CN101636665B - 辅助数据供应 - Google Patents

Abstract

为了支持供应用于基于卫星信号的定位的连续的辅助数据流，生成包括辅助数据的互连消息序列。该消息被提供用于传输给无线通信终端。该无线通信终端接收该互连消息序列，并且提供接收到的消息中的辅助数据用于定位计算。

Description

辅助数据供应

技术领域

本发明涉及用于基于卫星信号的定位的辅助数据供应。

背景技术

设备的绝对定位得到各种全球导航卫星***(GNSS)支持。这些全球导航卫星***包括例如美国全球定位***(GPS)、俄罗斯全球导航卫星***(GLONASS)、未来的欧洲***伽利略、基于太空的增强***(SBAS)、日本GPS增强准天顶卫星***(QZSS)、局域增强***(LAAS)、以及混合***。这些***的卫星也称为太空飞行器。

GPS中的星座例如包括多于20个绕地球轨道飞行的卫星。每个卫星传输两个载波信号L1和L2。这些载波信号之一L1被用于携带标准定位服务(SPS)的导航消息和编码信号。L1载波相位由每个卫星利用不同的C/A(粗捕获)码进行调制。因此，获得不同的信道用于不同卫星的传输。C/A码是伪随机噪声(PRN)码，其在1MHz带宽上进行扩频。每过1023个比特进行重复，每个码的历元是1ms。L1信号的载波频率进一步以50比特/秒的比特率用导航信息进行调制。导航信息包括星历表和历书参数以及其他。星历表参数描述了相应卫星的轨道的短截面。基于这些星历表参数，算法可以在卫星处于相应的描述的截面中的任何时间估计卫星的位置。历书参数是类似的，但是比轨道参数要粗，其比星历表参数在更长的时间内有效。导航信息进一步包括例如时钟模型，其将卫星时间与GPS的***时间相关联，并且将该***时间与协调世界时(UTC)相关联。

要确定位置的GPS接收器接收当前可用的卫星传输的信号，并且其检测和跟踪不同卫星基于包括的C/A码使用的信道。接着，接收器确定每个卫星传输的码的传输时间，通常基于解码的导航消息中的数据并且基于C/A码的历元和码片计数。传输时间和在接收器处测量的信号的到达时间允许确定卫星和接收器之间的伪距。术语“伪距”表示卫星和接收器之间的几何距离，该距离因为未知卫星和接收器与GPS***时间之间的偏移量而存在偏差。

在一种可能的解决方案机制中，卫星和***时钟之间的偏移量被假设为已知，并且将问题简化为解4个未知量(3个接收器未知坐标和接收器与GPS***时钟之间的偏移量)的非线性方程组。

因此，为了能够解出该方程组，需要至少四个测量。该过程的结果是接收器位置。

类似地，GNSS定位的一般思想是在要定位的接收器处接收卫星信号，以便测量接收器和相应的卫星之间的伪距以及进一步的接收器的当前位置，另外还利用了卫星的估计位置。通常，如上面针对GPS已经描述的那样，评估已经用于调制载波信号的PRN信号以便进行定位。

在另一个方法中，评估在两个GNSS接收器处测量的载波相位和/或码相位，以便非常精确地确定两个接收器之间的距离和姿态(attitude)(通常是cm甚或mm的精度级别)。两个接收器之间的距离和姿态的组合，以及因此这些接收器之间的矢量，也被称为基线。在GNSS接收器处执行的载波相位测量可以实时交换，或者被存储供以后交换(称为后处理)。通常，GNSS接收器之一被安放在已知的位置，并且称为参考接收器，而另一个接收器被相对于参考接收器放置，称为用户接收器或者漫游者。如果参考定位的位置是精确已知的，则所确定的相对定位可以进一步被转换为绝对定位。然而，相对定位计算实际上需要两个接收器的定位都是至少近似于已知的。这些定位可以从确定的伪距来获得。可替代地，仅近似地知道参考位置也将是足够的，因为可以通过将基线估计与参考位置相加来获得漫游者位置。

卫星信号在其从卫星到接收器的途中会发生失真，例如是由于多径传播和由于电离层和对流层的影响。此外，卫星信号具有由于卫星时钟偏差而导致的偏差。在接收器和卫星之间，两个接收器中的信号共有的所有误差可以假设是相关的，并且因此在双差分中会消失。

因此，相对定位可以更具体地基于在两个GNSS接收器处的信号测量，其被用于形成双差分可观察量。这样的信号测量可以包括例如载波相位测量和PRN码测量等等。与载波相位相关的双差分可观察量是在两个接收器处的特定的卫星信号的载波相位差与在两个接收器处的另一个卫星信号的载波相位差的比较。与PRN码相关的双差分可观察量可以相应地获得。双差分可观察量接着可以用于高精度地确定接收器彼此之间的定位。

利用传统的GNSS定位，两个GNSS接收器能够确定它们的位置，并且因此确定它们之间的基线，其精度在5到20米。与之相比，基于载波或码相位的方法允许确定具有0.1到10cm更高精度的基线。值得注意的是标准的商用GNSS接收器可以获得该精度。

