基于多准则的全球导航卫星子集递归选择的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]卫星导航系统是基于卫星的无线电导航系统，其中多个卫星绕地球轨道运行并广播可被接收器用于确定相对于卫星的定位的信息。示例卫星导航系统包括全球定位系统(GPS)、GL0NASS系统、COMPASS系统和伽利略定位系统。
[0002]卫星导航系统接收器(在本文中还简称为“接收器”)可以基于到多个导航卫星的伪距确定导航解算(例如定位和/或速度)。伪距可以是基于信号从导航卫星传播到接收器所花费的时间和卫星在它发送信号时的定位来确定的。对于对接收器来说可见的每个卫星，可以计算伪距。一旦接收器已经确定它自身与多个卫星之间的距离(伪距)，接收器就可以通过使用多个卫星的已知位置的三角测量来计算定位。随着可从其计算伪距的更多卫星增加，位置计算的精度增加。然而，由于有限的处理能力，许多接收器被限制到基于最大数目的卫星来计算位置。例如，接收器可以被限制到基于5个卫星来计算位置。然而，常常，多于5个卫星对接收器来说可见。相应地，这样的接收器被配置成选择可见卫星的子集以在计算位置时使用。
[0003]在一些示例中，这样的接收器基于接收器测量的每个维度中的几何精度因子(⑶0P)确定使用卫星的哪个子集最好。⑶OP涉及卫星的相对定位。当卫星靠近在一起时，几何结构可以说是弱的，并且几何精度因子(⑶0P)可以说是高的；当卫星相距较远且更确切地等距间隔时，几何结构可以说是强的，并且GDOP可以说是低的。为了选择具有最低GDOP的子集，接收器将检查可见位置当中的子集的每个可能的成组。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，提供了一种用于从N个卫星的集合选择卫星的子集的方法。该方法包括将N个卫星的初始集合或者N个卫星的缩减集合设置为N个卫星的当前集合并且关于一个或多个准则递归地评估N个卫星的当前集合的每个N-P个卫星的子集。如果仅一个子集满足一个或多个第一准则，则将满足该一个或多个第一准则的该一个子集选择为N个卫星的缩减集合。然而，如果多于一个子集满足该一个或多个第一准则，则关于一个或多个第二准则评估满足该一个或多个第一准则的子集并且将优化该一个或多个第二准则的一个子集选择为N个卫星的缩减集合。一旦N个卫星的缩减集合等于接收器被配置成从其计算导航解算的卫星的数目，则使用N个卫星的该缩减集合来计算导航解算。
【附图说明】
[0005]附图仅描绘了示例性实施例且因此不应被视为在范围中进行限制。将通过附图的使用、以附加的特定性和细节来描述示例性实施例。
[0006]图1是示例卫星导航系统接收器的框图。
[0007]图2是用于从导航系统中的卫星的集合进行卫星选择的方法的示例的流程图。
[0008]图3是用于从导航系统中的卫星的集合进行卫星选择的方法的示例的流程图。
[0009]按照惯例，各种所描述的特征未按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例相关的特定特征。
【具体实施方式】
[0010]下文描述的实施例可以涉及从对全球导航卫星系统(GNSS)接收器来说可见的卫星的集合选择卫星的子集并且使用卫星的所选子集计算导航解算。这些系统和方法可以用于减少追踪信道的数目和全球导航卫星系统接收器所需的要求计算能力。
[0011]图1是卫星导航系统100的示例的框图。卫星导航系统100包括多个卫星102-110和一个或多个接收器120。卫星102-110可以发送供接收器120接收的信号。接收器120可以从卫星102-110中的一个或多个接收信号并基于信号计算导航解算(例如定位和/或速度)。示例卫星导航系统100包括全球定位系统(GPS)、GL0NASS系统、compass和伽利略定位系统。
[0012]接收器120可以包括耦合到一个或多个存储器设备124的一个或多个处理设备122。一个或多个存储器设备124可以包括指令126，指令126在由一个或多个处理设备122执行时可以使一个或多个处理设备122执行一个或多个动作，诸如以下关于图2和图3描述的动作。如本文所使用的，接收器120被配置成当存储器124包括在由处理设备122执行时使处理设备122执行功能的指令126时执行功能。
[0013]在示例中，一个或多个处理设备122可以包括中央处理单元(CPU)、微控制器、微处理器(例如数字信号处理器(DSP))、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其它处理设备。一个或多个存储器设备124可以包括用于存储处理器可读指令或数据结构的任何适当的处理器可读介质。合适的处理器可读介质可以包括诸如磁或光学介质之类的有形介质。例如，有形介质可以包括常规硬盘、压缩盘(例如只读或可重写)、易失性或非易失性介质(诸如随机存取存储器(RAM)，包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双数据速率(DDR)RAM、RAMBUS动态RAM (RDRAM)、静态RAM (SRAM)等)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)和闪速存储器等。合适的处理器可读介质还可以包括经由诸如网络和/或无线链路之类的通信介质传递的诸如电、电磁和数字信号之类的传输介质。而且，应当理解，处理器可读介质可以被集成到接收器120中，如在例如RAM中，或者可以是可向接收器120提供对其的访问的分离项，如在例如诸如压缩盘或闪速驱动器之类的便携式介质中。
[0014]接收器120还可以包括耦合到处理设备122且被配置成感测来自卫星102-110的信号的天线128。在示例中，接收器120可以包括用于向用户提供信息的一个或多个输出设备130。输出设备130可以包括显示器、扬声器、触觉反馈生成器、灯和其它输出机制。在示例中，接收器120可以包括一个或多个输入设备132。输入设备132可以包括键盘、鼠标、触摸传感器、语音传感器和其它输入机制。在示例中，接收器120可以被集成到诸如例如飞机之类的较大设备中。
[0015]图2是用于基于一个或多个准则从对接收器120来说可见的卫星的集合选择卫星的子集并且使用卫星的所选子集计算导航解算的方法200的流程图。方法200包括:从对接收器120来说可见的N个卫星102-110的集合接收多个信号(框202)，然后递归地减少集合中的卫星的数目(N)(框204-210)。也就是说，通过从N个卫星的集合丢弃一个或多个卫星来减少N个卫星的集合中的卫星的数目。当到达框210时，该方法进行回到框204以再次执行框206-210，这次具有N个卫星的缩减集合(也就是说，N个卫星的集合从上次循环减少了在上次循环中丢弃的一个或多个卫星)。相应地，框206-210的每个连续循环在比框206-210的先前循环更小的数目(N)的卫星上进行操作。这样，通过框206-210的连续调用递增地减少集合中的卫星的数目(N)。一旦N被减少到接收器120被配置成从其计算导航解算的卫星的数目，就使用N个卫星的剩余子集确定导航解算。在示例中，方法200可以具有所设置的频率。该频率可以是预定义频率(等距时刻)或者在通过一个或多个条件确定的不均等分布的时刻中。在示例中，条件可以是:当以下在框208之下讨论的阈值之一接近于被超过时。在另一示例中，条件可以是:当以下在框208之下讨论的阈值之一正在快速逼近时。在另一示例中，方法200可以在接收器120被初始化之后执行。在另一示例中，方法200可以在被接收器120利用的卫星不再对接收器120来说可见时执行，因为针对接收器120的所有可见卫星的集合已经改变。类似地，在另一示例