[发明专利]位置网络中的频率相干

说明书

本申请是申请号为02825992.0、申请日为2002年11月1日、发 明名称为“按时序同步位置网络的方法和装置”的专利申请的分案申 请。

技术领域

本发明一般涉及用于为移动设备产生精确的位置确定的系统和 方法。本发明尤其应用于精确的到达时间位置确定系统。本发明不受 现有技术的要求所约束，如在发射机信标之间的物理连接，如需要连 接到每个发射机的原子时标准，或者需要微分校正技术。

背景技术

在本领域中容易理解精确的到达时间位置确定依赖于所使用的 发射机时钟的精度。在其最基本的形式中，置于已知位置并通过三个 等长电缆连接到一个公共时钟的三个发射机信标将满足到达时间定位 系统的基准。然而，由于需要得到精确定时的电缆在时标之间的潜在 远距离之上分布高频定时信号，生产和安装这种基本定位系统是非常 不切实际的。作为选择，具有很低的漂移率的精确原子时标准可以被 安装于每个发射机信标，并使用一个置于已知位置并连接到一个参考 时基的参考接收机来监控。响应于从发射机信标所接收到的定位信号， 通过一个RF数据链，时钟校正被从参考接收机发送到每个信标，用 于向用户设备的后续转播。诸如GPS的现代卫星定位技术采用这种技 术，其中铯和铷时间标准被安装在每个GPS卫星中，同时，GPS地 面控制部门连续不断地监控所有GPS卫星，并每24小时向每颗卫星 向上传输时钟校正。于是，这些校正通过每颗卫星的导航消息被转播 到GPS用户设备，这样，GPS用户设备内的定位算法能够解决卫星 时钟误差。具有至少4颗GPS卫星可视，在GPS用户设备使用一种 被称作常规的码基GPS位置解决方案的标准技术实现一个三维定位。 这种标准技术通常也被本领域技术人员称为“单点位置”。

常规的码基GPS位置解决方案(单点位置)

在常规的码基GPS中，靠近地球的任一点的纬度、经度和高度 能够从来自至少4颗可视的GPS卫星的定位信号的传播时间计算出 来。一个GPS接收机基于内部产生的伪随机码(PRN)序列和所接收 到的来自每颗GPS卫星的伪随机码序列的相关性进行距离计算。所测 得的距离被称作伪距，因为在卫星上的时钟和GPS接收机内的时钟之 间存在时间差或者偏移。有必要确保接收机的时钟和卫星星座的时钟 同步，以便精确测量在卫星伪随机码序列的传输和通过一个GPS接收 机接收该伪随机码序列之间的耗用时间。导航消息也从每颗卫星进行 传输，其包括时间信息、卫星轨道信息和卫星时钟校正项。对于三维 定位，一个GPS接收机需要4颗卫星信号以求解四个未知量，即位置 (x，y，z)和时间(t)。对于二维定位(2-D)，高度是固定的，需 要三个卫星信号求解三个未知量，即位置(x和y)和时间(t)。常 规的码基GPS位置解决方案能够使一个至少4颗卫星可视的GPS接 收机具备确定一个具有大约10到20米精度的绝对三维(3-D)位置的 能力。

这种常规的码基GPS位置解决方案是一种自主的解决方案，没 有来自参考接收机的微分校正数据就能够确定位置、速度和时间 (PVT)。因此，它在本领域中被称作“单点位置”解决方案。

常规的码基微分GPS(相对定位)