然而，当使用基于载波或码相位的方法时，必须考虑在两个接收器处测量的载波或码相位是基于不同的载波的整周数。该效应称为双差分整周模糊度，其必须被求解。该过程也被称为整数模糊清晰度或初始化。

双差分整周模糊度可以通过在足够的测量时刻从足够多数目的卫星收集载波或码相位数据来解决。

一旦已经确定基线并且已经解决整周模糊度，则可以验整周模糊度的解以便确定其是否可靠。整周模糊度验证通常使用统计工具来进行。

所解出的和验证过的整周模糊度可以接着用于以高精确度(例如以亚厘米的精度)跟踪接收器之间的基线。

GNSS接收器对源自GNSS SV的GNSS信号执行的载波相位测量也称为‘累计差程(ADR)测量’或者‘积分多普勒测量’。

最初，基于载波相位的定位仅可用于需要高精确性的测地测量和其他应用。这种应用所需要的设备是昂贵的，并且因此意味着仅用于专业应用。在这些情况下，还经常离线地确定基线。然而，也可能使用两种低成本的支持GNSS的手持设备(例如，具有集成的GNSS接收器的终端或者配备有外部蓝牙GNSS接收器的终端)来获取高精度的基线。终端之间的数据可以使用像通用分组无线服务(GPRS)、无线局域网(WLAN)、或者蓝牙(BluetoothTM)等任何种类的数据传送技术来交换。这允许实时地确定和更新基线。该方法也称为移动实时运动学(mRTK)，指示移动技术被用于扩充基于载波相位的应用情形并且将该技术的好处带给更广范围的听众。作为第二手持设备的替代，参考接收器也可以例如是网络的位置测量单元(LMU)或者向其提供所需的测量数据的虚拟参考站(VRS)。

发明内容

本发明考虑到当使用无线接入网络来支持基于载波相位的定位时，定位可以以移动台辅助的方法或者基于移动态的方法来实现。在移动台辅助的方法中，无线通信终端将仅执行或者收集载波相位测量并且将它们发送到网络，例如发送到服务移动位置中心(SMLC)。网络可以继而执行所需的计算。相反，在基于移动台的方法中，网络将发送载波相位测量到无线通信终端，使得无线通信终端可以计算参考站与无线通信终端或者关联的GNSS接收器之间的基线。

本发明涉及下述需求：在基于移动台的方法中，提供足够数量的载波相位测量给无线通信终端，该无线通信终端支持双差分整周模糊度求解和基线跟踪。本发明还涉及存在的对在无线通信终端处需要的用于进行基于卫星信号的定位所需要的其他类型的辅助数据的类似需求。

描述了第一方法，其包括生成包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据的互连消息序列。该方法还包括提供该消息用于传输给无线通信终端。

而且，描述了第一设备，其包括至少一个处理组件，配置成生成包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据的互连消息序列，并且配置成提供该消息用于传输给无线通信终端。

所述至少一个处理组件可以以硬件和/或软件来实现。例如，其可以是执行软件程序代码以便实现所需功能的处理器。可选地，其可以例如是设计为例如以芯片组或者芯片实现所需功能的电路，例如是集成电路。所描述的设备可以例如与所包括的处理组件相同，但是其还可以包括另外的组件。所述组件还可以例如是提供用于集成到像蜂窝网络或者WLAN的基站或者这样的网络中的服务器这类的装置的模块。

而且，第一装置被描述，其包括所描述的第一设备，并且另外包括实现与另外装置的直接或者间接通信的接口。这样的另外装置可以例如是像移动电话或者膝上型计算机这类的无线通信终端。

而且，描述了第一计算机程序产品，其中程序代码被存储在计算机可读介质上。所述程序代码在处理器(例如，某个网元的处理器)中执行时实现所描述的第一方法。所述计算机程序产品例如可以是单独的存储器设备，或者是集成到某个设备中的存储器。应该理解，本发明还覆盖独立于计算机程序产品和计算机可读介质的此类程序代码。

而且，描述了第二方法，其包括接收包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据的互连消息的序列。所述方法还包括提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用。

而且，描述了第二设备，其包括至少一个处理组件，其被配置成接收包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据的互连消息的序列；以及被配置成提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用。

所述第二设备的至少一个处理组件可以同样地由硬件和/或软件来实现。例如，其可以是执行软件程序代码以便实现所需功能的处理器。可选地，其可以例如是设计为例如以芯片组或者芯片实现所需功能的电路，例如是集成电路。所描述的设备可以例如与所包括的处理组件相同，但是其还可以包括另外的组件。所述组件还可以例如是提供用于集成到像无线通信终端这类的装置的模块。

而且，描述了第二装置，其包括所述描述的第二设备，并且另外包括实现与另外装置直接或者间接通信的接口。第二装置自身例如可以是无线通信终端，而另外装置可以例如是蜂窝通信网络或者WLAN中的基站或者某种网络服务器。可以包括在第二装置中的其他示例性组件是GNSS接收器或者用户接口。

所述第二装置还可以属于一种布置，该布置另外包括包含GNSS接收器的另一装置。所述第二装置可以例如是移动终端，而另一装置可以是移动终端的附件装置。

而且，描述了第二计算机程序产品，其中程序代码被存储在计算机可读介质上。所述程序代码在处理器执行时，实现所描述的第二方法。所述计算机程序产品再次例如可以是单独的存储器设备，或者是集成到某个电子设备中的存储器。应该理解，本发明还覆盖独立于计算机程序产品和计算机可读介质的此类计算机程序代码。

