[发明专利]GNSS接收机保护等级

说明书

一种确定由全球导航卫星系统(GNSS)接收机测量的参数的后验误差概率分布的方法。该方法包括接收与所述参数的GNSS测量相关联的一个或更多个GNSS测量质量指标中的每一个的值。所接收到的测量质量指标值或各个所接收到的测量质量指标值被作为输入提供到多变量概率分布模型中以确定所述GNSS测量的后验误差概率分布，其中，所述多变量概率分布模型的变量包括所述参数的误差以及所述测量质量指标或各个测量质量指标。

技术领域

本发明涉及用于获得由全球导航卫星系统(GNSS)接收机进行的测量的后验误差概率分布的方法、以及用于获得将GNSS接收机的测量误差映射到GNSS测量质量的一个或更多个指标的多变量概率分布模型的方法。本发明还涉及导航系统或其模块，该系统或模块用于估计GNSS测量中的后验误差概率分布。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)接收机通过对由至少四个GNSS卫星发射的射频(RF)信号执行测距测量而使得能够准确地确定用户位置。通过首先测量RF信号从卫星行进到接收机所花费的时间、然后通过将此行进时间乘以光速来将此行进时间转换成对应的“视线”距离来确定到每个卫星的距离。

对调制到卫星信号的RF载波(下文为载波)上的伪随机噪声(PRN)码执行的测距测量被称为伪距测量，并且可在适当地考虑偏置和误差源的情况下在数米的区域中实现定位准确度。然而，还可以对卫星信号的载波而不是对“调制”信号执行测距测量。这些测量(称为载波相位或载波距离测量)可以极高精度进行，因此可在正确地说明偏置和误差的情况下实现厘米定位准确度。许多现代GNSS接收机执行两种类型的测量以增加位置确定的准确度。在一些情况下，GNSS接收机可以利用使用多个卫星星座(即，多个全球导航卫星系统)进行的测量。虽然下面的讨论仅涉及单个GNSS的使用，但是本领域技术人员应理解，不排除多个系统的使用。

在GNSS的许多应用中，重要的是量化与GNSS测量相关联的误差。例如，在自主驾驶应用中，对于ADAS来说确定载具的位置中的不确定性何时变得太大以便避免向载具提供危险或不正确的导航指令是至关重要的。在这样的情况下，可以迫使控制载具的ADAS依靠其它传感器来确定载具的位置和/或将完全控制返回给驾驶员。

GNSS测量中的误差的一个来源来自GNSS信号失真。信号失真可能是由例如单独地或相结合地发生的以下过程引起的：卫星与GNSS接收机之间的障碍物，其例如可以在载波相位测量中引起暂时失锁；反射，其可以增加信号到达接收机所花费的时间；或多径传播，其中由于信号通过两个或更多个路径到达接收机而产生了干扰。这样的信号失真误差可能强烈地取决于GNSS接收机周围的环境并且可能在建筑物密集的区域中特别明显。因此，信号失真是在城市环境中使用的GNSS接收机(例如，属于高级驾驶员辅助系统(ADAS)的GNSS接收机)的误差的重要来源。

在处理误差时，使用“警报极限”的概念。针对给定参数测量的警报极限(或有时称作警告极限)是在不发出警报或警告的情况下不会超过的误差容限。对于给定系统参数，警报极限可以是固定的并且根据最大可接受的测量误差来选取。“完整性风险”的概念在诸如民用航空的GNSS测量的安全关键应用中也得到确认，并且是在任何时刻位置误差超过警报极限的概率。完整性风险识别由导航系统提供的信息的准确度的信任等级，并且当然会随着时间的推移而变化。

与沿着特定方向的位置测量相关联的不确定性或误差可按与该方向相关联的“保护等级”被量化。这被定义为统计边界误差，其被计算出以便保证绝对位置误差超过所述数量的概率小于或等于目标完整性风险。通常可以以半径的形式提供保护等级，在此情况下，保护等级定义了径向边界或圆，在该径向边界或圆中预期找到载具的概率很高。可以相对于完整性风险的特定值来定义保护等级，或者相反地，可以使用固定的保护等级来确定完整性风险。