辅助式基于卫星信号的定位的制作方法

专利名称：辅助式基于卫星信号的定位的制作方法
技术领域：
本发明涉及辅助式基于卫星信号的定位
背景技术：
各种全球导航卫星系统(GNSS)都支持设备的定位。这些系统例如 包括美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)、 未来欧洲系统Galileo、基于空间的增强系统(SBAS)、日本GPS增强准 天顶(Quasi-Zenith )卫星系统(QZSS)、局域增强系统(LAAS)以及 混合系统。
GNSS通常包括多个围绕地球运行的卫星。这些卫星也被称为太空交 通工具(SV, space vehicle)。每个卫星都发送至少一个载波信号，其对 于所有卫星可能都是相同的。每个载波信号然后被不同的伪随机噪声 (PRN)码调制，该伪随机噪声码在频i普中散布(spread)所述信号。结 果，获得了不同的信道用于通过不同的卫星进行传输。所述码包括多个位， 其在循环(cycle)中被重复。PRN码的位被称为码片(chip)，并且循环 时间被称为码的出现时间(epoch)。使用导航信息以显著低于PRN码的 码片速率的比特率进一步调制所述信号的载波频率。
导航信息可以包括卫星标识符(SV ID)、轨道参数、时间参数以及 其他信息。卫星标识符指示了导航信息中的数据净皮应用到的卫星。其例如 可以M数。轨道参数可以包括星历参数和年历参数。星历参数描述了相 应卫星的轨道的较短区段。它们可以例如包括指示卫星当前沿其行进的椭 圆的半长轴(semi-major axis )和偏心率(eccentricity)的参数。基于星 历参数，当卫星位于轨道的所描述的区段时，算法可以估计卫星在任何时间的位置。年历l^t也类似，但U粗略的轨道参数，年历M的有效时 间长于星历参数。要指出的是，在年历的情况下，所有卫星都发送有关系
统中所有卫星的年历参数，包括指示相应年历>|*属于哪个卫星的SVID。 时间参数定义了时钟模型，该模型使卫星时间与GNSS的系统时间相关并 且使系统时间与协调世界时(UTC)相关。此外，它们包括指示星历的基 准时间的星历时间(TOE)#，以及指示时钟才莫型的基准时间的时钟才莫 型时间(TOC) 。
在GLONASS的情况下，使用术语"直接信息"和"非直接信息"代 替术语"星历"和"年历"。应理解的是，本文档中任何对"星历，，和"年 历"的引用都用于表示可用于相同种类信息的所有可能术语，包括 GLONASS "直接信息"和"非直接信息"。
要确定其位置的GNSS接收器接收当前可用的卫星发送的信号，并且 其基于所包括的不同PRN码来获取和跟踪不同卫星所使用的信道。然后， 接收器确定每个卫星发送的码的发送时间，这通常基于已解码导航消息中 的数据并基于PRN码的码片和出现时间的计数。发送时间和所测量的信号 到达接收器的时间允许确定卫星与接收器之间的伪距(pseudorange)。术 语伪距表示卫星与接收器之间的几何距离，该距离由于与GNSS时间的接 收器偏移和未知的卫星而产生偏差。
在一种可能的解决方案中，卫星与系统时钟之间的偏移被假定为是已 知的，并且问题简化为求解四个未知量(即，三个接收器位置坐标以及接 收器与GNSS系统时钟之间的偏移)的非线性方程组。因此，至少需要四 个测量才能求解该方程组。过程的结果是接收器位置。
在某些环境中，GNSS接收器能够获取并跟踪足够的卫星信号以^更根 据PRN码进行定位，但是信号的质量可能不;^A够的高以便解码导航消 息。例如，在室内环境中可以是这种情况。此外，解码导航消息需要相当 大的处理能力，这在移动GNSS接收器中可能是有限的。
如果GNSS接收器被包括在蜂窝终端内或作为附属设备附加到蜂窝终 端，则蜂窝网络能够经由蜂窝链路向该蜂窝终端提供包括从已解码导航消息提取的員的辅助数据。此类支持的基于GNSS的定位被称为辅助GNSS (AGNSS)。所接收的信息使得GNSS接收器或关联的蜂窝终端能够以较 短的时间和在更具挑战性的信号条件下获得位置定位。通常为与蜂窝终端 关联的GNSS接收器可见的每个卫星提供辅助数据。所述辅助数据可以包 括导航模型#，该导航模型^lt通常包括轨道参数、TOE和TOC参数 以及SV ID参数。
此外，外部服务可以提供长期轨道，其精确并且比SV广播中的轨道 模型(星历/年历)长得多。

发明内容
为了提供辅助数据，可以将导航信息中的M以它们的原始格式复制 到辅助消息。传输此类辅助消息所需的带宽是相当大的，但是在某些无线 通信(如蜂窝通信)中，带宽是关键因素。
出于考虑的第一方面，提供了一种方法，所述方法包括接收用于至少 一个卫星的参数。所述方法还包括从所述M任意移除冗余信息，以及提 供具有减小的冗余度的参数作为辅助数据用于基于卫星信号的定位。
出于考虑的第一方面，还提供了一种设备，所述设备包括处理组件。 所述处理组件^L配置为接收关于至少一个卫星的参数。所述处理组件还,皮 配置为从所述^任意地移除冗余信息。所述处理组件还被配置为提供具 有减小的冗余度的参数作为辅助数据用于基于卫星信号的定位。
出于所考虑的第一方面提供的所述设备的处理组件可以以硬件和/或 软件实现。它可以例如是执行用于实现所需功能的软件程序代码的处理器。 可选地，它可以例如是被设计为实现所需功能的电路，该电路例如在芯片 组或芯片(如集成电路)中实现。
出于所考虑的第 一方面提供的所述设备可以例如与所包括的处理组件 相同，但是它还可以包括额外的组件。所述设备还可以例如是所提供的用 于集成到独立设备或附属设备中的模块。
出于所考虑的第一方面，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括出于所考虑的第一方面提供的所述设备。此外，它可以包括被配置为经由 无线链路发送信息的无线通信组件和/或卫星信号接收器。所述电子i殳备可 以例如是无线通信网络的网络元件，如蜂窝通信网络的基站、连接到此类 网络元件的本地测量单元或连接到此类无线通信网络的服务器。