最后，描述了一种***，其包括所描述的第一设备和所描述的第二设备。

所提出的使用互连消息来传输辅助数据能够保证消息以基于载波相位的定位所需要的规则间隔进行传输，但也同样地适用于其他类型的辅助数据。

在消息序列中，每个消息或者每组消息(如果辅助数据不适合放在一个消息中)可以包含相同类型的信息，仅针对不同的时刻如此。

互连消息的生成可以以不同的方式来实现。

在一个示例性实施例中，所述消息被互连在于在传输端周期性地生成消息，并且因此还在接收端周期性地接收。消息的周期性传输可以由接收端或者传输端发起。

在另一个实施例中，消息被互连在于在传输端通过接收到来自所述无线通信终端的相应的请求而触发生成消息，所述无线通信终端在接收到生成的消息时，接着传输新的请求。在接收侧，所述消息相应地互连在于在相应的请求时，接收所述消息，并且在接收到所述消息的序列的相应消息时，生成相应的请求。第一请求或者第一消息可以独立地在消息序列的传输侧或者接收侧生成。

在该实施例中，因此包括辅助数据的消息以伪周期性方式连续地提供。伪周期性辅助可以例如用于这样的情况，在这些情况中，网络(或者其一部分)不能够以确定的或者预先确定的间隔向无线通信终端提供辅助。

在一个实施例中，还可以检查提供的和接收的消息是否确实包含连续的辅助数据。传输端可以检查所提供的辅助数据是否与前一个消息中的辅助数据之间具有期望的连续性，并且在每个消息中包括至少一个对应的连续性指示符。如果每个接收的消息包括至少一个连续性指示符，则接收端可以进一步仅接收这样的辅助数据为正确的辅助数据，其中针对该辅助数据，连续性指示符指示其与前一个消息中的辅助数据之间具有期望的连续性。

例如在辅助数据包括对不同卫星信号的测量的情况下，可以每个信号测量提供一个连续性指示符。还应该注意，连续性检查还可以考虑在辅助数据中包括的测量之间执行的测量的连续性。对于其他类型的辅助数据，连续性指示符可能也是有用的。

提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用可以包括存储所提供的辅助数据供以后在定位计算中使用。在检测到不连续的情况下，当前存储的数据可以被删除，并且开始收集新的辅助数据。

可选地，所提供的辅助数据可以立即用作执行定位计算的基础。在检测到不连续的情况下，可以停止正在进行的计算，并且针对新的辅助数据开始新的计算。可选地，在某些情况下，有可能补偿不连续。

如上面提到的，在消息序列中提供辅助数据可以是各种类型。

在一个实施例中，辅助数据可以包括针对参考站的卫星信号的载波相位测量，载波相位测量能够实现卫星信号接收器对参考站的相对定位。接收这种消息的接收端接着可以在卫星信号接收器对参考站的相对定位的确定中使用所提供的辅助数据。该实施例使得无线通信终端能够使用来自网络的辅助执行高精确度的定位计算。来自网络的辅助一般可以提供给其位置精确已知的参考站，使得无线通信终端还可以能够执行得到高精确度的绝对位置的定位计算。

在该情况下，本发明还可以例如在高精度的导航和勘察应用中使用。其可以被提供用于专业应用，但是其也可以用于业余应用，诸如利用GNSS接收器的书写。

在另一个实施例中，辅助数据可以包括例如扩充的导航模型。通常，对于一个给定的卫星，仅一组导航数据可以作为导航模型辅助提供给终端。这意味着当导航模型被更新时，必须向终端提供一组新数据。然而，存在提供在5到10天甚至更长时间内有效的扩充导航数据的服务。所描述的互连消息的序列现在可以被用于提供对终端的扩充导航模型的周期性更新。因此，终端总是具有可用的最长时间段的导航数据。这允许短的首次定位时间，即使终端长时期没有连接到网络，或者出于某种原因不能够接收导航模型。

本发明还特别可用于(但不是排他地)通过任何类型的网络的或任何位置协议的GNSS有关的辅助数据的下行链路传输，所述网络例如是全球移动通信(GSM)***网络、通用移动通信***(UMTS)网络、或者码分多址(CDMA)网络，所述位置协议可以例如是开放移动联盟安全用户平面定位(OMA SUPL)协议。本文档中使用的可能专用于某个具体通信标准的术语应该被理解成覆盖对应的术语，特别是其他通信标准中的对应术语。例如，对移动台的任何参考应该被理解成与用户设备相关，并且对基站的任何参考应该被理解成与无线网络控制器(RNC)或者服务移动位置中心(SMLC)服务器有关。

本发明还可以与任何类型的卫星信号一起使用，特别是(但不是排他地)与像GPS、GLONASS、伽利略(GALILEO)、SBAS、QZSS、LAAS或者其组合这样的GNSS中传输的卫星信号一起使用。LAAS利用了伪站点来替代真实的卫星，但是这些伪站点应该被理解成也被本申请中使用的术语“卫星”覆盖。LAAS具有的优点在于其还能够在室内情况下使用基于载波或码相位的定位。

