Определение местоположения оконечного устройства беспроводной связи в смешанной системе определения местоположения

Определение местоположения оконечного устройства беспроводной связи в смешанной системе определения местоположения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к определению местоположения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам повышения точности и повышения доступности сервиса при определении местоположения оконечного устройства беспроводной связи.

Уровень техники

Часто представляется желательным, а иногда просто необходимо знать местоположение пользователя беспроводного устройства связи. Например, Федеральная комиссия США по связи утвердила доклад и инструкцию об усовершенствованной услуге беспроводной связи по номеру 911 (Е 911), которые требуют, чтобы данные о местоположении оконечного устройства беспроводной связи (например, сотового телефона) передавались в Пункт ответа на звонки, связанные с общественной безопасностью, всякий раз, когда с этого оконечного устройства беспроводной связи делается звонок по номеру 911. Предписание Федеральной комиссии по связи требует, чтобы точность определения местоположении оконечного устройства соответствовала определенным нормативам, то есть лежала в пределах до 50 метров для 67% звонков и в пределах до 150 метров для 95% звонков.

В дополнение к предписанию Федеральной комиссии по связи провайдеры услуг беспроводной связи начали осознавать, что услуги по определению местоположения (то есть услуги по установлению местоположения оконечного устройства беспроводной связи) могут быть использованы в разнообразных приложениях как элементы добавленной потребительской ценности, которые могут принести провайдерам этих услуг дополнительный доход. Например, провайдер услуг беспроводной связи может использовать услуги по определению местоположения для внедрения системы расчетов, учитывающей местоположение абонента, в которой плата за звонки, сделанные из разных зон, может определяться по различным ставкам. Провайдер услуг беспроводной связи может также использовать услуги по определению местоположения для предоставления информации, учитывающей местоположение абонента, такой как указания водителям, местная информация о дорожном движении, бензозаправочных станциях, ресторанах, гостиницах и тому подобная информация. Другие варианты применения, которые могут быть предложены на основе использования услуг по определению местоположения, включают в себя услуги по слежению за имущественными объектами, услуги по мониторингу и возврату имущественных объектов, управление парком транспортных средств и ресурсами, услуги по определению местонахождения лиц и тому подобные услуги. Эти разнообразные варианты применения обычно требуют, чтобы система контролировала местоположение каждого задействованного оконечного устройства или чтобы это оконечное устройство было способно постоянно обновлять данные о своем местоположении.

Для определения местоположения оконечного устройства беспроводной связи могут использоваться разнообразные системы. Одной из таких систем является хорошо известная Глобальная навигационная система (GPS), которая представляет собой «созвездие» из 24 упорядоченно расположенных относительно друг друга спутников, обращающихся по орбитам вокруг Земли. Каждый спутник системы GPS передает сигналы, в которых закодирована информация, позволяющая приемникам на Земле измерить время поступления принятых сигналов относительно некоторого произвольного момента времени. Это измерение относительного времени поступления сигнала может затем быть преобразовано в «псевдодальность». Местоположение приемника системы GPS может быть оценено с высокой точностью (в интервале от 10 до 100 метров для большинства приемников системы GPS) на основе достаточного количества измерений псевдодальностей (обычно четырех). Однако сигналы системы GPS принимаются с очень низкими уровнями мощности, что вызвано относительно большими расстояниями между спутниками и приемниками, и у большинства приемников системы GPS возникают серьезные трудности с приемом сигналов системы GPS внутри зданий, за густой листвой, в городском окружении, в котором высокие здания закрывают большую часть неба, и в других подобных местах.

В смешанной системе определения местоположения вместо или в дополнение к сигналам, поступающим от спутников системы GPS, для определения местоположения устройства беспроводной связи могут также использоваться сигналы с наземных или связанных с Землей базовых станций систем беспроводной связи. Система беспроводной связи может представлять собой систему сотовой связи или какую-либо другую систему. «Смешанное» оконечное устройство в этом случае включало бы в себя приемник системы GPS для приема сигналов системы GPS, поступающих от спутников, и приемник «наземной» системы для приема «наземных» сигналов, поступающих от связанных с Землей базовых станций. По аналогии с сигналами системы GPS время поступления принятого наземного сигнала может быть измерено относительно некоторого произвольного момента времени и преобразовано в псевдодальность. Измерения псевдодальностей до достаточного количества базовых станций (например, трех или более) могут затем быть использованы для оценки местоположения оконечного устройства. Хорошо известен тот факт, что измерения псевдодальностей в наземной системе, основанные на наземных сигналах, склонны демонстрировать относительно большие ошибки, что вызвано погрешностями синхронизации и аппаратными погрешностями в базовых станциях, погрешностями синхронизации и аппаратными погрешностями в приемнике и погрешностями, связанными с траекторией распространения сигнала. В результате, точность оценки местоположения, полученной на основе измерений псевдодальностей в наземной системе, обычно ниже, чем точность оценки местоположения, полученной на основе измерений псевдодальностей в системе GPS.

