用于使用测量缝合进行位置确定的方法

专利名称：用于使用测量缝合进行位置确定的方法
技术领域：
本发明涉及定位系统，且更具体地说，涉及用于移动接收器的位置解决方案的计算。
背景技术：
全球定位系统(GPS)是经设计以在世界的几乎所有地方提供位置、速度和时间信 息的卫星导航系统或卫星定位系统。GPS由美国国防部开发且当前包括二十四个工作卫 星的星座。其它类型的卫星导航系统包括广域增强系统(WAAS)、由俄罗斯联邦部署的 全球导航卫星系统(GLONASS)和由欧洲联盟计划的伽利略(Galileo)系统。如本文所 使用，"卫星定位系统"(SPS)将被理解为指代GPS、伽利略、GLONASS、 NAVSTAR、 GNSS、使用来自这些系统的组合的卫星的系统、伪卫星系统或将来开发的任何SPS。
多种接收器已被设计用来对从卫星传输的信号进行解码以确定位置、速度或时间。 通常，为了解密信号且计算最终位置，接收器必须获取来自可见卫星的信号，测量并追 踪所接收信号，且从这些信号恢复导航数据。通过精确测量距三个不同卫星的距离，接 收器对其位置进行三角测量，即求解获得纬度、经度和海拔。具体地说，接收器通过测 量每一信号从各自卫星行进到接收器所需的时间来测量距离。此需要精确的时间信息。 为此原因，通常需要来自第四卫星的测量值以帮助解决共同时间测量误差，例如由接收 器内的定时电路的不精确性产生的误差。
在某些位置(例如，具有高层建筑物的城市环境)中，接收器可能仅能够获取来自 三个或三个以下卫星的信号。在这些情形下，接收器将不能解决位置解决方案的所有四 个变量纬度、经度、海拔和时间。如果接收器能够获取(例如)来自三个卫星的信号， 那么接收器可放弃海拔计算以解决纬度、经度和时间。或者，如果通过外部装置来获得 海拔，那么可从三个卫星信号来解决所有四个变量。如果少于三个信号可用，那么接收
器就不能计算出其位置。
为了解决此限制，许多接收器利用混合位置技术，其利用来自无线通信系统的基站 的信号。与卫星信号一样，混合接收器测量无线信号的时间延迟以测量距网络的基站的 距离。混合接收器利用来自基站的信号以及来自GPS卫星的任何所获取信号来解决位置 和时间变量。混合位置技术常允许接收器计算常规定位技术不能计算的多种位置中的位 置解决方案。举例来说，在码分多址(CDMA)移动无线系统中，此混合技术的此基站 测量部分被称作高级前向链路三角定位(AFLT)。
接收器所确定的位置解决方案的精确性受到系统内的时间精确度影响。在同步系统 (例如现有CDMA系统)中，由蜂窝式基站传送的定时信息与来自GPS卫星的定时信息 同步，从而允许在整个系统中可使用精确时间。在一些系统(例如全球移动通信系统 (GSM))中，定时信息未在基站与GPS卫星之间同步。在这些系统中，位置测量单元 (LMU)被添加到现有基础结构以提供用于无线网络的精确定时信息。
普通用于位置确定系统和算法中的另一技术是使用卡尔曼(Kalman)滤波器。众所 周知，卡尔曼滤波器(KF)是最佳的递归数据估计算法。其常常用以为移动实体(例如 飞机、人类、车辆等)的属性建模。举例来说，这些属性可包括速度和位置两者。系统 的当前状态和当前测量值用以估计系统的新状态。实际上，卡尔曼滤波器将所有可用测 量数据组合起来且加上关于系统、测量装置和误差统计的现有知识，以使误差在统计上 最小化的方式来产生所要变量的估计。
在过去，在移动电信装置内使用的卡尔曼滤波器通常需要来自伴随的位置系统接收 器的某些初始化参数。举例来说，当使用GPS接收器时，在卡尔曼滤波器被初始化之前 通常获得来自至少三个不同人造卫星的同时测量值。此意味着在一个测量历元中，来自 至少三个不同人造卫星的信号由移动通信装置接收并成功处理。此需求降低了移动装置 的性能，因为其需花费约数十秒来获取来自三个人造卫星的信号，尤其是在城市环境中。 如果必需的信号未被获取或未及时获取，那么移动装置的位置确定部分可能不能被初始 化且不可适当或有效地操作。
因此，用于移动单元的位置确定的卡尔曼滤波器的典型初始化需要可在时间1>化估 计更新位置状态信息之前首先获得在某时间to的完整初始状态。此限制暗示对于边界信 号环境中(例如，在卫星的视线上具有时变障碍物)的移动GPS接收器，其可能难以或 较耗时地从卡尔曼滤波器初始化所需的至少3个GPS卫星获取同时的(即，在同一历元 内)距离测量。非常需要改进移动GPS接收器在恶劣信号环境中的位置确定性能，在所
述恶劣信号环境中距离测量的同时性可能未及时发生。
因此，仍然需要改进移动通信装置的位置确定能力且以及时且有效的方式进行。

