估计并预测邻近移动设备的结构的制作方法
【专利说明】估计并预测邻近移动设备的结构
[0001]置量
[0002]许多移动设备包括用于确定移动设备的位置的全球导航卫星系统(GNSS)技术。最常用的GNSS是全球定位系统(GPS)。目前的GPS技术在向空中的GPS卫星提供直接视线的相对不受遮挡的环境中工作良好。然而，在具有高耸建筑的城市环境中，移动设备可能由于部分卫星的可见性而无法导出其位置。替换地，即使移动设备确实确定了其位置，位置误差往往非常大。这些大的准确度误差往往出于各种目的而减小该位置的值。
[0003]概述
[0004]所描述的实现涉及移动设备位置，并且更具体地涉及确定移动设备的位置和/或邻近该移动设备的遮挡物的存在。一个示例可标识出预期在移动设备的视线中的全球导航卫星系统(GNSS)卫星。该示例可检测出接收到的GNSS数据信号和来自预期GNSS卫星的预期GNSS数据信号之间的差异。该示例还可确定引起检测到的差异中的至少一些的遮挡物相对于移动设备的方向。
[0005]另一示例可包括遮挡物检测模块，该模块被配置成相对于移动设备检测遮挡物。该示例还可包括预测模块，该预测模块被配置成至少部分地基于遮挡物的位置以及移动设备的行进方向来预测遮挡物对移动设备的将来影响。
[0006]以上列出的示例旨在提供快速参考以帮助读者，并且不旨在限定此处所描述的概念的范围。
【附图说明】
[0007]附图示出了本申请中传达的概念的实现。所示实现的特征可通过参考以下结合附图的描述来更容易地理解。只要可行，各附图中相同的附图标记用来指代相同的元素。此外，每一个如图标记的最左边的数字传达其中首次引入该附图标记的附图及相关联的讨论。
[0008]图1示出了根据一些实现的可对其采用本移动设备位置概念的示例场景或环境。
[0009]图2示出了根据一些实现的可实现本移动设备位置概念的示例系统。
[0010]图3-6示出了根据一些实现的可对其采用本移动设备位置概念的示例场景或环境。
[0011]图7-9是根据本发明概念的一些实现的移动设备位置方法的示例的流程图。
[0012]详细描沐
[0013]概览
[0014]本专利涉及移动设备以及准确地确定各移动设备相对于邻近这些移动设备的遮挡物的位置。本发明概念可将预期全球导航卫星系统(GNSS)数据信号与移动设备接收到的实际GNSS数据信号进行比较以标识出环境中邻近该移动设备的各特征。预期GNSS数据信号和接收到的GNSS数据信号之间的差异可被利用来标识邻近移动设备的(诸)遮挡物以及遮挡物相对于移动设备的位置。可出于各种目的来利用移动设备和遮挡物的位置。例如，移送设备和/或遮挡物的位置可被利用来增强移动设备的位置信息。在另一示例中，移动设备和遮挡物的位置可被利用来预测由移动设备接收的将来GNSS信号的质量。可基于该预测来控制移动设备。
[0015]出于解释的目的，考虑其中可采用本发明概念的环境100的介绍性图1。环境100包括多颗全球导航卫星系统(GNSS)卫星102、用户104和建筑物106形式的遮挡物。虽然由于绘图比例而不可见，但假设用户正携带着移动设备，并且该用户正沿着路径P行进。在沿着路径P的位置A处，移动设备可从所有开销GNSS卫星处接收GNSS信号。在这样的实例中，预期GNSS信号将往往匹配接收到的GNSS信号。
[0016]在沿着路径P的位置B处，移动设备由于建筑物106遮挡GNSS信号而不从一些GNSS卫星中接收GNSS信号。在此情况下，接收到的GNSS信号不匹配预期GNSS信号，因为来自一些开销GNSS卫星的GNSS信号被阻挡了。换言之，已知的卫星飞行信息可被用作预期GNSS信号的基础。预期GNSS信号和接收到的信号之间的增量可指示由遮挡物引起的信号丢失。尽管位置B处的信号丢失，GNSS信号是从足够的GNSS卫星中接收的以允许移动设备准确地确定其位置。位置B可被看作其中来自一些GNSS卫星的信号被阻挡的半影区域108中的点，但是信号是从足够的GNSS卫星中接收的以允许半影区域中的移动设备使用GNSS位置技术来准确地确定其位置。
[0017]沿着路径P的后续位置或位置C可在阴影区域110内。在阴影区域中，这么多的GNSS卫星被阻挡使得移动设备无法使用GNSS位置技术准确地确定其位置。在沿着路径P的位置D处，用户已从半影区域108和阴影区域110中出来，并且接收到的GNSS信号再一次匹配预期GNSS信号。
