用于获得收到sps信号的时间基准的系统和/或方法

专利名称：用于获得收到sps信号的时间基准的系统和/或方法
用于获得收到SPS信号的时间基准的系统和/或方法背景领域本文所公开的主题涉及获得与在基准定位处接收到的导航信号相关联的时间基 准。信息卫星定位系统(SPS)典型地包括环地轨道卫星的系统，该系统使得各实体能够至 少部分地基于从卫星接收到的信号来确定其在地球上的定位。这样的SPS卫星典型地发射 用具有设定数目的码片的重复伪随机噪声(PN)码来标记的信号。例如，诸如GPS或Galileo 之类的全球卫星导航系统(GNSS)的星座中的卫星可发射用可与该星座中的其他卫星所发 射的PN码区别开的PN码标记的信号。为了估计接收机处的定位，导航系统可至少部分地基于对从卫星接收到的信号中 的PN码的检测使用公知技术来确定在接收机的“观点中”至卫星的伪距测量。这种至卫星 的伪距可以在于接收机处捕获收到信号的过程期间至少部分地基于在用与卫星相关联的 PN码标记的收到信号中检测到的码相来确定。为捕获收到信号，导航系统典型地将收到信 号与本地生成的同卫星相关联的PN码相关。例如，这种导航系统典型地将这种收到信号与 这种本地生成的PN码的多个代码和/或时间移位版本相关。对产生具有最高信号功率的 相关结果的特定时间和/或代码移位版本的检测可指示与在如上所讨论的测量伪距中使 用的所捕获信号相关联的码相。在检测到从GNSS卫星接收到的信号的码相之际，接收机可形成多个伪距假言。通 过使用附加信息，接收机就可消除这样的伪距假言以有效地降低与真实伪距测量相关联的 模糊性。除了用周期性重复的PN码序列来编码以外，GNSS卫星所发射的信号还可被诸如 举例而言数据信号和/或已知值序列调制。通过检测从GNSS卫星接收到的信号中的这种 附加信息，接收机可消除与收到信号相关联的错误伪距假言。在一个示例中，这种附加信息 可包括与从GNSS卫星接收到的信号相关联的时间基准。在对从GNSS卫星接收到的信号的 时基的知识有着充分准确性的情况下，可以消除一些或所有错误伪距假言。

图1图解SPS系统的应用，由此无线通信系统中的订户站100接收来自在订户站 100的视线中的卫星102a、102b、102c、102d的传输，并且从这些传输中的4个或更多个来推 导时间测量。订户站100可将这些测量提供给定位实体(PDE) 104，后者从这些测量来确定 该站的位置。或者，订户站100可从此信息确定其自己的位置。订户站100可通过将特定卫星的PN码与收到信号相关来搜索来自该卫星的传输。 该收到信号在有噪声的情况下典型地包括来自在站100处的接收机的视线内的一个或多 个卫星的传输的合成。相关可在以码相搜索窗Wcp著称的码相假言的范围上、以及在以多普 勒搜索窗Wiwpp著称的多普勒频率假言的范围上执行。如以上指出的，这种码相假言典型地 被表示为PN码移位范围。另外，多普勒频率假言被典型地表示为多普勒频槽。相关典型地在可表达为N。与M之积的积分时间“I”上执行，其中N。是相干积分时 间，以及M是非相干地组合的相干积分的数目。对于特定的PN码，相关值典型地与对应的PN码移位和多普勒频槽相关联以定义二维相关函数。该相关函数的峰值被定位并且与预定 噪声阈值比较。该阈值被典型地选择成使得假警报概率——即错误地检测到卫星传输的概 率——处于或低于预定值。对卫星的时间测量典型地从沿码相维度的等于或超过该阈值的 最早非旁瓣峰值的定位推导出来。订户站的多普勒测量可从沿多普勒频率维度的等于或超 过该阈值的最早非旁瓣峰值的定位推导出来。提取与所捕获GNSS信号相关联的时基信息或时间基准消耗功率和处理资源。这 种功率和处理资源的消耗在诸如移动电话和其他设备之类的便携式产品中典型地是关键 的设计约束。附图简述将参考以下附图来描述非限定性和非详尽的特征，其中相同的附图标记贯穿各附 图指示相同的部分。图1是根据一方面的卫星定位系统(SPS)的示意图。图2示出根据一方面的能够在接收机处通过测量至空间飞行器(SV)的伪距来确 定定位的系统的示意图。图3是图解根据一方面的用于在基准定位处获得从SV捕获的信号的时间基准的 过程的流程图。图4是图解根据一方面的在基准定位处接收到的第一信号中的时间基准与在该 基准定位处接收到的第二信号中的时间基准的关联的时序图。图5是图解根据一方面的在基准定位处接收到的第一信号中的时间基准与在该 基准定位处接收到的第二信号中的时间基准的关联的时序图。图6是图解根据一方面的在基准定位处接收到的第一信号中的时间基准与在该 基准定位处接收到的第二信号中的时间基准的关联的时序图。图7是图解根据一方面的在基准定位处接收到的第一信号中的时间基准与在该 基准定位处接收到的第二信号中的时间基准的关联的时序图。图8是图解根据一方面的在基准定位处接收到的第一信号中的时间基准与在该 基准定位处接收到的第二信号中的时间基准的关联的时序图。图9是根据一方面的将被搜索以检测发射自空间飞行器的信号的二维域的示意 图。图10图解根据一方面的用以避免遗漏出现在片段边界处的峰值的搜索窗中规定 数目个码片的交迭。图11是根据一方面的用于处理信号以确定位置定位的系统的示意图。图12是根据一方面的订户站的示意图。概述在一方面，与在基准定位处从第一发射机捕获的第一信号相关联的时间基准是至 少部分地基于与在该基准定位处从第二发射机接收到的第二信号相关联的时间基准来获 得的。在另一方面，与第一信号相关联的时间基准是至少部分地基于从基准定位至第一发 射机的第一距离与从基准定位至第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得的。详细描述贯穿本说明书引述的“一示例”、“一特征”、“示例”或“特征”意指结合该特征和/或示例所描述的特定特征、结构或特性包含在所要求保护的主题的至少一个特征和/或示 例中。由此，短语“在一个示例中”、“一示例”、“在一特征中”或“一特征”贯穿本说明书在 各处的出现并非必要地全部引述同一特征和/或示例。进一步，这些特定特征、结构或特性 能在一个或多个示例和/或特征中加以组合。根据特定特征和/或示例，本文中所描述的方法集取决于应用可藉由各种手段来 实现。例如，这样的方法集可在硬件、固件、软件、和/或其组合中实现。在硬件实现中，例如 处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器 件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、 微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述的功能的其他电子单元、或其组合内实现。