CN102788987A - 一种a-gnss辅助定位*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种A-GNSS辅助定位***，包括，GNSS参考接收机，参考站服务器，数据处理中心，A-GNSS服务器和A-GNSS终端，所述A-GNSS终端包括APP模块，GNSS定位模块和控制模块，所述APP模块根据定位请求，接收和解析从A-GNSS服务器获得的导航数据，输出导航辅助信息。采用本发明的技术方案后，现有的GNSS便携式通讯设备可以不增加和修改硬件的基础上，通过安装第三方应用软件的方式，实现辅助定位功能。

Description

一种A-GNSS辅助定位***
技术领域
本发明涉及卫星导航信号处理技术领域，尤其涉及一种通过APP程序（第三方应用程序）接收和处理GNSS***辅助信息，以实现A-GNSS（Assisted-Global Navigation Satellite System，辅助全球导航卫星定位***，简称A-GNSS）的***。
背景技术
全球导航卫星***(Global Navigation Satellite System，GNSS)利用导航卫星进行定时、定位和测距，能在全世界范围内实现全天候、全方位连续为海上、陆地和空中的用户提供实时高精度的三维空间、速度和时间信息。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo***、中国的北斗导航***，以GPS***为例，该***主要由三部分组成，即空间部分、地面控制部分和用户装置部分。空间部分由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分由负责管理、协调整个地面控制***的工作的主控站、在主控站的控制下，向卫星注入寻电文的地面天线、作为数据自动收集中心的监测站和通讯辅助***组成。用户装置部分主要由GPS接收机和卫星天线组成。 
目前，当用户使用环境较为复杂时，从GNSS卫星导航***接收到的GNSS卫星信号较为微弱，接收机需要很长时间才有可能或者甚至根本不可能正确接收并解调卫星信号，如果外界能将接收机在信号捕获与定位计算过程中所需的接收机位置、时间、可见卫星序列、各颗可见卫星的时钟校正参数、星历、相对码相位延迟量、多普勒频移以及各种误差校正等数据信息提供给接收机，那么根据这些信息，接收机结合GNSS信息和以上的辅助信息定位，可缩短首次定位时间， 并且可利用辅助信号提高积分时间以提高接收机的灵敏度，这种定位方式即为辅助卫星导航***（Assisted-Global Navigation Satellite System，A-GNSS）。
现有的A-GNSS辅助定位***中，A-GNSS是在室外空旷地区建设卫星参数接收机，然后利用移动通信网络（GSM/GPRS、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA等）向定位终端接收机传送这些辅助卫星信息，由网络端或终端计算被定位终端的位置，以缩减GNSS芯片获取卫星信号的延迟时间，减少首次定位时间，同时信号较弱的受遮盖地区也能籍移动网络的弥补，通过导航比特信息以及长时间积分来提高灵敏度，减轻GNSS芯片对卫星的依赖度，结构如附图1所示。
100为A-GNSS辅助定位***组成框图，具体实现为：在移动通信网中部署一套定位平台101，定位平台通过GNSS参考接收机102接收GNSS卫星信号，并把输出信息传送给参考站服务器103，103将卫星信号转换成为有效的定位辅助数据存放在数据库104中，这些数据在各自的生命周期内会被更新，数据库104中的辅助数据信息通过互联网传送给A-GNSS服务器105，105可提供GNSS定位所需的辅助数据，与A-GNSS终端106之间交互完成A-GNSS辅助定位功能。其中，定位平台101中部署了多台GNSS接收机，通过集线器将各个GNSS接收机的信号汇集到GNSS信息管理平台后，便可向定位平台提供整个GNSS参考网覆盖范围内的所有GNSS卫星信号，一旦启动A-GNSS定位流程，终端首先会向定位平台报告其目前所在的小区的号码，即CELLID。定位平台根据CELLID可得到终端目前所在小区的基站经纬度，查询定位辅助数据的数据库得到该基站上空当前的卫星星历信息，然后将这些卫星星历信息通过高层信令传送给终端。此时终端就可以根据这些卫星星历信息来捕获卫星信号，进行伪距的测量，并计算出终端目前所在的位置，而不用像传统的GNSS定位那样对所有的卫星都进行遍历搜索才能确定哪几颗是当前可见卫星。这样有效缩短了搜星时间，也降低了对电池的消耗。若在室内或者建筑物密集区，由于定位终端上空被遮挡，终端即使能接收到辅助数据也无法进行正确的量测时，定位平台可以采用非GNSS定位技术（如CELLID、TA、EOTD等）对终端进行定位，虽然在精度上有所降低，但有效地提高了定位成功率。