应该理解，所描述的所有示例性实施例还可以以任何合适的组合来使用。

根据下面的详细描述结合考虑附图，本发明的其他目的和特征将变得明显。然而，应该理解附图仅是为了说明，并且不是作为对本发明的限制，对本发明的限制应该参考权利要求书。还应该理解，附图不是按比例绘制的，并且它们仅是旨在概念地说明此处描述的结构和过程。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的***的示意性框图；

图2是说明图1的***中的示例性操作的流程图；

图3是根据本发明的第二实施例的***的示意性框图；以及

图4是说明图3的***中的示例性操作的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一实施例的***的示例性框图，该***支持向无线通信终端进行载波相位测量的伪周期性传输。

该***包括无线通信终端110和网元150。

该无线通信终端110可以例如是移动电话。

无线通信终端110包括GNSS接收器120，GNSS接收器120包括ADR测量组件121，其能够对接收到的至少一个GNSS(例如伽利略)的卫星信号执行载波相位测量。如基线所指示的，GNSS接收器120还可以是可以使用像物理连接或者蓝牙(BluetoothTM)链路等任何合适的链路链接到无线通信终端110的单独的附属设备。

无线通信终端110还包括伪周期性ADR请求生成组件111。ADR请求生成组件111链接到终端110的无线收发器112。收发器112能够经由无线链路与无线接入网通信。收发器112例如可以属于终端110的蜂窝引擎，并且支持对蜂窝通信网络的接入，或者其可以属于终端110的WLAN引擎，并且支持对WLAN等的接入。而且，无线收发器112在终端110内经由连续性连接检查组件113链接到基于载波相位的定位组件114。ADR测量组件121链接到连续性检查组件113和基于载波相位的定位组件114二者。基于载波相位的定位组件114另外在终端110内链接到ADR请求生成组件111。最后，终端110的用户接口(UI)115链接到ADR请求生成组件111并且链接到基于载波相位的定位组件114。

终端110的组件可以以例如集成电路芯片之类的硬件实现。然而，应该理解所描述的一部分组件或者全部组件的功能还可以以由处理器执行的程序代码模块来实现。

此外，应该理解，作为替代，组件111、113和114实现的功能还可以在GNSS接收器120中实现，或者以多种不同的方式分布到终端110的多个组件。

网元150可以例如是像蜂窝通信网络或WLAN的基站之类的固定站，或者可以是像SMLC之类的链接到此类基站的网络服务器。

网元150包括接口151。接口151支持与无线通信终端110的直接和间接通信。例如，如果网元150是无线通信网络的基站，则接口151可以是收发器，其使得无线通信终端110能够接入无线通信网络。如果网元150是网络服务器，则接口可以是到其他网元的接口，其将网元150连接到无线通信终端110可以访问的无线通信网络的基站。

接口151在网元150内链接到ADR请求评估组件152。在网元150内，而且伪周期性测量选择组件154一方面直接链接到消息组合组件156，并且另一方面经由连续性检查组件155链接到消息组合组件156，后者进一步链接到接口151。而且组件152被链接到测量选择组件154。

测量选择组件154另外被链接到GNSS接收器160的ADR测量组件161。ADR测量组件161能够对接收到的至少一个GNSS(例如GPS和伽利略)的卫星信号执行载波相位测量。该GNSS接收器160可以集成在网元150中，但是在本实施例中，假设其是使用例如有线链路的任意合适的链路连接到网元150的单独的位置测量单元(LMU)。

网元150的组件可以以例如集成电路芯片之类的硬件实现。然而，应该理解组件152到156中的部分或者全部还可以以由网元150的处理器执行的程序代码模块来实现。

还应该理解，作为替代，所描述的网元150的组件中的部分还可以属于GNSS接收器160，或者关联的功能可以以多种不同的方式分布到网元150的多个组件中。

GNSS接收器120和GNSS接收器160之间的，并且更具体地在它们各自的GNSS天线参考点之间的，距离和姿态，由图1中的粗虚线基线180表示。

GNSS接收器120、160都被配置成作为常规GNSS接收器进行操作。也即，它们被配置成接收、获取、跟踪和解码属于一个或多个GNSS(例如GPS和伽利略)的卫星传输的信号。此外，GNSS接收器120、160被配置成以已知的方式基于接收的卫星信号计算孤立的位置。应该理解，所需的计算还可以在GNSS接收器120、160外部的处理组件中实现。

然而，对于某个具体应用，GNSS接收器120的位置或者更精确地其天线的参考点的位置，可能必须以高精确度来确定。为此，使用增强的基于载波相位的定位，如图2的流程图所描述的那样。

无线通信终端110的ADR请求生成组件111通过经由收发器112向网络发送第一ADR辅助请求(ADRAR)来发起高精度定位(例如，基于经由用户接口115的相应的用户输入)(步骤210)。

在该示例性实施例中，每个ADRAR具有三个参数(t，间隔，信号)：从网络接收的先前测量的时间t，这些先前测量与接下来的测量之间的期望间隔，以及所请求的ADR测量的信号类型的指示。这样的信号的示例将是伽利略E5a。