本文中引述的“指令”涉及表示一个或以上逻辑操作的表达。例如，指令可以通过 可由机器解读用于对一个或多个数据对象执行一个或多个操而是“机器可读的”。然而，这 仅仅是指令的一示例，并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。在另一个示例中，本文 中引述的指令可涉及经编码命令，其由具有包括这些经编码命令的命令集的处理电路来执 行。这样的指令可以用该处理电路能理解的机器语言的形式来编码。再次，这些仅仅是指 令的示例，并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。本文中引述的“存储介质”涉及能够维护可被一个或多个机器感知到的表达的介 质。例如，存储介质可包括一个或多个用于存储机器可读指令和/或信息的存储设备。这 样的存储设备可包括若干介质类型中的任何一种，包括例如磁、光或半导体存储介质。这样 的存储设备还可包括任何类型的长期、短期、易失性或非易失性设备存储器设备。然而，这 些仅仅是存储介质的示例，并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。除非另外具体指出，否则如从以下讨论中将显而易见的，将领会到贯穿本说明书， 利用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“选择”、“形成”、“启用”、“抑制”、“定位”、“终止”、“标识”、 “发起”、“检测”、“获得”、“主存”、“维护”、“表示”、“估计”、“减少”、“关联”、“接收”、“发射”、 “确定”和/或之类的术语的讨论是指可由诸如计算机或类似的电子计算设备之类的计算平 台来执行的动作和/或过程，该计算平台操纵和/或变换该计算平台的处理器、存储器、寄 存器，和/或其他信息存储、传送、接收和/或显示设备内表示为物理电子量和/或磁量和 /或其他物理量的数据。这样的动作和/或过程可由计算平台例如在存储介质中所存储的 机器可读指令的控制下执行。这样的机器可读指令可包括例如在被包括作为计算平台的一 部分(例如，被包括作为处理电路的一部分或在这种处理电路外部)的存储介质中存储的 软件或固件。进一步，除非另外具体指出，否则本文中参考流程图或以其他方式描述的过程 也可全部或部分地由这样的计算平台来执行和/或控制。本文中引述的“空间飞行器”(SV)涉及能够向地面上的接收机发射信号的对象。 在一个特定示例中，这样的SV可包括对地静止卫星。或者，SV可包括在轨道上行进并且相 对于地球上的固定位置移动的卫星。然而，这些仅仅是SV的示例，并且所要求保护的主题 在这些方面并不被限定。本文中引述的“定位”涉及与目标或事物根据参考点的行踪相关联的信息。在此 举例而言，这样的定位可被表示为地理坐标，诸如纬度和经度。在另一个示例中，这样的定 位可被表示为以地球为中心的XYZ坐标。在又一个示例中，这样的定位可被表示为街道地 址、自治市或其他政府管辖、邮政区号和/或之类。然而，这些仅仅是根据特定示例可如何来表示定位的示例，并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。本文中所描述的定位确定和/或估计技术可用于各种无线通信网络，诸如无线广 域网(WffAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)，等等。术语“网络”和“系统”在 本文中能被可互换地使用。WWAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频 分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络，等等。 CDMA网络可实现一种或多种无线电接入技术(RAT)，诸如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA) 等，这仅列举了少数几种无线电技术。在此，cdma2000可包括根据IS-95、IS-2000、以及 IS-856标准实现的技术。TDMA网络可实现全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系 统(D-AMPS)、或其他某种RAT。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴项目(3GPP) ”的联盟 的文献中描述。Cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2(3GPP2)”的联盟的文献中描述。 3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。例如，WLAN可包括IEEE 802. Ilx网络，并且WPAN可 包括蓝牙网络、IEEE 802. 15x。本文中所描述的这些定位确定技术也可用于WWAN、WLAN和 /或WPAN的任何组合。根据一示例，设备和/或系统可至少部分地基于从各SV接收到的信号来估计其定 位。具体而言，这样的设备和/或系统可获得包括相关联的各SV与导航卫星接收机之间的 距离的近似的“伪距”测量。在特定示例中，这种伪距可在能够处理来自一个或多个作为卫 星定位系统(SPS) —部分的SV的信号的接收机处确定。这样的SPS可包括，例如全球定位 系统(GPS)、Galileo、Glonass，这仅列举了少数几种，或将来开发的任何SPS。为确定其定 位，卫星导航接收机可获得至三个或更多个卫星的伪距测量以及它们在发射时的位置。知 道这些SV的轨道参数，就能够针对任何时间点计算出这些位置。伪距测量随后可至少部分 地基于信号从SV行进到该接收机的时间乘以光速来确定。虽然本文中所描述的技术可作 为在根据特定示例的具体例示说明的GPS和/或Galileo类型的SPS中的定位确定的实现 来提供，但是应理解这些技术也可应用到其他类型的SPS，并且所要求保护的主题在这方面 并不被限定。本文中描述的技术可连同若干SPS中的任一个一起使用，例如包括前述SPS。此 外，这些技术可连同利用伪卫星或卫星与伪卫星组合的定位确定系统一起使用。