[发明专利]用于GNNS反射表面映射与位置定位估计的系统与方法

说明书

一种用于生成3D反射表面映射的系统包括定位系统、与该定位系统位于同处的一个或多个天线、和处理系统。该定位系统计算位置估计。与该定位系统位于同处的该一个或多个天线被配置为接收与相应的全球导航卫星系统(GNSS)卫星相关联的至少一个反射的GNSS信号，并且其中，基于该反射的GNSS信号确定到该GNSS卫星的伪距。该处理系统被配置为接收该位置估计和相对于每一个反射的GNSS信号计算的伪距，其中，该处理系统基于由该反射的GNSS信号提供的所计算的伪距、该位置估计、每一个反射的GNSS信号的到达角和每一个相应的GNSS卫星的已知卫星位置，来映射反射表面。

技术领域

本公开大体涉及全球导航卫星系统(GNSS)，更具体地说，涉及用于从GNSS信号生成和利用3D映射(map)并从GNSS信号提供位置估计的系统、设备和方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)通常指允许基于从多个卫星接收的信号来确定位置定位(position fix)的系统。每一个GNSS卫星传输GNSS信号，该GNSS信号标识信号传输的卫星和时间。GNSS接收器或天线被配置为接收由可视GNSS卫星传输的GNSS信号中的每一个，并使用每一个GNSS信号的飞行时间以及每一个GNSS卫星的已知位置来确定从GNSS接收器到每一个GNSS卫星的伪距或距离。GNSS接收器使用来自已知卫星的多个确定的伪距来三边测量GNSS接收器在三维空间中的位置。GNSS系统的类型包括全球定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略(Galileo)、北斗等。

GNSS通常极度精确。然而，高建筑物的存在所限定的城市环境对GNSS提出了特别的挑战。不仅建筑物阻挡了至少一些GNSS信号(减少了可用于进行位置定位估计的信号的数量)，而且到达GNSS接收器的一些信号是从建筑物的一个或多个反射接收的。与反射的GNSS信号相关联的飞行时间增加导致错误的伪距估计，从而导致错误的GNSS位置定位估计。

发明内容

根据一个方面，提供了一种用于生成3D反射表面映射的系统。所述系统包括定位系统；一个或多个天线，与所述定位系统位于同处；以及处理系统。该定位系统计算位置估计。与该定位系统位于同处的该一个或多个天线被配置为接收与相应的全球导航卫星系统(GNSS)卫星相关联的至少一个反射的GNSS信号，并且其中，基于该反射的GNSS信号确定到该GNSS卫星的伪距。该处理系统被配置为接收该位置估计和相对于每一个反射的GNSS信号计算的伪距，其中，该处理系统基于由该反射的GNSS信号提供的所计算的伪距、该位置估计、每一个反射的GNSS信号的到达角和每一个相应的GNSS卫星的已知卫星位置，来映射反射表面。

根据另一个方面，提供了一种用于计算位置估计的系统。该系统包括GNSS天线/接收器，被配置为从多个卫星接收GNSS信号并且基于所接收的GNSS信号计算伪距。该系统进一步包括处理器系统，该处理器系统包括处理器、卫星位置数据库和周围区域的3D反射表面映射。该处理器系统被配置为基于当前位置估计检测错误的伪距并且基于所述3D反射表面映射、所述当前位置估计和从所述卫星位置数据库检取的卫星位置来校正错误的伪距，其中，所述处理器系统基于从LOS GNSS信号收集的所述伪距和经校正的伪距来计算更新的位置估计。

一种处理从多个全球导航卫星系统(GNSS)卫星接收的GNSS信号以确定位置的方法包括针对所接收的每一个GNSS信号计算伪距，所述伪距估计本地天线和生成所述GNSS信号的所述GNSS卫星之间的距离。该方法进一步包括至少部分地基于每一个所计算的伪距与当前位置估计的比较来检测错误的伪距。该方法进一步包括基于关于生成所述GNSS信号的所述GNSS卫星的位置的信息、当前位置估计和周围3D对象的3D反射表面映射，来确定反射所述GNSS信号的表面。然后基于所述GNSS卫星的所述位置、反射所述GNSS信号的所述表面的所述位置和所述当前位置估计，校正所述错误的伪距。基于所计算的伪距和经校正的伪距，来生成更新的位置估计。

附图说明