[发明专利]处理卫星导航系统导航数据以提供完整性区域地图的设备

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航系统，具体地涉及代表在这种系统的卫星同步和/或轨道定位中的纠错的可靠性值的完整性信息。

这里，术语“卫星导航系统”是指专用于广域导航的任何系统，例如称作GPS、EGNOS和WAAS的现有系统，或将来的GALILEO系统，以及其等价物和衍生物。

背景技术

如本领域技术人员已知的那样，由卫星导航系统的卫星发送给用户终端的导航消息包括与其轨道位置和/或其同步(其内部时钟和系统基准时钟之差)有关的导航信息。这个导航信息通过三个步骤来确定。第一步骤是选择原始信息。由于这个信息因误差而受到损坏，因此必须对该信息应用的纠错在第二步骤中被确定。第三步骤是对原始信息纠错以使得其变成导航信息。

由于导航信息可能对一些用户较为重要，例如飞机驾驶员，因此也选择完整性数据，该完整性数据代表了用于产生所述信息的纠错可靠性值。这个完整性数据被发送给用户以便他们可以相应地动作。

例如，在EGNOS系统中，两种完整性数据被选择：一个称为UDRE(用户差分距离误差，User Differential Range Error)并且关联于卫星，另一个称为GIVE(格网电离层垂直误差，Grid Ionospheric Vertical Error)并且关联于电离层。

当绘制显示卫星导航系统的用户随轨道和同步定位误差而变化的曲线时，结果大致上是一平形线条，其拐角之一对应于由于其定位而访问最不可靠的导航信息的用户(所谓的“最坏用户”)。按照定义，UDRE是具有增加最坏用户的轨道定位和同步误差的固定概率的轨道定位和同步误差的值。其因而构成随最坏用户的完整性容限而变化的参考值。除最坏用户外的所有用户因而都具有大于所述最坏用户的完整性容限的完整性容限(关于UDRE而被定义)。

为了计算完整性数据，使用例如称作SREW(最坏用户的卫星残差，Satellite Residual Error for the Worst user)的工具。

如本领域技术人员已知的那样，完整性数据不是固定的。它随时间而变化，特别地取决于卫星导航系统的结构的状态。为此，只要系统中丢失信息，或者只要位于最坏用户附近的卫星导航系统设备(例如用于收集由卫星发送的导航消息以及执行其与可见卫星相隔的伪距离有关的测量的监控站)出故障或处于维护中，计算中心就遗失信息，这使得UDRE与最坏用户的轨道定位和同步误差值不再相差固定的距离(随增加概率而变化)。换言之，最坏用户的完整性容限被减小。

如今，只要这种情形出现，监控卫星导航系统运转的人员就中断提供导航消息给用户以维持物理完整性。然而，完全是针对一些用户而验证的这种中断妨碍了其初始完整性容限远大于最坏用户的初始完整性容限且可继续使用卫星导航系统而实际上不会增加危险的大多数其他用户。

发明内容

本发明的目的因而是改进上述情形。

为此，本发明公开了一种用于处理与卫星导航系统中的绕天体轨道运行的卫星有关的导航数据的设备，所述设备包括处理装置，该处理装置被安排用于将代表卫星定位和/或同步中的纠错的可靠性值的完整性数据与包括N个所选阈值的至少一个所选组相比较，其中N是大于或等于一的整数，从而递送至少一组地图数据，该组地图数据代表最多N+1个地理区域，所述地理区域是相对于所述天体而限定的，并且其中完整性数据小于所选组中的N个阈值、大于所选组中的N个阈值或在所选组中的两个阈值之间。

本发明的设备可以包括其他特征，所述其他特征可以分离地或组合地特别包括：

-其处理装置可以被安排用于将完整性数据与包括Ni个所选阈值的至少两个所选组相比较，其中Ni是大于或等于一的整数，从而递送至少两组地图数据，每组地图数据都代表最多Ni+1个地理区域，所述地理区域是相对于所述天体而限定的，并且其中所述完整性数据小于所选组中的Ni个阈值、大于所选组中的Ni个阈值或在所选组中的两个阈值之间；

-所述阈值可以例如代表相对于参考值(例如UDRE)的完整性容限，所述参考值本身是相对于具有在卫星定位和/或同步中的纠错的最坏可靠性值的卫星导航系统的用户而被定义的；

-其处理装置可以被安排用于基于最新完整性数据确定每组地图数据从而实现几乎实时的运转；

-其可以包括计算装置，该计算装置被安排用于至少基于：代表包含于卫星分发的导航消息中的信息的第一数据、代表卫星的估计位置的第二数据以及代表卫星时钟与基准时钟之间的估计时差的第三数据，来确定所述完整性数据；