伪卫星可 包括广播被调制在L频带(或其他频率)载波信号上的PN码或其他测距码(例如，类似于 GPS或CDMA蜂窝信号)的基于地面的发射机，该载波信号可以与GPS时间同步。这样的发 射机可以被指派唯一性的PN码从而准许能被远程接收机标识。伪卫星在其中来自环地轨 道卫星的GPS信号可能不可用的境况中是有用的，诸如在隧道、矿区、建筑、市区峡谷或其 他封闭地区中。伪卫星的另一种实现被公知为无线电信标。如本文中所使用的术语“卫星” 旨在包括伪卫星、伪卫星的等效卫星、以及可能的其他卫星。如本文中所使用的术语“SPS 信号”旨在包括来自伪卫星或伪卫星的等效卫星的类SPS信号。如本文中所引述的“全球卫星导航系统”(GNSS)涉及包括根据公共信令格式发射 同步导航信号的SV的SPS。这样的GNSS可包括例如同步轨道中的SV的星座，以便同时从 该星座中的多个SV向地面的辽阔部分上的定位发射导航信号。作为特定GNSS星座的成员 的SV典型地以对该特定GNSS格式呈唯一性的格式来发射导航信号。因此，用于捕获由第 一 GNSS中的SV发射的导航信号的技术可被更改成用于捕获由第二 GNSS中的SV发射的导 航信号。在特定示例中，尽管要求保护的主题在这方面不被限定，但是应理解GPS、Galileo和Glonass各自表示一个与另外两种命名的SPS截然不同的GNSS。然而，这些仅仅是与截 然不同的GNSS相关联的SPS的示例，并且所要求保护的主题在这方面不被限定。
根据一种特征，导航接收机可至少部分地基于对来自特定SV的用周期性重复的 PN码序列来编码的信号的捕获来获得至该特定SV的伪距测量。对这样的信号的捕获可包 括检测引用了时间和PN码序列中的相关联点的“码相”。在一个特定特征中，例如，这样的 码相可引用本地生成的时钟信号和PN码序列中的特定码片。然而，这仅仅是可如何表示码 相的一示例，并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。 根据一示例，对码相的检测可在PN码间隔处提供若干模糊的候选伪距或伪距假 言。因此，导航接收机可至少部分地基于检出码相和用以选择这些伪距假言之一作为至SV 的“真”伪距测量的模糊性求解来获得至该SV的伪距测量。如以上所指出的，导航接收机 可至少部分地基于从多个SV获得的伪距测量来估计其定位。在一个特定示例中，在具有对在基准定位区域处从发射机接收到的SPS信号的时 间基准的准确知识以及从基准定位区域至发射机的距离的知识有充分准确性的情况下，接 收机可消除假伪距假言从而确定真伪距测量。在此，“时间基准”是指从发射机发射的SPS 信号的已知实例与当前在基准定位区域处正接收的所发射SPS信号的一部分之间的关联 性。在以下图解的特定示例中，从发射机发射的SPS信号可以与诸如举例而言的天、周、小 时的开始之类的已知实例相关联。在一方面，可以用调制SPS信号的数据信号中的信息来 标记SPS信号中的这种实例。这样的信息可包括例如代码码元和/或数字值的特定已知序 列。通过提取收到SPS信号的这种代码码元和/或数字值的序列，接收机就可以获得与收 到SPS信号相关联的时间基准。图2示出根据一示例的能够在接收机处通过测量至SV的伪距来确定定位的系统 的示意图。在地面168上的基准定位中心166处的接收机可观察并接收来自SVl和SV2的 信号。可以已知基准定位中心166落在由例如半径约为IOkm的圆所定义的基准定位区域 164之内。然而应理解，这仅仅是可如何根据特定方面来表示所估计定位的不定性的示例， 并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。在一个示例中，区域164可包括已知定位处 的蜂窝无线通信网络的特定蜂窝小区的覆盖区域。根据一示例，SVl和SV2可以是不同GNSS星座的成员。在以下所图解的特定示例 中，SVl可以是GPS星座的成员，而SV2可以是Galileo星座的成员。然而应理解，这仅仅 是接收机可如何接收来自属于不同GNSS星座的SV的信号的示例，并且所要求保护的主题 在这方面并不被限定。在一个特定替换性方案中，第一和第二 SV可来自GPS星座，同时这两个SV中的至 少一个能够发射LlC信号。与来自Galileo SV的导航信号相似，LlC导航信号可包括用导 频信道和数据信道两者来编码的信号。LlC周期性重复PN码序列可以为10ms，这与Galileo 的4ms不同。因此，应理解尽管本文中所讨论的特定示例可涉及对来自Galileo和GPS星 座的SV的使用，但这样的技术也可应用于采用两个GPS SV的其他示例，其中这些SV中的 至少一个能够发射LlC信号。再次，这些仅仅是在基准定位区域处的接收机上可从SPS接 收到的特定信号的示例，并且所要求保护的主题在这方面并不被限定。根据一示例，在基准定位区域164处的接收机可在无线通信链路上与例如卫星通 信网络或地面无线通信网络中的诸如举例而言服务器(未图示)之类的其他设备通信。在一个特定示例中，这样的服务器可向接收机传送包括被接收机用来处理从SV接收到的信 号和/或获得伪距测量的信息的捕获辅助(AA)消息。或者，这样的AA消息可从本地存储 在接收机的存储器中的信息来提供。在此，这种本地存储的信息可从移动存储器设备存储 到本地存储器和/或从先前接收自服务器的AA消息推导出来，这仅列举了少数示例。在 特定示例中，AA消息可包括诸如举例而言指示SVl和SV2的定位的信息、对基准定位中心 166的定位的估计、与所估计的基准定位相关联的不定性、对当前时间和/或之类的估计之 类的信息。指示SVl和SV2的位置的这种信息可包括星历信息和/或历书信息。如以下根 据特定示例指出的，接收机可至少部分地基于这样的星历和/或历书以及对时间的粗略估 计来估计SVl和SV2的位置。对SV的这种估计的位置可包括例如与基准方向的估计方位 角和与基准定位中心166处地平线的仰角和/或以地球为中心的XYZ坐标。通过使用指示SVl和SV2的定位的信息和对基准定位中心166的定位的估计，接 收机就能估计自基准定位中心166到SVl的第一距离并估计从基准定位中心166到SV2的 第二距离。在此，应观察到，如果第一距离长于第二距离，则从SVl发射的SPS信号比从SV2 发射的SPS信号行进了更长的历时才抵达基准定位中心166。同样，如果第二距离长于第一 距离，则从SV2发射的SPS信号比从SVl发射的SPS信号行进了更长的历时才抵达基准定 位中心166。在一个特定示例中，从SV发射的SPS信号与诸如举例而言的特定小时、天、周、月 的起始之类的已知时间历元和/或实例同步，这仅列举了少数示例。