专利名称：用于为辅助位置服务提供位置确定信息的方法、系统和计算机程序产品的制作方法
背景技术：
本发明总的涉及通信领域，并且更具体地，涉及移动终端设备位置的确定。
无线通信系统(网络)通常被利用来为用户提供话音和数据通信。例如，模拟蜂窝无线电话系统，诸如被称为AMPS、ETACS、NMT-450、和NMT-900的那些系统，早已被成功地部署在全世界。诸如遵从北美标准IS-54和欧洲标准GSM的那些数字蜂窝无线电话系统自从20世纪90年代前期就已提供服务。最近，已引入各种各样的广义地标记为PCS(个人通信业务)的无线数字业务，包括遵从诸如IS-136和IS-95的标准的先进数字蜂窝系统、诸如DECT(数字增强的无绳电话)那样的较低功率的系统和诸如CDPD(蜂窝数字分组数据)那样的数据通信业务。这些和其它系统在由Gibson编辑并由CRC出版社出版(1996)的“The MobileCommunications Handbook(移动通信手册)”中描述。
希望移动电信网提供商能够确定移动终端(MT)--诸如，例如主动通信的蜂窝电话--的近似地理位置，并且这在某些地方是由法律规定的。
已经提出各种各样的MT定位技术。这些定位技术包括上行链路信号定位、下行链路信号定位、基于全球定位系统(GPS)的方法、组合通信信号与GPS信号的辅助GPS方法、和基于数字电视信号的方法。对于“上行链路信号”定位技术，移动电信网典型地被配置成根据与一个或多个上行链路信号有关的距离测量来确定MT所处的地方。这些上行链路信号被MT发送以及被具有已知位置的多个接收机-诸如，例如蜂窝电话基站(BS)-接收。对于“下行链路信号”定位技术，移动电信网典型地被配置成根据与MT对来自多个具有已知位置的发射机的下行链路信号接收有关的距离测量来确定MT所处的地方。
图1显示可以实施各种各样已知无线通信标准的任何一种标准的、包括上行链路和下行链路信号的常规地面移动(无线)电信网20。无线网可包括与由基站26和移动电话交换中心(MTSO)28提供服务的多个小区24进行通信的一个或多个无线移动站22。虽然图1上只显示3个小区24，但典型的蜂窝无线电话网可包括成百个小区以及可包括一个以上的MTSO 28并可为成千个无线移动站22提供服务。
小区24通常用作为网络20中的节点，从这些节点通过服务于小区24的基站26在无线移动站(终端)22与MTSO 28之间建立链路。每个小区24将已分配给它一个或多个专用控制信道和一个或多个业务信道。控制信道是可被使用于小区识别和寻呼信息的下行链路传输(网络到移动站)的专用信道。业务信道载送话音和数据信息。通过网络20，可以在两个无线移动站22之间或经由公共交换电话网(PSTN)34在无线移动站22与地面线路电话用户32之间实施双向(下行链路与上行链路)无线电通信链路30。基站26的功能通常是操控小区24与无线移动站22之间的无线电通信。在这种能力中，基站26主要起到数据和话音信号的中继站的作用。大家也都知道，在提供的移动电信网中基站是具有相关的覆盖区域的卫星而不是地面基站。
GPS定位方法通常使用与在移动电信网中使用的上行链路或下行链路信号无关的定位业务。在典型的GPS应用中，GPS接收机收集由具有已知位置的GPS卫星发射的信号以及从这些信号来分析距离测量。
如图2所示，GPS是使用卫星42与GPS控制计算机48来测量在地球上任何地方的位置的、基于空间的三角系统。GPS最早是由美国国防部作为导航系统开发的。这种导航系统与基于地面的系统相比优点在于，它的覆盖范围没有限制，它提供连续24小时的覆盖，它不论什么样的天气条件都可以是高精确度的。在工作时，绕地球轨道运转的24个卫星42的星座连续发射GPS无线电信号44。GPS接收机46--例如具有GPS处理器的手持无线电接收机--接收来自最接近的卫星的无线电信号并测量无线电信号从GPS卫星行进到GPS接收机天线所花费的时间。通过把行进时间乘以光速，GPS接收机可以计算对于每个可看见的卫星的距离。在卫星无线电信号中提供的天文历信息典型地描述卫星的轨道和速度，由此，通常使得GPS处理器能够通过三角测量过程而计算GPS接收机46的位置。把GPS接收机46包括在移动站22中，以便为移动站22提供位置定位功能是已知的。
GPS接收机的启动典型地需要从四个或更多的GPS卫星的导航数据信号获取一组导航参数。这种初始化GPS接收机的过程经常可能花费几分钟。GPS定位过程的持续时间直接取决于GPS接收机初始地具有多少信息。大多数GPS接收机用粗略描述向前多达一年的预期卫星位置的天文年历数据来编程。然而，如果GPS接收机不知道它自己的近似位置，则GPS接收机可能无法找到或无法足够快速地获取来自可见的卫星的信号，并且因此，不能快速计算它的位置。而且，应当指出，为了获取C/A码和启动时的导航数据，典型地需要比对于连续地监视已经获得的信号所需要的更高的信号强度。还应当指出，监视GPS信号的过程可能受到环境因素的很大的影响。因此，当接收机处在树丛下、在汽车中或在建筑物内时，在开放区域可以容易地获得的GPS信号典型地变为很难获得。
最近的政府命令，例如FCC阶段IIE-911业务的响应时间要求，使得精确地和以加速的方式确定移动手机的位置成为绝对必要的。因此，为了在移动终端内有效地实现GPS接收机而同时还满足对于快速和精确的定位的要求，希望能够快速地给移动站提供精确的辅助数据，例如，本地时间和位置估值、卫星天文历和时钟信息、以及可看见的卫星列表(它通常随移动站的位置而变化)。这样的辅助数据的使用可以许可与移动站合并在一起的或被连接到移动站的GPS接收机加速完成它的启动程序过程。所以，希望能够通过现有的无线网把必需的GPS辅助信息发送到与移动站合并在一起的或被连接到移动站的GPS接收机。
