[发明专利]位置跟踪设备和方法

说明书

技术领域

本申请涉及跟踪设备的位置，比如，用于探测(detect)缓慢和快速的地 球变形(earth deformation)。

背景技术

本领域已知不同类型的定位系统。比如，卫星导航系统提供在全球范 围的自主地球空间定位。全球导航卫星系统(GNSS)允许GNSS接收器 采用卫星传递的信号，包括经度、纬度和海拔，来确定其在地球上的位置， 其位置确定可在几米甚至厘米内。

比如，轨道卫星广播其精确的轨道数据，包含卫星位置和信号被传输 的精确时间。卫星位置可在数据报文中被传递，数据报文添加了充当时间 基准的代码。然后接收器可把广播在传递中被编码的时间与内部时钟测量 的接收时间进行比较，从而测量到卫星的行程时间。可同时对不同卫星进 行几个此类测量，提供接收器位置的精确的确定。

由接收器进行的每个单个距离测量，以到卫星的测量距离跟踪了球壳 (spherical shell)表面上的接收器。通过采取几个此类测量以及确定球壳的 交叉点，可产生位置定位。通常，由于未知的纬度、经度、海拔和时间， 即四个未知参数，精确的定位确定需要来自四个卫星的信号。

这类全球定位系统一般和熟知的应用，是采用卫星导航系统接收器， 以确定交通工具、人等的位置。

此外，已知在测量非常缓慢的运动(比如板块漂移)中采用卫星导航 系统接收器，以跟踪大陆变形或缓慢运动。通过使用卫星导航系统接收器 网络，可产生地球表面的板块改变的地图。

然而，某些事件会干扰缓慢漂移，其由卫星导航系统接收器跟踪，并 且，需要估计此类干扰。比如，当与缓慢的板块漂移比较时，地震或山崩 可在非常短的时间段导致地球表面大的运动或变形。

为了全面监视伴随有突然快速改变的缓慢地球变形或其他类型的缓慢 运动，需要能够处理两种运动类型的系统，比如缓慢板块漂移和由地震、 山崩等导致的突然运动。

在缺少快速运动时，已知可获得足够精度的多种滤波器技术，但是为 了跟踪快速运动，还需要具有足够的动态范围的滤波器，比如已知的实时 动态(real time kinematic)(RTK)滤波器。然而，已知的RTK的问题是， 只有当载波相位模糊可分辨时才能获得高精度。载波相位模糊由以下事实 引起，即，在基于RTK滤波器的系统中的位置确定采用了载波相位。然 而，由于载波信号的每次振荡都重现相同的相位，因此波形的相位模糊。 在RTK滤波器解决方案中，载波相位模糊将位置跟踪系统限制到卫星导 航接收器间隔在比如100公里以下的网络中。此外，对于RTK滤波器解 决方案，还存在多路径传播问题。

发明内容

因此希望在存在缓慢和快速运动时，提供具有提高精度的位置跟踪。

一种解决方案是由位置跟踪设备提供，所述位置跟踪设备包括，用于 从多个已知位置的卫星接收定位信号的装置；用于采用适于接收定位信号 以及收敛参数作为输入的递归滤波器来确定位置估计的装置；用于获得所 述位置跟踪设备的位移估计的装置；其中所述用于确定位置估计的装置适 于根据所述位移估计调整所述收敛参数。

根据一个有益的实施方式，所述递归滤波器是卡尔曼滤波器，并且其 中，所述收敛参数由输入到所述卡尔曼滤波器的位置噪声构成。

根据另一个有益的实施方式，所述收敛参数由所述位移估计乘以常量 构成。

根据另一个有益的实施方式，所述位移估计基于位移测量的时间序列 来确定。

根据另一个有益的实施方式，所述位移估计基于下列项中的至少一项 来确定：

-来自卫星的所述定位信号的相位；以及

-来自运动传感器的信号。

根据另一个有益的实施方式，所述位移估计基于描述所述位置跟踪设 备的运动的速度矢量。

根据另一个有益的实施方式，如果所述位移估计低于预定的探测阈值， 则所述收敛参数设置为指示缓慢收敛的值，以及如果所述位移估计超过所 述预定的探测阈值，则所述收敛参数设置为指示快速收敛的值。

根据另一个有益的实施方式，为指示快速收敛，所述收敛参数基于所 述位移估计来确定，以及为指示缓慢收敛，所述收敛参数由预定常量构成。