提供原始校正数据以及确定校正数据的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于提供原始校正数据的方法或装置，该原始校正数据用于校正对于卫星导航的大气干扰。本发明还涉及一种用于确定校正数据的方法或装置，该校正数据用于校正对于卫星导航的大气干扰。本发明的主题内容还包括一种计算机程序。

背景技术：

特别是对于高度自动化驾驶和其他应用而言，精确定位很重要。例如，为了校正卫星导航中的定位信号，会考虑在地球大气层中的偏差。

技术实现要素：

在此背景下，结合在此建议的方案提出了方法，进一步提出了使用这些方法之一的装置，以及最后提出了相应的计算机程序。

根据各种实施方式，特别是通过使用导航终端作为关于干扰的信息源能够获取用于差分导航系统的校正数据，该干扰可能由于在地球大气中(特别是在电离层和对流层中)的传播时间变化而产生。来自该信息源的信息例如可在服务器上或在所谓的数据云或云端中处理成校正数据。由此，例如通过呈处于非运动状态的移动卫星接收器形式的参考站可实现用于车辆等的差分定位。换言之，作为固定参考站的附加或替代，可通过导航终端确定用于卫星导航的校正数据，该导航终端可收集信息以便可以在服务器或云端中确定校正数据。这种校正数据特别是可应用于高度自动化驾驶领域或者可基于卫星导航或卫星辅助定位来确定车辆位置的传感器领域。例如，用于计算校正信号的数据的确定可用在例如具有加速度传感器、陀螺仪等的导航终端或卫星接收器中。

有利地，根据各种实施方式特别是可通过导航卫星(gnss，即全球导航卫星系统)进行特别精确的定位，以用于高度自动化驾驶和其他应用。例如，根据各种实施方式可校正例如由电离层和对流层中的信号传播时间变化引起的不准确性。为了提高定位精度，可在差分卫星导航系统中使用校正数据，以使得例如可实现精确到厘米的定位。为了确定校正数据，作为固定参考站的附加或替代，可使用处于静止状态的移动卫星接收器，其可基于已知的且不可改变的位置实现校正数据的获取。特别是可由此增加参考站的数量。例如，设置在车辆中的卫星接收器不仅可用于定位而且可在非运动状态下用作参考站。由此，车辆车队特别是可在没有参考站覆盖的情况下开拓新区域。例如，可实现不必或只需更少地运行在某个地点固定安装的参考站或更少地运行在某个地点固定安装的新参考站。通过用作参考站的许多卫星接收器可成本低廉地运行用于卫星导航的校正服务，其中可通过增加用作参考站的终端的数量和密度来提高精确度。例如可通过无线电传输将校正数据被提供给导航设备，导航设备可由此与所接收的卫星信号相结合确定更精确的位置。

本发明提出了一种用于提供原始校正数据的方法，该原始校正数据用于校正对于卫星导航的大气干扰，其中该方法包括以下步骤：

通过使用至少一个传感器信号来检查用于卫星导航的移动卫星接收器是否处于非运动状态，其中传感器信号表示与移动卫星接收器的运动状态相关的测量值；并且

在与大气干扰相关的信号特性方面，评估在至少一个卫星与处于非运动状态的移动卫星接收器之间传输的至少一个卫星信号，以产生原始校正数据，其中原始校正数据表示关于大气干扰的信息。

该方法可例如以软件或硬件或软件和硬件的混合形式例如在控制器或装置中实现。原始校正数据可用来确定用于在大气干扰方面对卫星信号进行校正的校正数据。移动卫星接收器可被配置为通过使用至少一个卫星信号为用户提供卫星导航定位，或者附加或替代地为用户的装备提供卫星导航定位。移动卫星接收器可实施为双频卫星接收器或多频卫星接收器。移动卫星接收器可设置在车辆中。在移动卫星接收器的非运动状态中，移动卫星接收器可设置为相对于对地固定参考点静止或不动。传感器信号例如可由运动传感器提供，从而测量值例如可以是加速度。

根据一个实施方式，该方法可包括确定移动卫星接收器的地理位置的步骤。在此，在评估步骤中可以考虑地理位置以产生原始校正数据，其表示关于与地理位置相关的大气干扰的信息。这种实施方式所提供的优点在于，可实现具有空间分辨率的对大气干扰的精确概览。