在这种历元和/或实 例期间，SV可以用用以标记这样的历元和/或实例的信息来调制所发射SPS信号。在作为 GPS星座的成员的SV中，例如这样的信息可在诸如在20ms码元或比特区间上发射的值和/ 或码元序列之类的数据信号中提供。在作为Galileo星座的成员的SV中，例如这样的信息 可在具有4ms码元持续期的比率l/2Viterbi编码数据信道中提供。然而应理解，这些仅仅 是SPS信号中的信息可如何用来标记已知历元和/或实例的示例，并且所要求保护的主题 在这方面不被限定。在接收到具有标记已知历元和/或实例的信息的SPS信号之际，接收机可获得关 于该特定SPS信号和/或发射该收到SPS信号的发射机的时间基准。在其中这样的SPS信 号是从GPS星座中的SV发射的特定示例中，这样的接收机可解码数据信号中标记已知历元 和/或实例的20ms码元和/或比特区间中的信息。在这样的SPS信号是从Galileo星座 中的SV发射的场合下，例如这样的接收机可解码例如比率l/2Viterbi编码数据信道中的 fn息ο在一个特定方面中，与从第一发射机发射的SPS信号相关联的特定已知实例和/ 或历元可以与从第二发射机发射的SPS信号的特定已知实例和/或历元同步。例如，从SVl 发射的GPS信号中的特定实例——诸如调制GPS信号的数据信号中码元和/或比特区间之 间的变迁，可以与从SV2发射的Galileo信号中的特定实例——诸如数据信道中4. Oms码 相区间和/或4. Oms的比率l/2Viterbi编码码元区间之间的变迁——同步。如根据特定特征在图3的流程图中所图解的，根据从第一发射机接收到的第一 SPS信号获得的时间基准可用于获得在基准定位区域处从第二发射机接收到的第二 SPS信 号的时间基准。在框202处，在基准定位区域处的接收机可获得与从诸如位于例如SV上的 发射机之类的第一发射机接收到的第一 SPS信号相关联的第一时间基准。在此，例如这样的接收机可从第一 SPS信号解码和/或解调与时间上的特定实例和/或历元相关联或对其 进行标识的信息。或者，接收机可采用数据相关方法来准确地从收到SPS信号推断时间基准。例如， 如果信号功率充分低，则接收机或许不能从调制收到SPS信号的数据信号准确地解调个体 数据比特。在此，接收机可以将已知图案与收到SPS信号相关。在与收到SPS信号有充分 数目的成功相关的情况下，接收机也可以确定和/或提取与发射该收到SPS信号的发射机 相关联的时间基准。在一个实施例中，接收机可以将已知图案与从相同发射机或不同发射 机接收到的信号相关。然而应理解，这些仅仅是根据特定实施例接收机可如何获得与收到 SPS信号相关联的时间基准的示例，并且所要求保护的主题在这方面不被限定。在图3的框204处，在基准定位处的接收机可捕获来自第二发射机的SPS信号。对 第二 SPS信号的这种捕获可包括，例如对分开重复码相区间的PN码相边界的检测。在此， 在基准定位区域处的接收机可接收用周期性重复PN码来编码的第二 SPS信号。为捕获第 二 SPS信号，这样的接收机可检测收到信号中的多普勒频率和码相。对码相的这种检测可 包括例如使本地生成的码序列的代码和/或时间移位版本相关。在其中第二 SPS信号是从 Galileo SV发射的一个示例中，例如这样的码相可在PN码序列的4. Oms重复周期中被检测 到。或者，在第二 SPS信号是从GPS SV发射的情况下，这样的码相可在PN码序列的1.0ms 重复周期中被检测到。然而，这仅仅是可如何捕获SPS信号的一示例，并且所要求保护的主 题在这方面并不被限定。尽管图3示出框202处的动作比框204处的动作先发生，但是应理解，这些动作的 次序在替换实现中可颠倒。在其他实现中，在框202和204处执行的动作可并行发生。最后在框206处，接收机可至少部分地基于与第一时间基准(从第一 SPS信号获 得的)相关联的时间基准和对从基准定位至第一发射机的距离与从基准定位至第二发射 机的距离之差的估计来获得与第二 SPS信号相关联的时间基准。在此，通过使用第一与第 二距离之间的估计差值，接收机就可解决第一 SPS信号从第一发射机至基准定位的行进时 间与第二 SPS信号从第二发射机至基准定位的行进时间之差。虽然可能存在一些与在接收 机处获得的第一 SPS信号相关联的时间基准的准确性相关的不定性，但是与这样的时间基 准相关联的误差可包括与发射在基准定位处被接收到的SPS信号的多个发射机相关联的 恒定时间误差。因此，这样的恒定误差可在例如确定最终导航解时被移除。在一个特定示例中，实际差值L (例如以时间为单位)可定义从基准定位至第一发 射机的距离与从基准定位至第二发射机的距离之差。出于图解特定示例实现的目的，为位 于如图2中所示的SVl和SV2处的发射机确定对差值的估计E[L]。然而应理解，发射SPS 信号的发射机不需要位于SV上，并且以下所讨论的办法可应用于为位于诸如举例而言伪 卫星之类的不同平台上的发射机估计差值L。在此，从基准定位中心166至SVl处的第一发 射机的距离与从基准定位中心166至SV2处的第二发射机的距离之间的实际差值L可表达 如下L = T2-T1其中T1 =在给定时间在基准定位处测量的来自SVl的信号的传播延迟；以及T2 =在相同给定时间在基准定位处测量的来自SV2的信号的传播延迟。
为了获得与第二收到SPS相关联的时间基准，例如接收机可根据如下的关系⑴ 来确定对从基准定位中心至第一发射机的距离与从基准定位中心至第二发射机的距离之 差L(例如，以时间为单位)的估计E[L] = EtT2-T1](1)由于与T2和T1的测量相关联的误差可被认为是基本独立的，因此表达式E[T2-TJ 可被近似为表达式E[T2]-E[T1]。在此，在特定示例中，表达式E[T2]-E[TJ的值可以是为接 收机通过特定时间的AA信息已知和/或可获取的。或者，接收机可针对特定时间从在这种 AA信息中接收到的信息来推导表达式E[T2]-E[TJ的这种值。根据关系(1)对差值L的估计E [L]可如下被精简为消去接收机时钟误差τ的表 达式E [L] = E [T2]-E [T1]= (RSV2/c- τ ) - (Rsvl/c- τ )= (Rsv2-Rsvi) /c其中c =光速；τ =接收机时钟偏置误差；Rsvi =对从基准定位中心至SVl的距离的估计；以及Rsv2 =对从基准定位中心至SV2的距离的估计。在此应观察到，差值估计E[L]的值可以用或者线性长度或者时间为单位来表达， 并且对E[L]的值的这种表达的单位之间的转换可由以恰适单位所表达的光速来提供。