JP2006504110A - 無線位置決定精度を改善するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイアレス端末に対する初期の所在地推定値の精度を改善するために測定値の(部分又は完全な、のいずれかの)セットを利用する方法及び装置。端末に対する初期の所在地推定値が、(例えば、セルID解又は拡張セルID解に基づいて)初めに取得される。測定値は、端末に対して取得される。初期の所在地推定値は、それから、測定値を用いて更新されて、端末に対する修正された所在地推定値を取得する。更新することは、下記によって実行されることができる、(1)初期の所在地推定値及び測定値に基づいて測定値ベクトルを決定すること、(2)測定値に対する観測行列を作成すること、(3)加重の行列を決定すること、(4)測定値ベクトル、観測行列、及び加重行列に基づいて補正ベクトルを導き出すこと、及び(5)補正ベクトルを用いて初期の所在地推定値を更新すること。
Description
方法及び装置は、ワイアレス端末に対する初期の所在地推定値の精度を改善するように所在地位置測定値を利用するためにここに説明される。これらの測定値は、測定値の部分セット又は測定値の“完全な”セットのどちらかであることができる。部分測定値セットは、事前に決められたサービスの質(すなわち、事前に決められた精度)で端末の個々の所在地位置決定値を生成するために利用できるが十分でない数の測定値を含む。しかしながら、これらの測定値を放棄する代わりに、通常行われているように、これらは、初期の所在地推定値よりも改善された精度を有する修正された所在地推定値を導き出すために使用される。他の1つの方法及び装置では、初期の所在地推定値は、測定値の完全なセットを使用して改善される。測定値の完全なセットは、そのセットから十分に高いサービスの質で所在地位置の解を導き出すことが可能な測定値のセットであるが、それでも方法及び装置によって改善されることができる。この方法及び装置は、測定値の完全なセット又は測定値の部分セットのいずれが使用されるかに拘らず、基本的に同じである。したがって、議論を容易にするために、開示された方法及び装置は、測定値の部分セットのみに関連して説明される。
Lati,Longi,及びAltiは、i番目の送信機の位置の座標を表し;そして
Tは、時間座標を表す。
Long=Longinit+Δe, 式(2)
Lat=Latinit+Δn,
Alt=Altinit+Δu,
T=Tinit+ΔT,及び
PRi=PRinit,i+ΔPRi, i={1,2,3,4}に対して、
ここで、Latinit,Longinit,Altinit,及びTinitは、それぞれLat,Long,Alt,及びTの初期値(アプリオリ(a priori)最適推定値)であり;
Δe,Δn,Δu,及びΔTは、それぞれ初期値Latinit,Longinit,Altinit,及びTinitへの補正を表し;
PRinit,iは、初期の所在地推定値からi番目の送信機までの擬似距離測定値(すなわち、“算出された”擬似距離)を表し;
PRiは、端末の所在地からi番目の送信機までの擬似距離測定値(すなわち、“測定された”擬似距離)を表し;そして
ΔPRiは、算出された擬似距離と測定された擬似距離との間の差(これは、“擬似距離残差”とも呼ばれる)を表す。
ΔPRi=PRi−PRinit,i 式(4)
基本方程式(1)へ式のセット(2)中の増加分の式を代入し、2次の誤差項を無視すると、次式が得られる:
ΔCBは、現在の基準時間推定値と“真の”基準時間との間の差を表す。
r=Hx 式(8)
ここで、rは、擬似距離残差に関する4個の要素を有するベクトル(すなわち、“測定”ベクトル)であり;
xは、ユーザ所在地及び時間補正に関する4個の要素を有するベクトル(すなわち、“補正”ベクトル)であり;そして
Hは、4×4“観測”行列である。
x=H −1 r 式(9)
式(9)は、補正ベクトルxに対する重み付けをしない解を与える。この式は、(例えば、セルID技術又はある種のその他の技術から取得された)初期の所在地推定値に関係した情報及びSPS衛星に対する距離情報に対して等しい加重を与える。2つの断片的な情報をうまく統合するために、初期の所在地推定値及び擬似距離測定値は、適切な重みを割り当てられる。
V22は、第2の人工衛星に対する擬似距離測定値PR2に関する誤差の分散であり;
Vhは、高度測定値に関する誤差の分散であり;及び
Vcbは、基準時間に関係した誤差の分散である。
PRi=Ri+CB+SVi+Tri+Ii+Mi+ηi 式(11)
ここで、Riは、端末の所在地からi番目の人工衛星までの真の又は実際の距離であり;
CBは、基準時間に起因する誤差を表し;
SViは、i番目の人工衛星に関係した全ての誤差を表し;
Triは、成層圏を通過するSPS信号に起因する誤差を表し;