出于考虑的第一方面，还提供了一种计算机程序产品，其中计算枳一呈 序代码被存储在计算机可读介质中。当由处理器执行时，所述计算机程序 代码将实现出于所考虑的第一方面提供的方法。该计算^4呈序产品可以例 如是单独的存储设备或要被集成到更大的设备中的组件。
应理解，本发明还覆盖独立于计算枳^呈序产品和计算机可读介质的此 类计算机程序代码。
出于考虑的第二方面，提供了一种方法，所述方法包括接收M作为
辅助数据用于基于卫星信号的定位，其中所接收的^^L基于至少一个卫星 的原始参数，已从所述原始参数任意地移除冗余信息。所述方法还包括通 过将所移除的冗余信息添加到所接收的参数来重建所述原始参数。所述方 法还包括在辅助式基于卫星信号的定位中使用所重建的原始参数。
出于考虑的第二方面，还提供了一种设备，所述设备包括处理组件。 所述处理组件被配置为接收員作为辅助数据用于基于卫星信号的定位， 其中所接收的;$*基于至少一个卫星的原始参数，已从所述原始^任意 地移除冗余信息。所述处理组件还被配置为通过将所移除的冗余信息添加 到所接收的参数来重建所述原始参数。所述处理组件还被配置为在辅助式 基于卫星信号的定位中使用所重建的原始参数。
同样，出于所考虑的第二方面提供的所述设备的处理组件可以以硬件 和/或软件实现。它可以例如是执行用于实现所需功能的软件程序代码的处 理器。可选地，它可以例如是被设计为实现所需功能的电路，该电路例如 在芯片组或芯片(如集成电路)中实现。
此外，出于所考虑的第二方面提供的所述设备也可以例如与所包括的 处理组件相同，但是它还可以包括额外的组件。所述设备还可以例如是被 提供用于集成到独立设备或附属设备中的模块。
13出于考虑的第二方面，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括出 于所考虑的第二方面提供的所述设备。此外，它可以包括被配置为经由无 线链M收信息的无线通信组件和/或卫星信号接收器。所述电子设备可以 例如是无线通信系统的终端，如蜂窝终端或此类终端的附件。
出于考虑的第二方面，还提供了一种计算机程序产品，其中计算积4呈 序代码被存储在计算机可读介质中。当由处理器执行时，所述计算机程序 代码将实现出于所考虑的第二方面提供的方法。该计算积4呈序产品可以例
如是单独的存^i殳备或要被集成到更大的设备中的组件。
应理解，本发明还覆盖独立于计算机程序产品和计算机可读介质的此
类计算^i^呈序代码。
最后，提供了一种系统，所述系统包括出于所考虑的第一方面提供的
设备和出于所考虑的第二方面提供的设备。
另一方面，本发明基于这样的考虑特别地(尽管不是排他地)在卫
星信号中传送的M的原始格式必然具有一些冗余，这是传输路径的类型
所要求的。在卫星广播中，可能存在周期性的运行中断等，并且不是始终
条
都能在卫星接收器处收集所有的数据位。冗余可以例如由于出于纠错而提 供的大量的开销数据等。另一方面，用于提供辅助数据的链路可以更可靠， 并且可以防止误码(bit error)，从而无需上述开销。此外，并行传送的 关于不同卫星的相应参数可能彼此非常类似。如果若干卫星的参数被以这
种方式作为辅助数据提供给单个设备，则一组相应参数也会包括冗余。因 此，提出了从其原始格式中的参数移除冗余。应理解，将从所述^任意 地移除冗余；辅助数据中的某些M可以因此保持不变。
因此，本发明导致降低了被用于辅助数据的位消耗，用于辅助式基于 卫星定位。例如，在蜂窝传输中，所实现的带宽节约是4艮有价值的。可以 减小特定参数所需的位计数而不失去精度或与原始格式(其由相应的卫星 系统使用)的兼容性。
可从一个或多个卫星信号提取所述原始参数。如上所述，对于年历的 情况，单个卫星也可以发送若干卫星的参数。可选地或额外地，可以从其
14他源(如提供长期轨道的服务器)接收参数。在此情况下，可以例如使用 基于网际协议(IP)的方法(用户平面)或在控制平面中提供所述^。
从参数移除冗余存在不同的选择，这取决于相应的^lt的种类。可以 通过考虑参数本身，但尤其是通过组合考虑一组对应参数，来实现所述减 少。
在一个实施例中，从所述参数任意地移除冗余信息包括确定多个# 的Z^共部分和相应的个体部分。然后，仅对所述多个*提供一次所述公 共部分作为辅助数据。
如果所述参数包括属于两个或更多不同卫星系统的卫星的参数，则甚 至可以确定属于不同卫星系统的卫星的桐故的>^共部分。另外，然后可以 确定属于单个卫星系统的卫星的参数的相应7>共部分。
在接收此类辅助数据的设备处，可以通过将在关于多个原始参数的所 述辅助数据中接收的一个或多个公共部分添加到在关于多个原始参数的所 述辅助数据中接收的相应个体部分，来重建所述原始^。
此方法适合不同种类的参数。例如，它可以用于多个偏心率参数和/ 或多个半长轴#和/或指示相应时间点的多个时间M。这些^可以源 自星历参数、年历参数或甚至某些外部源，如商业的长期轨道服务。在辅 助数据中，通常为辅助设备可见的每个卫星发送轨道参数。因此，导M 型的位计数的任何减少都将直接对带宽要求做出贡献。
如果公共部分可用于不同卫星系统的参数或参数组，则本发明还适于 协调跨所考虑的系统的表示。
如果所述参数例如包括多个卫星的相应偏心率参数，则从所述参数任 意地移除冗余信息可包括将所述多个偏心率参数分离为公共最高有效位
(MSB, most significant bit)部分和相应的个体最低有效位(LSB， least significant bit)部分。对于所述多个偏心率参数可以仅提供一次所述7>共 MSB部分作为辅助数据。相比之下，对于每个偏心率^lt可分别传送个体 LSB部分。
