【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及定位系统，特别是涉及用于使用由至少一个卫星星座提供的定位信号，而无需先前时间的位置或列车运动，来自主定位交通工具的装置和方法。
技术介绍
1、铁路运输已成为用于运送人员和运送货物的有效解决方案。例如，与公路运输相比，铁路运输具有成本效益高、更环保、能够搬运大量负载和更可靠的优势，因为列车不会像卡车与公众共享公路那样与公众共享轨道。由于这些优势的直接影响，铁路网络的部署在过去二十年中得到了快速发展，特别是在社会和/或经济取得重大进步的国家。为了满足对更高效、更快速和更清洁的铁路运输日益增长的需求，共享同一铁路网络的列车数量及其速度都在不断增长。因此，铁路网络的管理已成为一项至关重要的任务，以特别是当涉及乘客时，确保一定的安全水平。对于高效管理铁路网络的基本要求是能够实时精确地定位在铁路网络的轨道上行驶或停止的每列列车。
2、已知的用于确定在铁路网络轨道上运行的列车位置的解决方案是沿轨道部署电子信标(也称为应答器)，电子信标无线或有线连接到中央控制单元。电子信标的工作原理是通过机械或电子机制检测经过的任何列车。当检测到列车时，电子信标立即发送检测信号，检测信号包含电子信标的标识符并且可能包含有关经过列车的信息。在某些情况下，电子信标可以被配置为与经过列车交互，即，交换信号。在这些情况下，经过列车可以将检测信号传输到中央控制单元。这种解决方案的部署和维护很快就会变得成本高昂，因为在高速铁路网络(相邻车站之间的距离通常超过几公里)和地铁网络(尽管相邻车站之间的距离短，但地铁网络对高精度的要求很高)两者中都需
3、另一种已知的用于确定铁路网络轨道上的行驶或静止列车位置的解决方案是使用全球导航卫星系统(gnss)，即为每列列车配备gnss接收器。这种解决方案可以克服沿轨道部署信标的要求所带来的困难。通常，gnss接收器通过计算相应列车相对于地面参考系的三维(3d)位置(纬度、经度和高度)，独立于铁路网络运行。为了计算相应列车的准确3d位置，gnss接收器需要与三个或更多个gnss卫星处于无遮挡的视线范围内。然而，在铁路运输中，列车在山脉和建筑物之间行驶并穿过桥梁和隧道，在这种情况下，这种要求很难长期保持。这些障碍物的存在会阻挡gnss信号到达gnss接收器，导致列车定位不准确。此外，即使gnss卫星和gnss接收器之间没有障碍物，列车的准确定位也需要gnss卫星上控制gnss信号生成的时钟与gnss接收器上正确解码接收到的gnss信号的时钟之间的精确时间同步。通常，gnss卫星携带非常稳定的原子钟，而gnss接收器使用可能会发生时间漂移的不太稳定且不太精确的时钟。例如，gnss接收器时钟中的1μm的时间漂移可能会导致相应列车的定位出现数十米的误差。这种不精确程度使得简单的gnss接收器与需要高精度的铁路运输不兼容，例如以确定列车在车站的哪条轨道上静止。
4、因此，需要一种改进的定位装置，其不具有现有技术中的缺点。
技术实现思路
1、为了解决这些问题和其他问题，提供了一种定位装置，该定位装置被配置为根据由至少一个卫星星座广播的定位信号来确定交通工具的位置，其中交通工具静止或在给定网络的道路上移动。该定位装置包括：
2、-第一单元，其被配置为在给定测量时间确定交通工具的多个可能当前位置并确定多个时间戳，所述多个时间戳是在给定时间间隔内确定的，所述第一单元进一步被配置为：
3、o针对交通工具的每个可能当前位置生成定位信号的本地副本，每个本地副本与多个时间戳中的一个时间戳的早期点、早期点和晚期点相关联，并且与至少一个卫星星座中的卫星相关联；
4、o在多个时间戳中的每个时间戳处，接收由至少一个卫星星座
5、视野内的至少三颗卫星广播的定位信号；
6、o针对交通工具的每个可能当前位置、多个时间戳中的每个时间戳以及视野中的每颗卫星，处理接收到的定位信号与相应生成的本地副本在早期点、即时点和晚期点点之间的关联性函数；
7、-第二单元，其被配置为：
8、o对于每颗卫星，使用关联性结果确定所有卫星的公共/共同误差，
9、o对于每颗卫星、每个位置和每个时间戳，利用所述共同误差以及关联性结果的早期点、即时点和晚期点确定校正的关联性结果，
10、o对于交通工具的每个可能当前位置，确定多卫星似然度，每个多卫星似然度都是根据给定时间戳的校正关联性结果的平方和
11、确定的；
12、o确定最可能的位置和最可能的时间戳。
13、根据一些实施例，确定所有卫星的共同误差的步骤包括：
14、-对于每颗卫星：
15、o确定具有最大关联性结果的可能位置，
16、o从所述可能位置，画一条垂直于指向所述卫星的轴的线，
17、o测量每个位置到该线的最小距离，以及
18、o将所述最小距离乘以卫星仰角的余弦以获得时间距离，或
19、-对于每颗卫星和每个可能的位置：
20、o对具有最大结果的时间戳的早期点、即时点和晚期点点处的关联性结果实施牛顿插值，
21、o确定时间戳的即时位置和插值关联性的最大值之间的时间距离，
22、-确定每颗卫星具有最近时间距离的可能位置，并计算共同误差作为所述可能位置的卫星时间距离的平均值。
23、根据一些实施例，针对交通工具的每个可能当前位置和多个时间戳中的每个时间戳，处理在早期、即时和晚期点处接收的定位信号和相应生成的本地副本之间的关联性函数包括累积在围绕时间戳的所述早期、即时和晚期点的有限时间间隔内计算的多个关联性结果。
24、根据一些实施例，定位装置还可以包括地图数据库，该地图数据库包括给定网络的道路的位置信息，第二单元进一步被配置为通过访问地图数据库并使用确定的最可能位置来确定交通工具所在的道路部分。
25、根据一些实施例，地图数据库还可以包括给定网络的道路周围环境的表示。
26、根据一些实施例，第一单元可以进一步被配置为访问地图数据库以确定每个接收到的定位信号的一个或多个传播特性，第一单元进一步被配置为根据一个或多个定位信号的传播特性从基本似然计算中排除它们。
27、根据一些实施例，第一单元可以被配置为当交通工具移动时，通过使用pvt技术结合多个定位信号来确定多个可能当前位置。
28、根据一些实施例，当交通工具静止在多个相邻停泊道路中的停泊道路上时，第一单元可以被配置为通过为每个相邻停泊道路分配一个可能当前位置来确定多个可能当前位置。