在此，在确定步骤中，地理位置可以通过以下方式来确定：通过使用至少一个卫星信号；通过使用至少另一传感器信号，其表示与移动卫星接收器的地理位置可相关联的另一测量值；通过使用位置信号，其表示静止设施的地理位置，该静止设施与具有移动卫星接收器的系统暂时耦连；并且附加或替代地，通过使用至少一个运动信号，其表示至少一个运动变量，借助于该运动变量基于移动卫星接收器的先前地理位置可获取移动卫星接收器的地理位置。该另一传感器信号可由雷达传感器、视频传感器等提供。“可相关联”可理解为该另一测量值可对应于地理位置，或者地理位置可由该另一测量值确定，例如通过使用分配表。当另一测量值表示图像时，例如可基于由该图像成像的、可与地理位置相对应的物体来确定地理位置。除了传感器信号之外，还可使用地图数据。静止设施可以是用于给电动车辆或混合动力车辆充电的充电站。运动信号可由加速度传感器等提供。这种实施方式所提供的优点在于，通过使用至少一个分别合适或可用的传感器信号，能够可靠且精确地确定地理位置。此外，移动卫星接收器处于非运动状态的时间越长，则定位精度也会提高。

此外，可重复执行检查步骤，并且附加或替代地重复执行评估步骤。在此，可根据供电状态并且附加或替代地根据移动卫星接收器的地理位置来设置重复频率。换言之，能够以可调节的重复频率来重复执行检查步骤，并且附加或替代地重复执行评估步骤。这种实施方式所提供的优点在于，可将作为参考站的移动卫星接收器的运行调整为使得可节省电能储备。附加或替代地，关于重复频率还可以考虑移动卫星接收器的地理位置是否指示城市环境、乡村环境等。在城市环境中可减少重复频率，因为在地理位置附近可能已知或猜测有其他移动卫星接收器。

根据一个实施方式，在评估步骤中通过使用至少一个卫星信号的信号特性可以产生原始校正数据，该信号特性涉及该至少一个卫星信号的信号传播时间，并且附加或替代地涉及该至少一个卫星信号的信号传播时间变化。在此，信号特性可表示至少一个信号值关于至少一个卫星信号的至少两个传输频率的比较结果。这种实施方式提供了能够可靠且精确地获取原始校正数据的优点。

本发明还提出了一种用于确定校正数据的方法，该校正数据用于校正对于卫星导航的大气干扰，其中该方法包括以下步骤：

从处于非运动状态的多个移动卫星接收器读取根据上述方法中的一个实施方式提供的原始校正数据；并且

通过使用原始校正数据获取校正数据。

结合前述用于提供的方法的实施方式，可以有利地执行用于确定的方法。在此，通过执行上述用于提供的方法的实施方式所提供的原始校正数据可被用在用于确定的方法中。校正数据可用于在偏差、干扰方面并且附加或替代地在大气的当前状态方面对卫星信号进行校正。

根据一个实施方式，在读取步骤中可以从多个移动卫星接收器读取原始校正数据，其中多个移动卫星接收器中的至少一个移动卫星接收器被布置在车辆中。可选地，多个移动卫星接收器中的至少一个移动卫星接收器可以是独立于车辆的移动卫星接收器。这种实施方式所提供的优点在于，可作为参考站运行的多个移动卫星接收器设备可用于数据采集，从而可实现参考站的密集网络，并且由此能够可靠且精确地确定校正数据。

在获取步骤中，校正数据可以通过以下方式来获取：通过使用多个参考状态信号；通过使用大气校正模型；并且附加或替代地通过使用模型算法。在此，参考状态信号可以表示从静止的参考卫星接收器所读取的信号。多个参考卫星接收器可设置在区域性的、跨区域的网格或网络中，并且可附加或替代地设置在全球性的网格或网络中。这种实施方式所提供的优点在于，可进一步提高关于大气干扰的校正精度，从而可进一步改善卫星导航。

此外，该方法可包括将校正数据输出到多个移动卫星接收器的步骤。在此，校正数据可用于校正在至少一个卫星与多个移动卫星接收器之间的至少一个卫星信号的传输。这种实施方式所提供的优点在于，不仅对于卫星导航的运行，而且对于作为参考站的运行，都可提高通过移动卫星接收器定位的精度。

此外，在此介绍的方案还提出了一种装置，其被构造用于在相应的设施中执行、控制或实施在此介绍的方法的变型方案的步骤。同样通过本发明的这种装置形式的实施变型方案也可快速有效地实现本发明的目的。

为此，该装置可包括：至少一个运算单元，用于处理信号或数据；至少一个存储单元，用于存储信号或数据；与传感器或执行器的至少一个接口，用于从传感器读取传感器信号，或用于向执行器输出数据信号或控制信号；和/或至少一个通信接口，用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据。运算单元例如可以是信号处理器、微控制器等，其中存储单元可以是闪存存储器、eeprom或磁性存储单元。通信接口可以被设计为无线地和/或有线地读取或输出数据，其中通信接口可读取或输出有线数据，这些数据可以例如以电气或光学方式从相应的数据传输线读取，或输出到相应的数据传输线中。