[0018]本实现可识别半影区域108和/或阴影区域110。识别这些区域可按各种方式被利用。例如，对半影区域108和/或阴影区域110的检测可允许确定移动设备和/或遮挡物的相对位置。在另一示例中，对半影区域108和/或阴影区域110的检测可被利用来按与以其他方式变成这样的情况相比更高效的方式来控制移动设备。这些方面将在以下更详细地描述。
[0019]示例性系统
[0020]图2示出了示例系统200，该系统200包括移动计算设备(移动设备)202、远程计算设备或计算机204、网络206、数据存储208和全球定位系统(GPS)卫星210。GPS具有广泛使用的GNSS的形式。由此，该文档的剩余部分中的大部分参考GPS技术，但同样适用于其他GNSS技术。
[0021]移动设备202包括应用层212、操作系统(Ο/S)层214和硬件层216。
[0022]在该配置中，应用层212包括位置知晓组件218。位置知晓组件可包括遮挡物检测模块220和预测模块222。
[0023]硬件层215可包括处理器224、存储226、天线228、时钟230、GPS硬件232、蜂窝小区硬件234、W1-Fi硬件236、陀螺仪238、加速计240和磁力计242。
[0024]GPS硬件232可用作确定移动设备202在地球上或之上的绝对位置的绝对位置机制。
[0025]蜂窝小区硬件234、W1-Fi硬件236、陀螺仪238、加速计240和磁力计242可用作提供相对于绝对位置的位置和/或移动数据的相对位置机制。例如，陀螺仪238、加速计240和磁力计242可感测移动设备相对于由GPS硬件232确定的绝对位置的移动。类似地，W1-Fi硬件可检测一个或多个无线接入点。可从数据存储208获得无线接入点的位置以估计移动设备自最后的绝对位置被获得起的移动。
[0026]总而言之，遮挡物检测模块220被配置成检测相对于移动设备的遮挡物。遮挡物检测模块220可利用GPS迹线来可靠地推断出移动设备位于街道(和/或建筑物)的哪一侦U。在一些情况下，遮挡物检测模块220可组合:(I)通过位置服务报告的新近位置迹线，
(2)每一卫星的信号采集或采集失败的时间，和/或(3)来自数据存储208的每一卫星的半影信息。一个基本原理是在街道各侧的建筑物可创建城市峡谷，该城市峡谷向在街道的不同侧上或在个体建筑物的不同侧上的移动设备展示不同的卫星集合。当然，其他人为的和/或自然的遮挡物(诸如，峡谷、隧道、体育馆、峭壁、山等)可被检测到。
[0027]遮挡物检测模块220还可在可用时利用W1-Fi接入点(AP)信息(或其他无线协议信息)。在这样的情况下，街道(或建筑物)的不同侧上的移动设备将可能看见安装在建筑物中的不同W1-Fi AP集合。如果W1-Fi AP的数据库可用，则该W1-Fi AP集合可按与可见卫星集合相似的方式被用来推断移动设备位于街道(或建筑物)的哪侧。
[0028]简言之，经由GPS技术来确定位置可涉及从GPS卫星发送的称为“GPS数据信号”或出于简要目的而称为“GPS信号”的两种类型的数据。这两种数据类型是时间相关数据或时戳和迹线数据。迹线数据包括星历数据和GPS卫星的迹线。星历数据由卫星广播，或可(例如，通过NASA)从因特网(诸如在数据存储208处)被获得。通过获知移动设备的粗略位置，遮挡物检测模块220可从蜂窝小区塔ID、W1-Fi签名和/或信号强度、或新近GPS位置中推断出在不存在遮挡物的情况下哪些卫星集合应当可见(例如，可用卫星)。遮挡物检测模块220还可检查GPS硬件232处的信号强度和CDMA相关峰值。遮挡物检测模块220还可推断哪些卫星实际上不可见。这些不可见的(例如，丢失或被遮挡的)卫星可指示遮挡物的存在及遮挡物的方向。例如，如果根据星历数据在北方天空中的所有卫星都不可见(例如，没有被接收到GPS信号或接收到低于阈值水平的GPS信号)，则遮挡物在移动设备的北方。
[0029]换言之，遮挡物检测模块220可基于三种类型的信息来推断移动设备202相对于遮挡物(诸如建筑物)的相对位置。第一，遮挡物检测模块可利用每一 GPS卫星在移动设备处的原始GPS信号质量。例如，当一颗或多颗可用卫星的信号强度落到低于阈值水平时可推断出遮挡物的存在。例如，如果强(例如，高于阈值)的信号从卫星集合中接收