Способ и устройство для использования вспомогательных данных, относящихся к системам спутникового позиционирования

Способ и устройство для использования вспомогательных данных, относящихся к системам спутникового позиционирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к приемникам, способным определять информацию положения спутников, и, в частности, относится к приемникам, находящим применение в системах спутникового позиционирования (ССП), например, таких, как американская система глобального позиционирования (СГП).

Настоящее описание заявляет льготное право приоритета дат подачи двух предварительных заявок одного и того же изобретения, Леонида Шейнблата (Leonid Sheynblat). Первая предварительная заявка подана на изобретение: "Способы и устройства, предназначенные для использования вспомогательных данных, относящихся к системам спутникового позиционирования" (Methods and Apparatus for Using Assistance data Relating to Satellite Position Systems), порядковый № 60/190600, и зарегистрирована 20 марта 2000 г. Вторая предварительная заявка подана на изобретение озаглавлено: "Способы и устройства, предназначенные для использования информации статуса спутника в системах спутникового позиционирования" (Method and Apparatus for Using Satellite Status Information in Satellite Positioning Systems), порядковый № 60/228258, и зарегистрирована 25 августа 2000 г.

Приемники системы глобального позиционирования (СГП) обычно определяют свое положение посредством вычисления времен прибытия сигналов, переданных одновременно от группы спутников системы СГП (или NAVSTAR). Указанные спутники передают, в качестве части своих сообщений как данные позиционирования спутника, так и данные синхронизации времени, так называемые данные "эфемерид". Процесс поиска и восприятия СГП сигналов, считывания данных эфемерид для группы спутников, а также вычисления из этих данных местоположения приемника занимает достаточно длительное время, часто несколько минут. Во многих случаях упомянутое длительное время обработки является неприемлемым, и, более того, существенно ограничивает срок службы батарей в случае миниатюризированных портативных применений.

СГП приемные системы имеют две важнейшие функции. Первая заключается в вычислении псевдодальностей до различных СГП спутников, а вторая - в вычислении положения приемника, используя указанные псевдодальности, а также данные эфемерид и спутниковой синхронизации. Псевдодальности являются просто временами прибытия, измеренными с помощью локальных часов. Указанное определение псевдодальности иногда называется временным сдвигом кода. Эфемериды спутников и данные синхронизации выделяются из СГП сигнала, как только он воспринят и отслеживается. Как упомянуто выше, сбор такой информации занимает относительно продолжительное время (от 30 секунд до нескольких минут), и он должен выполняться при хорошем уровне принимаемого сигнала для того, чтобы достичь низкой частоты ошибок.

Для того чтобы рассчитывать псевдодальности, в большинстве СГП приемников используются корреляционные методы. Указанные корреляционные методы выполняются в режиме реального времени, часто с использованием аппаратных корреляторов. СГП сигналы содержат сигналы с высокой частотой повторения, называемые псевдошумовыми последовательностями (ПП). Коды, доступные для гражданских применений, называются П/О кодами (кодами предварительного обнаружения), они имеют частоту двоичных фазовых манипуляций, или частоту чиппирования, равную 1,023 МГц, и период повторения 1023 чипа для периода кода, равного 1 миллисекунде. Кодовые последовательности принадлежат к семейству, известному под названием Золотые коды, и каждый GPS спутник передает сигнал с уникальным Золотым кодом.

Для сигнала, принятого от заданного GPS спутника, далее осуществляется процесс понижения частоты к базовой полосе; корреляционный приемник умножает принятый сигнал на сохраненную реплику подходящего Золотого кода, содержащуюся в его локальной памяти, и затем для получения индикации наличия сигнала полученный результат интегрируется или фильтруется фильтром нижних частот. Такая операция называется операцией "корреляции". Последовательно регулируя относительную синхронизацию указанной сохраненной реплики относительно принятого сигнала и наблюдая за корреляционным выходным сигналом, приемник может установить временную задержку между принятым сигналом и локальными часами. Первоначальное определение наличия такого выходного сигнала называется "восприятие". Если происходит восприятие, процесс вступает в фазу "отслеживания", в которой для того, чтобы поддерживать высокий уровень корреляционного выходного сигнала, синхронизация локального опорного генератора настраивается в небольших пределах. Выходной корреляционный СГП сигнал во время фазы слежения может рассматриваться как сигнал с удаленным псевдошумовым кодом, или же, по общепринятой терминологии, "сжатым". Указанный сигнал является узкополосным, с шириной полосы, соизмеримой с сигналом данных, подвергнутым двухпозиционной фазовой манипуляции (ДПФМн) 50 бит в секунду, который наложен на волновую форму GPS сигнала.