在此，“装置”可理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号的电气设备。该装置可具有基于硬件和/或软件构造的接口。在基于硬件的构造方式中，接口例如可以是所谓的asic系统的包含装置各种功能的一部分。然而也可行的是，接口是自身的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在基于软件的构造方式中，接口可以是例如与其他软件模块并存于微控制器上的软件模块。

在一个有利的设计方案中，该装置可实施为移动卫星接收器的一部分或与移动卫星接收器连接的设施，并且可选地附加作为校正服务的数据处理设备的一部分。在此，通过该装置进行至少一个移动卫星接收器的控制，以收集原始校正数据，并且附加或替代地通过使用校正数据进行卫星辅助导航。为此，该装置例如可访问卫星信号、传感器信号(例如雷达信号、视频信号、加速度信号等)、位置信号、运动信号等。通过诸如发送设备、收发器和天线的信号传输设施进行控制。

还有利的是具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，该程序代码可存储在如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读载体或存储介质上，并且特别是当程序产品或程序在计算机或装置上运行时，该程序代码用于执行、实施和/或控制根据上述实施方式之一的方法的步骤。

附图说明

在此介绍的方案的实施例在附图中示出并且在以下说明中得以详细解释。其中：

图1示出了根据一个实施例的用于卫星导航的系统的示意图；

图2示出了图1中的系统的部分示意图；

图3示出了根据一个实施例的用于提供的方法的流程图；并且

图4示出了根据一个实施例的用于确定的方法的流程图。

在以下对本发明的有利实施例的说明中，对于各个附图中所示的作用相似的元件使用相同或相似的附图标记，其中省略了对这些元件的重复说明。

具体实施方式

图1示出了根据一个实施例的用于卫星导航的系统100的示意图。根据图1所示的实施例，系统100具有多个卫星110，在此仅示例性地示出了五个卫星110，示例性地仅示出了两个移动卫星接收器120，其中每个都布置在各自的车辆105中，示例性地仅示出了两个提供装置130，其中每个都实施为卫星接收器120的一部分，并且系统100具有确定装置140，其布置得远离具有卫星接收器120和提供装置130的车辆105。此外，在卫星110一侧和具有卫星接收器120和提供装置130的车辆105一侧之间示意性地示出了地球的大气a，特别是电离层。在大气a中可能发生干扰。

每个移动卫星接收器120以及每个提供装置130可传输信号地与卫星110连接。在卫星110和移动卫星接收器120之间传输卫星信号115。设置有移动卫星接收器120与提供装置130的车辆105在图1的图示中处于驻车状态。由此，移动卫星接收器120处于非运动或静止状态。每个移动卫星接收器120以及每个提供装置130可传输信号地与确定装置140连接。

每个提供装置130被配置为通过使用卫星信号115提供原始校正数据135，用于校正对于卫星导航的大气干扰。原始校正数据135表示关于大气干扰的信息。确定装置140被设计成通过使用原始校正数据135来确定校正数据145，以用于校正对于卫星导航的大气干扰。校正数据145可用于校正在至少一个卫星110和多个移动卫星接收器120之间至少一个卫星信号115的受大气干扰影响的传输。

由此，在提供装置130和确定装置140之间传输表示原始校正数据135和校正数据145的信号。在此，将原始校正数据135由提供装置130传输到确定装置140。将校正数据145由确定装置140传输到提供装置130。

在下文中将参考图2尤其更详细地探讨提供装置130和确定装置140。

图2示出了图1中的系统的部分示意图。在此，由图1中的系统示出了提供装置中的一个提供装置130和确定装置140。

提供装置130具有检查设备231和评估设备232。检查设备231被设计成通过使用至少一个传感器信号225来检查用于卫星导航的移动卫星接收器是否处于非运动状态，即例如静止不动。在此，检查设备231和/或提供装置130被设计为接收或读取至少一个传感器信号225。传感器信号225表示与移动卫星接收器的运动状态相关的测量值，例如加速度、速度或位置变化。此外，检查设备231被设计为将检查结果直接或间接地发送给评估设备232。

评估设备232被配置成在移动卫星接收器处于非运动状态的期间，在与大气干扰相关的信号特性方面，评估在至少一个卫星和移动卫星接收器之间传输的至少一个卫星信号115，以产生原始校正数据135。提供装置130被配置为提供原始校正数据135，以输出到确定装置140。