Taylor等人的编号为4,445,118的美国专利讨论了帮助或辅助GPS接收机的概念。所描述的方法使用单个发射机，诸如地球同步卫星，来为广泛的地理区域提供单个辅助消息。辅助消息数据包括可看见的GPS卫星的列表、各个卫星位置、和预测的卫星信号的多卜勒频移。这个消息的这种结构允许在用户接收机中完成位置计算功能(PCF)。
Krasner的编号为5,663,734的美国专利描述了另一种GPS接收机方法。该专利主要涉及接收机结构，但讨论了接收机性能可以如何通过辅助而被改进。该专利提到“天文历的数据表示”和预期的多卜勒频移作为辅助消息的可能内容。
Lau的编号为5,418,538美国专利描述了一种用于通过从在“参考站”中的相似接收机来广播“不同的”信息而辅助远端GPS/GLONASS接收机的系统和方法。在一个实施例中，参考站广播一个可看见的卫星列表以及相关的天文历。对于远端接收机的好处可以是三方面的减小的存储器要求、更低成本的频率基准、和更快速的获取。该讨论描述了能够估计和去除由于在获取第一卫星后的接收机时钟误差造成的多卜勒效应的好处。
Eshenbach的编号为5,663,735的美国专利描述了一种方法，由此GPS接收机从无线电信号得到精确的绝对时间基准。任选地，接收机也从无线电信号得到比起在接收机中所包含的便宜的晶体振荡器更精确的频率基准。GPS接收机执行位置计算，并且因此必须具有绝对时间以及用于GPS卫星的天文历和时钟校正。
用于基于GSM的网络的另一个辅助GPS标准在技术规范号3GPP TS04.31和3GPP TS 03.71中描述。这个标准是基于把参考GPS接收机放置在网络的不同的节点，从这些接收机获取天文历信息，然后把这个信息连同可看见的卫星列表一起经由在GSM下行链路载体上的消息提供到所有的基于手机的GPS接收机。这个方法的好处在于，它允许基于手机的GPS接收机是全功能的，即，它包含PCF以及也可以工作在连续导航模式。
对其而言辅助是有利的一个特别有挑战性的、但重要的组成要素是在GPS接收机处得到精确的GPS定时信息。常规上，GPS接收机从由GPS卫星广播的消息中解调需要的定时信息。然而，这样的信号的合理的无错误解调可能在低于某个信号阈值下是不可能的，这个信号阈值本身可能显著地高于对于跟踪已得到的信号和进行距离测量所需要的最小信号电平。因此，在希望GPS接收机工作处在低信号工作条件下(例如，由于环境衰减、天线损害或其它影响)的情形中，依靠解调从GPS卫星发射的信息来作为GPS定时信息的来源可能是不可能的。
如上所述，一个以前提出的方法是从蜂窝网供应辅助信息到组合的GPS与蜂窝接收机。用于通过网络辅助提供这样的GPS定时信息的三个不同的技术已在以前提出。第一，某些网络是由GPS同步的。例子是IS-95码分多址(CDMA)系统，结果，它具有在通信网的空中接口定时(即，扩频码)与GPS定时之间的隐含的定时关系。所以，一旦配备有GPS的移动终端(GPS-MT)与通信网空中接口同步，就预期也具有精确的GPS定时，它可被使用来提高设备中GPS接收机的灵敏度和首次定位时间(TTFF)。然而，这个方法仅仅对于具有这样的隐含的定时关系的、诸如IS-95CDMA那样的通信网才是有用的。
对于没有进行这样GPS同步的网络提出的一个方法是在通信网的每个小区发射机(基站)通过提供配备有GPS接收机以及蜂窝接收机的观察器单元而建立在GPS定时与通信网的空中接口定时之间的关系。这个定时关系信息然后可被报告到通信网的GPS辅助服务器，以及由此被包括在被发送到由通信网的各个基站提供服务的GPS-MT设备的辅助消息中。因此，一旦GPS-MT设备与通信网中它的服务小区的空中接口定时同步以及接收这个定时辅助，它就可精确地确定当前的GPS定时。引入这种第二方法的系统在标题为“Method and System for Aiding GPSReceivers Via a Cellular or PCS Network(用于经由蜂窝或PCS网辅助GPS接收机的方法和系统)”的编号为6,240,808的美国专利中被描述。
可被应用到在每个基站位置处没有GPS观察器单元(也称为位置测量单元(LMU))的不同步网络的第三种方法在标题为“Method andApparatus for Satellite Positioning System Based TimeMeasurement(用于基于卫星定位系统的时间测量的方法和设备)”的编号为5,812,087的美国专利中被描述。在这个方法中，从来自多个GPS卫星的导航信号的样本中得出定时信息。例如，GPS-MT设备可以对多个GPS卫星信号的测距码进行测量以及也采样加到这些码上的导航数据的某个持续时间。然后，这个数据可被返回到服务器，其中导航数据样本可以与参考信号的样本匹配，以估计进行其它测量的时间。
满足对于FCC阶段IIE-911业务的政府命令的、减小GPS定位业务的复杂性的另一个方案在MT中只提供简化的GPS接收机，而不是全功能自主GPS接收机。与通信网有关的辅助位置服务36(图1)然后被使用来计算MT的位置。这样的方法在TIA/EIA/IS-801-1技术规范(IS-801)中规定，它是在从SnapTrack Inc，Qualcomm公司可得到的GPSOne协议辅助的定位业务中实施的，正如在网址http//www.snaptrack.com描述的。
与GPSOne兼容的接收机(即，位于移动终端)通常执行所有的GPS卫星获取功能以及然后把测量结果发送到服务于移动终端的CDMA网络的集中的定位服务器。如由IS-801规定的、原始的测量结果包括代码相位、测量时间、和信号质量参数。通过在与GPSOne兼容的接收机中只生成中间的导航数据，而可将执行定位计算的某些负担转移到定位服务器。因此，与GPSOne兼容的接收机被构建成输出中间的原始测量，这与通常不输出这样的中间的原始测量的全功能自主GPS接收机不同。