Iiは、電離層を通過するSPS信号に起因する誤差を表し;
Miは、マルチパスを含む信号伝播環境に関係した誤差を表し;そして
ηiは、受信機測定ノイズ(又は、熱ノイズ)に関係した誤差を表す。
x=(H T WH)−1 H T Wr 式(12)
ここで、H Tは、Hの転置を表す。
Longrev=Longinit+Δe、及び 式(13)
Latrev=Latinit+Δn
初期の所在地推定値をSPSの測定値及び/又はその他の測定値と統合するプロセスは、図6から図9を参照して、下記にさらに詳細に説明される。
Vnは、北方向の初期の所在地推定値の誤差の分散であり;そして
Venは、初期の所在地推定値の東誤差と北誤差との間のクロス相関である。
VPPは、第2の基地局に対しての擬似距離測定値PR1に関する誤差の分散であり;
Ve,Ven,Vne,及びVnは、上記の式(17)におけるように設定され;及び
Vhは、上記の式(10)におけるように設定される。加重行列は、それから共分散行列の逆として計算されることができ、そして、所在地解は、式(12)におけるように計算されることができる。
Claims (38)
- 端末に対する初期の所在地推定値を取得すること;
1若しくはそれより多くの所在地決定システムから測定値のセットを取得すること;及び
端末に対する修正された所在地推定値を取得するために測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新すること、
を具備する、ワイアレス端末に対する所在地推定値を決定する方法。 - 測定値のセットは、測定値の部分セットである、請求項1の方法。
- 測定値のセットは、測定値の完全なセットである、請求項1の方法。
- 初期の所在地推定値は、セルID解に基づいて取得される、請求項1の方法。
- 初期の所在地推定値は、拡張セルID解に基づいて取得される、請求項1の方法。
- 更新することは:
初期の所在地推定値及び測定値のセットに基づいて測定値ベクトルを導き出すこと、
測定値のセットに対する観測行列を作成すること、
測定値ベクトル及び観測行列に基づいて補正ベクトルを導き出すこと、及び
補正ベクトルを用いて初期の所在地推定値を更新すること、
を含む、請求項1の方法。 - 測定値ベクトルを導き出すことは:
測定値のセット中の対応する測定値に基づいて各送信機への擬似距離を決定すること、
各送信機への初期の所在地推定値から擬似距離を算出すること、及び
各送信機に対する擬似距離残差を決定すること、そしてここで、測定値ベクトルは、その測定値が測定値のセット中にある送信機に対する擬似距離残差を含む、
を含む、請求項6の方法。 - 更新することは、最大尤推定技術を使用することを含む、請求項1の方法。
- 初期の所在地推定値及び測定値のセットに対する加重を決定することを具備する、そしてここで、更新することは加重を使用して実行される、請求項1の方法。
- 1若しくはそれより多くの距離は、修正された所在地推定値に対して制約される、請求項1の方法。
- 縦方向の距離は、修正された所在地推定値に対して制約される、請求項10の方法。
- 測定値のセットは、衛星所在地決定システム(SPS)から受信された信号に基づいて取得される、請求項1の方法。
- 測定値のセットは、ワイアレス通信システムから受信された信号に基づいて取得される、請求項1の方法。
- 測定値のセットは、衛星所在地決定システム(SPS)及びワイアレス通信システムの少なくとも1つから受信された信号に基づいて取得される、請求項1の方法。
- 測定値のセットは、少なくとも1の所在地の線(LOP)を含む、請求項1の方法。
- 端末に対する初期の所在地推定値を取得すること;
複数の送信機に対する測定値のセットを取得すること、ここで、各送信機は、人工衛星又は基地局のいずれかである;
測定値のセットに基づいて測定値ベクトルを導き出すこと;
測定値のセットに対する観測行列を作成すること;
測定値ベクトル及び観測行列に基づいて補正ベクトルを導き出すこと;及び
端末に対する修正された所在地推定値を取得するために補正ベクトルを用いて初期の所在地推定値を更新すること、
を具備する、ワイアレス端末に対する所在地推定値を決定する方法。 - 測定値のセットは、測定値の部分セットである、請求項16の方法。
- 測定値のセットは、測定値の完全なセットである、請求項16の方法。
- 測定値ベクトルは、初期の所在地推定値を含む、請求項16の方法。
- 観測行列は、初期の所在地推定値を含む、請求項16の方法。
- 初期の所在地推定値に対する加重を決定することを具備する、そしてここで、更新することは加重を使用して実行される、請求項16の方法。
- 測定値の部分セットに対する加重を決定することをさらに具備する、そしてここで、更新することは加重を使用して実行される、請求項17の方法。