根据在此示出的实施例，提供装置130还具有确定设备233。确定设备233被配置为确定移动卫星接收器的地理位置。在此，评估设备232被设计成考虑地理位置，以生成原始校正数据135，其表示关于与地理位置相关的大气干扰的信息。

确定装置140具有读取设备241和获取设备242。读取设备241被设计为读取由提供装置130提供的原始校正数据135。更确切而言，读取设备241被配置为从多个确定装置130读取原始校正数据135，这些确定装置布置在处于非运动状态的多个移动卫星接收器中。此外，读取设备241被设计为将所读取的原始校正数据135转发到获取设备242。获取设备242被设计为通过使用原始校正数据135获取校正数据145。

根据在此示出的实施例，确定装置140还具有输出设备243，以用于将校正数据145输出到多个移动卫星接收器。替代地，确定装置140可被配置为将校正数据145输出到多个移动卫星接收器。

图3示出了根据一个实施例的用于提供的方法300的流程图。用于提供的方法300可被实施以提供原始校正数据，其用于校正对于卫星导航的大气干扰。在此，可借助于上述附图之一中的提供装置或类似装置实施用于提供的方法300。

在方法300的检查步骤310中，通过使用至少一个传感器信号检查用于卫星导航的移动卫星接收器是否处于非运动状态。传感器信号表示与移动卫星接收器的运动状态相关的测量值。随后，在评估步骤320中，在与大气干扰相关的信号特性方面，评估在至少一个卫星与处于非运动状态的移动卫星接收器之间传输的至少一个卫星信号，以生成原始校正数据。原始校正数据表示关于大气干扰的信息。换言之，在评估步骤320中，仅评估在至少一个移动卫星接收器的非运动状态下在该移动卫星接收器与至少一个卫星之间传输的卫星信号。

根据图3所示的实施例，用于提供的方法300还包括确定步骤330。在确定步骤330中确定移动卫星接收器的地理位置。随后，在评估步骤320中考虑在确定步骤330中所确定的地理位置，以产生原始校正数据，其表示关于与地理位置相关的大气干扰的信息。根据一个实施例，特别地，在确定步骤330中通过使用至少一个卫星信号确定地理位置。附加或替代地，根据一个实施例，在确定步骤330中通过使用至少另一传感器信号确定地理位置。该另一传感器信号表示与移动卫星接收器的地理位置可相关联的另一测量值。例如，从所述另一测量值可获得关于地理位置的信息，或者可通过评估该另一测量值来确定地理位置。附加或替代地，根据一个实施例，在确定步骤330中通过使用位置信号确定地理位置，该位置信号表示与具有移动卫星接收器的系统暂时耦连的静止设施的地理位置。附加或替代地，根据一个实施例，在确定步骤330中通过使用至少一个运动信号确定地理位置，该运动信号表示至少一个运动变量，借助于该运动变量可基于移动卫星接收器的先前地理位置获取移动卫星接收器的地理位置。在下文中将特别是更详细地探讨在确定步骤330中确定地理位置的方式。

根据一个实施例，检查步骤310和/或评估步骤320被重复执行。在此，重复执行检查步骤和/或评估步骤的重复频率将根据以下情况设置，即移动卫星接收器的供电状态如何和/或在哪个地理位置布置有处于静止状态的移动卫星接收器。

根据另一实施例，在评估步骤320中，通过使用至少一个卫星信号的信号特性来生成原始校正数据，该信号特性涉及至少一个卫星信号的信号传播时间和/或信号传播时间变化。在此，信号特性表示至少一个信号值关于至少一个卫星信号的至少两个传输频率的比较结果。在此，至少一个移动卫星接收器可实施为双频卫星接收器等。

图4示出了根据一个实施例的用于确定的方法400的流程图。用于确定的方法400可被执行以确定校正数据，其用于校正对于卫星导航的大气干扰。用于确定的方法400可以结合图3中用于提供的方法或类似方法来执行。用于确定的方法400也可以借助于图1或图2中的确定装置或类似的确定装置来执行。

在用于确定的方法400中，在读取步骤410中从处于非运动状态的多个移动卫星接收器读取根据图3中用于提供的方法或类似方法所提供的原始校正数据。随后，在获取步骤420中通过使用在读取步骤410中所读取的原始校正数据获取校正数据。

根据图4所示的实施例，用于确定的方法400还包括输出步骤430，其将在获取步骤420中所获取的校正数据输出到多个移动卫星接收器。在此，校正数据可用于校正在至少一个卫星与多个移动卫星接收器之间的至少一个卫星信号的传输。

