通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置制造方法及圖紙

一種用于輔助移動站定位衛星的方法和系統使用高效消息接發格式。服務器計算衛星的粗略軌道數據與衛星的精確軌道數據之間的校正。選擇使得校正的變化在時間上基本平滑的坐標系。服務器還用數學函數近似校正以減少必需傳輸至移動站的比特數目。移動站一接收到系數就使用系數和適用性時間（例如，當前時間）評估數學函數，將評估結果轉換到標準坐標系，并將轉換結果應用于粗略軌道數據以獲得精確軌道數據。

【技術實現步驟摘要】
通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置本申請是國際申請號為PCT/US2007/083501，國際申請日為2007年11月2日，進入中國國家階段的申請號為200780041568.6，名稱為“通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置”的專利技術專利申請的分案申請。相關申請本申請特此要求提交于2006年11月10日的題為“BitEfficientSupportOfExtendedOrbitForGNSS（對GNSS的擴展軌道的比特高效支持）”的美國專利申請No.60/857,972、提交于2007年1月23日的題為“EfficientRangeCorrectionMessagesForAccuratePositionDeterminationWithAssistedGPS（通過輔助GPS進行準確定位的高效距離校正消息）”的美國專利申請No.60/886,230、提交于2007年2月7日的題為“BitEfficientSupportOfExtendedOrbitForGNSS（對GNSS的擴展軌道的比特高效支持）”的美國專利申請No.60/888,738、提交于2007年3月22日的題為“MethodAndApparatusForPositionDeterminationWithExtendedSPSOrbitInformation（通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置）”的美國專利申請No.60/896,493、提交于2007年5月11日的題為“MethodAndApparatusForPositionDeterminationWithExtendedSPSOrbitInformation（通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置）”的美國專利申請No.60/917,622、以及提交于2007年5月24日的題為“MethodAndApparatusForPositionDeterminationWithExtendedSPSOrbitInformation（通過擴展SPS軌道信息進行定位的方法和裝置）”的美國專利申請No.60/939,964的提交日期的權益，所有這些申請全部通過引用包括于此并被轉讓給本申請的受讓人。背景領域本專利技術一般涉及衛星定位系統，尤其涉及使用包含擴展SPS軌道校正信息的高效消息接發格式輔助移動站定位衛星。背景信息衛星定位系統（SPS）接收機通常通過計算同時從多個衛星發射的諸信號的到達時間來確定其位置。這些衛星傳送衛星定位數據和衛星時鐘時基數據兩者作為其消息的一部分。衛星位置和時鐘時基通常由歷書或星歷數據來表示。星歷數據提供對衛星位置和時鐘偏離極其準確的估計（約1米誤差）。然而，搜索和捕獲衛星信號、讀取衛星所發射的星歷數據、以及從該數據計算接收機的位置的過程是耗時的，通常需要若干分鐘。在許多情況下，這么長的處理時間是不可接受的，此外，這也極大限制了微型化便攜式應用的電池壽命。例如，全球定位系統（GPS）基于對廣播自軌道衛星的GPS信號在GPS接收機天線處的到達時間的測量來確定位置。如所述的，如此的系統的一個缺點是在某些狀況下需要相對較長的時間執行信號捕獲。衛星信號只有到它們已經首先通過在兩維搜索“空間”中的搜索被定位時才能被跟蹤，其中該“空間”的維度是碼-相延遲和觀察到的多普勒頻移。SPS接收機搜索、捕獲、以及解調衛星信號的過程有時被稱為“獨立”操作模式，這與“輔助”操作模式相對照。為了減小與獨立操作模式相關聯的延遲，可提供信息以幫助SPS或GPS接收機捕獲特定信號。如此的輔助信息通過對碼和頻率緯度提供邊界準許接收機將為查找信號所必需搜索的搜索空間變窄。采用以源于外部的GPS輔助數據進行擴增的GPS接收機的系統常被稱為“輔助全球定位系統”（AGPS）。AGPS系統的一個示例包括具有GPS接收機或與之通信的無線移動站（MS）（諸如蜂窩電話），該移動站與無線通信網絡的也被稱為基發射站（BTS）或B節點的一個或多個基站（BS）通信，這一個或多個基站又與取決于通信空中接口協議有時被稱為定位實體（PDE）、服務移動位置中心（SMLC）等的一個或多個位置輔助服務器通信。