Мобильное оконечное устройство может входить и выходить из зоны обслуживания системы GPS и системы беспроводной связи. Для достижения высокой точности желательно использовать для определения оценки местоположения сигналы системы GPS так часто, как это возможно, и в той мере, в какой это возможно. Кроме того, для достижения более высокой доступности и более широкой зоны обслуживания желательно использовать для определения оценки местоположения оконечного устройства наземные сигналы в тех случаях, когда это необходимо, и в той мере, в какой это необходимо.

Следовательно, в данной области техники существует потребность в способах эффективного использования сигналов системы GPS и наземных сигналов, обеспечивающих высокую точность и высокую доступность при определении оценки местоположения оконечного устройства беспроводной связи.

Раскрытие изобретения

В данном описании рассмотрены способы повышения точности и доступности сервиса при определении оценки местоположения оконечного устройства беспроводной связи. В одном аспекте данного изобретения местоположение оконечного устройства сначала определяется с высокой точностью на основе подсистемы точного определения местоположения (которая может быть системой GPS). Эта точная оценка местоположения затем используется для нахождения «разностных поправок», представляющих собой поправки, которые предназначены для применения к «фактическим» измерениям, получаемым в менее точной подсистеме определения местоположения (которая может быть системой сотовой связи). После этого местоположение оконечного устройства может быть определено на основе самого лучшего набора измерений, имеющихся на тот момент для данного оконечного устройства. Например, если доступны измерения по достаточному количеству спутников, то может быть вычислено решение, «основанное на системе GPS», если доступно измерение, по меньшей мере, по одному спутнику системы GPS, то может быть вычислено «смешанное» решение, а если доступны измерения только по базовым станциям, то может быть вычислено решение, «основанное на наземной системе».

Для смешанного решения и решения, основанного на наземной системе, фактическое измерение по каждой базовой станции (которое может представлять собой «измеренную» псевдодальность, полученную на основе сигнала, принятого от данной базовой станции) может быть скорректировано с использованием разностной поправки, определенной для этой базовой станции. Разностные поправки могут использоваться для того, чтобы уменьшить погрешности, которые вносятся различными компонентами беспроводной сети и средой распространения сигнала. Таким образом, может быть достигнута наивысшая возможная точность оценки местоположения оконечного устройства на основе доступной подсистемы (подсистем) определения местоположения. Кроме того, обеспечивается и высокая доступность определения местоположения в силу возможности дополнять более точные измерения (в системе GPS) менее точными (наземными) измерениями тогда, когда это необходимо, и в той мере, в какой это необходимо.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения предлагается способ для определения оценки местоположения оконечного устройства беспроводной связи. В соответствии с этим способом сначала на основе первой (точной) подсистемы определения местоположения (например, на основе измеренных псевдодальностей до достаточного количества спутников системы GPS) определяется точная оценка местоположения оконечного устройства. Затем на основе точной оценки местоположения оконечного устройства и известного места расположения передатчика вычисляется «ожидаемое» значение псевдодальности до каждого из одного или более передатчиков во второй (менее точной) подсистеме определения местоположения (например, до одной или более базовых станций в системе сотовой связи). Ожидаемое значение псевдодальности показывает расстояние по линии прямой видимости между оконечным устройством и передатчиком и может рассматриваться как «истинное» значение дальности. Также получают измеренную псевдодальность по каждой базовой станции (например, на основе измерения фазы пилот-сигнала в сигнале прямого направления, принятого от базовой станции, в случае беспроводной сети, основанной на использовании протокола CDMA (Множественного доступа с кодовым разделением каналов)). После этого для каждой базовой станции на основе ожидаемого значения псевдодальности и измеренной псевдодальности для этой базовой станции определяют разностную поправку псевдодальности. Предполагается, что разностная поправка обусловлена погрешностями измерения, произведенного менее точной второй подсистемой.

