[发明专利]通过运动预测进行误差和完整性评估

说明书

本发明涉及一种用于在定位时进行误差和完整性评估的方法，所述方法包括借助卫星导航系统通过时间离散的传输时间测量来记录位置数值(P_‑N、P_‑2、P_‑1)并计算接收器的时钟误差，借助卫星导航系统通过时间离散的传输时间测量记录在稍后时间点的第一伪距，基于再现接收器先前运动路径的轨迹外推接收器在稍后时间点的位置数值(P‘₀)，并基于一定数量的在稍后时间点之前计算的时钟误差外推接收器在稍后时间点的时钟误差，测定在接收器的外推得到的位置数值(P‘₀)与卫星导航系统的卫星(S₀)在稍后时间点的位置之间的距离(r‘₀)，其中，利用卫星进行定位的可用性的质量度量是通过以下方式获得的，即，基于所测定的距离(r‘₀)和外推得到的在稍后时间点的时钟误差的加和来构建第二伪距，以及将第二伪距与第一伪距进行比较。

技术领域

本发明涉及一种用于在定位时进行误差和完整性评估的方法以及执行所述方法的控制设备和计算机程序产品。

背景技术

如今可借助全球卫星导航系统(GNSS)接收器确定车辆的绝对地理位置，以下也称为全球卫星导航系统(GNSS)测量。此外，例如可借助安装在车辆中的惯性传感器(IMU)和里程计(ODO)传感器确定车辆的相对运动。

首先，全球卫星导航系统(GNSS)可通过也称为代码测距的传输时间测量(Laufzeitmessung)对接收器位置进行测量。其次，可通过多普勒频移对接收器速度进行测量。

在传感器融合框架内，可对全球卫星导航系统(GNSS)测量、惯性传感器(IMU)测量和里程计(ODO)传感器测量进行融合，以获得更精确和具有更高可用性的定位。通常使用卡尔曼滤波器或粒子滤波器实现传感器融合。

全球卫星导航系统(GNSS)的误差测量已有接收机自主完整性监测(RAIM)和故障检测与排除(FDE)等已知方法。在此使用的实际情况是，全球卫星导航系统(GNSS)测量期间，通常有多于必要的四个卫星信号可供使用。在故障检测与排除时必须至少有六个卫星可供使用。此外，还有码减载波和双增量(Double-Delta)相关器等方法可用于全球卫星导航系统(GNSS)多路径传输的检测。

车辆中的全球卫星导航系统(GNSS)测量原则上会出现当前现有技术水平无法识别的零星误差。这限制了置信水平，并由此限制了借助全球卫星导航系统(GNSS)位置测量的完整性。

定位时，下文中无论从位置测定意义上还是从确定速度或加速度意义上都应理解为找到缓慢变化和快速变化的误差。测量误差快速变化的原因主要包括尤其是移动接收器中无线电信号的所谓非视距无线(NLOS)传播路径，但也包括全球卫星导航系统(GNSS)卫星中的误差，例如随机硬件误差和软件误差，例如异常快速的时钟漂移。

所述非视距无线(NLOS)信号是通过无线电信号在例如建筑物等接收器紧邻的周围环境的反射和散射造成的。在此可区分不希望出现的非视距无线(NLOS)信号和希望出现的直接的视距无线信号(LOS)的不同重叠可能性。这些重叠可能性大部分通过术语多路径传输加以描述。

在被融合的滤波器方法中，相应所涉及的传感器中的误差会导致不正确的定位。在此，除了全球卫星导航系统(GNSS)的非视距无线(NLOS)信号外，惯性传感器中的漂移和偏移以及里程计中的偏移都是可能导致误差的原因。卡尔曼滤波器解决方案尤其展示了不希望出现的时间上的误差传输。

上述全球卫星导航系统(GNSS)故障检测器，即，接收机自主完整性监测(RAIM)和故障检测与排除(FDE)原则上仅限于对全球卫星导航系统(GNSS)信号的孤立观察，这限制了相同类型的误差(共模故障)检测。此外，如果多个卫星同时受到干扰，接收机自主完整性监测(RAIM)和故障检测与排除(FDE)会显现检测弱点。

发明内容