根据一个实施例，同样如在图1中以至少类似的方式所示，在读取步骤410中从多个移动卫星接收器读取原始校正数据，多个移动卫星接收器中的至少一个移动卫星接收器布置在车辆中。根据另一实施例，在获取步骤420中通过使用多个参考状态信号、大气校正模型和/或模型算法来获取校正数据。在此，参考状态信号表示从静止的参考卫星接收器读取的信号。

参考上述附图，在下文中将换用其他词语总结性地简要解释和/或介绍实施例以及实施例的优点。

每个移动卫星接收器120或导航终端120或每个所谓的定位传感器以卫星信号115的形式连续地接收导航卫星的导航数据。如果通过来自一个或多个传感器(例如加速度传感器、陀螺仪、磁场传感器)的传感器信号225识别出导航终端120的静止状态，则可切换到作为参考站的运行模式。只要确保导航终端120不移动，就会评估卫星信号115。

为了获得校正信号或校正数据145的信息，例如可使用以下所述方法和变型方案。

在一种方法中，只要导航终端120处于静止状态，就借助由其他定位方法获取的地理位置，例如通过使用相应的地图通过雷达传感器和视频传感器的定位，其与传统的固定参考站类似地使用导航终端120。该方法例如适用于高度自动化驾驶的车辆，其具有通过雷达、视频等的精确定位。只要例如处于驻车中，则导航终端120以及车辆105将被用作参考站。通过评估卫星信号115获得的例如关于电离层和对流层中传播时间变化的信息将被发送到确定装置140或服务器或者数据云或云端。通过借助于确定装置140比较彼此靠近的车辆或导航终端120的原始校正数据135，可进一步提高精度。校正数据145通过确定装置140生成并且之后又被提供给特别是正在运动的导航终端120。

在另一种方法中，导航终端120的地理位置是已知的。这例如是当车辆105位于电动车辆的充电站处时的情况。充电站、特别是公共充电站的地点是已知的。基于耗电的计费还已知哪个车辆105位于哪个充电站。对于有线式充电站可能存在一定的不准确性，然而通过紧邻的大量参考站可补偿不准确性。例如，在感应式充电站的情况下，定位的精度更高。利用车辆105的已知的地理位置，可以将车辆105用作类似于传统参考站的参考站。

在另一种方法中，导航终端120的地理位置最初是不准确已知的或未知的，然而通过诸如加速度传感器、磁场、陀螺仪等其他传感器可检查出导航终端120处于非运动状态。导航终端120或提供装置130例如连续地接收卫星信号115和卫星数据，并且确定导航终端120的假设位置，其特别是呈自上次运动以来所计算的平均位置的形式。通过使用假设位置，基于发生的传播时间变化又可确定具有校正数据145的校正信号。导航终端120处于非运动状态的时间越长，则假设位置越准确。通过处理来自紧邻的许多导航终端120的原始校正数据135可以在服务器侧进一步改善校正数据145。

根据一个实施例，将短期的传播时间变化传输到确定装置140。借助于确定装置140，通过分析短期的传播时间变化，并且通过本地相邻导航终端120的传播时间变化的比较，可以获取由电离层和对流层引起的传播时间变化，并且可以确定校正数据145。

一般而言，特别是关于上述方法和变型方案也适用的是，其可在导航终端120内或在整个系统中任意组合以提高精度。例如，移动电话根据后两种方法之一进行传输，并且车辆105根据前两种方法之一提供所获得的信息。通过添加可在更广泛的地理环境中确定电离层中传播时间变化的固定安装的参考站，可实现精度的进一步提高。

考虑到导航终端120和相关通信单元的能耗，为了节省电池供电使得例如车辆可始终可靠启动，可使用不同的策略。例如，当低于预定义的电池电压时，可关闭作为参考站的运动模式或关闭用于确定数据的功能。然而，如果车辆105与充电桩连接，则可进行至少一个作为参考站的运行模式。

为了实现某个区域的足够精确的校正信号，确定装置140还可以例如根据具有导航终端120的车辆105的地理位置来影响数据传输的频率。这可以使得在大都市区域中较低频地传输原始校正数据135，因为在此有更多可用的具有导航终端120的车辆。在农村地区可以实现原始校正数据135的更频繁的传输。

特别地，将来自各个导航终端120的原始校正数据135例如通过远程信息处理单元传输到确定装置140，并且在此获取用于所定义的地理区域的校正数据145。然后，又通过诸如移动无线网络或卫星的无线电传输将校正数据145传输到导航终端120。

如果实施例在第一特征和第二特征之间包括“和/或”连接词，则这可解读成，该实施例根据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方式仅具有第一特征或者仅具有第二特征。