发明内容
本发明的一个方面涉及一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含使用近 似的位置来种下定位滤波器；使用在第一测量历元期间从基准站的第一子集获取的第一 测量值集合来更新所述定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个的不同基准站；使 用在第二测量历元期间从基准站的第二子集获取的第二测量值集合来更新所述定位滤波
器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
本发明的另一方面涉及一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含使用近 似的位置来种下定位滤波器；使用在第一测量历元期间从伪测距源的第一子集获取的第 一测量值集合来更新所述定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个的不同伪测距源； 使用在第二测量历元期间从伪测距源的第二子集获取的第二测量值集合来更新所述定位 滤波器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
本发明的另一方面涉及一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含存储来 自基准站集合的、使用本地时钟时间进行时间戳记的伪测距测量值的集合；稍后在本地 时钟时间与人造卫星系统时间之间建立关系；确定所存储的伪测距测量值集合的所述人 造卫星系统时间；以及使用所述存储的伪测距测量值集合以及所述测量值集合的所述人 造卫星系统时间来确定所述移动装置的位置。
本发明的另一方面涉及一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含存储来 自基准站之集合的伪测距测量值的集合；稍后确定基准站的星历信息；以及使用所存储 的伪测距测量值集合以及新确定的星历信息来确定所述移动通信装置的位置。
本发明的另一方面涉及一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包括以下步骤 使用近似的位置来种下定位滤波器；使用在第一测量历元期间从基准站的第一子集获取 的第一伪测距测量值来更新定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个的不同基准站； 使用在第二测量历元期间从基准站的第二子集获取的第二伪测距测量值来更新所述定位 滤波器；基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计；以及使用反 向传播来确定所述第一子集和所述第二子集的时间。
本发明的另一方面涉及一种移动通信装置，其包含第一接收器，其经配置以接收 与卫星定位系统有关的信号；第二接收器，其经配置以接收与通信网络有关的信号；处 理器，其与所述第一和第二接收器连通，所述处理器经配置以a)使用在第一测量历元
期间从所述卫星定位系统的基准站的第一子集获取的第一伪测距测量值来种下定位滤波 器，其中所述第一子集包括少于三个的不同基准站；b)使用在第二测量历元期间从所述 卫星定位系统的基准站的第二子集获取的第二伪测距测量值来更新所述定位滤波器；以 及c)基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
应了解，所属领域的技术人员将从以下详细描述容易明白其它实施例，在以下详细 描述中以说明的方式来展示并描述各种实施例。附图和详细描述应视为是说明性而非限 制性的。


图1说明与蜂窝式电话网络和基于卫星的定位系统通信的移动装置的一般概念图。
图2说明根据本发明的原理的移动通信装置的部分。
图3描绘从卫星位置系统的各种运载工具接收到的测量值的时间线。
图4描绘用于根据本发明的原理确定移动单元的位置的示范性方法的流程图。
图5概述利用多个地点上合计的蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟的性能改进。
图6展示改进的卡尔曼滤波器的缝合方法的其它详细描述。
图7展示会话具有16秒超时的假设实例。
图8说明仅获取2个卫星之后，在具有3个不同卫星测量值之前可获得改进的种子 位置的假设情形。
图9展示直到会话开始约20秒之后才获取GPS时间的假设状况。
