[发明专利]用于检测信号降级环境中的GNSS卫星信号的方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及用于使用短中频数据捕捉来检测全球导航卫星系统(GNSS)卫星信号的方法和装置。

背景技术

在其中全球导航卫星系统(GNSS)接收机与头顶GNSS卫星之间的通信可用的条件下，来自至少四个GNSS卫星的信息被GNSS接收机用来确定它的三维位置。由于挑战性环境(诸如例如室内、密林区域中、或深入市区位置中)而造成卫星的信号降级或不可用性，在其中衰减和多路径效应使得GNSS接收机难以区分和获得来自所需数量的GNSS卫星的信息。

为估计GNSS接收机的位置，例如，来自使用诸如基于Wi-Fi和蜂窝的定位的技术的其他源的辅助可被用来提供粗略定位辅助。GNSS接收机与任何其它定位技术和/或GNSS信息服务器之间的协作被称为辅助GNSS(A-GNSS)。

公知的GNSS是全球定位系统(GPS)。在辅助GPS(A-GPS)中，其中初始位置、初始时间、以及卫星星历表辅助是可用的，接收机能够集中于获取通过头顶的卫星。这一过程通常被称为天空搜索并帮助降低卫星获取期间接收机的信号处理复杂度。因为GNSS卫星以高于地球旋转的轨道速度绕地球旋转，所以从在地球附近的GNSS卫星接收到的信号遇到它们的频率方面的变化，这被称为卫星多普勒效应。除了卫星多普勒效应之外，GNSS接收机的本地时钟偏置以及GNSS接收机的运动使得接收机接收到频率与GNSS卫星的传输频率不同的卫星信号。因为这些频率差异，卫星信号检测是需要接收机处的大量信号处理功率的复杂过程。由于环境和干扰效果造成的信号降级增加了复杂度且可使得接收机不能获得卫星。

发明内容

一般而言，本申请的方法和装置促进通过使用三个或更多个GNSS卫星的公共多普勒频率偏移来降低相关搜索空间以使用强卫星信号来辅助检测较弱卫星信号，来相对快速地确定位置。在一实施例中，信息在各位置确定设备之间共享，以促进对经降低的相关搜索空间的确定。

在本公开的一方面，提供了一种检测GNSS信号的方法，包括：在位置确定设备的处理器处接收表示所述GNSS信号的数字化数据，所述数字化数据与接收到所述GNSS信号的时间相关联地被存储在所述位置确定设备的存储器中；在所述位置确定设备的处理器处从非GNSS定位应用接收所估计的位置区域；使用所估计的位置区域、所述时间、以及所有GNSS卫星的预测轨道数据来在所述处理器处确定在所述位置确定设备上空轨道运行的候选GNSS卫星；对于所述候选GNSS卫星，通过将所述候选GNSS卫星的速度投影到所估计的位置区域来确定名义多普勒效应；在所估计的码相位上确定相应名义多普勒效应周围的相关搜索空间；确定用于相关搜索空间的相关器并执行相关；在与大多数GNSS卫星相关联的相关峰值位于公共多普勒偏移处时，确定接收机时钟偏置；使用一组检测器来检测所述公共多普勒偏移内的GNSS信号，所述一组检测器中的一个检测器检测具有最高检测概率的相关峰值；确定与所述一组检测器中的所述一个检测器的码相位相对应的在所述公共多普勒偏移内的经降低的搜索空间；其中所述位置确定设备位于所估计的位置区域内。

在本公开的另一方面，提供了一种位置确定设备，包括：用于与RF前端通信的存储器，所述存储器存储表示GNSS卫星信号的数字化数据，在所述位置确定设备处接收到的所述数字化数据与接收到所述GNSS卫星信号的时间相关联地存储；与所述存储器通信的处理器，所述处理器被配置成：接收所述位置确定设备位于其中的所估计的位置区域，使用所估计的位置区域、所述时间、以及所有GNSS卫星的预测轨道数据来确定在所述位置确定设备上空轨道运行的候选GNSS卫星，以及对于所述候选GNSS卫星：通过将所述候选GNSS卫星的速度投影到所估计的位置区域来确定名义多普勒效应；在所估计的码相位上确定相应名义多普勒效应周围的相关搜索空间；确定用于所述相关搜索空间的相关器并执行相关；在与大多数GNSS卫星相关联的相关峰值位于公共多普勒偏移处时，确定接收机时钟偏置；使用一组检测器来检测所述公共多普勒偏移内的GNSS信号，所述一组检测器中的一个检测器检测具有最高检测概率的相关峰值；以及确定与所述一组检测器中的所述一个检测器的码相位相对应的在所述公共多普勒偏移内的经降低的搜索空间。