在该第一ADRAR消息中，前两个参数被省略或者被设为‘NULL’：(NULL，NULL，信号)。

在网络中，ADRAR被提供给网元150。此处，该请求经由接口151接收，并且被提供给ADR请求评估组件152。

由于两个NULL参数，ADR请求评估组件152将该请求解释为ADRAR序列的第一请求(步骤250)。因此，其确定合适的测量时间t1，并且将该时间t1的指示与所指示的信号类型一起提供给测量选择组件154。

测量选择组件154连续地从ADR测量组件161接收对GNSS接收器160接收的所有信号的ADR测量以及另外的对每个测量的连续性指示。GNSS接收器160基于信号统计来确定这些连续性指示。测量选择组件154现在选择在时刻t1执行的对所指示类型的所有可用信号的测量，并且将所选择的测量和指示测量时间的时间戳t1提供给消息组合组件156。而且，将ADR测量组件161所提供的所选择的测量的连续性指示提供给连续性检查组件155。因为该请求是本会话的第一请求，因此对每个信号仅提供单个连续性指示，并且连续性检查组件155默认将每个信号的连续性指示设为指示连续的‘1’，而‘0’将指示不连续。连续性检查组件155接着也将连续性指示提供给消息组合组件156。

基于接收到的信息，消息组合组件156组合针对时间t1的ADR报告(步骤251)。ADR报告至少包括针对t1的时间戳、载波相位测量、对GNSS接收器160的GNSS天线的确切的已知位置的指示和连续性指示符。另外，该报告例如可以包括ADR测量组件161提供的码相位测量和ADR测量的极性信息，如果没有以其他方式规定的话。还可能例如指定载波相位极性总是正的，也即接收的数据比特没有反转。如果不是这种情况，则测量引擎(即ADR测量组件161)必须根据需要各个地反转极性。

组合的ADR报告经由接口151传输到终端110，在终端110中经由收发器112进行接收。

连续性检查组件113监视接收到的消息中的连续性指示，其指示第一ADR报告中的所有测量的连续性。连续性检查组件113因此使得基于载波相位的定位组件114使用双差分可观察量来开始相对定位计算，双差分可观察量是从在ADR报告中接收的GNSS信号的载波相位测量以及ADR测量组件121提供的针对相同时刻t1的载波相位测量来形成的(步骤211)。

如上面提到的，基于载波相位的定位计算具体地基于对双差分整周模糊度的求解。该问题的公式表示可以得到下面给出的示例性的测量方程：

${\mathrm{\φ}}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}={\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}+\mathrm{\λ}{N}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}+T_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}-{\left(\frac{\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ref}}}\right)}^2{I}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}},---\left(1\right)$

其中，φ_km ^pq是由 ${\mathrm{\φ}}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}=({\mathrm{\φ}}_k^p-{\mathrm{\φ}}_m^p)-({\mathrm{\φ}}_k^q-{\mathrm{\φ}}_m^q)$ 定义的双差分可观察量，

其中φ_k ^p，φ_m ^p，φ_k ^q，φ_m ^q是接收器k(GNSS接收器160)和m(GNSS接收器120)对源自卫星p和q的信号的载波相位测量。而且，ρ_km ^pq是由下式限定的几何范围：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{km}}^{\mathrm{pq}}=({\mathrm{\ρ}}_k^p-{\mathrm{\ρ}}_m^p)-({\mathrm{\ρ}}_k^q-{\mathrm{\ρ}}_m^q)$

$=\left(\right||\underset{\‾}{x^p}-\underset{\‾}{x_k}||-||\underset{\‾}{x^p}-(\underset{\‾}{x_k}+\underset{\‾}{b})|\left|\right)-\left(\right||\underset{\‾}{x^q}-\underset{\‾}{x_k}||-||\underset{\‾}{x^q}-(\underset{\‾}{x_k}+\underset{\‾}{b})|\left|\right)$

其中x ^p 和x ^q 分别是卫星p和q的位置。x _k 是参考接收器160的位置，而b是要确定的未知基线180。最后，λ，λ_ref，N_km ^pq，T_km ^pq，I_km ^pq和ε_km ^pq分别是波长、参考波长(通常是λ_L1)、未知的双差分模糊度(注意

)、对流层延迟、电离层超前和双差分测量噪声。

应该注意，为了清楚起见，已经从方程中省略了时间变量。还要注意，在短基线应用中T_km ^pq和I_km ^pq可以被省略。另一个可能是使用外部模型来补偿这些误差源，或者在多频带的情况下，观察量是可获得的，这些项可以被求解出。一般而言，必须注意所提出的方程可以以各种方式进行修改和扩充。

解方程(1)，得到固定的基线估计

和双差分整周模糊度

，其可以利用任何合适的方法来实现。一旦解出双差分整周模糊度，就可以容易地跟踪基线估计。

然而，基于载波相位的定位需要用作计算引擎的基于载波相位的定位组件114按某个时间的特定间隔从GNSS接收器120、160接收测量。所需的时间段可以是预先确定的，也可以不是预先确定的。如果不是预先确定的，则基于载波相位的定位组件114可以在接收新的ADR报告后，向ADR请求生成组件111指示是否需要进一步的常规测量。