AGPS系統的另一示例包括具有GPS接收機或與之通信的MS或膝上型設備，該MS或膝上型設備能夠與諸如因特網但并不局限于此的通信網絡通信，通過該通信網絡，該設備最終與位置輔助服務器通信。位置輔助服務器從一個或多個GPS參考接收機導出GPS輔助信息。位置輔助服務器還可訪問用于確定近似移動站定位的裝置。位置輔助服務器維護GPS數據庫，后者包含參考時間、衛星軌道歷書和星歷信息、電離層信息、以及衛星工作狀況（“健康”）信息。位置輔助服務器還計算針對近似移動站定位所定制的輔助信息。AGPS系統中MS的定位可在MS處通過來自位置輔助服務器的輔助來確定（有時被稱為基于MS的定位模式）。在基于MS的定位模式期間，當GPS引擎要求諸如關于衛星或基站的位置、基站和/或衛星的時基信息、或種子定位（諸如，但并不限于高級前向鏈路三邊測量（AFLT）所確定的）的星歷數據、歷書數據等經更新的幫助數據時，接著的定位將導致移動站聯系通信網絡以索要數據，由此對網絡造成負擔且使用MS的功率資源。AGPS系統中MS的定位或者可在位置輔助服務器處使用該MS所捕獲的信息來確定并被送回MS（有時被稱為MS輔助定位模式）。GPS中的衛星軌道可被建模為具有用以考慮各種微擾的校正項的修正橢圓軌道。相對短期星歷數據提供對衛星軌道的非常準確的表示。例如，GPS子幀2的字10中的比特17是指示GPS控制段用來確定星歷參數的曲線擬合區間的“擬合區間”標志，其中“0”指示4小時擬合而“1”指示“大于4小時”擬合。此外，塊II/IIAGPS衛星的擴展導航模式確保正確星歷參數達14天的傳輸以支持短期擴展操作。在正常操作期間，控制段每日向每顆衛星提供對導航（軌道）數據的上載以支持16米球概率誤差（SEP）的定位準確度。如上所述，位置輔助服務器具有準確的軌道信息可用。位置輔助服務器上載的每個星歷和時鐘校正模型通常覆蓋具有較大準確度的4小時時間跨度。為了覆蓋更長的時間段，諸如24小時時段，位置輔助服務器可向設備發送對應星座中N顆衛星的每一顆的多個4小時星歷和時鐘校正模型。然而，這將要求大量的八位位組來描述全部衛星星座（例如，27顆衛星）的衛星位置和時鐘誤差。這些長消息將導致長處理時間，因此對于大多數設備應用而言是不可接受的。這也將對通信網絡造成負擔。除星歷數據外，SPS中的衛星還傳送可用來確定衛星位置和時鐘偏離的歷書數據。歷書數據提供星歷參數的經刪截的精度縮減（粗略）集合以及粗略時鐘校正參數。因此，從歷書數據導出的粗衛星定位（約1千米）傾向于比從詳細星歷數據導出的衛星定位（約1米）準確度差得多。應注意，衛星軌道一般可由軌道和衛星時鐘參數的粗略集合（例如，歷書）或精確集合（例如，星歷）中的任意一者來表示。需要一種向SPS接收機提供擴展軌道數據以降低所需的直接地從衛星或從位置輔助服務器的歷書和/或星歷下載的頻率的系統和方法。描述概要描述了一種用于輔助移動站使用高效消息接發格式定位衛星的方法和系統。服務器計算衛星的粗略軌道數據與衛星的精確軌道數據之間的校正。選擇使得校正的變化在時間上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于由移動站對衛星進行定位的方法，所述方法包括：由所述移動站接收所述衛星的粗略軌道數據，所述粗略軌道數據包括所述衛星的位置的粗略估計；由所述移動站至少使用所述衛星的位置的所述粗略估計來生成所述衛星的粗略衛星位置；由所述移動站接收使用所述衛星的所述粗略軌道數據和預測軌道數據所計算出的所述衛星的粗略軌道校正數據，其中所述粗略軌道校正數據的計算是在與所述移動站地理上不同的實體處進行的，并且其中所述預測軌道數據比所述粗略軌道數據更準確；由所述移動站至少基于所述粗略軌道校正數據來重構所述粗略軌道數據的至少一個空間校正值；以及由所述移動站使用所述衛星的所述粗略衛星位置和所述至少一個空間校正值來確定所述衛星的經校正位置，其中所述衛星的所述經校正位置比所述粗略衛星位置更準確。

【技術特征摘要】
2006.11.10 US 60/857,972;2007.01.23 US 60/886,2301.一種用于由移動站對衛星進行定位的方法，所述方法包括：由所述移動站接收所述衛星的粗略軌道數據；由所述移動站至少使用所述衛星的所述粗略軌道數據來生成所述衛星的粗略衛星位置；由所述移動站接收使用所述衛星的所述粗略軌道數據和預測軌道數據所計算出的所述衛星的粗略軌道校正數據，其中所述粗略軌道校正數據的計算是在與所述移動站地理上不同的位置輔助服務器處進行的，并且其中所述預測軌道數據比所述粗略軌道數據更準確；由所述移動站至少基于所述粗略軌道校正數據來重構所述粗略軌道數據的至少一個空間校正值；以及由所述移動站使用所述衛星的所述粗略衛星位置和所述至少一個空間校正值來確定所述衛星的經校正位置，其中所述衛星的所述經校正位置比所述粗略衛星位置更準確。