虽然这样的减小能力的接收机对于满足E-911要求、提供在通信网中可接入的MT的定位位置信息是令人满意的，但GPSOne类型的接收机典型地在移动终端处不提供实际的位置信息。这样的位置信息通常需要在定位服务器处进行计算，然后被传送回MT。对于这样的提供定位信息的方法的往返行程延时通常不满足对于快速接入到重复定位的定位应用要求一种由被耦合到MT的自主全功能GPS接收机支持的能力。对这样的系统的一个方案应当提供满足E-911定位要求的、与IS-801兼容的接收机以及提供快速接入到重复定位的不同的自主GPS接收机。
发明概要本发明的实施例包括用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的系统。系统包括卫星定位系统接收机，该接收机根据从定位系统卫星发射的信号的测量而生成一组第一格式位置信息。与卫星定位系统接收机分隔开的系统的转换电路被配置成从卫星定位系统接收机接收一组第一格式位置信息，以及把这组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息。系统还包括发射机，发射机被配置成把位置确定信息通过无线通信网传送到辅助位置服务。卫星定位系统接收机可以是全功能自主全球定位系统(GPS)接收机以及辅助位置服务可以是与IS-801可兼容的服务。
在本发明的另外的实施例中，卫星定位系统接收机是全功能自主全球定位系统(GPS)接收机以及辅助位置服务是与TIA/EIA/IS-801-1可兼容的服务。该系统可被包括在移动终端内。
在本发明的其它实施例中，第一格式位置信息组包括对于至少一个定位系统卫星的欧几里德空间位置信息。转换电路被配置成把欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息。欧几里德空间位置信息可以是到至少一个定位系统卫星的伪距离，以及信号空间位置信息可以是以码片计的码相位。
在本发明的另外的实施例中，卫星定位接收机被配置成为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以卫星定位系统(SPS)时间计的测量时间。转换电路被配置成把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以提供位置确定信息。系统还可包括通过无线通信网接收无线通信网时间信息的接收机以及转换电路可被配置成根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。无线通信网可以是码分多址(CDMA)系统以及接收的无线通信网时间信息可以是自从参考时间以来加到通用时间时钟的跳过的秒数。转换电路可被配置成从GPS时间中减去跳过的秒数，以提供位置确定信息。
在本发明的其它实施例中，提供了用于把位置确定信息提供到与无线通信网有关的辅助位置服务的方法。基于从定位系统卫星发射的信号的测量的第一格式位置信息组是从全功能自主SPS接收机被接收的。第一格式位置信息组被转换成在全功能自主SPS接收机外部的、与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息。位置确定信息通过无线通信网被传送到辅助位置服务。
在本发明的另外的实施例中，第一格式位置信息组包括欧几里德空间位置信息以及欧几里德空间位置信息被转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息。欧几里德空间位置信息可以包括到至少一个定位系统卫星的伪距离，以及信号空间位置信息可以是以码片计的码相位。
在本发明的其它实施例中，伪距离是以米计，以及把伪距离转换成以码片计的码相位，包括把伪距离除以光速以提供商值。把该商值乘以一千，以提供具有整数部分和分数部分的乘积。该乘积的分数部分被乘以1023，以提供以码片计的码相位。以码片计的码相位可能具有整数部分和分数部分，以及传送位置确定信息可包括通过无线通信网传送码相位的整数部分作为第一参数和传送码相位的分数部分作为第二参数。
在本发明的另外的实施例中，方法还包括为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以SPS时间计的测量时间。以SPS时间计的测量时间被转换成无线通信网时间，以提供另外的位置确定信息。无线通信网时间信息可以通过无线通信网被接收以及转换测量时间信息可包括根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。无线通信网可以是码分多址(CDMA)系统以及转换测量时间可包括从GPS系统时间减去自从参考时间以来加到通用时间时钟的跳过的秒数。
在本发明的其它实施例中，提供了用于把位置确定信息提供到与无线通信网有关的辅助位置服务的方法。根据从定位系统卫星发射的信号的测量确定欧几里德空间位置信息。欧几里德空间位置信息被转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息。位置确定信息通过无线通信网被传送到辅助位置服务。
还提供了用于把位置确定信息提供到与无线通信网有关的辅助位置服务的计算机程序产品。
附图简述图1是显示常规的地面无线通信系统的示意性框图；图2是显示GPS系统的示意性框图；图3是显示包括按照本发明的某些实施例的、用于提供位置确定信息的系统的移动终端的示意性框图；图4是显示按照本发明的某些实施例的用于提供位置确定信息到辅助位置服务的操作的流程图；图5是显示按照本发明的另一些实施例的、用于提供位置确定信息到辅助位置服务的操作的流程图；以及图6是显示按照本发明的再一些实施例的用于提供位置确定信息到辅助位置服务的操作的流程图。
详细描述现在参照附图将在下文中更详细地描述本发明，图上显示本发明的说明性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式被实施，以及本发明不应被解释为限于这里阐述的实施例；而是提供这些实施例以使得本公开内容是更加透彻和全面的，以及向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