具体实施例方式
以下结合附图陈述的详细描述希望作为本发明的各种实施例的描述而不是希望表示 仅可实践本发明的实施例。在本发明中描述的每一实施例仅提供作为本发明的实例或说 明，且不应一定解释为优选于或有利于其它实施例。详细描述包括用于提供本发明的全 面理解的特定细节。然而，所属领域的技术人员将了解，可在没有这些特定细节的情况 下实践本发明。在一些实例中，以框图形式展示众所周知的结构和装置以便避免模糊本 发明的概念。可仅为了方便和清晰起见而使用縮写和其它描述性术语，且并不希望限制 本发明的范围。另外，出于此揭示目的，术语"耦合"意指"连接到"，且此连接可为直 接的或在上下文适当的情况下可为间接的，例如通过介入或中间的装置或其它装置。
如图1中所描绘，移动单元104可采用多种移动接收器中的任一种的形式，所述移 动接收器能够接收来自基准站(例如人造卫星106)和/或来自基站108的导航信号(例 如，卫星导航信号110或无线通信信号112)以用于计算位置解决方案。实例包括移动电
话、手持式导航接收器、安装在运载工具(例如，飞机、汽车、卡车、坦克、船只)内 的接收器等等。基站108可根据许多无线通信协议中的任一者来与移动单元104通信。 一种普通的无线通信协议是码分多址(CDMA),其中多个通信在射频(RF)频谱上同时 进行。在CDMA环境中，可将所述技术看作用于增强型高级前向链路三角定位(AFLT) 的机制。其它实例包括全球移动通信系统(GSM)(其使用窄带时分多址(TDMA)来传 送数据)和通用分组无线服务(GPRS)。在一些实施例中，移动单元104可将GPS接收 器与无线通信装置两者集成到一起以用于语音或数据通信。因此，尽管可在本文献内描 述GPS系统的特定实例，但本发明的原理和技术可适用于任何卫星定位系统或陆地定位 系统(例如，无线网络)。
移动单元104利用技术以分别基于从卫星106和基站108接收的信号110、 112而计 算定位解决方案。移动单元104获取来自可见卫星106的信号110，且通过测量每一信号 从各自卫星行进到移动单元104所需的时间来测量距每一卫星的距离，从而确定伪测距 测量值。类似地，移动单元104也可接收来自无线通信系统107的基站108的信号112, 且基于每一无线信号从基站行进到移动单元所需的时间来测量距基站108的距离。移动 单元104通常基于测量值来解决位置和时间变量。
图2描绘根据本发明的原理的移动通信装置104的部分的框图，其涉及移动单元104 的位置确定。移动单元104可包括经配置以接收来自卫星导航系统或卫星定位系统的信 号的天线220以及经配置以接收来自陆地通信网络的信号的另一天线206。这些信号被 提供到处理器202，所述处理器202包括软件和硬件组件两者以提供相对于信号的信号 处理功能性。尤其注意的是，卡尔曼滤波器204经实施为移动单元104的部分以辅助移 动单元104的位置确定功能。
如所属领域中众所周知的，定位滤波器(例如，卡尔曼滤波器204)接收输入测量 值，且实施算法以基于输入测量值和系统的历史状态而估计所要的变量。存储器(尽管 未图示)常用以存储状态信息和用于卡尔曼滤波器的协方差矩阵值，所述协方差矩阵值 提供卡尔曼滤波器所提供的状态估计的误差或确定性的测量。
移动单元104可为(例如)蜂窝式电话或类似的移动通信装置。因此，存在作为移 动单元104在图2中未描绘的部分的额外功能区块和装置。这些额外区块和/或装置通常 涉及处理从天线206、 220接收的信号；提供用户接口，提供语音通信；提供数据通信 以及其它类似能力。这些功能区块和装置中的许多并未直接涉及位置确定，且因此并未 包括在内以便不会混淆本发明的原理。
如先前简要解释，通常由天线220从人造卫星接收信号。接着使用众所周知的算法 和技术将这些信号解码和处理为位置信息。在过去，在单个测量历元期间需要来自至少 三个人造卫星的信号以便使用加权最小平方(WLS)模型来产生位置坐标，其可用以初 始化卡尔曼滤波器204。 一旦卡尔曼滤波器被初始化，那么其可基于稍后发生的GPS测 量来继续产生位置估计。图3描绘在个别测量历元300期间接收GPS测量值302 (来自 1个、2个或3个卫星)且最早测量值中不包括来自三个不同人造卫星的同时信号的情形。 因此，即使不断地获取包括位置信息的信号，过去的卡尔曼滤波器直到在单个测量历元 (在时间306发生)期间从三个不同卫星获取GPS测量值才能够被初始化。