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗略軌道數據還包括所述衛星的時鐘數據的粗略估計。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預測軌道數據包括所述衛星的時鐘數據的預測估計，其中所述衛星的時鐘數據的所述預測估計比所述衛星的時鐘數據的所述粗略估計更準確。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：由所述移動站至少使用所述衛星的時鐘數據的所述粗略估計來生成所述衛星的粗略時鐘偏離值；由所述移動站接收使用所述衛星的所述粗略軌道數據和所述預測軌道數據所計算出的所述衛星的粗略時鐘偏離校正數據，其中所述粗略時鐘偏離校正數據的計算是在所述位置輔助服務器處進行的；以及由所述移動站至少基于所述粗略時鐘偏離校正數據來重構所述粗略軌道數據的至少一個時間校正值。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括：由所述移動站使用所述衛星的所述粗略時鐘偏離值和所述至少一個時間校正值來確定所述衛星的經校正時鐘偏離值，其中所述衛星的所述經校正時鐘偏離值比所述粗略時鐘偏離值更準確。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗略軌道校正數據基于所述粗略軌道數據與所述精確軌道數據之間的位置差異。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗略軌道校正數據包括用于近似所述衛星的位置的一個或多個數學函數級數的至少一個系數。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，重構所述至少一個空間校正值進一步基于使用所述至少一個系數來評價所述一個或多個數學函數級數中的至少一個數學函數級數。9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預測軌道數據包括以下各項中的至少一項：預測衛星坐標的3D不定性值、預測衛星時鐘校正的不定性、以及對預測中斷的指示。10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗略軌道數據包括所述衛星的歷書數據，并且其中所述預測軌道數據包括所述衛星的位置的精確表示，所述預測軌道數據是由所述位置輔助服務器使用實時軌道數據來生成的。11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述實時軌道數據包括具有約4小時長的有效期的星歷數據，并且其中所述預測軌道數據具有比所述實時軌道數據的所述有效期長的有效期。12.一種用于對衛星進行定位的設備，所述設備包括：用于接收所述衛星的粗略軌道數據的裝置；用于至少使用所述衛星的位置的所述粗略估計來生成所述衛星的粗略衛星位置的裝置；用于接收使用所述衛星的所述粗略軌道數據和預測軌道數據所計算出的所述衛星的粗略軌道校正數據的裝置，其中所述粗略軌道校正數據的計算是在與所述移動站地理上不同的位置輔助服務器處進行的，并且其中所述預測軌道數據比所述粗略軌道數據更準確；用于至少基于所述粗略軌道校正數據來重構所述粗略軌道數據的至少一個空間校正值的裝置；以及用于使用所述衛星的所述粗略衛星位置和所述至少一個空間校正值來確定所述衛星的經校正位置的裝置，其中所述衛星的所述經校正位置比所述粗略衛星位置更準確。13.如權利要求12所述的設備，其特征在于，所述粗略軌道數據還包括所述衛星的時鐘數據的粗略估計。14.如權利要求13所述的設備，其特征在于，所述預測軌道數據包括所述衛星的時鐘數據的預測估計，其中所述衛星的時鐘數據的所述預測估計比所述衛星的時鐘數據的所述粗略估計更準確。15.如權利要求14所述的設備，其特征在于，還包括：用于至少使用所述衛星的時鐘數據的所述粗略估計來生成所述衛星的粗略時鐘偏離值的裝置；用于接收使用所述衛星的所述粗略軌道數據和所述預測軌道數據所計算出的所述衛星的粗略時鐘偏離校正數據的裝置，其中所述粗略時鐘偏離校正數據的計算是在所述位置輔助服務器處進行的；以及用于至少基于所述粗略時鐘偏離校正數據來重構所述粗略軌道數據的至少一個時間校正值的裝置。16.如權利要求15所述的設備，其特征在于，還包括：用于使用所述衛星的所述粗略時鐘偏離值和所述至少一個時間校正值來確定所述衛星的經校正時鐘偏離值的裝置，其中所述衛星的所述經校正時鐘偏離值比所述粗略時鐘偏離值更準確。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·J·溫格勒，L·希恩布拉特，M·L·莫格里恩，Z·比亞克斯，A·J·古姆，
申請(專利權)人：高通股份有限公司，
類型：發明
國別省市：