相 应地应理解，差值估计E[L]的这种值可以可互换地用时间或线性长度中的任一种为单位 来表达而不背离所要求保护的主题。根据特定示例，框206可计算从基准定位中心166至SVl的距离(“RSV1 ”)与从基 准定位中心166至SV2的距离("Rsv2”)之间的估计差值。在此，框206可从例如除对基准 定位中心166的以地球为中心的XYZ坐标的估计之外还指示对SVl和SV2的定位的以地球 为中心的XYZ坐标的估计的一条或多条AA消息获得AA信息。使用这样的以地球为中心的 XYZ坐标，框206就可以计算Rsvi和Rsv2的欧几理得距离。如以下用特定示例图解的，在基准定位处的接收机可以确定在基准定位处捕获的 从第一发射机发射的第一 SPS信号上的时间基准并获得从第二发射机发射的第二 SPS信 号。在特定特征中，如果与差值估计E[L]相关联的单侧不定性小于第二所获得SPS信号中 信息的重复周期的1/2，则这样的接收机可进一步至少部分地基于与第一所获得SPS信号 相关联的时间基准来确定第二所获得SPS信号上的时间基准。图4到8图解可如何使用在基准定位处从第一发射机接收到的第一 SPS信号的时 间基准来获得从第二发射机发射并在基准定位处捕获到的第二 SPS信号的第二时间基准。 在此，第一和第二 SPS信号的时间基准可由差值估计E[L]来相关联。在特定所图解示例 中，为从第一 SV发射的第一 SPS信号获得时间基准TR1并任意地标记为在时间t = 0。时 间基准TR1也与所获得的由第二 SV发射的第二 SPS信号中的特定实例同步。出于图解特 定示例的目的，从基准定位至第一 SV的距离长于从基准定位至第二 SV的距离。因此，在t =O接收到的时间基准TR1与所获得第二 SPS信号中往过去达量L的实例和/或历元相关联和/或同步。然而应理解，在其他实施例中，从基准定位至第一 SV的距离可短于或等于 从基准定位至第二 SV的距离，从而使得收到第一 SPS信号中的时间基准与所获得第二 SPS 信号中往将来达量L的实例和/或历元相关联和/或同步。在图4的特定示例中，由GPS星座中的第一 SV发射的第一 SPS信号302在基准定 位处被接收和捕获，同时由Galileo星座中的第二 SV发射的第二 SPS信号304在基准定位 处被捕获。与SPS信号302相关联的时间基准TR1在任意地标记为t = 0的时间被获得。 SPS信号304包括由边界306分开的4. Oms PN码区间，边界306自该信号被捕获时起就被 知晓。在一种特征中，时间基准了礼可以与分开这些4. Oms PN码区间的特定边界306同步。 由于TR1与SPS信号304中的边界306同步，因此在估计E [L]中的两侧不定性区域U小于 4. Oms的情况下，接收机就可以确定SPS信号304的时间基准TR2将位于分开SPS信号304 中的4. Oms PN码区间的特定边界310处。应指出的是，在替换实现中，以上图4的特定示例中的第一 SPS信号302可由 Galileo或其他GNSS星座中的第一 SV发射而不背离所要求保护的主题。在另一种替换实 现中，第二 SV信号304可由另一个GNSS星座中的第二 SV发射，该GNSS星座的信号结构类 似于Galileo信号结构，诸如举例而言GPS星座中的LlC信号。再次，这些仅仅是替换实现， 并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。在图5的特定示例中，由GPS星座中的第一 SV发射的第一 SPS信号402在基准定 位处被接收和捕获，同时由Galileo星座中的第二 SV发射的第二 SPS信号408在基准定位 处被捕获。在该特定示例中，除了捕获SPS信号402之外，接收机可能已充分解码调制SPS 信号408的数据信道，从而确定8. Oms比率1/2 Viterbi编码数据和/或值之间的边界406。 再次，与SPS信号402相关联的时间基准TR1在任意地标记为t = 0的时间被获得。然而， 时间基准TR1与分开经解码数据信道中的8. Oms比率l/2Viterbi编码值或数据的特定边 界406同步。因此，如图5中所图解的，在估计E[L]中的两侧不定性区域U小于8. Oms的 情况下，接收机就可以确定SPS信号408的时间基准TR2将位于分开调制SPS信号408的 数据信道中的8. Oms比率l/2Viterbi编码数据和/或值的特定边界410处。应指出的是，在替换实现中，以上图5的特定示例中的第一 SPS信号402可由 Galileo或其他GNSS星座中的第一 SV发射而不背离所要求保护的主题。在另一种替换实 现中，第二 SV信号408可由另一个GNSS星座中的第二 SV发射，该GNSS星座的信号结构类 似于Galileo信号结构，诸如举例而言GPS星座中的LlC信号。再次，这些仅仅是替换实现， 并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。在图6的特定示例中，由GPS星座中的第一 SV发射的第一 SPS信号(未图示)在 基准定位处被接收和捕获，同时由Galileo星座中的第二 SV发射的第二 SPS信号504在基 准定位处被捕获。在该特定示例中，除了捕获SPS信号504之外，接收机可能已解码包括调 制SPS信号504的100ms码序列的导频信道，从而确定100ms码序列区间之间的边界506。 再次，与第一 SPS信号相关联的时间基准TR1在任意地标记为t = 0的时间被获得。然而， 时间基准TR1与分开经解码导频信道的100ms码序列的特定边界506同步。因此，如图6中 所图解的，在估计E[L]中的两侧不定性区域U小于100ms的情况下，接收机就可以确定SPS 信号504的时间基准TR2将位于分开100ms周期性历元的特定边界510处。应指出的是，在替换实现中，以上图6的特定示例中的第一 SPS信号(未图示)可由Galileo或其他GNSS星座中的第一 SV发射而不背离所要求保护的主题。在另一种替换 实现中，第二 SV信号504可由另一个GNSS星座中的第二 SV发射，该GNSS星座的信号结构 类似于Galileo信号结构，诸如GPS星座中的LlC信号。再次，这些仅仅是替换实现，并且 所要求保护的主题在这些方面并不被限定。在图7的特定示例中，由Galileo星座中的第一 SV发射的第一 SPS信号604在基 准定位处被接收和捕获，同时由GPS星座中的第二 SV发射的第二 SPS信号602在基准定位 处被捕获。