ADR请求生成组件111收到例如由基于载波相位的定位组件114传送的关于接收到ADR报告和指示的时间戳t1的通知。于是，ADR请求生成组件111生成新的ADRAR。新的ADRAR包含以下参数：第一测量时间t1、期望的测量间隔以及期望的信号类型。新的ADRAR也被传输给网元150。(步骤212)

ADR请求评估组件152基于包括的参数检测最近接收的ADRAR不是第一ADRAR。基于这些参数，确定下一个需要测量的时刻‘t2＝t1+间隔’，并且将时刻t2的指示和所指示的信号类型提供给测量选择组件154。

测量选择组件154现在选择在时刻t2执行针对所指示的类型的信号的测量，并且将所选择的测量和指示测量时间的时间戳t2提供给消息组合组件156。另外，其将ADR测量组件161从t1到t2的时间间隔中提供的针对所指示类型的信号的所有连续性指示提供给连续性检查组件155。

仅在输入载波相位测量是连续的情况下，才能保证方程(1)的正确处理。因此，连续性检查组件155基于接收的连续性指示检查在从t1到t2的整个间隔期间针对所期望类型的信号的测量是否是连续的，并且生成针对每个信号并且因此针对每个选择的测量的相应连续性指示符。连续性检查组件155接着将所确定的连续性指示符提供给消息组合组件156。

消息组合组件156组合针对时间t2的ADR报告(步骤253)，其至少包括时间戳t2、载波相位测量、GNSS接收器160的GNSS天线的确切位置的指示以及连续性指示符。

在接收ADR报告的终端110处，连续性检查组件113检查接收到的ADR报告中的连续性指示符。另外，其检查在t1到t2的间隔中由ADR测量组件121提供的测量的连续性。

如果确定来自ADR测量组件121和161二者的测量都是连续的，则连续性检查组件113使得基于载波相位的定位组件114继续正在进行的使用双差分可观察量的相对位置计算，其根据在ADR报告中接收到的针对时刻t2的GNSS信号的新的载波相位测量，并且根据ADR测量组件121提供的针对相同时刻t2的新的载波相位测量来形成(步骤211)。否则，发起新的相对定位计算。在例如在上一次测量间隔期间十个测量中九个是连续的情况下，可以丢弃不连续测量，并且可以使用九个测量而不是先前使用的十个测量来执行新的计算。

该序列继续，直到终端110终止发送ADRAR。也即，终端110发送ADRAR，并且网元150返回相应的ADR报告。第一个ADRAR之后的每个ADRAR包含上一个测量时刻的时间戳。

一旦已经解出双差分整周模糊度，并且已经确定基线，则可以跟踪基线，并且基于已知的GNSS接收器160的精确的绝对位置来针对每个基线确定GNSS接收器120的绝对位置。于是，绝对位置可以接着用于经由用户接口115相应地呈现给用户。

所陈述的方法被称为伪周期性的，因为无线通信终端110必须触发测量。尽管在当前标准中，有可能不断地请求某些信息，但是当前的伪周期性请求与这些不同。在所陈述的伪周期性方法中，请求和返回的测量消息彼此之间及时地具有某种连接。这允许网元150监视作为回复ADRAR所传输的测量报告的连续性，并且产生被包括在测量报告中的连续性信息。

还应该注意，该序列还可以由网元150发起。在网络发起的情况下，可以首先是从网元150到无线通信终端110的位置请求，并且此后该序列可以如上面所述地那样继续。

尽管在所描述的实施例中，每个测量报告包括时间戳，但是在某些情况下，仅第一伪周期性ADRAR的响应包含时间戳可能就足够了。例如，如果先前的测量时间是NULL，则可能总是包括时间戳。在后续的报告中，如果测量正确地在所请求的间隔中进行，则时间戳可以省略。因为终端110直到上一个测量的时间和其请求的间隔，可以在终端110中重构当前测量的测量时间。

同样，可能实现下面的情况，如果所请求的信号测量正好是先前消息中的信号测量，则终端110不需要在ADRAR中指定信号。

此外，在所陈述的实施例中，网元150不需要记住上一个测量的时间，因为其在每个ADRAR中有指定。在该情况下，网元150仅需要保持跟踪ADR的不连续，使得其可以将那些不连续报告给终端110。然而，在网元150能够记住该会话的情况下，仅第一ADRAR可能包含信号信息和所请求的测量间隔。后续的ADRAR不需要指定任何东西，因为网元150记住了期望的间隔、上一个消息的时间以及所请求的信号类型。于是，ADR报告可以仅仅包含测量，并且在偏离所请求的间隔的情况下另外包含时间戳。

图3是根据本发明的第二实施例的***的示意框图，该***支持向无线通信终端周期性地传输载波相位测量。

同样，该***包括无线通信终端310和网元350。

同样，终端310可以例如是膝上型计算机。

无线通信终端310包括：处理器311，并且链接到该处理器311的存储器312、用户接口315以及收发器(TRX)316。处理器311进一步链接到单独的GNSS接收器320，例如使用蓝牙(Bluetooth^TM)链路来实现链接。因此，GNSS接收器320可以由用户单独地从终端310移开。

处理器311被配置成执行所实现的计算机程序代码。存储器312存储计算机程序代码，其可以由处理器311获得以便执行。所存储的计算机程序代码包括定位程序代码313，其包括：用于生成周期性ADR辅助请求的功能模块，用于执行连续性检查的功能模块，以及用于执行实际的基于载波相位的定位的模块。