正如本领域技术人员将会理解的，本发明可被实施为方法、系统电路、移动终端或计算机程序产品。因此，本发明可以取整个硬件实施例、整个软件实施例、或组合软件和硬件方面的实施例的形式，所有实施例在这里总的被称为“电路”。
用于实现本发明的操作的计算机程序代码可以以诸如Java、Smalltalk或C++那样的面向对象的编程语言、诸如“C”编程语言那样的常规的程序过程的编程语言、或诸如汇编语言和/或微代码那样的较低级的代码被编写。程序代码可以整体地在单个处理器上和/或在多个处理器上作为独立的软件包或作为另一个软件包的一部分执行。
下面参照按照本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图和/或流图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每块以及流程图和/或框图的块的组合可以由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理设备的处理器，以产生一个机器，这样，经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或块和/或流图块或块中规定的功能的装置。
计算机程序指令也可以被装载到计算机或其它可编程数据处理器，以引起要在计算机或其它可编程处理器上执行的一系列操作步骤，以产生计算机实施的处理，以便于使得在计算机或其它可编程处理器上执行的指令提供用于实施在流程图和/或框图块或块中规定的功能或动作的步骤。
作为背景，对于如上所讨论的GPS定位技术，GPS卫星的位置随时间而变化。因此，GPS接收机通常需要知道在测距时GPS卫星的位置。在自主GPS接收机与至少四个(4)GPS卫星的每个卫星之间的距离测量通常通过以下步骤进行1)找到在由每个GPS卫星发射的信号内的1023码片长的C/A序列的开始点；2)找到比特边缘的开始时间；以及3)找到数据消息的开始时间。然后把从每个GPS卫星接收的信号的最终的“飞行时间”转换成从接收机到卫星的距离范围(即，欧几里德空间位置信息，通常以米计)。最终的四个(4)距离测量允许求解以x，y，和z坐标计的GPS接收机的位置和允许确定在GPS时间与GPS接收机的独立的时钟之间的未知时间差。因此，在GPS接收机内部(从接收信号)得到信号空间信息，以及处理该信息来提供距离信息和/或位置作为自主GPS接收机的输出。适于与某些辅助GPS型系统一起使用的数学求解的进一步讨论在编号为6,252,543的美国专利中提供。
现在参照图3上的移动终端100的示意性框例来进一步描述本发明的实施例。图3显示移动无线终端100、GPS信号175和无线通信网信号180。移动终端100可包括键盘/小键盘105、显示器110、扬声器115、话筒120、网络收发信机125、和与处理器140通信的存储器130。网络收发信机125典型地包括发射机电路150和接收机电路145，它们经由天线165分别发射外出的射频信号到无线通信网的基站26和从基站26接收进入的射频信号。虽然图3上显示单个天线165，但应当理解，根据要接收的信号的类型，可以利用多个天线和/或不同类型的天线。在移动终端100与基站26之间传输的射频信号可包括业务和控制信号(例如，用于进入的呼叫的寻呼信号/消息)，所述信号被使用来建立和保持与另一方或目的地的通信，以及可以提供上行链路和/或下行链路通信。然而，本发明不限于这样的双向通信系统。
移动终端100的上述的部件可被包括在许多常规的移动终端内，以及它们的功能通常对于本领域技术人员是熟知的。还应当理解，正如这里使用的，术语“移动终端”可包括带有或不带有多行显示器的蜂窝无线电话；可组合蜂窝无线电话与数据处理、传真和数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可包括无线电话、寻呼器、互联网/内部网接入、网络浏览器、组织器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收机的个人数字助理(PDA)；以及常规的笔记本电脑和/或掌上接收机或包括无线电话收发信机的其它设备。移动终端也可被称为“普及(pervasive)的计算”设备。
在图3的移动终端100中还显示转换电路155和全功能自主GPS接收机160。转换电路155--可以替换地被实施为在处理器140上执行的代码--被配置成从诸如GPS接收机160那样的SPS接收机接收采用第一格式的位置信息，诸如欧几里德空间位置信息，以及把该信息转换成不同的格式，诸如信号空间位置信息(例如，码相位)。GPS接收机160单独地或与处理器140合作地提供被配置来从GPS卫星42接收测距信号和生成如上所述的欧几里德空间位置信息以及把这个信息提供到转换电路155的处理电路。
还应当理解，如图3所示，网络收发信机125可包括发射机150，它允许网络收发信机125支持用于把由转换电路155生成的位置确定信息从移动终端100传送到基站26(图1)的信号处理，该基站26工作时与被配置成计算移动终端100的位置的、诸如GPSOne平台的辅助位置服务36相关联。辅助位置服务可以在基站26、MTSO 28、或在通过通信被耦合到移动电信网20的其它部件中被实施，以及不需要如图1所示的单独的服务器36。