Корреляционный процесс восприятия занимает достаточно длительное время, особенно, если принимаемые сигналы являются очень слабыми. Для того чтобы уменьшить время восприятия, большинство СГП приемников использует множество корреляторов (обычно до 36 корреляторов), что позволяет осуществлять параллельный поиск корреляционных пиков.

Известная аппаратура приема сигналов системы СГП обычно конструируется таким образом, чтобы принимать СГП сигналы в открытом космосе, и, поскольку спутниковые сигналы принимаются по линии прямой видимости, они, следовательно, могут быть заблокированы металлами или другими материалами. Улучшенные СГП приемники обеспечивают чувствительность сигнала, которая позволяет отслеживать СГП спутниковые сигналы в закрытом помещении, или в присутствии слабых сигналов многолучевого распространения, или сигналов, которые являются чистыми отражениями. Однако способность воспринимать такие слабые СГП сигналы обычно вызывает другие проблемы. Например, одновременное отслеживание сильных и слабых сигналов может вызвать в приемнике захват кросскоррелированного сигнала, который не является истинным сигналом. Вместо обнаружения слабого истинного пика может быть воспринят более сильный кросскоррелированный пик. Отслеживание слабого спутникового сигнала не гарантирует, что он является прямым сигналом. Указанный слабый сигнал может быть отраженным сигналом или комбинацией прямого и не прямого сигналов. Объединенные сигналы упоминаются здесь как сигналы многолучевого распространения. Путь распространения отраженного сигнала обычно является более длинным, чем путь распространения прямого сигнала. Такое отличие в длине пути распространения приводит к тому, что измерение времени прибытия отраженного сигнала обычно имеет задержку, или соответствующее измерение временного сдвига кода будет содержать положительное смещение. Вообще говоря, величина смещения пропорциональна относительной задержке между отраженными и прямыми путями распространения. Возможное отсутствие составляющей прямого сигнала делает существующие методы уменьшения влияния многолучевого распространения (типа узкополосного коррелятора или строб-коррелятора) малоупотребительными.

Навигационное СГП сообщение представляет собой информацию, передаваемую на СГП приемник с СГП спутника. Оно представлено в форме потока данных 50 бит в секунду, который модулируется на СГП сигналах.

Сообщение данных содержится в кадре данных, который имеет длину 1500 бит. Он имеет пять субкадров, каждый из которых содержит СГП системное время. Каждый субдкадр состоит из 10 слов, по 30 бит каждое. Субкадры с 1 по 3 повторяются каждые 30 секунд. Имеется двадцать пять страниц данных, передаваемых в виде последовательности в четвертом и пятом субкадрах; один раз каждые 30 секунд. Таким образом, каждая из этих двадцати пяти страниц повторяется каждые 750 секунд.

Субкадры 4 и 5 содержат два типа данных работоспособности или статуса для СГП спутников: (a) каждая из 32 страниц, которые содержат данные альманаха, относящиеся к системному времени/эфемеридам, обеспечивает восьмибитовую оценку статуса работоспособности по отношению к тому спутнику, данные альманаха которого они переносят, и (b) 25-ая страница субкадров 4 и 5, совместно содержит шестибитовые данные статуса работоспособности для количества спутников, достигающего 32. Дополнительные данные о работоспособности спутников даются в субкадре 1.

Обычно, СГП приемник принимает информацию, имеющую отношение к статусу (например, "работоспособность") спутника, и затем обрабатывает СГП сигналы, не воспринимая и не отслеживая неработоспособные спутники, в то же время воспринимая и отслеживая СГП сигналы от работоспособных спутников. Альтернативно, автономные СГП приемники могут быть сконструированы таким образом, чтобы воспринимать и отслеживать неработоспособные спутники, но избегать использования их сигналов при вычислении местоположения после считывания данных статуса работоспособности из сообщения о эфемеридах из сигнала неработоспособного спутника (см. соответствующее предварительное патентное описание "Method and Apparatus for Using Satellite Status Information in Satellite Positioning Systems" ("Способы и устройства, предназначенные для использования вспомогательных данных, относящихся к системам спутникового позиционирования"), порядковый № 60/190600, зарегистрированное 20 марта 2000 г., которое включено здесь в качестве ссылки.