与SPS信号604相关联的时间基准TR1在任意地标记为t = 0的时间被获得。 此外，时间基准TR1与所捕获信号602的1.0ms PN码区间之间的特定边界同步。因此，如图 7中所图解的，在估计E[L]中的两侧不定性区域U小于1. Oms的情况下，接收机就可以确定 SPS信号602的时间基准TR2将位于分开SPS信号602的1. Oms PN码区间的特定边界处。应指出的是，在替换实现中，以上图7的特定示例中的第一 SPS信号604可由GPS 或其他GNSS星座中的第一 SV发射而不背离所要求保护的主题。在图8的特定示例中，由Galileo星座中的第一 SV发射的第一 SPS信号804在基 准定位处被接收和捕获，同时由GPS星座中的第二 SV发射的第二 SPS信号802在基准定位 处被捕获。与SPS信号804相关联的时间基准TR1在任意地标记为t = 0的时间被获得。 此外，时间基准TR1与调制SPS信号802的数据信号808中分开20. Oms比特或码元区间的 特定“比特边缘”同步。通过捕获信号SPS信号802并确定或标识由比特边缘定位810所 示的分开SPS信号802中的20ms比特或码元区间的比特边缘边界，如果E[L]中的两侧不 定性区域U小于20. Oms,则接收机就可以确定SPS信号802的时间基准TR2将位于各比特 边缘810中的特定比特边缘处。应指出的是，在替换实现中，以上图8的特定示例中的第一 SPS信号804可由GPS 或其他GNSS星座中的第一 SV发射而不背离所要求保护的主题。根据一示例，尽管所要求保护的主题在这方面不被限定，但差值估计E[L]的准确 性至少部分基于与对基准定位区域的估计相关联的不定性的量或程度。在图2的特定示例 中，再次出于图解特定特征的目的，关于SVl和SV2的差值估计E[L]的单侧不定性P可如 下根据关系(2)来确定ρ = l/c*Punc* [ {cos (E2) *cos (A2) -cos (El) *cos (Al)}2+ {cos (E2) *sin (A2)-cos (El) *sin (Al)}2]1/2(2)其中c =光速Al =从基准定位中心至SVl的估计方位角；A2 =从基准定位中心至SV2的估计方位角；El =从基准定位中心至SVl的估计仰角；E2 =从基准定位中心至SV2的估计仰角；以及Punc =以长度为单位的基准定位区域的单侧不定性。在此，应观察到，以上在图4到8中图解的两侧不定性区域U可从单侧不定性P 推导为 U = E[L]+/-P。根据一示例，在接收机处可见的SV(例如，如在AA消息中指示的)可与定义要被 搜索以找出该SV的码相和多普勒频率假言的二维域的一组特定搜索窗参数相关联。在图9所图解的一种实现中，对应SV的搜索窗参数包括码相搜索窗大小WIN_SIZECP、码相窗中心 WIN_CENTeP、多普勒搜索窗大小WIN_SIZEdqpp、以及多普勒窗中心WIN_CENTDQPP。在要确定其 位置的实体是遵从IS-801的无线通信系统中的订户站的情形中，这些参数可由PDE向该订 户站提供的AA消息来指示。图9中所图解的SV的二维搜索空间示出码相轴为横轴，以及多普勒频率轴为纵 轴，但是此指派是任意的并且可被颠倒。码相搜索窗的中心被引述为WIN_CENT。P，以及码相 搜索窗的大小被引述为WIN_SIZECP。多普勒频率搜索窗的中心被引述为WIN_CENTdqpp，以及 多普勒频率搜索窗的大小被引述为WIN_SIZEMPP。在捕获来自第一 SV的第一信号之后，根据一示例，用于捕获来自第二 SV的第二信 号的WIN_CENT。P和WIN_SIZE。P可至少部分地基于在第一所捕获信号中检测到的码相、对接 收机定位的估计和描述对应特定时间t的第一和第二 SV的定位的信息来确定。如图10中 所图解的，用于捕获第二信号的搜索空间可被划分为多个分段1202a、1202b、1202c，这些分 段的每一个都由多普勒频率范围和码相范围来表征。根据一示例，表征分段的码相范围可能等于该分段中由相关器通过单次信道掠过 来搜索的信道的容量。在一个其中信道容量是例如32码片的特定示例中，表征分段的码相 范围可以同样也是32码片，但是应领会到其他示例也是可能的。如图10中所图解的，可使各分段交迭规定数目个码片以避免遗漏出现在分段边 界处的峰值。在此，分段1202a的尾端与分段1202b的前端交迭Δ个码片，并且分段1202b 的尾端同样地与分段1202c的前端交迭Δ个码片。由于归因于此交迭的开销，由分段表示 的有效码相范围可能小于信道容量。在该交迭为例如4个码片的情形中，由分段表示的有 效码相范围可能为28个码片。根据特定示例在图11中图解了用于捕获来自SV的周期性重复信号的系统。然 而，这仅仅是根据特定示例能够捕获这种信号的系统的示例，并且可以使用其他系统而不 背离所要求保护的主题。如根据特定示例在图11中所图解的，这样的系统可包括含处理器 1302、存储器1304、以及相关器1306的计算平台。相关器1306可适配于根据由接收机(未 图示)提供的信号产生或直接或通过存储器1304由处理器1302处理的相关函数。相关器 1306可在硬件、软件、或硬件与软件的组合中实现。然而，这些仅仅是可如何根据特定方面 来实现相关器的示例，并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。根据一示例，存储器1304可存储处理器1302可访问和可执行的机器可读指令以 提供计算平台的至少一部分。在此，与这样的机器可读指令结合的处理器1302可适配于执 行以上参照图3所例示的过程200的全部或一些部分。在特定示例中，尽管所要求保护的 主题在这些方面并不被限定，但是处理器1302可指导相关器1306如以上所例示地搜索位 置确定信号并且从由相关器1306生成的相关函数推导出测量。转到图12，无线电收发机1406可适配于用诸如语音或数据之类的基带信息将RF 载波信号调制到RF载波上，以及解调经调制的RF载波以获得这样的基带信息。天线1410 可适配于在无线通信链路上发射经调制的RF载波并且在无线通信链路上接收经调制的RF 载波。基带处理器1408可适配于将来自CPU 1402的基带信号提供给收发机1406以供 在无线通信链路上传输。在此，CPU 1402可从用户接口 1416内的输入设备获得这样的基带信号。基带处理器1408还可适配于将来自收发机1406的基带信息提供给CPU 1402以 供通过用户接口 1416内的输出设备传输。