如果所述参数包括多个卫星的相应半长轴参数，则从所述参数任意地移除冗余信息可包括将所述多个半长轴参数分离为公共MSB部分和相应 的个体LSB部分。然后，对于所述多个半长轴M可仅提供一次所述^A共 MSB部分作为辅助数据。相比之下，对于每个半长轴M可分别传送个体 LSB部分。
如上所述，所提供的用于减少偏心率和半长轴^t中的冗余度的实施 例可用于星历、年历以及提供相似参数的任何其他源。
如果所述#包括指示相应时间点的多个时间M，则从所述参数4壬 意地移除冗余信息可包括为所述多个时间参数确定公共部分和个体部分， 所述公共部分指示时间块中的固定时间，所述个体部分定义了由相应时间 参数指示的所述时间点与所述固定时间的偏差。然后，对于所述多个时间 参数可仅提供一次所述公共部分作为辅助数据。相比之下，对于每个时间 参数可分别传送个体部分。
此类为其定义公共部分的时间参数可包括多个卫星的TOE参数或多 个卫星的TOC参数。在单独的TOE和TOC参数可用于卫星的情况下， TOE和TOC参数都还可以定义类似的时间点。因此，所述方法还可以用 于相应单个卫星的TOE参数和TOC参数。最有效地，为一种卫星系统的 所有考虑的卫星的所有TOE参数和所有TOC参数确定公共部分，或者甚 至为若干卫星系统的所有考虑的卫星的所有TOE参数和所有TOC M确 定公共部分。
如果所述参数包括多个卫星的相应卫星标识参数，则所述卫星标识参 数可以是序数的位表示。在此情况下，可以通过将所述序数的所述多个位 表示转换成所述序数的单个位掩码表示，从所述M任意地移除冗余信息。 此方法的效率随着所考虑的卫星数的增加而增加。实际上，可以存在在先 的决策步骤，其确保只有在超过预定数量的所考虑的卫星的情况下才使用 该方法，以避免在所考虑的卫星很少的情况中可能的数据增加。
在接收此类辅助数据的设备处，可以通过将序数的单个位掩码表示转 换为序数的多个位表示，重建所述原始卫星标识参数，所述序数的位表示 对应于所述原始卫星标识参数。
16在某些卫星系统中，卫星标识参数包括偏移。即，表示卫星标识所j吏 用的位多于区分所有可能卫星所需的位。
在此情况下，从所述参数任意地移除冗余信息可包括通过移除相应卫 星标识参数中的预定偏移来减小所述参数的位计数。此方法可用作上述转 换为位掩码的备选方法，或者除了上述转换为位掩码以外还可以使用此方 法。
在接收此类辅助数据的设备处，通过添加预定偏移而将所述辅助lt据 中较少位的所接收卫星标识参数转换为较多位的原始卫星标识参数，可以 重建所述原始参数。如果此外还使用了位掩码，则首先将所述位掩码转换 为多个位表示，然后将所述偏移添加到这些位表示以便重新获得所述原始 沐
同样，所提供的用于减小卫星标识M中的冗余度的实施例可用于星 历、年历以及提供相似参数的任何其他源。
年历参数包括定义轨道的区段还有基准时间的参数。
如果所述参数包括多个卫星的年历^lt，则所述年历参数可包括所述 卫星中的每个卫星的年历基准时间信息。同样，在此情况下，可以通过定 义至少包括所述基准时间信息的一部分的公共部分，从所述^任意地移 除冗余信息。然后对于所述多个卫星可以仅提供一次所述公共部分作为辅 助数据。取决于所考虑的卫星系统，所述公共部分可以例如包括周计数、 某些其他粗略的时间指示，或完整的基准时间指示。可以以其原始格式或 更加适合分离的修改后的格式来使用任何基准时间指示。
如果所述参数包括属于至少两个卫星系统的多个卫星的年历#，则 例如通过为所述年历参数确定公共部分，可以从所述M任意地移除冗余 信息，其中所述公共部分用于属于不同卫星系统的多个卫星的周计数。此 外，可以提供公共部分用于属于同 一 卫星系统的多个卫星的周时间间
(time-of-week)，以及个体部分用于属于此卫星系统的所述多个卫星中的 每个卫星的年历数据。对于一个或多个所考虑的卫星系统可以选择此第一 个选项。备选地或额外地，可以提供公共部分用于属于同一卫星系统的多
17个卫星的日计数，并且可以提供个体部分用于属于同 一卫星系统的所述多
个卫星中的每个卫星的日时间(time of day)和年历数据。备选地或额外 地，可以提供个体部分用于属于同一卫星系统的多个卫星中的每个卫星的 日计数、日时间和年历数据。对于一个或多个所考虑的卫星系统同样可以 选择后者的选项。然后对于所述年历参数仅提供一次每个公共部分作为辅 助数据。
可以例如通过蜂窝链路将所述辅助数据传送到卫星信号接收器所关联 的蜂窝终端。备选地，可以使用任何类型的数据链路将所述辅助数据传送 到任何需要所述辅助数据的设备。
本发明可用于任何种类的当前和未来的AGNSS，包括但不限于辅助 GPSL5， Galileo、 GLONASS、 QZSS、 LAAS、 SBAS或它们的组合。可 能的SBAS例如包括广域增强系统(WAAS)或欧洲静地导航覆盖服务 (EGNOS)。
应理解的是，还可以以任何适当的组合使用所有提供的示例性实施例。 从以下考虑的结合附图的详细说明，本发明的其他目标和特性将变得 显而易见。但是要理解的是，附图只是旨在用于示例性说明的目的而不是 作为对本发明限制的限定，本发明的范围应参考所附的权利要求。还应理 解，附图并未按比例绘制并且它们仅旨在概念性地示例性示出在此所描述 的结构和过程。


图l是根据本发明的一个实施例的第一系统的示意图2是示例性示出图1的系统中的轨道参数的示例性冗余减小的流程
图3是示例性示出图l的系统中的时间参数的示例性冗余减小的流程
图4是示例性示出图1的系统中的SVID参数的示例性冗余减小的流
程图；图5是示例性示出图1的系统中的年历参数的示例性冗余减小的表的
排列；
图6是示例性示出图l的系统中的导M型^:的示例性冗余恢复的 流禾呈图；以及
图7是根据本发明的一个实施例的第二系统的示意图。
具体实施例方式
图l提供了根据本发明的示例性系统，其允许经由蜂窝链路使用减小 的带宽传输辅助数据用于基于AGNSS的定位。