目前，随着各GNSS卫星导航***的完善和建设，基于卫星的定位导航功能得到了各行各业的重视和应用，且随着智能手机平板等终端市场的不断发展和完善、智能手机平板等产品功能的不断升级和扩充，可以解决特殊环境下灵敏度问题和短TTFF时间的A-GNSS也已得到广泛的应用。A-GNSS接收机需要网络支持，现有的手机、PAD、笔记本电脑、PDA等都具备通信功能和定位功能，随着便携式设备的广泛使用，和对定位要求越来越高，对目前市场上手机、PDA等便携设备也提出了辅助定位的需求，以解决在城市峡谷、室内等卫星信号不好的区域也实现良好的定位效果。因此，如何在现有的硬件水平上，让通用的便携式设备都能够以较低的费用和简单的方式实现辅助定位功能，是目前移动平台定位领域的一个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种A-GNSS辅助定位***，能够在现有GNSS便携式通讯设备基础上实现辅助定位功能，且不需要额外的硬件开销。
本发明提供一种A-GNSS辅助定位***，包括，GNSS参考接收机，参考站服务器，数据处理中心，A-GNSS服务器和A-GNSS终端，所述A-GNSS终端包括APP模块，GNSS定位模块和控制模块，所述APP模块根据定位请求，接收和解析从A-GNSS服务器获得的导航数据，输出导航辅助信息。
更进一步，所述控制模块控制所述APP模块开启或停止工作。
更进一步，所述控制模块控制所述GNSS定位模块开启或关闭所述导航辅助信息的接收。
更进一步，所述APP模块通过标准的接口输出所述导航辅助信息。
更进一步，所述定位***的解算有所述A-GNSS服务器完成。
更进一步，所述定位***的解算有所述GNSS定位模块完成。
更进一步，所述GNSS定位模块为单模，双模或多模定位模块。
更进一步，所述GNSS定位模块为北斗-2***定位模块。
采用本发明的技术方案后，现有的GNSS便携式通讯设备可以不增加和修改硬件的基础上，通过安装第三方应用软件的方式，实现辅助定位功能。
 
附图说明
图1是现有A-GNSS辅助定位***构成图；
图2是本发明实施例A-GNSS辅助定位***构成图；
图3是本发明实施例MSB模式时APP模块工作流程图；
图4是本发明实施例MSB模式时GNSS定位模块工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
A-GNSS技术从请求发起的角度可分为：网络发起和终端发起两种。网络发起是由平台通过WAP PUSH方式或者SMS下发定位请求之后，终端与平台建立IP连接，完成定位流程；终端发起则是终端主动与平台建立IP连接，发起定位请求。从PVT计算方式可分为MSA和MSB两种：MSA（MS-Assisted）是由定位终端完成伪距测量后由定位平台计算PVT；MSB（MS-Based）是由定位终端完成测量和计算PVT，定位平台只提供辅助信息。
图2为利用A-GNSS进行辅助定位的***，所示200为A-GNSS辅助定位接收机***，可实现A-GNSS***MSA和MSB两种计算方式。其中201为A-GNSS服务器，可通过A-GNSS定位平台提供GNSS定位所需的辅助数据，203为APP应用程序块，完成A-GNSS辅助定位请求，接收和解析辅助导航数据等功能，然后通过标准接口输出解析的导航辅助信息，204是GNSS定位模块，可选择是否接收203APP应用程序块传送的数据信息，若选择不接收，则独立完成定位导航功能，若选择接收APP传送的数据信息，此时，如果是MSA模式，则204GNSS定位模块计算出伪距等测量值后传送给APP模块，由APP发送给A-GNSS服务器，由A-GNSS服务器完成PVT解算，再经由APP传送给GNSS定位模块完成定位导航；如果是MSB模式，则GNSS定位模块利用接收到的辅助信息完成定位导航功能，输出PVT结果信息，202为控制模块，可控制是否开通APP模块功能以节省流量，也可控制是否开通GNSS定位模块。