相反，本发明的实施例使用在不同测量历元期间获取的定位信息来初始化卡尔曼滤 波器。因此，来自多个、非同时的测量历元的三个不同测量值在时间304 (比时间306 早得多)处可用，且卡尔曼滤波器能够替代地在此较早点处提供良好质量的坐标。先前 解释依赖于以下假设仅需要三个卫星测量值信号来产生接收器的位置坐标。此假设建 立在替代源(例如通信网络等)中可用的海拔信息之上。或者，如果没有海拔信息可用， 那么相同原理适用于四个卫星而非三个。
甚至在三个卫星定位测量值可用之前，本发明的实施例可使用两个测量值来显著改 进初始位置。举例来说，使用来自两个卫星的测量可提供水平位置估计，其通常比初始 位置精确至少30% (常在100-500米内)。
图4描绘用于根据本发明的原理使用不同卫星测量值来提供位置信息的示范性方法 的流程图。在步骤402，移动单元通过获取通信网络或存储器中可用的任何位置辅助信 息来开始。举例来说，在存在辅助式GPS系统的情况下，50米内的海拔可以是可用的， 且数百米之内的位置可也是可用的。接着，在步骤404中，此信息用以种下(seed)卡 尔曼滤波器状态和协方差矩阵。卡尔曼滤波器经设计以提供位置和速度的预测以及校正 先前预测，以便提供当前位置和速度。因此，通信网络、装置存储器或其它源可提供种 下卡尔曼滤波器的初始位置和误差估计。
接着，在步骤406中，使用从任何人造卫星获取的任何位置信息来更新卡尔曼滤波 器状态和协方差矩阵。举例来说，如果已知移动单元在地球的相对小部分(例如，无线 网络小区扇区)内的位置，那么来自两个卫星的伪测距信息可用以识别移动单元位于其 上的相对短的直线段。作为卡尔曼滤波器的内在操作的部分，自动更新协方差矩阵以反 映预测值的新误差估计。因此，例如在步骤408中，卡尔曼滤波器提供移动单元的讳度 和经度的估计以及误差或不确定性的估计。移动单元的海拔也由卡尔曼滤波器提供。步
骤409提供测试以确定所估计的误差是否满足应用程序需求。如果是，那么进行到步骤 410且将所估计的纬度、经度和海拔提供给应用程序。如果否，返回到步骤406。所属领 域的技术人员将认识到，可执行各种数学变换和坐标变换以确保在状态和协方差矩阵中 加载和更新的信息采取适当格式。
图5概述使用多个地点上合计的蒙特卡罗模拟的性能改进。第68百分点处的水平误 差(HE)从WLS的333 m改进到KF缝合的124 m。第95百分点处的HE从WLS的942 m改进到KF缝合的838 m。
返回简要参看图3，来自随后历元的GPS测量可用以即使在来自其它卫星的数据不 可用时也改善估计(通过卡尔曼滤波器)。举例来说，因此，来自人造卫星"1"的两个 邻近测量值在即使来自另一人造卫星的信息全部不可用时也可由卡尔曼滤波器使用。最 后，当获取来自额外卫星的信息时，即使在相同测量历元期间未接收到此些测量值也可 相应地更新来自卡尔曼滤波器的估计。最终，在足够的更新之后，卡尔曼滤波器将能够 预测在应用程序可接受的不确定性水平内的位置和速度。
图6中展示改进的卡尔曼滤波器缝合方法的其它详细描述。顶部图说明移动接收器 的常规GPS测量时间线情形，其中卡尔曼滤波器直到至少3个同时GPS测量值可用才能 被初始化。需要使用3个卫星的WLS位置坐标来开始KF估计过程，其在此假设实例中 在会话开始之后接近30秒时发生。随后，KF继续更新位置坐标，即使在给定历元中少 于3个卫星测量值可用。相反，底部图展示本发明的GPS测量时间线情形，其中卡尔曼 滤波器可通过使用本发明的"缝合"能力使用3个非同时的GPS测量值来产生典型GPS 质量的位置解决方案。在此状况下，当至少3个卫星已成功被观测到时，KF估计过程在 会话开始之后约10秒时开始，虽然处于不同的历元。此外，在此成功初始化之后，KF 继续更新位置坐标，即使少于3个卫星测量值在给定历元中可用。
因此，上文所说明的改进的KF缝合方法提供用于大大减少在不利信号环境中到达 移动GPS接收器的第一坐标的时间的潜力。同样，如先前所论述，同样可达到改进的水 平定位精确性。
本发明的另一优势是在恶劣信号环境中产生的改进解决方案。举例来说，图7展示 与图6相同的假设实例，接着添加16秒的假设会话超时。基于WLS估计的常规位置坐 标将在超时坐标之前由于其接近30秒的延迟而不能到达有效的位置。另一方面，基于本 发明的KF缝合的初始位置坐标可在小于超时限制内到达有效坐标。因此，此方法可在 困难的信号环境中为移动GPS接收器产生成功位置坐标的较大概率。
本发明的另一方面是使用2-GPS位置线的种子位置不确定性的改进。图8说明在仅 获取2个卫星之后可在具有3个不同卫星测量值之前获得改进的种子位置的假设情形。 此特征是基于以下几何特性在3维定位中，具有两个有效伪测距测量值加上海拔得到 一维位置线解决方案。此解决方案与完整的位置坐标相比仅具有一个剩余自由度，其与 种子位置相比产生减小的线性不确定性和大体上减小的区域不确定性。