После этого для определения уточненной оценки местоположения оконечного устройства получают измеренные псевдодальности для достаточного количества передатчиков, каждый из которых может быть спутником системы GPS или базовой станцией. Затем измеренную псевдодальность для каждой базовой станции корректируют на основе разностной поправки псевдодальности, определенной для этой базовой станции. После этого на основе (1) измеренных псевдодальностей (если таковые имеются) для спутников системы GPS и (2) скорректированных псевдодальностей для базовых станций определяют уточненную оценку местоположения оконечного устройства.

В одном варианте осуществления изобретения уточненную оценку местоположения оконечного устройства определяют на основе (1) первой подсистемы, если она доступна, (2) первой и второй подсистем, если первая подсистема доступна частично, или (3) только второй подсистемы, если первая подсистема не доступна.

Краткое описание чертежей

Характерные особенности, сущность и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из подробного описания, приводимого ниже, при рассмотрении его в связи с чертежами, где одинаковые ссылочные позиции идентифицируют соответствующие элементы на всех чертежах и где:

Фиг.1 - схема смешанной системы определения местоположения, которая включает в себя ряд подсистем определения местоположения;

Фиг.2 - блок-схема алгоритма способа определения разностных поправок псевдодальностей для базовых станций, входящих в состав системы сотовой связи;

Фиг.3 - блок-схема алгоритма способа, предназначенного для определения оценки местоположения оконечного устройства беспроводной связи и обеспечивающего достижение высокой точности и высокой доступности сервиса;

Фиг.4 - блок-схема алгоритма способа, предназначенного для определения оценки местоположения оконечного устройства и использующего для обеспечения повышенной точности разностные поправки псевдодальностей; и

Фиг.5 - структурная схема варианта исполнения приемного устройства, которое может являться компонентом оконечного устройства беспроводной связи.

Осуществление изобретения

Фиг.1 представляет собой схему смешанной системы 100 определения местоположения, которая включает в себя ряд подсистем определения местоположения. Одной такой подсистемой определения местоположения является хорошо известная Глобальная навигационная система (GPS). Другой такой подсистемой определения местоположения является система беспроводной (например, сотовой) связи, которая может быть системой связи, использующей протокол Множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), или какой-либо другой системой. Вообще, смешанная система 100 определения местоположения может включать в себя любое количество подсистем определения местоположения, которые могут относиться к системам любого типа (например, к системам Bluetooth, WI-FI или к любой другой системе, способной предоставлять информацию, связанную с местоопределением). В конкретном варианте осуществления изобретения, который подробно описан ниже, смешанная система 100 определения местоположения включает в себя систему GPS и систему сотовой связи.

В смешанной системе 100 определения местоположения местоположение оконечного устройства 110 беспроводной связи может быть определено на основе сигналов либо от одной подсистемы определения местоположения, либо от многих подсистем определения местоположения. Например, если система 100 включает в себя систему GPS и систему сотовой связи, то местоположение оконечного устройства 110 может быть определено на основе (1) одной лишь системы GPS, (2) одной лишь системы сотовой связи с использованием технологии, известной как Усовершенствованная трилатерация по сигналу прямого направлении (A-FLT), или (3) обеих систем: и GPS, и системы сотовой связи. Каждая подсистема определения местоположения может быть способна давать оценки местоположения с определенной точностью и может быть доступна в определенных условиях работы. Для системы 100, если она включает в себя систему GPS и систему сотовой связи, точность и доступность этих систем может быть кратко резюмирована (в порядке убывания точности) в виде, показанном в Таблице 1.

Таблица 1
Тип измерения	Описание
GPS	Решение, основанное на использовании только системы GPS. Самая высокая точность. Может быть недоступно в некоторых условиях работы (например, внутри зданий).
GPS и A-FLT	Смешанное решение, основанное на использовании сочетания системы GPS и системы сотовой связи. Промежуточная точность. Улучшенная доступность внутри зданий.
A-FLT	Решение, основанное на использовании только системы сотовой связи. Сниженная точность. Широко доступно в городской местности и может быть доступно там, где недоступна система GPS (например, внутри зданий).
Усовершенствованный способ CELL-ID	Решение, основанное на использовании только системы сотовой связи. Низкая точность (обычно зависит от размера сотового сектора и точности измерения задержки при распространении в прямом и обратном направлениях или аналогичного ему измерения; может включать и другие измерения, используемые в сотовых системах, такие как измерение уровня сигнала).
CELL-ID	Решение, основанное на использовании только системы сотовой связи. Самая низкая точность (устанавливает только соту, в которой расположено оконечное устройство; поэтому точность зависит от размера соты).

