[发明专利]高效率使用期望用户海拔数据来辅助确定移动站的位置

说明书

发明背景

发明领域

本发明的特征涉及位置确定系统，尤其涉及用于使用全球定位系统(GPS)数据和基于数据的期望用户海拔来确定移动设备或移动站的位置的方法和装置。

背景技术

为了确定移动设备的位置，全球定位系统(GPS)使用来自若干卫星的测量来计算三(3)维(即，纬度、经度、和海拔)的位置。对于理想境况而言，这些测量需要四(4)颗或更多颗卫星。然而，在某些境况中，可能没有足够多的卫星来准确地确定海拔。例如，在一些情形中，仅有三(3)颗GPS卫星可用。在这些情形中，有时有海拔估计的形式的测量可用，并且在此情形中可以使用四(4)个测量(3个GPS+1个海拔)。这可包括受阻塞GPS信号环境(例如，室内、城市峡谷)，或者甚至中等的GPS环境，其中在启动期间的某一时刻仅有三(3)个GPS测量就绪。即使在一些有四(4)颗GPS卫星可用的情形中，这些卫星的几何形态也可能是不良的，或者其解因其他原因质量不够高以致于不能使用，而海拔辅助的使用能够提供补充测量来提高该解的准确性和可靠性。对于此境况而言，许多商用GPS接收机为从外部手段可获得该接收机的海拔(诸如知道该接收机正用在海洋表面上的海事GPS接收机中)的境况提供了固定海拔模式。而且，移动站有时也会记住先前演算出的海拔，并将该海拔用于海拔辅助；然而，此技术的显而易见的问题包括不能为首次定位尝试或者在移动站自从演算出前次的海拔起已显著移动的情况下确定海拔。

固定海拔技术虽然在一些境况中是有用的，但是不能解决在不平坦的和/或未知的地形上确定位置的一般化问题。美国专利No.6,429,814 B1和美国专利No.6,590,530 B2中公开了地形标高地图的使用。然而，由于关于整个地球的地形标高数据的容量，因而这些设备是不切实际的并且需要相当大量的资源。这些全世界海拔数据库往往存储在服务器上，并且由于其大小，它们很少存储在移动站中。

因此，需要比目前可用系统更实用且需要的存储量少的能准确提供标高数据的方法和装置。

发明概述

本文中公开了使用用于海拔辅助的定义地形数据库来确定移动站的位置的方法和装置。该定义数据库包含期望用户海拔，后者基于仅关于具有稠密用户人口的区域的地形海拔数据，并且由此该数据库比包括整个世界的系统或者甚至全国数据库使用的存储量少得多并且效率更高。通过使用所公开的方面，GPS定位在启动之际发生得更快(锁定时间更快)，并且在给定的时间范围内更为可用(产出更高)。所公开的方面改善了GPS产出和锁定时间准确性。另外，这些方面提供了预定的期望用户海拔数据库，该数据库包括世界或选定国家的选定居住区域以供在移动站中的海拔辅助中使用并且比常规的地形数据库需要的存储量少且效率更高，从而使得该数据库在移动设备上直接使用是切实可行的。

附图简述

被纳入说明书并构成其一部分的附图解说了本发明的若干方面，并且与本描述一起用于解释本发明的原理。这些附图仅是为了解说本发明的优选方面的目的，并且不应被解释为限定本发明。在附图中：

图1是现有技术海拔辅助系统的描绘。

图2示出了本文中所描述的海拔辅助系统的一个实施例。

图3是示出用于期望用户海拔数据库的具有不同期望用户海拔的选定区划域的地图。

图4是示出本文中所描述的定位过程的实施例的流程图。

图5是示出使用速度和两个不同的假定海拔平面来辅助确定移动站的位置的过程的实施例的流程图。

优选实施例的描述

图1示出了将全世界地形的数据库用于海拔辅助的现有技术系统。在图1中，卫星10向移动站12发送信号。服务器或其他外部源52内的地形数据库20在通信网络22上向移动站12发送海拔。GPS信号和局部化海拔辅助由GPS计算机14用来确定移动站12的位置。在这些现有技术系统中，地形数据库20包含整个地球的地形地图，因此需要外部服务器52或非常大的存储器源。本发明的系统以类似的方式工作；然而，期望用户海拔数据库包括全世界地形数据库的选定部分，并且这些部分针对建筑物高度进行了修正。