在如图3所示的本发明的各种不同的实施例中，定时信息转换也被提供来支持辅助位置服务的要求，该辅助位置服务具有的格式与诸如GPS接收机160那样的自主GPS接收机的正常输出格式不同。在这样的实施例中，GPS接收机160被配置成为从至少一个定位系统卫星42接收的信号确定以SPS时间计的测量时间(即，对于图3示出的实施例的GPS时间)。更具体地，测量时间由GPS接收机给出，以便与GPS接收机160生成的特定的欧几里德空间位置信息相关联以及被提供到转换电路155。转换电路155在这样的实施例中还被配置成把以GPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以便提供由发射机150传送到与无线通信网20有关的辅助位置服务36(图1)的附加位置确定信息。在具体的实施例中，定时转换利用由接收机145从无线通信网20接收的无线通信网时间信息。
图4到6是按照本发明的实施例的、可由移动终端100实现的操作的流程图。现在将参照图4的流程图描述按照本发明的实施例的、与确定移动终端的位置有关的操作。如图4所示，操作在块405开始，在这里转换电路155根据从SPS卫星发射的信号的测量而接收一组第一格式位置信息，该组信息是由诸如图3所示的全功能自主GPS接收机160那样的SPS接收机提供的。正如这里使用的，“一组”是指对于一个或多个卫星的一种或多种类型的位置信息(诸如伪距离)。该组第一格式位置信息被转换电路155转换成与第一格式不同的第二格式，以便提供具有适用于与无线通信网20有关的辅助位置服务36的格式的位置确定信息(块410)。例如，在本发明的具体的实施例中，一组第一格式位置信息包括对于至少一个SPS卫星的欧几里德空间位置信息，以及欧几里德空间位置信息被转换成信号空间位置信息，以便具有对于传送到辅助位置服务的适当的形式。位置确定信息然后由发射机150通过无线通信网20被传送到辅助位置服务36(块415)。
现在将参照图5的流程图描述用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的操作的另外实施例。如图5所示，操作在块505开始，在这里转换电路155从GPS接收机160接收伪距离数据。伪距离信息典型地以米为单位被提供。到至少一个定位系统卫星以及优选地四个或多个定位系统卫星的伪距离信息将由转换电路155接收。以米为单位进行接收的或被转换成以米为单位以便由转换电路155处理的伪距离被除以光速，从而提供商值(块510)。该商值乘以1000，提供具有整数部分和分数部分的乘积(块515)。乘积的分数部分被乘以1023，提供以码片计的码相位(块520)。因此，在块520中的操作将导致对于至少一个和优选地四个或多个定位系统卫星的以码片计的码相位信息。
虽然块510到520的操作是通过使用对于以米计的伪距离数据选择的常数值描述的，但应当理解，等价的操作可被提供用于以其它尺度计的伪距离数据，包括英制系统测量或以不同的单位计的公制测量，具有对用于上述操作的常数的改变，但仍旧保持在本发明的各种不同实施例的字面和/或等价范围内。而且，虽然块510到520的操作是以用于特定实施例的特定术语描述的，但应当理解，更一般地，块510的操作把以欧几里德空间单位计的距离转换成以秒计的转移时间(商)。同样地，块515的操作把以秒计的转移时间转换成以毫秒计的转移时间。因此，在块510和515的组合操作把伪距离转换成转移时间的毫秒。在块520的操作根据1023码片/毫秒的C/A码的特性把几分之一毫秒转换成码相位(信号空间单位)。换句话说，块510和515的操作把伪距离转换成与SPS卫星信号的代码的周期有关的时间单位以及块520的操作把时间单位的分数部分转换成码相位。
以上在块505-520中描述的操作通常可以通过自主GPS接收机平台被支持，因为自主GPS接收机通常被配置成提供以下数据作为输出伪距离数据、用于导致伪距离数据的内部测量的GPS时间戳、以及对于每个获得的定位系统卫星的接收的信号质量信息。然而，原始的内部码相位测量通常只是对于在自主GPS接收机内的内部计算引擎是可用的而对于传送到与无线通信网20有关的辅助位置服务36是不可用的。因此，在块505-520描述的操作提供对于传送到诸如GPSOne兼容定位业务那样的远端辅助位置服务的内部码相位测量的重建。
由终端Pm在时间t测量的伪距离由以下的公式(1)定义。
Pm＝|xs(t)-xr(t)|-C(Δts(t)-Δtr(t))+大气延时+接收机hw码延时+多径延时+卫星hw码延时+ε (1)其中t＝测量时间|xs(t)-xr(t)|＝Pr＝在时间t从卫星到接收机的实际距离(米)xs(t)＝在时间t时的卫星位置(已知)xr(t)＝在时间t时的接收机位置(未知)Pm＝测量的伪距离C＝光速Δts(t)＝在时间t时的卫星时钟与实际GPS时间的差值(已知)
Δtr(t)＝在时间t时的接收机时钟与实际GPS时间的差值(未知)大气延时＝通过电离层与对流层的额外延时接收机hw码延时＝通过GPS接收机硬件的信号延时(未知)卫星hw码延时＝通过卫星发射机的信号延时(已知)多径延时＝由于GPS信号的多径传播造成的延时(未知)ε＝由于在卫星定位或时钟中噪声或建模误差造成的误差应当指出，测量的Pm是从由接收机在时间t观察到的码相位得到的。估计的伪距离是基于测量的码相位、卫星位置的知识和接收机位置与时钟偏移的近似知识。
应当指出，适合于在本发明的各种不同的实施例中使用的自主GPS接收机不需要补偿在公式(1)中表示的所有的误差源以及这样的信息的提供仅仅是为了进一步理解，而不是限制本发明的范围。例如，大气层延时的模型可被使用来减小这一项的不确定性。
测量的伪距离数据Pm通常是作为市面上可购买到的自主GPS接收机对于每个可见的卫星的输出(Pm，i)而可得到的，以及它通常以欧几里德空间坐标单位，更具体地以米为单位，被提供(即，在GPS接收机与各个卫星i之间的估计的物理空间距离)。对于在支持E-911要求时实施的许多辅助位置服务，这样的欧几里德空间伪距离信息是不能使用的，因为根据网络协议对于在辅助位置服务中进行的处理，是使用诸如卫星码相位以及码片和码片的多个部分的信号空间信息，而不是以米计的距离。例如，这样的信号空间格式化的数据是由TIA/EIA/IS-801-1技术规范规定的。因此，在上面描述的、块510-520的操作按照公式(2)在伪距离与码相位之间进行转换Cm，i＝1023*[Frac(1000*Pm，i/C)](2)其中Cm，i是对于第i个SPS卫星的、以测量的码相位形式的位置确定信息。
