局部大气误差的估计结果。
[0014]在至少一个实现方式中，该方法包括在卫星导航设备的工作期间重复地执行的以下步骤：接收当前空间段校正数据；使用多频接收器从多个导航卫星接收当前定位信号；在不存在当前局部辅助数据的情况下，基于当前空间段校正数据和先前确定的大气误差来估计所接收的定位信号中的每个定位信号的更新的大气误差；以及基于当前定位信号、当前空间段校正数据和所估计的更新的大气误差来确定卫星导航设备的精确位置或时间。这使得卫星导航设备能够在较长时间段内维持精确位置，而无需重复地接收针对局部辅助数据的更新，从而减少所需的下行链路带宽。例如，局部辅助数据可以仅被接收一次，具体是在卫星导航设备的初始化或重新同步步骤期间。
[0015]在至少一个实现方式中，局部辅助数据是响应于对应请求而接收的，对应请求包括与卫星导航设备的近似位置相关的位置数据和/或与供接收定位信号中的至少一个定位信号的最后一个导航卫星相关的卫星数据。这样的请求可以用于定制和限制提供给卫星导航设备的局部辅助数据的量，从而进一步降低带宽要求。
[0016]在至少一个实现方式中，在发送请求之前，卫星导航设备确定卫星导航设备的近似位置；并且请求包括与所确定的近似位置相关的位置数据。以这种方式，卫星导航设备可以快速地确定期望局部辅助数据的区域。
[0017]在至少一个实现方式中，空间段校正数据是通过广播信道并且特别是经由导航卫星、对地静止通信卫星、近地轨道通信卫星和地面发送器中的至少一者接收的，并且局部辅助数据是经由双向通信网络请求并接收的。另选地或另外地，空间段校正数据是通过提供数据流的具有基本固定的第一带宽的第一传输信道接收的，并且局部辅助数据是通过提供个体数据消息的具有可变的第二带宽的第二传输信道接收的。这允许将不同类型的辅助数据的特性与用于其传输的相应信道匹配。例如，空间段校正数据需要相对低和/或恒定的比特率，而局部辅助数据是突发的，因此应当优选地以较高和/或可变比特率间歇地发送。
[0018]空间段校正数据可以包括针对导航卫星的至少一个星座的卫星时钟校正数据、卫星轨道校正数据和/或卫星偏差校正数据。
[0019]局部辅助数据可以包括针对卫星导航设备附近的至少一个位置的电离层误差数据和/或对流层误差数据。
[0020]根据第二方面，提供了一种卫星导航设备。卫星导航设备包括：
[0021]‑
多频接收器，该多频接收器被配置为从基于卫星的导航系统的多个导航卫星接收多个定位信号；
[0022]‑
第一接口，该第一接口被配置为获得基于卫星的导航系统的导航卫星的空间段校正数据；
[0023]‑
第二接口，该第二接口被配置为请求并获得局部辅助数据，其中，局部辅助数据表示卫星导航设备附近的大气误差；以及
[0024]‑
处理单元，该处理单元被配置为执行精确点定位PPP算法，以计算精确位置和时间中的至少一者，其中，
[0025]‑
PPP算法使用所接收的定位信号、所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由卫星导航设备(230)执行的精确点定位PPP方法，所述方法包括以下步骤：使用多频接收器(231)从基于卫星的导航系统(200)的多个导航卫星(210)接收多个定位信号；接收所述基于卫星的导航系统(200)的所述导航卫星(210)的空间段校正数据；分开地请求并接收局部辅助数据，其中，所述局部辅助数据表示所述卫星导航设备(230)附近的大气误差；以及基于所接收的定位信号、所述空间段校正数据和所述局部辅助数据来计算精确位置和时间中的至少一者。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算的步骤包括：计算针对所接收的定位信号中的每个定位信号的载波相位校正，以使用PPP模糊度解算PPP
‑
AR算法基于所述空间段校正数据和所述局部辅助数据来确定所接收的定位信号之间的相位关系，其中，使用所接收的局部辅助数据来解算所确定的相位关系中的模糊度。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括在所述卫星导航设备(230)的工作期间重复地执行的以下步骤：接收当前空间段校正数据；使用所述多频接收器(231)从多个所述导航卫星(210)接收当前定位信号；在不存在当前局部辅助数据的情况下，基于所述当前空间段校正数据和先前确定的大气误差来估计所接收的定位信号中的每个定位信号的更新的大气误差；以及基于所述当前定位信号、所述当前空间段校正数据和所估计的更新的大气误差来确定所述卫星导航设备(230)的精确位置或时间。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述局部辅助数据仅被接收一次，特别是在所述卫星导航设备(230)的初始化或重新同步步骤期间。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述局部辅助数据是响应于对应请求而接收的，所述对应请求包括与所述卫星导航设备(230)的近似位置相关的位置数据和/或与供接收所述定位信号中的至少一个定位信号的最后一个导航卫星(210)相关的卫星数据。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在发送所述请求之前，所述卫星导航设备(230)确定所述卫星导航设备(230)的近似位置；并且所述请求包括与所确定的近似位置相关的位置数据。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述空间段校正数据是通过广播信道特别是经由所述导航卫星(210)、对地静止通信卫星、近地轨道通信卫星和地面发送器中的至少一者接收的；并且所述局部辅助数据是经由双向通信网络(290)被请求并接收的；和/或所述空间段校正数据是通过提供数据流的具有基本固定的第一带宽的第一传输信道接收的；并且所述局部辅助数据是通过提供个体数据消息的具有可变的第二带宽的第二传输信道接收的。8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述空间段校正数据包括针对导航卫星(210)的至少一个星座的卫星时钟校正数据、卫星轨道校正数据和/或卫星偏差校正数据；和/或
所述局部辅助数据包括所述卫星导航设备(230)附近的至少一个位置的电离层误差数据和/或对流层误差数据。9.一种卫星导航设备(230)，所述卫星导航设备包括：多频接收器(231)，所述多频接收器被配置为从基于卫星的导航系统(200)的多个导航卫星(210)接收多个定位信号；第一接口，所述第一接口被配置为获得所述基于卫星的导航系统(200)的所述导航卫星的空间段校正数据；第二接口，所述第二接口被配置为请求并获得局部辅助数据，其中，所述局部辅助数据表示所述卫星导航设备(230)附近的大气误差；以及处理单元，所述处理单元被配置为执行精确点定位PPP算法，以计算精确位置和时间中的至少一者，其中，所述PPP算法使用所接收的定位信号、所获得的空间段校正数据和大气误差的估计结果来...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：瑞士优北罗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：