[发明专利]快速位置获取通知系统

说明书

发明背景

本发明一般涉及跟踪地球表面附近设备位置的方法和系统，具体地说，本发明涉及利用非常快速的便携式获取应答器跟踪地球表面附近设备的方法和系统。

有各种可以用来确定地球表面上设备位置的技术。美国专利No.3,063,048公开了利用发射信号中的多普勒频移来确定发射该信号的设备的位置。此专利讲述了通过测量所述多普勒频移以最大速率变化的时间来确定发射经历多普勒频移的信号的物体的位置。在这个系统中，卫星必须连续接收从物体发射的信号才能确定所述频率以最大速率变化的时间最大以便确定所述物体的位置。其结果是，计算位置坐标的时间太长，不能适应诸如确定卫星电话位置的应用。

全球定位系统(GPS)也具备地域定位的能力。并且，最好知道移动终端、比如蜂窝式电话的位置，并将这种位置信息保存在中央位置(如服务操作中心、即SOC)。

一种技术是在移动终端上设置GPS接收器，计算GPS接收器的位置，并通过卫星(或其他通讯系统)将所述位置坐标发射到中央位置。此方法存在着GPS接收器中所固有的从冷启动唤醒时首次定位时间(TTFF)的局限。GPS接收器必须从所述冷启动状态下载GPS卫星的天文年历，星历表以及时钟校正信息。TTFF限制有效地排除了在不可接受的长TTFF的情况下、比如在处理来自无线电话或蜂窝式电话的电话呼叫的情况下使用GPS接收器。

因此，本发明针对上述问题，开发用于以最小功率和最少设备快速实现移动终端位置计算的系统和方法。

发明概述

本发明通过以下方法解决上述问题：在所述移动终端收集观测数据；将所述观测数据发射到中央位置；以及在中央位置，而不是在各个移动终端执行位置计算。

这样，本发明的移动终端只需要采集几毫秒的观测数据，比如GPS代码相位信息，然后通过卫星将这种观测数据转发给中央站，用于后续的位置计算。这样，本发明只要求移动单元接通非常短的时间周期，因此可以获得极快的(比如包括数据传输时间共1秒)定位方案。这可以使比如在呼叫之前话机的地域定位实际可行，这尤其是在基于卫星的电话服务中控制接入和呼叫选择路由的决定中非常有用。这种快速方案和最小的电池消耗使得地域定位系统能够应用到实际中，否则不能从经济上证明这种应用的正确性。

根据本发明的一个方面，确定位于地面上或其附近的物体的位置的系统包括通讯卫星，卫星网关或地面站，远程终端和操作中心。在这个系统中，通讯卫星发射由远程终端应答的询问信号。包括接收器，发射器和处理器的远程终端配置在所述物体上。接收器从通讯卫星接收询问信号，还能接收从GPS卫星发射的信号。一旦接收到来自通讯卫星询问信号，处理器测量从GPS卫星发射的每一个信号的至少一种特性。远程终端在与接收到所述询问信号有关的预定时间向通讯卫星发射应答信号。应答信号包括从多个GPS卫星发射的每个信号的测量到的特性。操作中心从通讯卫星接收应答信号，并利用信息到达时间和由远程终端返回的测量到的特性计算远程终端的位置。

在上述系统中，所述测量到的特性可以包括，比如代码相位信息，载波相位信息，多普勒频移信息，比特相位信息或者傅立叶变换系数。

服务操作中心包括了计算通讯卫星和远程终端之间距离的处理器。在这种计算中，处理器利用应答信号到达卫星网关的时间以及向远程终端发射询问信号和卫星网关接收到该询问信号之间的时间差。在这种计算中，处理器计及通信卫星和移动终端之间信号路径上的已知延迟以及在卫星网关测量信息到达时间的点。处理器还计算其半径为先前确定所述距离的球面与地球表面模型之间的相交曲线。此外，处理器在相交曲线上确定几个初始点，这些点中的一个必须位于围绕所述终端的已知的汇聚带内。接下来，处理器计算各个初始点的候选位置解，并利用预定判据筛选这些候选解并舍弃所有不满足筛选条件的候选值。最后，如果仍然有超过一个的候选解存在，则处理器选择一个代表最适合所有观测数据的解。

在上述系统中，所述预定的判据可以包括从以下各项中选择的一项或一项以上：到通讯卫星的距离解，剩余解，高度解，时钟偏置解以及与波束边界的接近度解。

附图说明

图1描述了根据本发明的系统的示范实施例的方框图。

图2描述了根据本发明的方法的示范实施例的方框图。

图3(a)和3(b)描述了根据本发明用于确定终端单元的位置的图2所示方法的地理表示法。

图4描述了返回到服务操作中心，用于计算位置解的各种参数，以及SOC中处理器执行的各种计算的流程图。

详细描述