Хотя в Таблице 1 решение, «основанное на системе GPS», имеет самую высокую точность, при некоторых условиях работы (например, внутри зданий) для вычисления данного решения может быть доступно недостаточное количество спутников системы GPS. Для повышения чувствительности и сокращения времени, необходимого для захвата сигнала со спутников, может быть реализован вариант поддерживаемой системы GPS. В случае поддерживаемой системы GPS определенная вспомогательная информация может предоставляться оконечному устройству и использоваться им для захвата и обработки сигналов системы GPS. Эта вспомогательная информация может включать в себя, например, синхронизирующую информацию, информацию, касающуюся приблизительного местонахождения спутников системы GPS, и информацию, подобную этой.

Для получения «смешанного» решения, основанного на измерениях как в системе GPS, так и в системе сотовой связи, вместо измерений по спутникам системы GPS могут использоваться измерения по одной или более базовым станциям. Смешанное решение обеспечивает наивысшую достижимую точность в случаях, когда для вычисления решения, основанного на системе GPS, доступно недостаточное количество спутников системы GPS. Для «основанного на наземной системе» или «свободного» решения (например, использующего способ A-FLT) не используется никаких измерений по спутникам системы GPS, а местоположение оконечного устройства определяется исключительно на основе измерений по базовым станциям системы сотовой связи. В случае смешанных решений и решений, основанных на наземной системе, фактические измерения, основанные на сигналах, принятых с базовых станций, склонны демонстрировать относительно большие погрешности, что вызвано (1) погрешностями синхронизации и аппаратными погрешностями в оконечном устройстве и базовых станциях и (2) погрешностями, вызванными средой распространения сигнала. Следовательно, точность решения, основанного на наземной системе, обычно ниже, чем точность смешанного решения, которая обычно ниже, чем точность решения, основанного на системе GPS.

В данном описании предлагаются способы повышения точности и доступности сервиса при определении оценки местоположения оконечного устройства беспроводной связи. В одном аспекте данного изобретения местоположение оконечного устройства сначала определяют с высокой точностью на основе подсистемы точного определения местоположения (например, системы GPS) и используют для нахождения «разностных поправок», представляющих собой поправки, которые предназначены для применения к фактическим измерениям, получаемым в менее точной подсистеме определения местоположения (например, в системе сотовой связи). После этого местоположение оконечного устройства может определяться на основе самого лучшего набора измерений, имеющихся на тот момент для данного оконечного устройства. Например, если доступны измерения по достаточному количеству спутников, то может быть вычислено решение, «основанное на системе GPS», если доступно измерение, по меньшей мере, по одному спутнику, то может быть вычислено «смешанное» решение, а если доступны измерения только по базовым станциям, то может быть вычислено решение, «основанное на наземной системе».

Для смешанного решения и решения, основанного на наземной системе, действительное измерение по каждой базовой станции может быть скорректировано с использованием разностной поправки, определенной для этой базовой станции. Разностные поправки могут использоваться для того, чтобы уменьшить погрешности, которые вносятся различными компонентами беспроводной сети и средой распространения сигнала. Таким образом, может быть достигнута наивысшая возможная точность оценки местоположения оконечного устройства на основе доступной подсистемы (доступных подсистем) определения местоположения. Кроме того, обеспечивается и высокая доступность определения местоположения с возможностью дополнять более точные измерения (в системе GPS) менее точными измерениями (на основе сотовой системы) тогда, когда это необходимо, и в той мере, в какой это необходимо.

Для простоты изложения различные аспекты и варианты осуществления изобретения будут конкретно описаны для измерений, касающихся псевдодальностей. Как известно в данной области техники, псевдодальность до базовой станции может быть измерена на основе измерения фазы пилот-сигнала. Известны и могут также быть использованы и другие средства измерений псевдодальностей. Как бы там ни было, способы, описанные в данном документе, могут также использоваться и для других типов измерений, помимо измерений псевдодальностей. Например, для определения оценки местоположения оконечного устройства могут быть получены и использованы измерения, связанные с временными характеристиками и/или уровнем сигнала. Известны и другие способы определения местоположения, не использующие псевдодальности. Таким образом, способы, описанные в данном документе, могут быть использованы для различных типов разностных поправок и измерений.