所述系统包括蜂窝终端110、蜂窝通信网络的基站130和本地测量单 元(LMU) 140。
蜂窝终端110可以是蜂窝电话或任何其他类型的蜂窝终端，如膝上型 计算机。它包括处理器114、链接到此处理器114的蜂窝通信组件112、 GNSS接收器113以及存储器115。
处理器114被配置为执行计算机程序代码。存储器115存储计算^4呈 序代码，所述计算机程序代码可由处理器114取回用于执行。所存储的计 算机程序代码包括定位辅助软件(SW) 116。
基站130包括处理器134和链接到此处理器134的蜂窝通信组件132、 存储器135以及接口 (I/F)组件131。
处理器134被配置为执行计算机程序代码。存储器135存储计算机程 序代码，所述计算机程序代码可由处理器134取回用于执行。所存储的计 算机程序代码包括定位辅助软件(SW) 136。
LMU 140包括接口组件141和链接到此接口组件141的GNSS接收器
143。
LMU 140可以经由接口组件131与141之间建立的连接被链接到基站 130。必须要指出的是，可以使用任何种类的使得能够有线或无线链接的匹 配的接口组件131、 141。
蜂窝终端110的蜂窝通信组件112和基站130的蜂窝通信组件132能够使用蜂窝链路彼此通信。
GNSS接收器113、 143都被配置为接收、获取和跟踪由属于一个或多个GNSS的卫星Sl、 S2传送的信号。至少GNSS接收器143还被配置为解码此类信号中包括的导航消息。
现在将参考图2至5描述图1的系统中的辅助式基于GNSS的定位。图2是示出轨道参数中的冗余信息的减少的流程图。GNSS接收器143接收、获取、跟踪和解码由属于相应GNSS的k个卫星Sl、 S2传送的信号(步骤200)。所支持的GNSS信号包括(通过实例的方式)GPS L5、 Galileo、 GLONASS、 SBAS和QZSS信号。GNSS接收器143经由接口组件141、 131将获得的k个信号的导航消息提供给基站130。
处理器134执行定位辅助软件136。它从k个导航消息提取各种导航模型参数，包括轨道#、时间参数和卫星标识(SV ID)参数(步骤201)。必须指出的是，处理器134还可以从某些服务器(未示出)接收包括长期轨道的轨道参数的额外的GNSS相关的^，其处理方式可以与以下描述的从卫星信号提取的#的处理方式相同。
例如，在ESA文档ESA-EUING曙TN/10206: "Specification of Galileoand Giove Space Segment Properties Relevant for Satellite Laser Ranging"(2006年7月)中规定了用于Galileo SV的轨道。
所述轨道净皿定为具有29,601,000米的半长轴和0.002的偏心率。从GPS可知，卫星轨道的半长轴非常稳定并且在卫星之间变化不大。更具体地说，GPS卫星轨道围绕标称的半长轴变化±65千米，该变化预期与Galileo相同。
原始Galileo格式将偏心率和半长轴^lt定义为如下对于每个卫星使用32位的参数来描述偏心率。所采用的标度因子(scale factor)是233。范围为
。
此外，通过用于每个卫星的32位(无符号)的*来表达每个卫星的轨道的半长轴的平方根。所釆用的标度因子是2-"m1/2。由于半长轴是29,601,000米，所以分辨率的量级为0.02米。
由于偏心率实际上在0与0.002之间变化，所以对于每个卫星无需覆盖范围[O， 0.49999]。在所提供的实施例中，每个偏心率参数因此被分成对于每个卫星都相同的MSB部分和特定于每个卫星的LSB部刺步骤210 )。
MSB部分包括7位且标度因子是2-s。范围则为
m1/4。 LSB部分被选择为包括26位且标度因子为2_19米。范围为
表示SV时，通过4吏用减少8位的带宽来提供同样 的信息。
在所考虑的卫星系统是Galileo (步骤240)的情况下，适用相同的方 法。但是在Galileo的情况下，在原始格式中由6位SV索引(其允许标识 64个不同的卫星)标识卫星。因此，将k个卫星信号的Galileo SV ID的6 位表示转换成64位的位掩码(步骤242 )。如果为多于10的Galileo卫星 信号(k>10)提供辅助数据，则可以实现位节省。
再者，至少对于年历，在由Galileo联合执行体提供的日期为2006年 5月23日的Galileo SIS-ICD草案0 "Galileo Open Service Signal In Space Interface Control Document"中指出仅为36个卫星发送年历。因此， 对于年历，可以预期使用36位位掩码便已足够。这意味着如果为多于6 个的卫星(k>6)提供辅助数据，则已经节省了位。
在原始GLONASS格式中，将5位用于标识32个轨道时隙之一的时 隙索引，而将额外5位用于标识32个频率之一的频率索引。如果所考虑的 卫星系统是GLONASS (步骤240)，则将时隙的k*5位表示转换成32位 的位掩码表示(步骤243)，就像GPS L5的情况那样。将k个频率索引 包括在辅助消息中而不进行修改。
在SBAS的情况下，将8位用于表示原始形式中的SV ID，但是在0-255 的覆盖范围内，仅将值120-138用于WAAS和EGNOS。如果所考虑的卫 星系统是SBAS (步骤240),则在使用120的偏移时，可以使用18位位 掩码来表示k*8位(步骤244)，因为要描述的空间只有18个SV那样长。 如果为多于2个的卫星(k>2)提供辅助数据，则可以实现位节省。
在QZSS的情况下，4艮可能同样将仅使用可用PRN编号的子空间。 在此情况下，如果所考虑的卫星系统是QZSS (步骤240)，则如SBAS 的情况一样，可以类似地实现位节省。