- 初期の所在地推定値及び測定値の部分セットに対する加重を決定することをさらに具備する、そしてここで、更新することは加重を使用して実行される、請求項17の方法。
- 初期の所在地推定値は、セルID解又は拡張セルID解に基づいて取得される、請求項16の方法。
- 初期の所在地推定値は、観測行列に対する方程式を作成するために使用される、請求項16の方法。(14.5参照)
- 初期の所在地推定値の不確定性は、観測行列に対する加重を作成するために使用される、請求項25の方法。(14.6参照)
- 所在地推定値に対する状態ドメイン情報を取得すること;
端末に対する測定値ドメイン情報を取得すること、ここで、測定値ドメイン情報は端末に対する独立した所在地推定値を導き出すために不十分である;及び
端末に対する所在地推定値を取得するために状態ドメイン情報及び測定値ドメイン情報を統合すること、
を具備する、ワイアレス端末に対する所在地推定値を決定する方法。 - 端末に対する初期の所在地推定値を取得するためのコード;
1若しくはそれより多くの所在地決定システムから測定値のセットを取得するためのコード;
端末に対する修正された所在地推定値を取得するために測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新するためのコード;及び
コードを記憶するためのコンピュータ使用可能な媒体、
を具備する、ワイアレス端末に対する所在地推定値を決定するためのコンピュータ・プログラム製品。 - ワイアレス端末に対する初期の所在地推定値を取得するための手段;
1若しくはそれより多くの所在地決定システムから測定値のセットを取得するための手段;及び
端末に対する修正された所在地推定値を取得するために測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新するための手段、
を具備する、ディジタル・シグナル・プロセッサ。 - 更新するための手段は:
初期の所在地推定値及び測定値のセットに基づいて測定値ベクトルを導き出すための手段;
測定値のセットに対する観測行列を作成するための手段;
測定値ベクトル及び観測行列に基づいて補正ベクトルを導き出すための手段;及び
補正ベクトルを用いて初期の所在地推定値を更新するための手段、
を含む、請求項29のディジタル・シグナル・プロセッサ。 - 第1の所在地決定システムに対するデータを与えるために適切に受信し、そして受信された信号を処理するための第1の受信機;
第2の所在地決定システムに対するデータを与えるために適切に受信し、そして受信された信号を処理するための第2の受信機;及び
第1及び第2の受信機に接続され、
受信機ユニットに対する初期の所在地推定値を取得する、
第1又は第2の所在地決定システム、若しくは両方から測定値のセットを取得する、及び
受信機ユニットに対する修正された所在地推定値を取得するために測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新する、
を適切に行う処理ユニット、
を具備する、ワイアレス通信システムにおける受信機ユニット。 - 第1の受信機は、SPS衛星からの信号を適切に処理する、請求項31の受信機ユニット。
- 第2の受信機は、ワイアレス通信システム中の基地局からの信号を適切に処理する、請求項31の受信機ユニット。
- プロセッサは:
初期の所在地推定値及び測定値のセットに基づいて測定値ベクトルを導き出す;
測定値のセットに対する観測行列を作成する;
測定値ベクトル及び観測行列に基づいて補正ベクトルを導き出す;及び
補正ベクトルを用いて初期の所在地推定値を更新する、
をさらに適切に行う、請求項31の受信機ユニット。 - 端末に対する初期の所在地推定値を取得するための手段;
1若しくはそれより多くの所在地決定システムから測定値のセットを取得すための手段;及び
端末に対する修正された所在地推定値を取得するために測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新するための手段、
を具備する、ワイアレス通信システム中にあり、そしてワイアレス端末に対する所在地推定値を適切に決定する位置決めサーバ。 - システムの第1の構成要素中の端末に対する初期の所在地推定値を取得するための手段:
システムの第2の構成要素へ初期の所在地推定値を通信するための手段;
少なくとも1の所在地決定システムから測定値のセットを取得するための手段;及び
システムの第2の構成要素中の測定値のセットを用いて初期の所在地推定値を更新するための手段、
を具備する、2つの構成要素を具備する位置決定システム。 - 初期の所在地推定値は、ネットワークによって決定される、請求項36の方法。
- 初期の所在地推定値は、端末により測定値のセットを用いて更新される、請求項36の方法。
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