当202控制模块开通APP模块203时，203APP应用程序块完成与201A-GNSS服务器的通信，当202控制模块开通APP应用程序块时，203从201A-GNSS服务器获取导航辅助信息，解析后通过标注协议接口向202GNSS接收机直接输出定位所需的接收机位置、时间、可见卫星序列、各颗可见卫星的时钟校正参数、星历、相对码相位延迟量、多普勒频移以及各种误差校正等数据信息，若为MSA模式，APP模块还要接收GNSS定位模块计算的伪距等测量值发送给201A-GNSS服务器，由A-GNSS服务器完成终端的PVT解算，再将定位结果传送给APP经由APP传送给GNSS定位模块。MSB模式下的APP应用程序块的工作流程图如图3所示，具体过程为：
（1）   APP开始300时，301通过移动通信网络发送A-GNSS开启控制信号；
（2）   网络根据定位终端所在小区的位置，发送定位终端所在位置相应的卫星辅助信息，302通过无线通信网络或互联网等相关定位辅助全球定位***服务器与终端用户之间的标准协议接收A-GNSS服务器传输的辅助信息；
（3）   303按照标准协议定义的内容和格式对接收的辅助信息进行解析，得到相应的辅助导航信息；
（4）   当有A-GNSS定位需求时，304将步骤（3）中解析的辅助导航信息按标准接口传送给GNSS接收机，结束过程305。
基于MSB模式的GNSS定位模块工作流程，如图4所示，具体步骤为：
（1）   定位终端定位开始400时，先由控制单元401判断是否进行A-GNSS辅助定位；
（2）   若401控制单元判断进行A-GNSS辅助定位，则402打开A-GNSS辅助定位开关，接收APP传输的辅助信息，送给403进行卫星信号的捕获；若401控制单元判断不进行A-GNSS辅助定位，则405对卫星信号进行盲捕；
（3）   若步骤（2）中403在辅助信息下快速捕获到可见卫星信号，得到卫星的码相位和多普勒，则进入404跟踪卫星信号，结合APP传输的辅助信息得到完整导航电文；
（4）   若步骤（2）中405对卫星信号盲捕，得到可见卫星信号的卫星号、码相位和多普勒，则进入406跟踪卫星信号，并解调得到导航电文；
（5）   406和404得到导航电文后，均可送入407进行PVT解算，定位成功后此次定位结束408。
本发明实现了一种A-GNSS辅助定位***，在该***中，由独立的APP应用程序模块去实现各种不同卫星导航***辅助信息的接收和解析，输出GNSS导航接收机捕获和定位所需的信息，GNSS接收机只需要根据传输协议接收APP传输的辅助信息，快速捕获卫星导航信号并定位，缩短GNSS接收机的FTTF和提高接收机的灵敏度，由于独立的APP可以实现各种卫星导航***辅助信息的解析，普通GNSS接收机只需选择是否接收APP传输的辅助信息，独立完成定位导航或是通过接收APP传输的辅助信息实现A-GNSS接收机功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种A-GNSS辅助定位***，包括，GNSS参考接收机，参考站服务器，数据处理中心，A-GNSS服务器和A-GNSS终端，其特征在于，所述A-GNSS终端包括APP模块，GNSS定位模块和控制模块，所述APP模块根据定位请求，接收和解析从A-GNSS服务器获得的导航数据，输出导航辅助信息。
2.根据权利要求1所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述控制模块控制所述APP模块开启或停止工作。
3.根据权利要求1所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述控制模块控制所述GNSS定位模块开启或关闭所述导航辅助信息的接收。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述APP模块通过标准的接口输出所述导航辅助信息。
5.根据权利要求1所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述定位***的解算由所述A-GNSS服务器完成。
6.根据权利要求1所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述定位***的解算由所述GNSS定位模块完成。
7.根据权利要求6所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述GNSS定位模块为单模，双模或多模定位模块。
8.根据权利要求6所述的A-GNSS辅助定位***，其特征在于，所述GNSS定位模块为北斗-2***定位模块。
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