再次参照图5，码相位位置确定信息被传送到辅助位置服务，包括传送码相位的整数部分作为第一参数(块525)。对于图5所示的实施例，码相位的分数部分通过无线通信网被传送作为第二参数(块530)。例如，在遵从TIA/EIA/IS-801-1技术规范的实施例中，Cm，i的整数部分可被发送到实施辅助位置服务的服务器作为参数“SV_CODE_PH_WH”。Cm，i的分数部分可被发送到该服务器作为参数“SV_CODE_PH_FR”。
现在将参照图6的流程图进一步描述其中测量时间信息也被提供到辅助位置服务的各种不同的实施例。如图6所示，操作在块605通过根据由SPS卫星发射的信号的测量来确定欧几里德空间位置信息开始。例如，图3的GPS接收机160可以根据从卫星接收的信号而确定到特定的卫星的伪距离，该信息被提供到转换电路155。另外，对于从SPS卫星接收的信号确定以SPS时间计的测量时间(块610)。例如，图3的GPS接收机160可以把对于各个伪距离数据的、以GPS时间计的测量时间输出到转换电路155。
在图6所示的具体的实施例中，移动终端100还通过无线通信网20接收无线通信网时间信息(块615)。例如，在各种不同的CDMA系统中，CDMA系统时间等于GPS系统时间减去自从1980年1月6日00:00:00时以来加到通用时间时钟(UTC)的跳过的秒数，这是一个在这里被称为“LP_SEC”的参数。LP_SEC的数值通常被传送到在CDMA无线通信网的覆盖区域中的移动终端作为在CDMA控制信道(例如，SYNC信道)上的定时信息，以及因此它是在根据移动终端处的GPS系统时间计算CDMA系统时间时可用的。跳过的秒信息也可以从在GPS卫星信号(UTC数据)中提供的导航消息信息中得出，可使该信息对MT可用以便在计算时使用。
欧几里德空间位置信息被转换成信号空间位置信息，诸如以码片计的码相位(块620)。以GPS时间计的测量时间根据接收的无线通信网时间信息或替换地根据从GPS导航消息接收的信息，被转换成无线通信网时间(块625)。对于包括上述的定时转换的某些实施例，即使码相位Cm，i在特定的GPS系统时间被获取以及同样地被自主GPS接收机160输出时，也可生成如由诸如在TIA/EIA/IS-801-1技术规范中规定的、各种不同的辅助位置服务需要的、基于CDMA系统时间的测量时间。因此，对于这样的特定的实施例，在块625的测量时间转换操作可以如公式(3)所示地被表示CDMA码相位测量时间＝GPS码相位测量时间-LP_SEC(3)如块630所示，包括转换的测量时间与基于卫星信号的信息的位置确定信息通过无线通信网20被传送到辅助位置服务36。在遵从TIA/EIA/IS-801-1技术规范的要求的特定实施例中，被表示为CDMA码相位测量时间的、转换的测量时间可作为参数“TIME_REF”被传送。因此，按照本发明的各种不同的实施例，基于包括自主GPS接收机的(例如，被使用来支持诸如需要本地位置计算的车辆或个人导航环境那样的应用的自主GPS接收机)、具有快速位置获取能力的移动终端可以结合满足如由政府法规规定的E-911要求的各种不同的辅助位置服务一起被利用，而不需要改变与辅助位置服务有关的任何位置确定方面，或通过无线通信网而仍旧不需要包括被专门设计来支持辅助位置服务的要求的单独的GPS接收机电路。
图3到6的流程图、流图和框图显示按照本发明的实施例的、用于提供位置确定信息给与无线通信网有关的辅助位置服务的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方案的结构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个块可代表模块、分段、或代码部分，它包括用于实施规定的逻辑动作的一个或多个可执行的指令。应当指出，在某些替换实施方案中，在块中表示的动作可以以不同于图上表示的次序进行。例如，被接连显示的两个块事实上可以基本上同时被执行，或这些块有时可以以相反的次序被执行，这取决于所涉及的功能。
在附图和技术规范中，公开了本发明的典型的说明性实施例并且，虽然采用特定的术语，但它们只是在一般的和说明的意义上被使用，而不是为了限制，本发明的范围在以下的权利要求中进行阐述。
权利要求
1.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的方法，该方法包括从全功能自主卫星定位系统(SPS)接收机接收基于从定位系统卫星发射的信号的测量的一组第一格式位置信息；在所述全功能自主SPS接收机外部，把该组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供所述位置确定信息；以及把所述位置确定信息通过所述无线通信网传送到所述辅助位置服务。
2.权利要求1所述的方法，其中所述SPS接收机包括全球定位系统(GPS)接收机以及其中所述辅助位置服务包括TIA/EIA/IS-801-1可兼容的服务。
3.权利要求1所述的方法，其中该组第一格式位置信息包括对于至少一个定位系统卫星的欧几里德空间位置信息以及其中转换该组第一格式位置信息包括把所述欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供所述位置确定信息。
4.权利要求3所述的方法，其中所述欧几里德空间位置信息包括到至少一个所述定位系统卫星的伪距离，以及所述信号空间位置信息包括以码片计的码相位。
5.权利要求4所述的方法，其中所述SPS接收机包括接收具有相关码的全球定位系统(GPS)信号的GPS接收机，以及其中把所述伪距离转换成以码片计的码相位包括把所述伪距离转换成与码周期有关的时间单位，以提供码时间；以及把所述码时间的分数部分转换成以码片计的码相位。
