使用卫星可见性数据来用于提升的位置准确性的制作方法
【专利说明】使用卫星可见性数据来用于提升的位置准确性 睛川宜量
[0002] GPS(全球定位系统）信号不善于穿透密集的材料（诸如墙壁或窗户）。运主要是 因为，在1575. 42MHz(兆赫）和1227. 60MHz(兆赫）的GI^S信号在到达建筑物表面时具有 低的皮肤深度。结果，来自GI^S卫星的信号可完全被地面上的建筑物阻挡。
[0003] 因为一般而言，GI^S接收器需要来自至少四个卫星的信号W准确地确定其位置，所 W当地面建筑物阻挡来自过多GI^S卫星的信号时，接收器可在其位置准确性方面受到严重 影响。此外，建筑物可反射GPS信号，使得即使四个或更多个GPS卫星的信号被接收到，位 置准确性依然可被降低。
[0004] 此外，即使在与四个卫星的视线是可用的时，在某些场景中（诸如当GI^S接收器处 于高的建筑物之间时），具有与接收器的视线的卫星可能在接近平行的路径上（例如，几何 形状是使得角度全部接近垂直向下），导致所谓的高度精度衰减值oP)。运还降低了准确 性。 阳〇化]运样的情况在其中街道被高楼围绕的主城区是常见的。运有时被称为"GI^S城市 峡谷"问题。高的树木有时可导致类似的效应。
[0006]
[0007] 提供本概述W便W简化形式介绍将在W下的详细描述中进一步描述的一些代表 性概念的选集。本概述不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在 W限制所要求保护的主题的范围的任何方式来使用。
[0008] 简而言之，本文描述的主题的各方面设及藉此具有GI^S能力的设备接收从云服务 传递的与卫星可见性相关的数据的技术。与卫星可见性相关的数据被用于确定位置和/或 用于中止对卫星的捜索。
[0009] 在一个方面，云服务被配置成经由无线连接与具有GI^S能力的设备的通信。云服 务包括众包数据处理程序，该众包数据处理程序被配置成将来自至少一个其他具有GI^S能 力的设备的数据处理成被提供到一具有GI^S能力的设备的与位置相关的数据。
[0010] 在一个方面，获得卫星的第二集合，该第二集合对应于被预测为在存在遮挡的情 况下具有对设备视线可见的GPS信号的卫星。该第二集合是基于卫星的第一集合，该第一 集合对应于被预测为在缺乏遮挡的情况下具有被设备检测到的GI^S信号的卫星。该第二集 合被用于确定哪些卫星信号更值得信任。
[0011] 结合附图阅读W下【具体实施方式】，本发明的其他优点会变得显而易见。 附图简沐
[0013] 作为示例而非限制，在附图中示出了本发明，附图中相同的附图标记指示相同或 相似的元素，附图中：
[0014] 图1是根据一个示例实施例的包括云服务和具有GI^S能力的设备的架构的表示， 其中云服务被配置成向设备提供与卫星相关的可见性数据。
[0015] 图2A和2B是根据一个示例实施例的表示与卫星相关的可见性数据可如何被用于 中止对卫星的捜索的图。
[0016] 图3是根据一个示例实施例的与卫星相关的可见性数据可被用于缩窄位置的表 /J、-〇
[0017] 图4是根据一个示例实施例的对应于与卫星相关的可见性数据的天空小片可如 何被用于提供位置数据的表示。
[0018] 图5是表示移动设备形式的示例计算环境的方框图，其中本文所描述的发明主题 的各方面可被并入该计算环境中。
[0019] 图6是表示示例性非限制联网环境的框图，其中可实现本文所描述的各种实施 例。
[0020] 图7是表示其中可实现本文所描述各实施例的一个或多个方面的示例非限制计 算系统或运行环境的框图。
[0021] 详细描沐
[0022] 本文中描述的技术的各个方面一般设及使用卫星可见性信息来提升位置估计准 确性和/或节省能量。一个方面设及基于反射的GI^S信号来确定卫星可见性。另一方面设 及使用对应于天空视界匹配的众包数据来确定天空地图。
[0023] 应当理解，本文中的任何示例均是非限制的。例如，尽管移动设备被用作用于实现 本文中描述的技术的合适的设备的一个示例，但是更固定的（例如，内置或部分内置）汽车 设备可被使用。因此，本发明不限制于在此描述的任何具体的实施例、方面、概念、结构、功 能或示例。相反，在此所描述的实施例、方面、概念、结构、功能或示例中的任何一个都是非 限制性的，并且本发明可W按一般包括协助、提醒和通知的计算机相关驾驶体验中提供益 处和优点的各种方式来使用。