图5是示出从已解码的导航消息提取的年历参数中的冗余信息的减少的表的湘一列。
假设(通过实例的方式)已解码的导航消息来自Galileo和GLONASS卫星。
年历参数包括多个参数，包括关于年历的基准时间。在Galileo的情况 下，如上述Galileo SIS-ICD草案中规定的，基准时间包括Galileo周和周 时间。在GLONASS的情况下，基准时间由两个a来描述，即自上一闰 年的l月1日起的日计数以及日时间(Toa)，如GLONASS ICD中所述 (版本5.0,莫斯科，2002年，俄罗斯国防部协调科学信息中心)。
为了实现冗余减小，对于GLONASS，自上一闰年的l月1日起的日 计数首先被替换为与Galileo周计数对应的周计数和自周开始起的日计数。 如GLONASS ICD中所描述的那样维护日时间(Toa )。
现在，对于Galileo年历数据和GLONASS年历数据，可以共同4吏用8 位的"周，，计数。不对周表示使用任何定标(scaling)。这在图5的第一 个表中示出。
此外，为Galileo提供自己的公共部分，其包括2位且没有定标的数据 发布(IODa, Issue od Data)以及8位且具有212秒定标的周时间(Toa )。 IODa是描述数据集版本的顺序号。这在图5的第二个表中示出。
为每个所考虑的Galileo卫星在个体部分中单独提供实际的年历数据。 这在图5的第三个表中示出。未详细说明所包括的 。它们在上述Galileo SIS-ICD草案中描述。但是要理解，针对星历参数的与参考图2-4所提供 的那些对应的减少方案同样可以用于年历参数以进行冗余的任何进一步减 小。
对于GLONASS,未提供自己的公共部分或空的公共部分。这在图5 的第四个表中示出。
对于每个所考虑的GLONASS卫星，在个体部分中与实际年历数据一 起单独地提供日计数(day,天)和日时间(Toa)。这在图5的第五个表 中示出。未详细说明其他包括的参数。它们在上述GLONASS ICD中描述。 再次地，可以理解，针对星历M的与参考图2-4所提供的那些对应的减
28少方案同样可以用于年历参数。
为了完整，需要注意的是，通常Toa是指"年历时间，，的术语。对于 Galileo，其原先为"周时间"(加上周计数)，因为Galileo计时基于对 周进行计数以及在一周的块中对时间进行计数。另一方面，对于 GLONASS, "Toa，，原先为自最近的闰年开始起的日的计数并且然后对该 日内的时间进行计数。所以"年历时间"的解释取决于GNSS而改变。
要理解的是，如果仅考虑Galileo信号或仅考虑GLONASS信号，则 可以对公共部分和个体部分使用相同的分布。
要理解的是，备选地，可以为每个卫星系统单独确定公共部分。
进而，可以为其他GNSS实现年历参数的7>共部分和个体部分的类似 划分。
此外，所提供的划分为公共部分和个体部分应被理解为只是示例性实 施例。例如，在一个备选实施例中，GLONASS中的"日"参数可以作为 GLONASS卫星的^^共部分。
导致图2-5的操作的全部^因而具有减小的冗余。它们与从k个导 航消息提取的其他数据一起被插入辅助消息中，该辅助消息由基站130经 由蜂窝链路传送到蜂窝终端110。在蜂窝终端110中，将所接收的辅助消 息提供给处理器114。
处理器114执行辅助定位软件116。它接收来自GNSS接收器113的 关于多个被获取并跟踪的卫星信号的测量结果，但可能没有已解码的导航 数据。定位蜂窝终端110所需的关联导航数据被从辅助数据获得，例如以 便加速定位或以便使得能够在那些其中不可能解码所获取和跟踪的卫星信 号中的导航消息的情况下进行定位。
图6是示出从所接收的辅助消息中的参数重建原始导航轨道参数的流 程图。
处理器114从辅助消息提取低冗余偏心率参数，并为k个卫星信号中 601)。所得到的值与原始k*32位偏心率M完全相同。处理器114还从辅助消息提取低冗余半长轴M，并为k个卫星信号 中的每个信号将公共6位MSB部分与相应的个体26位LSB部分组合(步 骤602)。所得到的值与原始W32位半长轴;^lt完全相同。
处理器114还从辅助消息提取时间桐l与原始时间^t相比，所述 时间参数可能具有或者可能不具有减小的冗余。取决于所考虑的卫星系统， 处理器114将所提取的公共部分与2*k个所提取的个体部分中的每个个体 部分组合，或者将所提取的MSB (如果有)与所提取的LSB组合(步骤 603)。所述组合包括已在基站130中执行的标度因子的任何改变的逆转。 所得到的值与原始k个TOE/TOC参数完全相同。
处理器114还从辅助消息掮^取低冗余SV ID参数。取决于所考虑的卫 星系统，它将所获得的位掩码表示转换成k个位表示。在转换成位掩码表 示之前已从k个原始位表示移除偏移的情况下，现在再次将预定的偏移添 加到k个位表示中的每个位表示，以便获得原始位计数(步骤604 )。结 果则与原始k个SV ID参数完全相同。
处理器114还从辅助消息提取低冗余年历参数。它将/^共部分与个体 部分中的每个部分组合(步骤605)。例如，如果为Galileo和GLONASS 提供年历^lt，则将指示两者的周计数的公共部分与用于Galileo的指示周 时间的公共部分组合。然后将此组合后的公共部分进一步与相应Galileo 卫星的每个个体年历部分组合。此外，将指示周计数的Galileo和 GLONASS的公共部分转换成日计数，并将其与相应GLONASS卫星的每 个个体年历部分中的日计数和日时间信息组合。所得到的参数因此与年历 員的原始集合完全相同。
然后，重新获得的原始轨道、时间和SVID参数被与任何其他辅助数 据一起使用，所述辅助数据提取自常规定位计算中的辅助消息(步骤606 )。