应该理解，处理器311的功能还可以在终端310中用硬件实现，例如以集成电路芯片的形式来实现。

此外，还应该理解，处理器311实现的功能还可以例如由GNSS接收器320来实现。

网元350可以例如是蜂窝通信网络的基站。

网元350包括：处理器351，并且链接到该处理器351的存储器352和收发器356。该处理器进一步链接到具有GNSS接收器的外部LMU 360。

处理器351被配置成执行所实现的计算机程序代码。该存储器352存储计算机程序代码，其可以由处理器351获得以便执行。所存储的计算机程序代码包括MS辅助的基于载波的定位程序代码353，包括用于执行周期性ADR组合的功能模块，以及用于执行连续性指示的功能模块。

应该注意，处理器351的功能可以在网元350中以硬件实现，例如以集成电路芯片的形式来实现。

无线通信终端310的收发器316和网元350的收发器356被配置成实现设备310、350之间的无线通信，其使用蜂窝链路或者非蜂窝链路，像无线LAN连接、蓝牙(Bluetooth^TM)连接、UWB连接或者红外线连接。所使用的通信信道还可以是控制面信道或者安全用户面位置(SUPL)信道。

GNSS接收器320、360都被配置成作为常规GNSS接收器进行操作。也即，它们被配置成接收、获取、跟踪和解码属于一个或多个GNSS(例如GPS和伽利略)的卫星传输的信号。此外，它们被配置成以已知的方式基于接收的卫星信号计算孤立的位置。应该理解，所需的计算还可以在GNSS接收器320、360外部的处理组件中实现，例如分别在处理器311或者351中实现。

然而，对于具体应用，GNSS接收器320与参考站相比的相对位置可能必须以高精确度来确定。为此，使用增强的基于载波相位的定位，如图4的流程图所描述的那样。

使用计算机程序代码313，终端310的处理器311生成周期性ADR辅助请求PADRAR以发起基于MS的定位。PADRAR经由收发器316传输给网元350(步骤410)。该请求标识提供载波相位测量的测量时刻之间的间隔，期望的测量报告的数目n，以及期望测量的信号的类型(间隔，n，信号)。该数目n还可以是无限的。期望的信号可以例如是GPS L1或者伽利略E5a，但是还可以是其他类型的卫星信号。

此外，处理器311使得GNSS接收器320连续地提供载波相位测量，其包括对测量时刻的指示，以及对每个测量的信号的连续性指示。

同时，网元350的处理器351经由接口356接收PADRAR。其由此使用计算机程序代码353使得LMU 360连续地针对所选择的信号类型执行载波相位测量，并且将测量与对相应的测量时间的指示和相应的连续性指示一起提供(步骤450)。

处理器351选择时刻t1-tn的测量，并且基于针对相应的在前间隔提供的连续性指示来检查所选择的测量的连续性，以便保证信号测量在所选择的测量时刻之间是连续的。此外，处理器351周期性地组合ADR报告，其包括时间戳t1到tn、测量、参考位置以及连续性指示符，并且提供该报告以便经由接口356传输给无线通信终端310。(步骤451)

必须注意，尽管处理器351在ADR报告中包括的测量可以是LMU 360提供的针对LMU 360的位置的测量，但是处理器351还可以基于附加提供的导航数据将接收的测量转换成针对位于任何期望位置的虚拟参考站(VRS)的测量。如果无线通信终端310在PADRAR中另外提供使用标准GNSS定位计算所计算的粗略位置估计，则使用这种在类似位置的虚拟参考站适合于最小化要确定和跟踪的基线的长度。这提高了基于载波相位的定位的性能和可靠性。

处理器311经由收发器316接收周期性ADR报告。其选择来自GNSS接收器320的针对***测量时刻t1-tn的ADR测量，并且监视其连续性。只要包括在ADR报告中的连续性指示符指示连续的测量，并且来自GNSS接收器320的ADR测量也被确定是连续的，则处理器311使用接收的ADR测量以及来自GNSS接收器320的针对相同测量时刻的ADR测量，来确定和跟踪GNSS接收器320与所使用的参考站(例如，LMU 360)之间的当前基线(步骤411)。为此，可以再次使用上面的方程(1)。基于已知的参考站的位置，如果需要，还可以确定GNSS接收器320的精确的绝对位置。

用户接口315可以支持用户发起定位和/或支持处理器311将定位结果呈现给用户。

替代立即地执行定位计算，来自GNSS接收器320和LMU 360的针对相同的连续的时刻序列的测量还可以存储在存储器312的数据存储部分314供以后进行估算。

终端310或者网元350可以在任何时间终止该会话。

在描述的第二实施例中，已经再次假设每个ADR报告包含针对测量时间的时间戳。然而，时间戳不是在所有情况下都必须的。与第一实施例中类似，第一ADR报告响应PADRAR而传输，其应该包括时间戳。如果在PADRAR中刚好指定了测量间隔，则后续的ADR报告不需要包括时间戳。此外，在每个ADR报告应该包含时间戳的情况下，时间戳可以是实时的时间戳或者差量时间戳，指示当前测量与会话的第一测量的时间差。