用户接口 1416可包括多个用于输入或输出诸如语音或数据之类的用户信息的设 备。这样的设备可包括例如键盘、显示屏、话筒、以及扬声器。SPS接收机(SPS Rx) 1412可适配于接收并解调来自SV的传输，并且将经解调的信 息提供给相关器1418。相关器1418可适配于根据接收机1412所提供的信息来推导相关函 数。例如对于给定的PN码，相关器1418可如上所例示地产生在将阐述码相搜索窗的码相 范围上以及在多普勒频率假言范围上定义的相关函数。如此，可根据所定义的相干和非相 干积分参数来执行个别相关。相关器1418还可适配于根据收发机1406所提供的关于导频信号的信息来推导与 导频相关的相关函数。此信息可被订户站用于捕获无线通信服务。信道解码器1420可适配于将从基带处理器1408接收到的信道码元解码成底层 源比特。在其中信道码元包括卷积地编码的码元的一个示例中，这样的信道解码器可包括 Viterbi解码器。在其中信道码元包括串行或并行级联的卷积码的第二示例中，信道解码器 1420可包括turbo解码器。存储器1404可适配于存储可运行以执行已被描述或建议过的过程、示例、实现、 或其示例中的一项或多项的机器可读指令。CPU 1402可适配于访问并运行这样的机器可读 指令。通过运行这些机器可读指令，CPU 1402可指导相关器1418在框204和220处采用 特定搜索模式执行停留，分析由相关器1418提供的GPS相关函数，从其峰值推导测量，并且 确定对定位的估计是否充分准确。然而，这些仅仅是在特定方面中可由CPU执行的任务的 示例，并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。在特定示例中，在订户站处的CPU 1402可至少部分地基于如以上所例示地从各 SV接收到的信号来估计该订户站的定位。CPU 1402还可适配于如以上根据特定示例所例 示地至少部分地基于在第一收到信号中检测出的码相来确定用于捕获第二收到信号的代 码搜索范围。然而应理解，这些仅仅是根据特定方面的用于至少部分地基于伪距测量估计 定位、确定这样的伪距测量的量化评估以及终止用于提高伪距测量的准确性的过程的系统 的示例，并且所要求保护的主题在这些方面并不被限定。虽然已例示和描述了目前考虑为示例特征的技术方案，但是本领域技术人员将理 解，可作出其他各种修改并且可替代等效技术方案而不脱离所要求保护的主题。此外，可作 出许多修改以使特定境况适合于所要求保护的主题的教示而不脱离本文中所描述的中心 思想。因此，所要求保护的主题并非旨在被限定于所公开的特定示例，相反如此所要求保护 的主题还可包括落入所附权利要求及其等效技术方案的范围内的所有方面。
权利要求
一种方法，包括获得与在基准定位处从第一发射机接收到的第一SPS信号相关联的第一时间基准；以及至少部分地基于所述第一时间基准并基于从所述基准定位至所述第一发射机的第一距离与从所述基准定位至第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得与在所述基准定位处从所述第二发射机接收到的第二SPS信号相关联的第二时间基准。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二发射机位于作为不同GNSS 星座的成员的相应第一和第二空间飞行器(SV)上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座的成员的 第一空间飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为Galileo星座的成员的第二 SV上。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得与所述第二SPS信号相关联的所述 第二时间基准进一步包括检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比率l/2Viterbi边界；以及 至少部分地基于所述检测到的比率l/2Viterbi边界来确定所述第二时间基准。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得与所述第二SPS信号相关联的所述 第二时间基准进一步包括检测调制所述第二 SPS信号的周期性码序列中的边界；以及 至少部分地基于所述检测到的边界来确定所述第二时间基准。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发射机位于作为Galileo星座的成 员的卫星飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为GPS星座的成员的第二 SV上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得与所述第二SPS信号相关联的所述 第二时间基准进一步包括检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比特边缘边界；以及 至少部分地基于所述检测到的比特边缘边界来确定所述第二时间基准。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座的成员的 第一空间飞行器(SV)上，并且所述SPS信号包括LlC信号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二发射机位于作为GPS信号的成员的 卫星飞行器(SV)上，并且所述第一 SPS信号包括LlC信号。
10.一种制品，包括存储介质，所述存储介质包括存储于其上的机器可读指令，所述机器可读指令在由计 算平台执行时适于使所述计算平台获得与在基准定位处从第一发射机接收到的第一 SPS信号相关联的第一时间基准；以及至少部分地基于所述第一时间基准并基于从所述基准定位至所述第一发射机的第一 距离与从所述基准定位至第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得与在所述基准定 位处从所述第二发射机接收到的第二 SPS信号相关联的第二时间基准。
11.如权利要求10所述的制品，其特征在于，所述第一和第二发射机位于作为不同 GNSS星座的成员的相应第一和第二空间飞行器(SV)上。