总体上，将显而易见的是，通过从提取自导航消息的参数移除冗余， 可以显著减小将辅助数据从基站130传送到蜂窝终端110所需的带宽。尽 管如此，可以在蜂窝终端110处重新获得原始*而不损失精度或与原始 格式的兼容性。
30图7提供了根据本发明的另一个示例性系统，其使用减小的带宽在无 线链路上传输用于基于AGNSS的定位的辅助数据。
所述系统包括移动i殳备720、 GNSS附属i史备710、无线通信网络的定 位服务器730以及无线通信网络的固定站740。
移动设备720包括无线通信组件722。无线通信组件722可以例如是 蜂窝引擎或终端，或是WLAN引擎或终端等。
GNSS附属设备710包括芯片715和链接到此芯片715的GNSS接收 器713。芯片715可以例如是集成电路(IC)，其包拾故配置为实现辅助 定位的电路。除了实际辅助定位組件719 (其可以以常规方式实现)之夕卜， 所述电路还包括轨道^lt重建组件716、时间参数重建组件717以及SV ID 参数重建组件718。
移动设备720和GNSS附属设备710包括匹配的接口 (未示出)，其 使能够在两个设备之间经由无线或有线链路的数据交换。
固定站740包括无线通信组件742，其允许建立到移动i殳备720的无 线通信组件722的无线链路。所述无线链路可以是蜂窝链路或非蜂窝链路， 如无线局域网(LAN)连接。
定位服务器730包括芯片735和链接到此芯片735的GNSS接收器 733。芯片735可以例如是集成电路(IC)，其包括^皮配置为组装用于辅 助定位的辅助消息的电路。除了实际辅助消息组装组件739之外，所述电 路还包括轨道参数冗余减小组件736、时间参数冗余减小组件737以及SV ID参数冗余减小组件738。
固定站740和定位服务器730包括匹配的接口 (未示出)，其使得能 够进行在两个设备之间经由无线或有线链路的直接或间接数据交换。
GNSS接收器713、 733都被配置为接收、获取和跟踪由属于一个或多 个GNSS的卫星Sl、 S2传送的信号，例如，包括GPS L5、 Galileo、 GLONASS、 SBAS以及QZSS信号。至少GNSS接收器733还被配置为 解码此类信号中包括的导航消息。
可以以与参考图2-6针对图1的系统描述的方式对应的方式来实现图7
31的系统中的辅助定位"^作。在此情况下，芯片735负责处理器134的功能， 而芯片715负责处理器114的功能。
基站130或网络元件730可以是根据所考虑的第一方面的示例性电子 设备。处理器134或芯片735可以是根据所考虑的第一方面的示例性设备。 蜂窝终端110或GNSS附件710可以是根据所考虑的第二方面的示例性电 子设备。处理器114或芯片715可以是根据所考虑的第二方面的示例性设 备。
执行软件136的处理器134所示的功能或芯片735所示的功能也可以 被视为用于接收已从至少一个卫星信号提取的参数的装置、用于从所述参 数任意地移除冗余信息的装置，以及用于提供具有减小冗余度的M作为 基于卫星信号的定位的辅助数据的装置。
执行软件116的处理器114所示的功能或芯片715所示的功能也可以 被视为用于接收#作为基于卫星信号的定位的辅助数据的装置(其中所 接收的参数基于从至少一个卫星信号提取的原始参数，已从所述原始参数 任意地移除冗余信息)、用于通过将所移除的冗余信息添加到所接收的参 数来重建所述原始参数的装置，以及用于在辅助式基于卫星信号的定位中 使用所重建的原始参数的装置。
此外，要求保护的装置加功能从句旨在覆盖在此描述为执行所列举的 功能的结构，并且不M盖结构上的等同物，而且还覆盖等同的结构。
虽然本发明的基本新颖特性被示出、说明和指出为应用于本发明的优 选实施例，但是可以理解，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神 的情况下对所述设备和方法的形式和细节做出各种省略、替换和更改。例 如，那些以基^目同的方式执行基;^目同的功能以便达到基;M目同的结果 的元件和/或方法步骤的所有组合都明确旨在落入本发明的范围之内。此外 应认识到，与本发明的任何公开的形式或实施例一起示出和/或描述的结构 和/或元件和/或方法步骤，都可以作为设计选择的普通内容结合到任何其他 公开、描述或建议的形式或实施例中。只是为了给出一个实例，显然，可 以以任何适当的方式更改所指示的用于MSB和LSB部分的位计数以及所指示的标度因子。进而，可以根据需要使所提供的实施例适合与任何其他
GNSS (包括未来的GNSS)—起使用。因此，本发明旨在仅由所附的权利 要求的范围来进行限制。
权利要求
1.一种方法，包括接收用于至少一个卫星的参数；从所述参数任意地移除冗余信息；以及提供具有减小的冗余度的参数作为用于基于卫星信号的定位的辅助数据。
2. 根据权利要求l的方法，其中从所述参数任意地移除冗余信息包括 确定用于多个参数的>^共部分和相应的个体部分，其中对于所述多个# 仅提供一次所述公共部分作为辅助数据。
3. 根据权利要求2的方法，其中如果所述参数包括用于属于至少两个 不同卫星系统的卫星的^it，则确定所述公共部分包括对于用于属于至少 两个不同卫星系统的卫星的参数确定/>共部分，另外可选地，对于用于属 于单个卫星系统的卫星的参数确定相应的公共部分。
4. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于多个卫星的相应偏 心率参数，其中从所述^任意地移除冗余信息包括将所述多个偏心率参 数分离为公共最高有效位部分和相应的个体最低有效位部分，并且其中对 于所述多个偏心率参数仅提供一次所述公共最高有效位部分作为辅助数 据。
5. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于多个卫星的相应半 长轴参数，其中从所述M任意地移除冗余信息包括将所述多个半长轴参 数分离为公共最高有效位部分和相应的个体最低有效位部分，并且其中对 于所述多个半长轴参数仅提供一次所述公共最高有效位部分作为辅助数 据。