所提出的两个实施例使得在无线通信终端中的GNSS接收器能够使用来自无线通信网络的辅助实现高精确度的相对定位。因为网络知道所选择的参考站的确切位置，无线通信终端还可以以高精确度进行绝对定位。

还应该注意，所提出的对时间戳或者消息序列的处理仅是示例性的，并且可以以各种合适的方式进行变化。此外，本发明不限于基于载波相位的定位。伪周期性的和周期性的消息还可被用于任何其他辅助数据。

由组件152-156或者由执行程序代码353的处理器351所示出的功能还可以看作用于生成互连消息序列的设备，该消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据，以及用于提供该消息以便传输给无线通信终端的设备。可选地，由程序代码353的功能模块所示出的功能可以被看作这样的设备。

此外，由组件111-114或者执行程序代码313的的处理器311所示出的功能还可以看作是用于接收互连消息序列的设备，该消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据，以及用于提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用的设备。可选地，由程序代码313的功能模块所示出的功能可以被看作这样的设备。

尽管已经示出和描述以及指出了本发明的如应用到优选实施例的那些基本的新颖性特征，但是应该理解在不偏离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以在所描述的方法和设备的形式和细节发明做出各种省略、替代和修改。例如，特别地，以基本相同的方式基本上执行相同功能以获得相同结果的那些单元和/或方法步骤的所有组合落在本发明的范围内。而且，还应该理解，作为一般的设计选择问题，结合本发明的任意公开形式或实施例示出和/或描述的结构和/或单元和/或方法步骤可以以任何其他公开的或期望的或建议的形式或实施方式进行合并。因此，本发明仅受所附权利要求书的范围指示的限制。此外，在设备加功能的权利要求中，其旨在覆盖此处描述的执行所记载的功能的结构，并且不仅包括其结构等同物，还包括等同结构。

Claims (15)

1.一种用于提供用于基于卫星信号的定位的辅助数据的方法，包括以下步骤：

生成互连消息的序列，所述消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据；以及

提供所述消息以便传输给无线通信终端；

其特征在于，所述方法进一步包括步骤：

检查将要包括在消息中的辅助数据与在前一个消息中的辅助数据之间是否具有连续性，并且在每个消息中包括至少一个相应的连续性指示符。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述消息被互连在于它们是周期性地生成的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述消息被互连在于通过接收到来自所述无线通信终端的相应的请求触发生成消息，所述无线通信终端在接收到生成的消息时，接着传输新的请求。

4.根据权利要求1-3的任意一项所述的方法，其中所述辅助数据包括针对参考站的卫星信号的载波相位测量，所述载波相位测量支持卫星信号接收器对所述参考站的相对定位。

5.一种用于提供用于基于卫星信号的定位的辅助数据的设备，包括：

用于生成互连消息的序列的装置，所述消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据；以及

用于提供所述消息以便传输给无线通信终端的装置；

其特征在于，所述设备进一步包括：

用于检查将要包括在消息中的辅助数据与在前一个消息中的辅助数据之间是否具有连续性，并且在每个消息中包括至少一个相应的连续性指示符的装置。

6.一种用于通信的设备，包括：

根据权利要求5所述的装置；以及

配置成支持与无线通信终端的通信的接口(151，356)。

7.一种用于基于卫星信号的定位的方法，包括以下步骤：

接收互连消息的序列，所述消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据；

提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用；

其特征在于，所接收的互连消息的序列包括至少一个连续性指示符，并且所述方法进一步包括接受这样的辅助数据为正确的辅助数据，其中针对所述辅助数据，连续性指示符指示其与在前一个消息中的辅助数据之间具有连续性。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述消息被互连在于它们是周期性地接收的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述消息被互连在于它们是在相应的请求时接收的，并且其中所述方法还包括在接收到所述消息的序列的相应消息时，生成相应的请求。

10.一种用于基于卫星信号的定位的设备，包括：

用于接收互连消息的序列的装置，所述消息包括用于基于卫星信号的定位的辅助数据；

用于提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用的装置；

其特征在于，所接收的互连消息的序列包括至少一个连续性指示符，并且所述设备进一步包括用于接受这样的辅助数据为正确的辅助数据的装置，其中针对所述辅助数据，连续性指示符指示其与在前一个消息中的辅助数据之间具有连续性。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述消息被互连在于在相应的请求后，接收到所述消息，并且其中所述设备进一步包括用于在接收到所述消息的序列的相应消息后，生成相应的请求的装置。

12.根据权利要求10所述的设备，进一步包括用于通过存储所提供的辅助数据供以后在定位计算中使用来提供接收到的消息中的辅助数据以便在定位计算中使用的装置。

13.根据权利要求10所述的设备，进一步包括用于基于所提供的辅助数据执行定位计算的装置。

14.根据权利要求10-13的任意一项所述的设备，其中所述辅助数据包括针对参考站的卫星信号的载波相位测量，其中所述设备进一步包括用于在确定卫星信号接收器对参考站的相对定位中使用所提供的辅助数据的装置。

15.一种用于通信的装置，包括

根据权利要求10所述的设备；以及

无线通信组件(112，316)，被配置成支持与其他装置的通信。

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