Как показано на Фиг.1, оконечное устройство 110 принимает сигналы, переданные из ряда передатчиков, которые могут представлять собой базовые станции 120 системы сотовой связи и/или спутники 130 Глобальной навигационной системы. В общем, для определения местоположения оконечного устройства может быть использован любой тип передатчика, имеющего местонахождение, которое известно или может быть установлено. Например, оконечное устройство 110 может принимать сигнал из точки доступа системы Bluetooth. Базовая станция, в том значении, в котором этот термин используется в данном документе, может представлять собой любой наземный передатчик, передающий сигнал, который может быть использован для определения местоположения.

Оконечное устройство 110 может представлять собой любое устройство, способное принимать и обрабатывать сигналы от подсистем определения местоположения с целью получения информации о времени, дальности и/или местоположении. В одном варианте осуществления изобретения оконечное устройство 110 представляет собой сотовый телефон, способный принимать сигналы от нескольких передатчиков. В других вариантах осуществления изобретения оконечное устройство 110 может представлять собой электронное устройство (например, компьютерный терминал, персональный цифровой секретарь (ПЦС) и подобные им устройства), имеющее модем беспроводной связи, приемное устройство, способное принимать сигналы от спутников и/или базовых станций или любой другой тип приемника.

Местоположение оконечного устройства 110 может быть определено на основе (1) расстояний до достаточного количества передатчиков, которые используются в качестве опорных точек, и/или (2) данных о местонахождение этих передатчиков. (Данных о местонахождении передатчика системы Bluetooth или ретранслятора системы сотовой связи может быть достаточно). Оконечное устройство может оценивать расстояние до каждого передатчика, измеряя время, которое требуется сигналу для прохождения от передатчика до оконечного устройства. Если момент времени передачи сигнала передатчиком известен (например, задан меткой или закодирован в сигнале), то время прохождения сигнала может быть установлено путем определения момента времени, в который сигнал принят в оконечном устройстве (на основе внутренней шкалы времени оконечного устройства). В большинстве случаев, однако, интервал времени, прошедший между передачей и приемом, не может быть точно определен по причине сдвигов между шкалами времени в передатчике и в оконечном устройстве. Поэтому обычно определяется псевдодальность, основанная на разнице между некоторым опорным моментом времени и моментом времени, в который принят сигнал. Псевдодальность, таким образом, представляет собой относительное расстояние между оконечным устройством и передатчиком, от которого был принят сигнал.

Местонахождение спутников системы GPS может быть установлено посредством обработки сигналов, переданных спутниками. Каждый спутник передает информацию, именуемую «Альманах», которая содержит информацию по грубо заданному местонахождению всех спутников в созвездии. Каждый спутник далее передает «эфемеридную» информацию, которая содержит более точное значение его собственной орбиты согласно тому, как она отслежена и сообщена спутнику станциями слежения, расположенными на Земле. Местонахождение базовых станций может быть сообщено (например, посредством сообщений) устройству, осуществляющему определение местоположения. Например, оконечное устройство может содержать базу данных местонахождения базовых станций и/или спутников или данные об их местонахождении могут предоставляться ему Сервером местоопределения, таким как устройством 140 определения местоположения (УОМ), или базовой станцией в зависимости от того, что требуется. В качестве альтернативы, определение местоположения оконечного устройства могут производить базовая станция или устройство определения местоположения, и они же могут иметь информацию, касающуюся местонахождения спутников и/или базовых станций. Информация, касающаяся местонахождения спутников и/или базовых станций, может быть также передана посредством сообщений.

Измерения псевдодальностей до достаточного количества передатчиков (базовых станций и/или спутников) и данные о местонахождении этих передатчиков обычно вводятся в некоторый алгоритм, который затем на основе этой информации, используя способ трилатерации, производит вычисление оценки местоположения оконечного устройства. Одним таким алгоритмом является хорошо известный алгоритм наименьших средних квадратов (НСК). Также могут использоваться другие подходящие алгоритмы, которые известны в данной области техники. Вычисление, имеющее своей целью определить оценку местоположения оконечного устройства, может производиться оконечным устройством, устройством определения местоположения (Сервером местоопределения), базовой станцией или каким-либо другим устройством. Устройству, осуществляющему определение местоположения, предоставляется необходимая информация (например, соответствующие измерения и либо данные о местонахождении передатчиков, либо средства для определения этих данных).