6. 根据权利要求l的方法，其中所述^t包括指示相应时间点的多个 时间参数，其中从所述参数任意地移除冗余信息包括对于所述多个时间参 数确定公共部分和个体部分，所述公共部分指示时间块中的固定时间，并 且所述个体部分定义由相应时间参数指示的所述时间点与所述固定时间的偏差，并且其中对于所述多个时间^仅提供一次所述公共部分作为辅助 歸。
7. 根据权利要求6的方法，其中为其定义公共部分的所述时间参数包 括以下项中的至少一项用于多个卫星的星历时间#;用于多个卫星的时钟模型时间M;用于相应单个卫星的星历时间M和时钟模型时间M;以及 用于多个卫星的星历时间参数和时钟才莫型时间#; 用于多个卫星的年历时间#。
8. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于多个卫星的相应卫 星标识参数，其中所述卫星标识^*|_序数的位表示，并且其中从所述参 数任意地移除冗余信息包括将所述序数的所述多个位表示转换成所述序数 的位掩码表示。
9. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于多个卫星的相应卫 星标识参数，并且其中从所述参数任意地移除冗余信息包括通过移除所述 卫星标识参数中的预定偏移，来减小所述多个卫星标识参数的位计数。
10. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于多个卫星的年历 参数，所述年历参数包括用于所述卫星中的每个卫星的年历基准时间信息， 并且其中从所述参数任意地移除冗余信息包括定义至少包括所述基准时间 信息的一部分的公共部分，其中对于所述多个卫星仅提供一次所述公共部 分作为辅助数据。
11. 根据权利要求l的方法，其中所述参数包括用于属于至少两个卫 星系统的多个卫星的年历参数，其中从所述参数任意地移除冗余信息包括 对所述年历M确定用于属于不同卫星系统的多个卫星的周计数的公共部 分，以及另外确定以下项中的至少一项用于属于相同卫星系统的多个卫星的周时间的公共部分和用于属于相 同卫星系统的所述多个卫星中的每个卫星的年历数据的个体部分；用于属于相同卫星系统的多个卫星的日计数的公共部分和用于属于相同卫星系统的所述多个卫星中的每个卫星的日时间和年历数据的个体部分；以及用于属于相同卫星系统的多个卫星中的每个卫星的日计数、日时间和 年历数据的个体部分；其中对于所述年历参数仅提供一次每个公共部分作为辅助数据。
12. 根据权利要求l的方法，其中经由蜂窝链路将所述辅助数据提供 给卫星信号接收器所关联的蜂窝终端。
13. —种i殳备，所述设备包括处理组件， 所述处理组件,皮配置为接收用于至少一个卫星的*; 所述处理组件纟皮配置为从所述参数任意地移除冗余信息；以及 所述处理组件被配置为提供具有减小的冗余度的参数作为用于基于卫星信号的定位的辅助数据。
14. 根据权利要求13的设备，其中所述处理组件被配置为通过确定用 于多个参数的公共部分和相应的个体部分来从所述参数任意地移除冗余信 息，并且其中所述处理组件净皮配置为对于所述多个参数仅提供一次所述/> 共部分作为辅助数据。
15. 根据权利要求14的设备，其中所述处理组件被配置为如果所述参 数包括用于属于至少两个不同卫星系统的卫星的参数，则确定用于属于至 少两个不同卫星系统的卫星的参数的公共部分，以及另外可选地，确定用 于属于单个卫星系统的卫星的*的相应乂>共部分。
16. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于多个卫星的相应 偏心率参数，其中所述处理组件被配置为通过将所述多个偏心率参数分离 为公共最高有效位部分和相应的个体最低有效位部分来从所述参数任意地 移除冗余信息，并且其中所述处理组件,皮配置为对于所述多个偏心率参数 仅提供一次所述公共最高有效位部分作为辅助数据。
17. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于多个卫星的相应 半长轴参数，其中所述处理组件被配置为通过将所述多个半长轴参数分离 为公共最高有效位部分和相应的个体最低有效位部分来从所述参数任意地移除冗余信息，并且其中所述处理组件净皮配置为对于所述多个半长轴参数 仅提供一次所述公共最高有效位部分作为辅助数据。
18. 根据权利要求13的设备，其中所述a包括指示相应时间点的多 个时间参数，其中所述处理组件被配置为通过对所述多个时间参数确定/> 共部分和个体部分来从所述参数任意地移除冗余信息，所述公共部分指示时间块中的固定时间，并且所述个体部分定义由相应时间参数指示的所述 时间点与所述固定时间的偏差，并且其中所述处理组件,皮配置为对于所述 多个时间M仅提供一次所述公共部分作为辅助数据。
19. 根据权利要求18的设备，其中为其定义公共部分的所述时间* 包括以下项中的至少一项用于多个卫星的星历时间参数；用于多个卫星的时钟模型时间M;用于相应单个卫星的星历时间^和时钟模型时间参数；用于多个卫星的星历时间参数和时钟模型时间^L;以及 用于多个卫星的年历时间参数。
20. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于多个卫星的相应 卫星标识参数，其中所述卫星标识参数是序数的位表示，并且其中所述处 理组件被配置为通过将所述序数的所述多个位表示转换成所述序数的位掩 码表示来从所述参数任意地移除冗余信息。
21. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于多个卫星的相应 卫星标识参数，并且其中所述处理组件,皮配置为通过移除所述卫星标识参 数中的预定偏移而减小所述多个卫星标识参数的位计数来从所述;f^:任意 地移除冗余信息。
22. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于多个卫星的年历 参数，所述年历参数包括用于所述卫星中的每个卫星的年历基准时间信息， 并且其中所述处理组件被配置为通过定义至少包括所述基准时间信息的一 部分的公共部分来从所述参数任意地移除冗余信息，其中对于所述多个卫 星仅提供一次所述公共部分作为辅助数据。
23. 根据权利要求13的设备，其中所述参数包括用于属于至少两个卫 星系统的多个卫星的年历参数，并且其中所述处理组件^J己置为通过对所 述年历参数确定用于属于不同卫星系统的多个卫星的周计数的公共部分以 及另外确定以下项中的至少 一项M所述参数任意地移除冗余信息用于属于相同卫星系统的多个卫星的周时间的^>共部分和用于属于相 同卫星系统的所述多个卫星中的每个卫星的年历数据的个体部分；用于属于相同卫星系统的多个卫星的日计数的乂A共部分和用于属于相 同卫星系统的所述多个卫星中的每个卫星的日时间和年历数据的个体部 分；以及用于属于相同卫星系统的多个卫星中的每个卫星的日计数、日时间和 年历数据的个体部分；并且其中所述处理组件被配置为对于所述年历#仅提供一次每个公共部分作为辅助数据。
24. —种"i殳备，包括用于接收用于至少一个卫星的参数的装置； 用于从所述参数任意地移除冗余信息的装置；以及 用于提供具有减小的冗余度的参数作为用于基于卫星信号的定位的辅 助数据的装置。
25. —种电子i殳备，包括 根据权利要求13的设备；以及 -故配置为经由无线链#送信息的无线通信组件。
26. —种电子i殳备，包括 根据权利要求13的设备；以及 卫星信号接收器。
27. —种计算机程序产品，其中计算机程序代码存储在计算机可读介 质中，当由处理器执行时，所述计算^l^呈序代码将实现根据权利要求1的 方法。
28. —种方法，包括接收M作为辅助数据用于基于卫星信号的定位，其中所接收的M 基于用于至少一个卫星的原始参数，已从所述原始M任意地移除冗余信息；通过将所移除的冗余信息添加到所接收的M来重建所述原始参数；以及在辅助式基于卫星信号的定位中使用所重建的原始参数。
29. 根据权利要求28的方法，其中重建所述原始^lt包括将在用于多 个原始参数的所述辅助数据中接收的至少一个公共部分添加到在用于多个 原始参数的所述辅助数据中接收的相应个体部分。
30. 根据权利要求28的方法，其中所述多个原始^t包括以下项中的 至少一项多个偏心率#; 多个半长轴参数；以及多个指示相应时间点的时间桐故。
31. 根据权利要求28的方法，其中重建所述原始M包括将序数的位 掩码表示转换为序数的位表示，所述序数的位表示对应于原始卫星标识参 数。
32. 根据权利要求28的方法，其中重建所述原始;f^:包括通过添加预 定的偏移来将所述辅助数据中较少位的卫星标识参数转换为较多位的原始 卫星标识^lt。
33. —种设备，所述设备包括处理组件，所述处理组件被配置为接收^作为辅助数据用于基于卫星信号的定 位，其中所接收的参数基于用于至少一个卫星的原始;^故，已从所述原始^!t任意地移除冗余信息；所述处理组件被配置为通过将所移除的冗余信息添加到所接收的;f^: 来重建所述原始#;以及所述处理组件被配置为在辅助式基于卫星信号的定位中使用所重建的 原始参数。
34. 根据权利要求33的设备，其中所述处理组件被配置为通过将在用 于多个原始参数的所述辅助数据中接收的至少一个公共部分添加到在用于 多个原始参数的所述辅助数据中接收的相应个体部分来重建所述原始参 数。
35. 根据权利要求33的设备，其中所述多个原始参数包括以下项中的 至少一项多个偏心率^t;多个半长轴^;以及多个指示相应时间点的时间# 。
36. 根据权利要求33的设备，其中所述处理组件被配置为通过将序数 的位掩码表示转换为序数的位表示来重建所述原始参数，所述序数的位表 示对应于原始卫星标识参数。
37. 根据权利要求33的设备，其中所述处理组件被配置为通过添加预 定的偏移而将所述辅助数据中较少位的卫星标识参数转换为较多位的原始 卫星标识^来重建所述原始M。
38. —种i殳备，包括用于接收参数作为辅助数据用于基于卫星信号的定位的装置，其中所 接收的参数基于用于至少一个卫星的原始*，已从所述原始参数任意地 移除冗余信息；用于通过将所移除的冗佘信息添加到所接收的^:来重建所述原始参 数的装置；以及用于在辅助式基于卫星信号的定位中使用所重建的原始参数的装置。
39. —种电子设备，包括 根据权利要求33的设备；以及-故配置为经由无线链M收信息的无线通信组件。
40. —种电子i殳备，包括 根据权利要求33的设备；以及 卫星信号接收器。
41. 一种计算机程序产品，其中计算机程序代码存储在计算机可读介 质中，当由处理器执行时，所述计算机程序代码将实现根据权利要求28 的方法。
42. —种系统，包括 根据权利要求13的设备；以及 根据权利要求33的设备。
全文摘要
为了辅助基于卫星的定位，接收用于至少一个卫星的参数。从这些参数任意地移除冗余信息。然后提供具有减小的冗余度的参数作为用于基于卫星信号的定位的辅助数据。另一方面，可接收此类具有减小的冗余度的参数作为用于基于卫星信号的定位的辅助数据。然后，通过将所移除的冗余信息添加到所接收的参数来重建原始参数。在辅助式基于卫星信号的定位中使用所重建的原始参数。
文档编号G01S1/00GK101542308SQ200680056432
公开日2009年9月23日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者J·叙耶里宁, L·维罗拉 申请人:诺基亚公司