[发明专利]用于提高在扰动环境中的GNSS接收机的精确度的自适应天线组件

说明书

本发明公开了一种包括一个或多个传感器的天线组件，所述传感器可能是生成天线之上的天空的图像的鱼眼摄像机，处理所述图像以识别开放天空和被遮蔽的天空区域，所述识别用于生成天线增益方向图形状，其中零区放置在被遮蔽的天空区域上，以便消除受多路径反射影响的GNSS信号。本发明的天线组件可以与现有技术的任何GNSS接收机一起使用。不需要关于接收机的位置或它的取向的特定数据来执行本发明的方法，虽然在一些实施例中，发送关于在开放天空的视野中的卫星的数量的一些信息可能是有用的。

发明领域

本发明涉及一种用于GNSS接收机的天线组件。更具体地，在天线组件中的天线的辐射方向图可以被调整或重新配置成向标准GNSS接收机提供更高比例的视线(LOS)信号，所述标准GNSS接收机于是将被更好地保护以免受能够降低导航系统的总体精确度的非LOS信号。

背景技术

导航接收机的使用在日常生活中变得越来越普遍。汽车车载电子设备、智能电话、平板计算机包括导航接收机以及在其上运行的应用捕获关于终端的用户的位置和轨迹的信息作为输入是更加常见的。

导航接收机依赖于由通常被包括在星座中的中等地球轨道卫星发射的L频带RF(射频)信号，所述星座包括数十个地球轨道卫星以覆盖地球的大部分表面，例如GPS^TM(美国)、GAlileo^TM(欧洲)、Glonass^TM(俄罗斯)和Beidou^TM(中国)。这些星座根据GNSS(全球导航卫星系统)的一般首字母缩略词来命名。

GNSS载波信号由允许计算接收机和确定的卫星之间的伪距的伪随机码和导航消息进行调制。使用最少四个伪距，能够计算接收机的位置、速度和时间(PVT)。在由消费者使用的类型的接收机中，位置信息是直接应用于计算导航解决方案的信息。

PVT测量受到多个误差的影响，其中一些误差是所使用的测量的原理内在的(即，由于在通过大气——电离层和对流层——的RF信号的轨迹中的偏差，由于卫星的轨道中的变化)、接收机和卫星瑕疵内在的(例如时钟偏差)或在一个时刻在视野中的卫星的一些配置内在的(即，在地平线上的卫星的高度；看得见的卫星的低分散——高精度因子或DOP)。很多校正可用于减轻这些误差，使用只有某些类型的接收机可用的特定的处理技术(即，双频接收机可减轻电离层误差，得到从几十米到几米或更好的精度，取决于校正的质量)。这被称为精确单点定位或PPP。由于外部信息(相对于具有已知位置的多个固定参考站的相对定位)的整合，微分GPS(DGPS)或实时运动学(RTK)提供几十厘米的精度。

以一致且有效的方式减轻依赖于接收机的位置的一些误差更难，尤其是当这个位置由反射导航RF信号和/或掩蔽在一个时刻应在视线(LOS)中的多个卫星的多个物体围绕时。在这样的条件下，PVT的计算的精度可能相当差，误差的所有其它原因是同等的，都在获取GNSS信号的时间和在跟踪所述信号的时间。

在市区峡谷(即，在摩天大楼之间的街道)中，多路径将不仅增加在卫星的伪距的确定中的误差(用户等距误差或UERE)，而且增加(几何)精度因子(GDOP或DOP)，因为天线的视场将更窄，因此由于额外的卫星的使用而限制精度的增加。

UERE的降低是由于通过跟踪环获取或跟踪的有限卫星的信号损失。卫星的跟踪依赖于在所获取的代码信号和由每个卫星所特有的代码信号的接收机生成的本地副本的数量之间的相关函数的最大化。相关函数将被多路径破坏，且卫星可能不正确地被获取或可能丢失。即使信号跟踪仍然是可实现的，但是信号损失将影响相关函数的形状，因而降低伪距估计和UERE。