[发明专利]确定固定式GNSS传感器的准确位置

说明书

提供了一种用于确定固定式全球导航卫星系统(global navigation satellitesystem,GNSS)传感器的准确位置的系统和方法。该方法包括由至少第一固定式GNSS传感器和第二固定式GNSS传感器中的每一个触发卫星测量值的收集，其中，按历元收集卫星测量值；使用由第一固定式GNSS收集的卫星测量值确定第一固定式GNSS的位置；以及使用由第二固定式GNSS采集的卫星测量值和至少确定的第一固定式GNSS的位置，来确定第二固定式GNSS传感器的位置，其中，第一固定式GNSS传感器部署在第二GNSS传感器附近。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月20日提交的美国临时申请号为62/937,814的权益，该美国临时申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般涉及确定固定式全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem,GNSS)传感器的准确位置的方法和系统。

背景技术

基于卫星的定位系统依赖于从卫星发射的信号，该信号通过大气层传播并到达终端用户设备天线。有一些误差源会影响距离测量值的精度。此类误差可大致分类为两部分：源自空间中的误差以及与地面相关的误差源。例如，大气中已知会影响信号传播的通过附加延迟建模的两个元素是对流层和电离层。电离层和对流层对代码相位和信号载波相位的影响不同。其他空间误差源驻留在卫星轨道中，并且，更具体地，在时间上的卫星天线位置和取向以及卫星时钟误差。

第二误差部分，即，与地面水平相关的误差，包括例如在用户附近处的障碍物(例如，建筑物、桥梁、丘陵地形等)，障碍物会诱发对卫星信号的附加延迟，该附加延迟进一步使信号传播偏离类似真空的清晰视线(line-of-sight,LOS)传播条件。由于接收器在传播条件的附近，在开阔天空条件下存在常见的差异，在该开阔天空条件下，GNSS接收器对所有可见卫星以及对诸如丘陵地形、城市峡谷等的地形和其他概念具有单一的直接传播路径，所述地形和其他概念中的每个都表示具有不晴朗天空能见度的不同场景。因此，由GNSS接收器测量的信号在此类地形中会变成不准确的距离测量值。

具体地，主要由多径(multipath,MP)信道建模的信号折射和衍射引起GNSS接收器误差，在多径信道中存在两个基本类别：存在视线信号元素与非直接信号回波相结合，以及非视线(non-line-of-sight,NLOS)信道，在非视线信道中，几乎不存在直接传播的信号元素。由于后一类信道导致的接收器距离测量值所产生的误差被认为更难以修正。

此外，为了有效地修正接收器误差，应解决以下问题：源自卫星和大气的误差(例如，电离层和对流层引起的误差)以及推断准确的接收器定位的接收器的附近引起的误差。这是非常困难的，因为多径误差是由于随着用户位置的变化而在空间和时间上发生变化的周围环境的结果，并且卫星在绕地球运行，因此在时间上出现不同的方位角和高程。对于基于GNSS的定位来说，城市地形(环境)更加复杂，因为由于建筑物和街道几何形状导致天空能见度有限，相对于开阔天空情况而言，建筑物和街道几何形状导致(环境)接收到的卫星更少。

相关技术提出了几种用于高精度GNSS接收器的解决方案。一种解决方案基于实时运动学(real time kinematics,RTK)，其中，GNSS接收器(“基站”和“流动站”)实时交换载波相位信息，以便两个接收器连续锁定在接收到的卫星载波相位上。载波相位测量值的差异将电离层、对流层和卫星导致的误差中的大部分误差去除到了非常低的水平，并且有助于推导出基站和流动站之间的相对距离。准确的基站位置信息可以计算流动站的绝对位置。在传统的RTK技术中，误差随着基站和流动站之间的距离而增加，而且实际距离低于5km。进一步地，RTK解决方案对多径信道非常敏感。此外，由于流动站和基站之间需要持续通信，传统的RTK技术仅限于每次操作几个接收器。因此，由于RTK基站的部署相对稀疏，RTK的实现对于大量移动装置来说是不可扩展的。