6.权利要求5所述的方法，其中所述伪距离是以米计，以及其中把所述伪距离转换成时间单位包括把所述伪距离除以光速，以提供一个商；把该商乘以一千，以提供具有整数部分和分数部分的乘积；以及其中转换所述码时间的分数部分包括把该乘积的分数部分乘以1023，以提供以码片计的码相位。
7.权利要求5所述的方法，其中所述以码片计的码相位具有整数部分和分数部分，以及其中传送所述位置确定信息包括通过所述无线通信网传送所述码相位的整数部分作为第一参数和传送所述码相位的分数部分作为第二参数。
8.权利要求5所述的方法还包括为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以SPS时间计的测量时间；以及把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以提供所述位置确定信息。
9.权利要求8所述的方法还包括通过所述无线通信网接收无线通信网时间信息，以及其中转换测量时间信息包括根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
10.权利要求9所述的方法，其中所述无线通信网包括码分多址(CDMA)系统，以及其中把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间以提供所述位置确定信息包括从GPS系统时间中减去自从参考时间以来被加到通用时间时钟的跳过的秒数。
11.权利要求8所述的方法还包括从至少一个定位系统卫星接收通用时间时钟时间信息，以及其中转换测量时间信息包括根据接收的通用时间时钟时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
12.权利要求1所述的方法，其中接收一组第一格式位置信息包括为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以SPS时间计的测量时间，以及其中转换该组第一格式位置信息包括把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以提供位置确定信息。
13.权利要求12所述的方法，其中所述SPS包括全球定位系统(GPS)，以及其中所述方法还包括通过无线通信网接收无线通信网时间信息，以及其中转换测量时间信息包括根据接收的无线通信网时间信息把以GPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
14.权利要求13所述的方法，其中所述无线通信网包括码分多址(CDMA)系统，以及其中接收的无线通信网时间信息包括自从参考时间以来被加到通用时间时钟的跳过的秒数，以及其中把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间以提供位置确定信息包括从GPS时间中减去跳过的秒数。
15.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的方法，该方法包括根据从定位系统卫星发射的信号的测量来确定欧几里德空间位置信息；把所述欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供所述位置确定信息；以及通过所述无线通信网把所述位置确定信息传送到辅助位置服务。
16.权利要求15所述的方法，其中所述定位系统卫星包括全球定位系统(GPS)卫星以及其中所述辅助位置服务包括TIA/EIA/IS-801-1可兼容的服务。
17.权利要求15所述的方法，其中所述欧几里德空间位置信息包括到至少一个定位系统卫星的伪距离以及所述信号空间位置信息包括以码片计的码相位。
18.权利要求17所述的方法，其中所述SPS接收机包括接收具有相关码的GPS信号的全球定位系统(GPS)接收机，以及其中把伪距离转换成以码片计的码相位包括把伪距离转换成与码周期有关的时间单位，以提供码时间；以及把码时间的分数部分转换成以码片计的码相位。
19.权利要求18所述的方法，其中所述伪距离是以米计，以及其中把伪距离转换成时间单位包括把伪距离除以光速，以提供一个商；把该商乘以一千，以提供具有整数部分和分数部分的乘积；以及其中转换码时间的分数部分包括把乘积的分数部分乘以1023，以提供以码片计的码相位。
20.权利要求18所述的方法，其中所述以码片计的码相位具有整数部分和分数部分，以及其中传送所述位置确定信息包括通过无线通信网传送码相位的整数部分作为第一参数和传送码相位的分数部分作为第二参数。
21.权利要求18所述的方法还包括为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以卫星定位系统(SPS)时间计的测量时间；以及把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以提供位置确定信息。
22.权利要求21所述的方法还包括通过无线通信网接收无线通信网时间信息，以及其中转换测量时间信息包括根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
23.权利要求22所述的方法，其中所述无线通信网包括码分多址(CDMA)系统，以及其中把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间以提供位置确定信息包括从GPS系统时间中减去自从参考时间以来被加到通用时间时钟的跳过的秒数。
24.权利要求21所述的方法还包括从至少一个定位系统卫星接收通用时间时钟时间信息，以及其中转换测量时间信息包括根据接收的通用时间时钟时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