Как упоминалось выше, местоположение оконечного устройства 110 может быть определено на основе сигналов только из системы GPS, только из системы сотовой связи или из обеих систем. Для получения решения, основанного на системе GPS, определяются измерения псевдодальностей до четырех или более спутников 130 системы GPS, и эти измерения используются для нахождения четырех неизвестных, к которым относятся координаты местоположения x, y, z и сдвиг или смещение шкалы времени оконечного устройства. Результатом вычислений является точная трехмерная оценка местоположения (x, y, z) оконечного устройства.

Для получения смешанного решения, основанного на сигналах как из системы GPS, так и из системы сотовой связи, вместо измерений от спутников системы GPS могут быть использованы одно или более измерений от одной или более базовых станций. Например, согласно Фиг.1 сигнал от базовой станции 120а системы сотовой связи может быть использован для коррекции сдвига шкалы времени оконечного устройства. В системах, основанных на использовании протокола CDMA (Множественного доступа с кодовым разделением каналов), каждая базовая станция передает всем оконечным устройствам, находящимся в пределах зоны ее обслуживания, пилот-сигнал на своем сигнале прямого направления. Во многих системах, основанных на использовании протокола CDMA, хронирование пилот-сигналов от всех базовых станций синхронизировано с системным временем системы GPS. В оконечном устройстве 110 определяется самый ранний поступивший экземпляр сигнала (или компонент сигнала многолучевого распространения), который будет использован для демодуляции, определяется время возникновения этого компонента сигнала многолучевого распространения в соединителе антенны оконечного устройства, и это время возникновения может быть использовано в качестве опорного момента отсчета времени оконечного устройства. После этого оконечное устройство может передать назад той же самой базовой станции 120а сигнал обратного направления, так что сигнал обратного направления запаздывает в сумме на величину 2τ, которая именуется задержкой на прохождение сигнала в прямом и обратном направлениях (RTD). Задержка RTD может быть измерена в базовой станции 120а и использована для корректировки опорного момента отсчета времени оконечного устройства с тем, чтобы оно соответствовало «истинному» времени системы GPS. Синхронизировав шкалу времени оконечного устройства со временем системы GPS, можно устранить сдвиг шкалы времени в оконечном устройстве. Смешанное решение может затем быть получено при помощи только трех измерений псевдодальностей R_S1, R_S2 и R_S3 по трем спутникам системы GPS: 130а, 130b и 130c соответственно, и это все, что необходимо для нахождения трех неизвестных (то есть, координат местоположения x, y, z) и получения трехмерной оценки местоположения оконечного устройства. Если также имеются вспомогательные условия по высоте, то для нахождения оценки местоположения было бы достаточно измерений псевдодальностей до двух спутников.

Сигналы с базовых станций также могут быть использованы для определения дальности, что дополнительно сокращает количество спутников, необходимых для определения местоположения оконечного устройства. В частности, псевдодальность от оконечного устройства до базовой станции i может быть рассчитана, как:

RBi = c·τi

Уравнение (1)

где с - скорость света, а τ_i - задержка на прохождение сигналом расстояния от оконечного устройства до базовой станции i (то есть τ_i = RTD/2).

Измерения псевдодальностей по базовым станциям могут сочетаться с измерением псевдодальностей по спутникам системы GPS и использоваться для вычисления оценки местоположения оконечного устройства. Смешанное решение может быть получено в случаях: (1) двух измерений псевдодальностей (например, R_S1 иR_S2) по двум спутникам системы GPS и одного измерения псевдодальности (например, R_B1) по одной базовой станции, (2) одного измерения псевдодальности (например, R_S1) по одному спутнику системы GPS и двух измерений псевдодальностей (например, R_B1 и R_B2) по двум базовым станциям и так далее. Решение на основе наземной системы также может быть получено при помощи двух или более измерений псевдодальностей (например, R_B1 и R_B2) по двум или более базовым станциям. В общем, для определения оценки местоположения оконечного устройства может использоваться достаточное количество измерений, полученных от сочетания базовых станций и/или спутников системы GPS.