本发明的益处的另一实例在于如果精确的GPS时间在会话开始时不可用，那么可 使用反向传播在获取精确的(亚毫秒)GPS时间之后利用现有的、所存储的测量值。举 例来说，图9展示直到会话开始约20秒之后才获取GPS时间的假设状况。换句话说， 可获取和保存GPS测距测量值的第一集合，但由于缺少GPS时间信息而不能立即使用。 一旦解决了 GPS时间，就在本地时钟时间与GPS时间之间建立了关系，且接着可使先前 所保存的GPS测量值与正确的GPS时间相关联，且可使用反向传播处理来恢复先前存储 的数据以用于改进的位置确定。因此，反向传播允许GPS接收器即使未立即获取GPS时 间也可完全利用所有有效的GPS卫星测量值，从而产生改进的收益和精确性。
本发明的益处的另一实例在于如果精确的卫星星历数据在会话开始时不可用，那 么可使用反向传播在获取精确的星历数据之后利用现有的、所存储的测量。 一旦获得星 历数据，便已知卫星位置，且接着可使先前所保存的GPS测量值与正确的卫星星历数据 相关联，且可使用反向传播处理来恢复先前存储的数据以用于改进的位置确定。因此， 反向传播允许GPS接收器即使未立即获取卫星星历数据也可完全利用所有有效的GPS卫 星测量值，从而产生改进的收益和精确性。
实际上，在步骤410中将卡尔曼滤波器的位置信息提供给可在移动单元上执行的一 个或一个以上应用程序。举例来说，基于位置的服务(例如局部天气)可利用不确定性 接近一千米或一千米以上的位置估计。相反，"911"服务可颁布位置估计的确定性接近 50米或50米以下。因此，可将位置(和速度)估计两者与任何不确定性或误差估计一 起提供给应用程序。以此方式，每一应用程序可选择来自卡尔曼滤波器的位置估计是否 满足其需求。
可通过各种手段来实施本文所描述的用于无线广播不同类型的传输的技术。举例来 说，这些技术可实施在硬件、软件或其组合中。对于硬件实施方案，用以广播不同类型 的传输的基站处的处理单元可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号 处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵 列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、经设计以执行本文所述功能的其
它电子单元，或其组合内。用以接收不同类型的传输的无线装置处的处理单元也可实施 在一个或一个以上ASIC、 DSP等内。
对于软件实施方案，本文所描述的技术可与执行本文所述的功能的模块(例如，程 序、函数等) 一起实施。软件代码可存储在存储器单元中且由处理器来执行。存储器单 元可实施在处理器内部或处理器外部，在后一种状况下其可通过所属领域中已知的各种 装置以通信方式耦合到处理器。
提供先前描述以使所属领域的技术人员能够实践本文所述的各种实施例。所属领域 的技术人员将容易明白对这些实施例的各种修改，且本文所定义的一般原理可适用于其 它实施例。因此，并不希望权利要求书限于本文展示的实施例，而是赋予其与权利要求 书语言一致的完整范围，其中除非特定指出，否则以单数形式对元件的参考并不希望意 指"一个且仅一个"而是"一个或一个以上"。所属领域的技术人员已知或稍后将了解的 贯穿本发明所描述的各种实施例的元件的所有结构和功能等效物明确以引用的方式并入 本文中且希望由权利要求书涵盖。此外，本文所揭示的内容并不希望公布于众，无论此 类揭示内容是否在权利要求书中明确陈述。不应在35U.S.C §112、第六段的条款下解释 权利要求书的元素，除非使用短语"用于…的装置"来明确陈述所述要素或在方法项中 使用短语"用于…的步骤"来陈述所述要素。
权利要求
1. 一种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含使用近似的位置种下定位滤波器；以及使用在第一测量历元期间从基准站的第一子集获取的第一测量值集合来更新所述定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个不同的基准站；使用在第二测量历元期间从基准站的第二子集获取的第二测量值集合来更新所述定位滤波器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