29、根据一些实施例，第一单元可以进一步被配置为基于与至少一个卫星星座相关联的时间完整性保护半径确定给定时间间隔。
30、根据一些实施例，第一单元可以进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定位装置(110)，其被配置为由通过至少一个卫星星座(200)广播的定位信号来确定交通工具的位置，交通工具在给定网络(300)的道路上静止或正在移动，定位装置(110)包括：
2.根据权利要求1所述的定位装置(110)，其中，确定所有卫星的共同误差的步骤包括：
3.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，对于交通工具的每个可能当前位置以及对于所述多个时间戳中的每个时间戳，处理在早期点、即时点和晚期点处接收到的定位信号和对应生成的本地副本之间的关联性函数包括累积在时间戳的所述早期点、即时点和晚期点周围的给定时间间隔内计算的多个关联性结果。
4.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，定位装置还包括地图数据库(113)，地图数据库包括给定网络(300)的道路的位置信息，第二单元(112)进一步被配置为通过访问地图数据库(113)并使用确定的最可能位置来确定交通工具所在的道路的区段。
5.根据权利要求4所述的定位装置(110)，其中，地图数据库(113)还包括给定网络(300)的道路的周围环境(400)的表
6.根据权利要求5所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)进一步被配置为访问地图数据库(113)以确定每个接收到的定位信号的一个或多个传播特性，第一单元(111)进一步被配置为基于一个或多个定位信号的传播特性从基本似然计算中排除它们。
7.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)被配置为当交通工具正在移动时，通过使用PVT技术结合多个定位信号来确定所述多个可能当前位置。
8.根据权利要求5至7之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)被配置为当交通工具静止在多个相邻停泊道路(301)中的一停泊道路上时，通过给每条相邻停泊道路(301)分配一可能当前位置来确定所述多个可能当前位置。
9.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)进一步被配置为基于与所述至少一个卫星星座(200)相关联的时间完整性保护半径来确定给定时间间隔。
10.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)进一步被配置为通过在给定时间间隔期间定期采样来确定所述多个时间戳。
11.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)被配置为接收来自两个或更多个卫星(201)星座(200)的定位信号，第一单元(111)进一步被配置为分别处理由每个卫星(201)星座(200)广播的定位信号，第二单元(112)被配置为对于每个卫星(201)星座(200)确定最可能位置和最可能时间戳，第二单元(112)进一步被配置为在确定的最可能位置中确定最终最可能位置。
12.根据权利要求12所述的定位装置(110)，其中，第二单元(112)被配置为使用选择标准来确定最终最可能位置，选择标准从以下选择标准中被选择：
13.根据前述权利要求之一的定位装置(110)，其中，第二单元(112)进一步被配置为如果无法在预定义时间间隔内确定交通工具的最可能位置，则生成警报通知。
14.一种使用由至少一个卫星星座(200)广播的定位信号来确定交通工具位置的方法，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种定位装置(110)，其被配置为由通过至少一个卫星星座(200)广播的定位信号来确定交通工具的位置，交通工具在给定网络(300)的道路上静止或正在移动，定位装置(110)包括：
2.根据权利要求1所述的定位装置(110)，其中，确定所有卫星的共同误差的步骤包括：
3.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，对于交通工具的每个可能当前位置以及对于所述多个时间戳中的每个时间戳，处理在早期点、即时点和晚期点处接收到的定位信号和对应生成的本地副本之间的关联性函数包括累积在时间戳的所述早期点、即时点和晚期点周围的给定时间间隔内计算的多个关联性结果。
4.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，定位装置还包括地图数据库(113)，地图数据库包括给定网络(300)的道路的位置信息，第二单元(112)进一步被配置为通过访问地图数据库(113)并使用确定的最可能位置来确定交通工具所在的道路的区段。
5.根据权利要求4所述的定位装置(110)，其中，地图数据库(113)还包括给定网络(300)的道路的周围环境(400)的表示。
6.根据权利要求5所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)进一步被配置为访问地图数据库(113)以确定每个接收到的定位信号的一个或多个传播特性，第一单元(111)进一步被配置为基于一个或多个定位信号的传播特性从基本似然计算中排除它们。
7.根据前述权利要求之一所述的定位装置(110)，其中，第一单元(111)被配置为当交通工具正在移动时，通过使用pvt技术结合多个定位信号来确定所述多个可能当前位置。...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·拉维龙，M·雷沃尔，张朋，余川江，
申请(专利权)人：GTS法国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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