Как было отмечено выше, измерения псевдодальностей, основанные на использовании сигналов от базовых станций, склонны демонстрировать относительно большие погрешности, что связано с различными источниками происхождения погрешностей. Одним таким источником происхождения погрешности является эффект многолучевого распространения в среде распространения сигнала, который приводит к тому, что сигнал, переданный с базовой станции, достигает оконечного устройства по непрямой траектории вместо траектории вдоль линии прямой видимости. Непрямая траектория может быть обусловлена отражением от одного или более источников отражений, каковыми обычно являются созданные человеком объекты, расположенные в среде, в которой функционирует оконечное устройство (например, здания, деревья или какие-либо другие объекты). Поскольку непрямая траектория длиннее, чем траектория вдоль линии прямой видимости, измерение псевдодальности, основанное на отраженном сигнале, будет соответственно иметь большую длину. В одном варианте осуществления изобретения для каждой базовой станции, с которой поддерживает связь оконечное устройство, определяется разностная поправка псевдодальности. В другом варианте осуществления изобретения разностная поправка псевдодальности определяется для каждой базовой станции, которая может быть использована для определения оценки местоположения оконечного устройства. В общем, разностные поправки псевдодальностей могут быть определены для любого сочетания одной или более базовых станций. Разностные поправки псевдодальности используются для учета различных источников происхождения погрешности, включая эффект многолучевого распространения.

Фиг.2 представляет собой блок-схему алгоритма способа 200 определения разностных поправок псевдодальностей для передатчиков, входящих в состав менее точной подсистемы определения местоположения (например, базовых станций в системе сотовой связи). Сначала решается вопрос о том, доступна или нет точная подсистема определения местоположения (этап 212). Эта точная подсистема определения местоположения может представлять собой любую систему, которую можно использовать для точного определения местоположения оконечного устройства, такую как система GPS. Если точная подсистема определения местоположения недоступна, то согласно данному способу ждут до тех пор, пока эта подсистема не станет доступна. В случае, если подсистема доступна, согласно данному способу осуществляется переход к этапу 214.

На этапе 214 на основе использования точной подсистемы определения местоположения определяют точную оценку местоположения оконечного устройства. В случае использования системы GPS, сигналы от четырех или более спутников системы GPS могут быть измерены и использованы для получения псевдодальностей до этих спутников. Псевдодальности могут затем быть предоставлены для обработки в соответствии с алгоритмом наименьших средних квадратов или каким-либо другим подходящим алгоритмом для вычисления точной оценки местоположения оконечного устройства, которая обозначается как (x, y, z)_T. Точную оценку местоположения можно также получить и при помощи других средств, например, посредством приема сигнала от точки доступа в системе Bluetooth или от псевдоспутника (описываемого ниже), посредством ручного ввода данных пользователем, посредством приема вспомогательной информации от сетевого устройства (например, устройства определения местоположения) и другими средствами, подобными этим.

Затем (этап 216) на основе (1) точной оценки местоположения (x, y, z)_T оконечного устройства и (2) координат местонахождения (x, y, z)_Bi базовой станции вычисляют «ожидаемое» значение псевдодальности от оконечного устройства до каждой базовой станции, которое может быть использовано для определения оценки местоположения оконечного устройства в более поздний момент времени. Это ожидаемое значение псевдодальности может рассматриваться как «истинная» дальность. Координаты местонахождения базовой станции могут быть переданы оконечному устройству способом, описанным ниже (например, посредством сообщений или сигналов). Ожидаемое значение псевдодальности до базовой станции i может быть вычислено по формуле

или

где (x, y, z)_T = x_T, y_T, z_T, а (x, y, z)_Bi = x_Bi, y_Bi, z_Bi. Ожидаемое значение псевдодальности представляет собой расстояние по линии прямой видимости между оконечным устройством и базовой станцией i и является точным значением, поскольку оно вычислено на основе точной оценки местоположения (x, y, z)_T оконечного устройства и известных координат (x, y, z)_Bi базовой станции.

После этого определяют «измеренную» псевдодальность R_Bi до каждой базовой станции (этап 218). Это может быть сделано путем приема и обработки сигнала от базовой станции, определения времени τ_i, которое требуется для прохождения сигнала от базовой станции до оконечного устройства, и вы