[0024] 图1是显示出一个示例架构的组件的示例框图，该示例架构包括运行各种GPS相 关应用106(包括例如传统的地图绘制/导航应用W及本文中描述的一个或多个卫星可见 性应用）的移动设备102(例如，在移动的车辆中）移动设备102被禪合到云服务108,例 如，该云服务108与应用106中的至少一个一起工作来提供改进的位置信息（如果可能的 话）。
[00巧]移动设备102可被实现在智能电话中，如在图1中一般表示的。替代于智能电话， 可W理解可使用另一设备。例如，应用或类似的逻辑/代码可在禪合到或具有互联网连接 的专用GI^S设备上运行或在内置到车辆中的设备上运行；（例如，作为常见的内置车辆导航 或娱乐系统的一部分）等。
[0026] 如本文中描述的，GPS/卫星应用106中的一个或多个经由包括天线的GPS设备接 收来自可见（视线）GPS卫星的GPS数据110,并接收来自服务108的云数据112W及将云 数据112发送到服务108。也可在GI^S数据110中接收到反射的卫星信息。通过使用本文 中描述的各种数据，服务108能够与应用106 -起工作来经常提供改进的位置准确性（包 括在城市峡谷的场景中）W及在某些场景中节省能量。
[0027] 注意，移动设备102可使用任意输入和输出机制来与用户交换信息。显示器可输 出可见信息并且如果是触敏的，还可接收来自用户的触摸输入。扬声器可输出音频数据，诸 如口述的导航方向等。如可理解的，其他输入和输出机制可被使用。例如，用户输入可包括 (包括经由自然用户界面（NUI))接收到的任意输入数据，其中NUI-般指使得用户能够W "自然"方式与设备交互的任意界面技术，该"自然"方式诸如不受由输入设备（诸如鼠标、 键盘、遥控器等）施加的人工限制。NUI的示例包括基于语音识别、触摸和指示笔识别、屏 幕上和屏幕附近的姿势识别、空中姿势、头部和眼睛跟踪、语音和语言、视觉、触摸、包括运 动姿势在内的姿势、W及机器智能的那些方法。运动姿势检测可使用加速计/巧螺仪、脸部 识别、3D显示器、头、眼W及凝视跟踪、沉浸式增强现实和虚拟现实系统（所有运些都提供 更为自然的界面），W及用于通过使用电场感测电极巧EG和相关方法）感测脑部活动的技 术。
[0028] 在云服务108的一个实现中，如图1中显示的，预测程序112能够使用各种数据 113-116 (W及可能的其他数据）来在许多情况下改进移动设备102的位置准确性。例如， GI^S卫星的可用性可经由云108中的离线模拟来获得。该程序（或一分开的程序）也可经 常节省设备能量，如W下描述的。还在图1中显示的是众包数据处理118,其对接收自用户 的数据进行操作，如也在W下描述的。注意，本文中描述的处理中的至少一些可被移动设备 102执行。
[0029] 如本文中之后使用的，其信号在给定时间和位置被GI^S接收器观察到的卫星集合 (即，设备的捕捉到的集合）被表示为M.
[0030] 考虑不具有地形数据（例如，至少一个数字表面模型值SM))的视线卫星，其中运 样的卫星的集合被称为S1。换言之，S1包括在假设没有遮挡（而不管是否实际存在遮挡） 的情况下在给定位置和时间的卫星。通过在图1中显示为卫星数据115的一部分的卫星星 历信息，其信号在给定时间在任一位置可用的卫星集合S1可被获得，而不考虑地形结构。 注意，因为GI^S卫星的星历的不准确性随着时间而增加，并且星历消息至少需要30秒来传 送，如果接收器最近已经被使用，则该接收器的首次定位时间（TTF巧较短。
[0031] 在一个实现中，集合S1包括具有在水平线W上最少十度仰角的卫星集合，其与在 大多数Gl^s接收器中设置的十度的仰角掩模一致。S1可通过使用视线光线追踪、将每个卫 星的位置与地图中屯、进行比较来获得。不需要精确的接收器位置。由此，捕捉到的集合M 是S1的子集（或等于S1的全集），即M€别。注意，S1还可从GPS消息的历书分量中导 出。然而，对历书的传输需要超过12分钟，由此其仅与具有慢的GI^S信号获取的非常旧的 接收器相关。具有更快获取时间的现代接收器通常捜索所有GI^S卫星。
[0032] 如果地形结构信息（例如，图1中被显示为数字表面模型113的DSM)也被知晓， 则服务108 (或进行接收的设备）可计算卫星集合S2,其信号在给定时间在任一位置经由视 线可用。通