12.如权利要求10所述的制品，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座的成员2的第一空间飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为Galileo星座的成员的第二 SV上。
13.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述指令在由所述计算平台执行时进一 步适于使所述计算平台检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比率l/2Viterbi边界；以及 至少部分地基于所述检测到的比率l/2Viterbi边界来确定所述第二时间基准。
14.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述指令在由所述计算平台执行时进一 步适于使所述计算平台检测调制所述第二 SPS信号的周期性码序列中的边界；以及 至少部分地基于所述检测到的边界来确定所述第二时间基准。
15.如权利要求10所述的制品，其特征在于，所述第一发射机位于作为Galileo星座的 成员的卫星飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为GPS星座的成员的第二 SV上。
16.如权利要求15所述的制品，其特征在于，所述指令在由所述计算平台执行时进一 步适于使所述计算平台检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比特边缘边界；以及 至少部分地基于所述检测到的比特边缘边界来确定所述第二时间基准。
17.如权利要求10所述的制品，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座的成员 的第一空间飞行器(SV)上，以及所述SPS信号包括LlC信号。
18.如权利要求10所述的制品，其特征在于，所述第二发射机位于作为GPS信号的成员 的卫星飞行器(SV)上，以及所述第一 SPS信号包括LlC信号。
19.一种订户单元，包括接收机，用以接收包括指示第一和第二空间飞行器(SV)的定位的信息的捕获辅助 (AA)消息，所述订户单元适于获得与在基准定位处从第一发射机接收到的第一 SPS信号相关联的第一时间基准；以及至少部分地基于所述第一时间基准并基于从所述基准定位至所述第一发射机的第一 距离与从所述基准定位至第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得与在所述基准定 位处从所述第二发射机接收到的第二 SPS信号相关联的第二时间基准。
20.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述订户单元进一步适于在地面无 线通信链路上接收所述AA消息。
21.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述第一和第二发射机位于作为不 同GNSS星座的成员的相应第一和第二空间飞行器(SV)上。
22.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座 的成员的第一空间飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为Galileo星座的成员的第二 SV上。
23.如权利要求22所述的订户单元，其特征在于，所述订户单元进一步适于 检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比率l/2Viterbi边界；以及 至少部分地基于所述检测到的比率l/2Viterbi边界来确定所述第二时间基准。
24.如权利要求23所述的订户单元，其特征在于，所述订户单元进一步适于 检测调制所述第二 SPS信号的周期性码序列中的边界；以及至少部分地基于所述检测到的边界来确定所述第二时间基准。
25.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述第一发射机位于作为Galileo星 座的成员的卫星飞行器(SV)上，而所述第二发射机位于作为GPS星座的成员的第二 SV上。
26.如权利要求25所述的订户单元，其特征在于，所述订户单元进一步适于检测调制所述第二 SPS信号的数据信号中的比特边缘边界；以及至少部分地基于所述检测到的比特边缘边界来确定所述第二时间基准。
27.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述第一发射机位于作为GPS星座的 成员的第一空间飞行器(SV)上，并且所述SPS信号包括LlC信号。
28.如权利要求19所述的订户单元，其特征在于，所述第二发射机位于作为GPS信号的 成员的卫星飞行器(SV)上，以及所述第一 SPS信号包括LlC信号。
29.—种系统，包括定位实体(PDE)；以及订户单元，所述订户单元适于在地面无线通信链路上接收来自所述PDE的捕获辅助(AA)消息，所述AA消息包括指 示第一和第二发射机的定位的信息；至少部分地基于所述信息来估计从基准定位至所述第一发射机的第一距离与从所述 基准定位至所述第二发射机的第二距离之差；获得与在基准定位处从所述第一发射机接收到的第一 SPS信号相关联的第一时间基 准；以及至少部分地基于所述第一时间基准并基于从所述基准定位至所述第一发射机的第一 距离与从所述基准定位至所述第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得与在所述基 准定位处从所述第二发射机接收到的第二 SPS信号相关联的第二时间基准。
全文摘要
本文中所公开的主题涉及用于获得从卫星和/或地面导航系统中的发射机接收到的信号的时间基准的系统和方法。获得与在接收机处接收到的第一信号相关联的第一时间基准。基于第一时间基准并基于从接收机至第一发射机的第一距离与从接收机至第二发射机的第二距离之间的估计差值来获得与来自第二发射机的第二信号相关联的第二时间基准。
文档编号G01S19/05GK101978284SQ200980110086
公开日2011年2月16日 申请日期2009年4月7日 优先权日2008年4月11日
发明者R·W·波恩 申请人:高通股份有限公司