2.根据权利要求l所述的方法，其中所述定位滤波器是卡尔曼滤波器。其中所述第二子集包括少于三个不同的基准站。 其中所述第一子集和所述第二子集包括少于三个不同
3.根据权利要求l所述的方法，
4.根据权利要求l所述的方法， 的基准站。
5.根据权利要求l所述的方法，站。
6.根据权利要求l所述的方法， 的基准站。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一子集和所述第二子集不共用共同的基准 其中所述第一子集和所述第二子集共用至少一个共同其进一步包含从蜂窝式通信网络接收所述移动通信装置的初始位置信息。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述蜂窝式通信网络包括CDMA网络。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中所述初始位置信息包括位置值和不确定性值。
10. 根据权利要求9所述的方法，其进一步包含使用所述位置值的至少一部分来填充所述卡尔曼滤波器的状态向量的一部分。
11. 根据权利要求9所述的方法，其进一步包含使用所述不确定性值的至少一部分来填充所述卡尔曼滤波器的协方差矩阵的一 部分。
12. 根据权利要求l所述的方法，其中所述第一测量值集合包括与全球定位系统有关的 伪测距测量值。
13. 根据权利要求l所述的方法，其中所述位置估计包括位置值和不确定性值。
14. 根据权利要求l所述的方法，其进一步包含 将所述位置估计转发到在所述移动通信装置上执行的应用程序。
15. 根据权利要求l所述的方法，其进一步包含使用来自多个基准站中的任一者的后续测量值继续更新所述定位滤波器。
16. —种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含使用近似的位置种下定位滤波器；使用在第一测量历元期间从伪测距源的第一子集获取的第一测量值集合来更新 所述定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个不同的伪测距源；使用在第二测量历元期间从伪测距源的第二子集获取的第二测量值集合来更新 所述定位滤波器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述伪测距源由陆地无线网络基站组成。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述伪测距源由陆地无线网络基站和基准站的 组合组成。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述伪测距源由卫星定位系统的卫星组成。
20. —种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含存储来自基准站集合的加有本地时钟时间时戳的伪测距测量值集合； 稍后在本地时钟时间与人造卫星系统时间之间建立关系； 确定所述存储的伪测距测量值集合的所述人造卫星系统时间；以及 使用所述存储的伪测距测量值集合以及所述测量值集合的所述人造卫星系统时 间来确定所述移动装置的所述位置。
21. —种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含存储来自基准站集合的伪测距测量值集合； 稍后确定所述基准站集合的星历信息；以及使用所述存储的伪测距测量值集合和新确定的星历信息来确定所述移动通信装 置的所述位置。
22. —种移动通信装置，其包含第一接收器，其经配置以接收与卫星定位系统有关的信号； 第二接收器，其经配置以接收与通信网络有关的信号；处理器，其与所述第一和第二接收器通信，所述处理器经配置以使用在第一测量历元期间从所述卫星定位系统的基准站的第一子集获取的第一 伪测距测量值来种下定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个不同的基准 站；使用在第二测量历元期间从所述卫星定位系统的基准站的第二子集获取的第二 伪测距测量值来更新所述定位滤波器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
23. 根据权利要求22所述的装置，其中所述定位滤波器是卡尔曼滤波器。
24. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第二子集包括少于三个不同的基准站。
25. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第一子集和所述第二子集包括少于三个不 同的基准站。
26. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第一子集和所述第二子集不共用共同的基 准站。
27. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第一子集和所述第二子集共用至少一个共 同的基准站。
28. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第一接收器进一步经配置以从所述通信网 络接收所述移动通信装置的初始位置信息。
29. 根据权利要求28所述的装置，其中所述通信网络包括CDMA网络。
30. 根据权利要求28所述的装置，其中所述初始位置信息包括位置值和不确定性值。
31. 根据权利要求30所述的装置，其中所述处理器进一步经配置以使用所述位置值和所述不确定性值中的至少一者来填充所述定位滤波器的协方 差矩阵的一部分。
32. 根据权利要求22所述的装置，其中所述第一伪测距测量值与全球定位系统有关。
33. 根据权利要求22所述的装置，其中所述位置估计包括位置值和不确定性值。
34. 根据权利要求22所述的装置，其进一步包含应用程序，其由所述处理器执行且经配置以接收所述位置估计。
35. 根据权利要求22所述的装置，其中所述处理器进一步经配置以使用来自多个基准站中的任一者的后续伪测距测量值继续更新所述定位滤波器。
36. —种用于估计移动通信装置的位置的方法，其包含使用近似的位置种下定位滤波器；以及更新在第一测量历元期间从基准站的第一子集获取的第一伪测距测量值，其中所 述第一子集包括少于三个不同的基准站； 使用在第二测量历元期间从基准站的第二子集获取的第二伪测距测量值来更新 所述定位滤波器；基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计；以及 使用反向传播来确定所述第一子集和所述第二子集的时间。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中所述定位滤波器是卡尔曼滤波器。
38. —种包含指令程序的计算机可读媒体，所述指令程序可由移动通信装置的一个或一 个以上处理器执行以执行用于估计移动通信装置的位置的方法，所述计算机可读媒 体包含用于使用近似的位置种下定位滤波器的程序指令；用于使用在第一测量历元期间从基准站的第一子集获取的第一伪测距测量值来 更新所述定位滤波器的程序指令，其中所述第一子集包括少于三个不同的基准站；用于使用在第二测量历元期间从基准站的第二子集获取的第二伪测距测量值来 更新所述定位滤波器的程序指令；以及用于基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计的程序指 令。
39. 根据权利要求38所述的计算机可读媒体，其进一步包含用于使用反向传播来确定 所述第一子集和所述第二子集的时间的程序指令。
40. —种移动通信装置，其包含第一接收器装置，其经配置以接收与卫星定位系统有关的信号； 第二接收器装置，其经配置以接收与通信网络有关的信号； 处理器装置，其与所述第一和第二接收器通信，所述处理器经配置以 使用近似的位置种下定位滤波器；使用在第一测量历元期间从所述卫星定位系统的基准站的第一子集获取的第一 伪测距测量值来更新所述定位滤波器，其中所述第一子集包括少于三个不同的基 准站；使用在第二测量历元期间从所述卫星定位系统的基准站的第二子集获取的第二 伪测距测量值来更新所述定位滤波器；以及基于所述更新的定位滤波器来确定所述移动通信装置的位置估计。
全文摘要
移动通信装置使用一种用于确定位置的方法，所述方法涉及例如卡尔曼滤波器的定位滤波器，所述定位滤波器是使用可在不同历元期间获取的来自基准站(例如人造卫星和/或基站)的测量值而初始化的。因此，所述定位滤波器可用于位置估计，而无需在相同测量历元期间首先获取至少三个不同的信号。
文档编号G01S1/00GK101395491SQ200780007495
公开日2009年3月25日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者多米尼克·杰勒德·法默, 怀亚特·托马斯·赖利, 约翰·R·布莱克默, 赖曼·韦·潘 申请人:高通股份有限公司