25.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的系统，该系统包括卫星定位系统(SPS)接收机，该接收机根据从定位系统卫星发射的信号的测量而生成一组第一格式位置信息；与所述SPS接收机分隔开的转换电路，被配置成从SPS接收机接收该组第一格式位置信息以及把该组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息；以及发射机，被配置成把所述位置确定信息通过所述无线通信网传送到辅助位置服务。
26.权利要求25所述的系统，其中所述SPS接收机包括全功能自主全球定位系统(GPS)接收机以及其中所述辅助位置服务包括TIA/EIA/IS-801-1可兼容的服务。
27.权利要求25所述的系统，其中该组第一格式位置信息包括对于至少一个定位系统卫星的欧几里德空间位置信息以及其中所述转换电路被配置成把欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息。
28.权利要求27所述的系统，其中所述欧几里德空间位置信息包括到至少一个定位系统卫星的伪距离，以及所述信号空间位置信息包括以码片计的码相位。
29.包括权利要求28所述的系统的移动终端。
30.权利要求28所述的系统，其中所述卫星定位接收机被配置成为从至少一个定位系统卫星接收的信号确定以SPS时间计的测量时间，以及其中所述转换电路被配置成把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间，以提供位置确定信息。
31.权利要求30所述的系统还包括通过无线通信网接收无线通信网时间信息的接收机，以及其中所述转换电路被配置成根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
32.包括权利要求31所述的系统的移动终端。
33.权利要求25所述的系统还包括通过无线通信网接收无线通信网时间信息的无线通信网接收机，以及其中所述转换电路被配置成根据接收的无线通信网时间信息把以SPS时间计的测量时间转换成无线通信网时间。
34.权利要求33所述的系统，其中所述SPS接收机包括全球定位系统(GPS)接收机以及其中所述无线通信网包括码分多址(CDMA)系统，以及其中接收的无线通信网时间信息包括自从参考时间以来被加到通用时间时钟的跳过的秒数，以及其中所述转换电路被配置成从GPS时间中减去跳过的秒数，以提供位置确定信息。
35.包括权利要求25所述的系统的移动终端。
36.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的系统，该系统包括用于从全功能自主卫星定位系统(SPS)接收机接收基于从定位系统卫星发射的信号的测量的一组第一格式位置信息的装置；用于在全功能自主SPS接收机外部，把该组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息的装置；以及用于把所述位置确定信息通过无线通信网传送到辅助位置服务的装置。
37.包括权利要求36所述的系统的移动终端。
38.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的系统，该系统包括用于根据从定位系统卫星发射的信号的测量来确定欧几里德空间位置信息的装置；用于把所述欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息的装置；以及用于通过无线通信网把位置确定信息传送到辅助位置服务的装置。
39.包括权利要求38所述的系统的移动终端。
40.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读的贮存媒体，所述媒体中包含有计算机可读的程序代码，所述计算机可读的程序代码包括从全功能自主卫星定位系统(SPS)接收机接收基于从定位系统卫星发射的信号的测量的一组第一格式位置信息的计算机可读的程序代码；在全功能自主SPS接收机外部，把该组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息的计算机可读的程序代码；以及把所述位置确定信息通过无线通信网传送到辅助位置服务的计算机可读的程序代码。
41.一种用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读的贮存媒体，所述媒体中包含有计算机可读的程序代码，所述计算机可读的程序代码包括根据从定位系统卫星发射的信号的测量来确定欧几里德空间位置信息的计算机可读的程序代码；把所述欧几里德空间位置信息转换成信号空间位置信息，以提供位置确定信息的计算机可读的程序代码；以及通过所述无线通信网把所述位置确定信息传送到辅助位置服务的计算机可读的程序代码。
全文摘要
用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的系统包括卫星定位系统接收机，该接收机根据从定位系统卫星发射的信号的测量而生成一组第一格式位置信息。与卫星定位系统接收机分隔开的、系统的转换电路被配置成从卫星定位系统接收机接收这组第一格式位置信息，以及把这组第一格式位置信息转换成与第一格式不同的第二格式，以提供位置确定信息。系统还包括被配置成把位置确定信息通过无线通信网传送到辅助位置服务的发射机。还提供了用于提供位置确定信息到与无线通信网有关的辅助位置服务的方法和计算机程序产品。
文档编号G01S1/00GK1771441SQ200480007893
公开日2006年5月10日 申请日期2004年1月14日 优先权日2003年3月24日
发明者W·R·奥斯博恩, L·S·布勒鲍姆 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司