[发明专利]全球导航卫星系统信号的电离层延迟估计

说明书

提供了用于利用移动设备来估计GNSS传输中的电离层延迟的技术。一种确定移动设备的位置的示例方法包括：获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量；基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计；基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量；以及至少部分地基于增量载波相位测量、和伪距测量、载波相位测量或两者，来确定移动设备的位置。

技术领域

背景技术

无线通信系统已经发展了许多代，包括第一代模拟无线电话服务(1G)、第二代(2G)数字无线电话服务(包括中间的2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据互联网功能的无线服务、以及第四代(4G)服务(例如，长期演进(LTE)或WiMax)。当前，很多不同类型的无线通信系统处于使用中，包括蜂窝和个人通信服务(PCS)系统。已知的蜂窝系统的示例包括蜂窝模拟高级移动电话系统(AMPS)、以及基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、TDMA的全球移动接入系统(GSM)变型等的数字蜂窝系统。

通常希望知道用户设备(UE)(例如蜂窝电话)的位置，术语“位置(location)”和“定位(position)”在本文是同义的并且可以互换使用。位置服务(LCS)客户端可能希望知道UE的位置，并且可以与位置中心通信以请求UE的位置。位置中心和UE可以适当地交换消息，以获得UE的位置估计。位置中心可以将位置估计返回给LCS客户端，例如用于一个或多个应用。

获得正在访问无线网络的移动设备的位置对于许多应用可能有用，包括例如紧急呼叫、个人导航、资产跟踪、定位朋友或家庭成员等。现有定位方法包括基于测量从包括人造卫星和无线网络中的地面无线电源(诸如基站和接入点)的各种设备发送的无线电信号的方法。

很多UE包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器，并且可以通过精确测量从多个卫星接收的信令事件的到达时间来确定位置。每个卫星发送导航消息，其中包含发送消息的准确时间和星历信息。导航消息的每个子帧以遥测(telemetry)字(TLM)和子帧号开始。可以借助于TLM中的前导码序列来检测子帧的开始。每个子帧还包括切换字(HOW)，它根据卫星时钟保存的本地版本的GNSS时间，给出卫星将发送下一个子帧的一周中的准确时间(TOW)。星历信息包括卫星轨道的详细信息以及与GNSS时间相比卫星自身时钟的校正。星历和时钟校正参数可以统称为星历信息。

除了时间和星历信息之外，数据消息还包含卫星星座年历、代表电离层延迟的参数、健康参数和一些接收器使用的其他信息。例如，在GPS/QZSS星座中，每个卫星广播25个不同的数据帧。每个帧在子帧1-子帧3中包含相同的信息(除了时间)，但是在子帧4和子帧5中循环通过预先分配的数据序列，该数据序列包含年历和其他信息。包括卫星时钟偏差的星历信息可以被周期性地刷新(例如，每2小时刷新一次)，使得导航数据消息代表每个卫星的轨道和状态。其他星座可以使用不同的参数。在某些情况下，从每个卫星广播的电离层延迟信息可基于不适用于UE当前位置的通用模型，或者它可能随着电离层的移动而变得过时。电离层延迟中的不准确性可能降低由UE中的GNSS模块执行的位置计算的准确性。

发明内容

根据本公开的一种确定移动设备位置的示例方法包括：获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量；基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计；基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量；以及至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定移动设备的位置。