Для того чтобы улучшить работу ССП приемника, в системах спутникового позиционирования использовались различные типы вспомогательных данных. Например, ССП приемник может принимать оценки доплеровского смещения от внешнего источника информации (например, радиопередача на ССП приемник). Другим типом вспомогательных данных может быть идентификация спутников, находящихся в поле зрения оцененного или известного местоположения ССП приемника. В прошлом, идентификация таких спутников не включала никаких признаков того, могут ли спутники иметь плохую геометрию по отношению к оцененному местоположению ССП приемника или друг относительно друга. Также, в прошлом, идентификация спутников, находящихся в поле зрения ССП приемника не включала индикацию плохой геометрии с данными работоспособности спутников.

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для определения упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника. Один способ включает определение упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения положения (например, репрезентативное местоположение) в сотовой зоне системы сотовой связи, а затем передачу сигналов упорядоченной группы ССП спутников из центра передачи сигналов сотовой связи, расположенного в пределах или вблизи такой сотовой зоны, таким образом, что ССП приемник, расположенный в пределах сотовой зоны системы сотовой связи, может принимать сигналы упорядоченной группы ССП спутников.

Упорядочение ССП спутников в упорядоченной группе может быть выполнено в соответствии с различными способами, например, посредством минимизации геометрического ухудшения точности (МГУТ); посредством минимизации позиционного ухудшения точности (МПУТ), посредством минимизации ухудшения точности по горизонтали (МУТГ), или же, обеспечивая при вычислении позиционное решение, в котором используются ССП спутники, имеющие по отношению друг к другу требуемую геометрию, обеспечивая при вычислении позиционное решение, в котором используются ССП спутники, имеющие требуемую геометрию по отношению к мобильному ССП приемнику; причем упорядочение основано на вероятности приема спутникового ССП сигнала; упорядочение основано на оценке качества измерений сигналов, полученных от упорядоченной группы ССП спутников; упорядочение, выполняемое посредством обеспечения оптимального геометрического трилатерационного решения, и упорядочение, основанное на определенных пользователем критериях выбора. Дополнительно упорядочение может включать информацию о работоспособности спутника.

В одном из вариантов осуществления, устройство создания упорядоченной группы ССП спутников включает: сервер, предназначенный для определения упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения сотовой зоны системы сотовой связи в заданный момент времени, и передатчик, подключенный к серверу, предназначенный для передачи информации об упорядоченной группе ССП спутников из центра передачи сигналов сотовой связи, расположенного в пределах или вблизи сотовой зоны. Таким образом, мобильный ССП приемник, расположенный в пределах сотовой зоны, может принимать информацию об упорядоченной группе ССП спутников.

Сервер, в одном из вариантов осуществления, дополнительно включает процессор, а также источник информации, подключенный к процессору. Источник информации содержит группу ССП спутников, находящихся в поле зрения сотовых зон области обслуживания сотовой связью, а процессор определяет упорядоченную группу ССП спутников для сотовой зоны, находящейся в пределах области обслуживания сотовой связью. Сервер может быть опорным СГП сервером, центром коммутации сигналов сотовой связи, сервером местоположения, центром передачи сигналов сотовой связи, контроллером базовой станции или мобильным ССП приемником.

В одном из вариантов осуществления, способ для получения упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника, включает: прием сигналов от упорядоченной группы ССП спутников посредством передачи сигналов сотовой связи из центра передачи сигналов сотовой связи мобильным ССП приемником, скомпонованным таким образом, чтобы принимать как ССП сигналы, так и сигналы, переданные из центра передачи сигналов сотовой связи. Таким образом, мобильному ССП приемнику разрешается осуществлять поиск ССП спутников в соответствии с порядком размещения упорядоченной группы ССП спутников, полученной из сигналов передачи. Мобильный ССП приемник может модифицировать поиск ССП спутников до или после восприятия ССП спутников на основе данных работоспособности ССП спутников.

В одном из вариантов осуществления, устройство для приема информации от упорядоченной группы ССП спутников включает: мобильный ССП приемник, предназначенный для приема ССП сигналов, и приемник, скомпонованный для приема сигналов, передаваемых из центра передачи сигналов сотовой связи, так, что информация об упорядоченной группе ССП спутников может передаваться через центр передачи сигналов сотовой связи на приемник, а мобильный ССП приемник может осуществлять поиск ССП спутников в соответствии с порядком размещения упорядоченной группы ССП спутников.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ и устройство, позволяющие осуществлять двухстороннюю связь с мобильным ССП приемником. Способ, согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения, включает: прием передаваемых сигналов из мобильного ССП приемника, расположенного в пределах сотовой зоны области обслуживания сотовой связью, причем мобильный ССП приемник скомпонован таким образом, чтобы передавать и принимать сигналы сотовой связи, определение упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника, в заданный момент времени, частично на основании принятого сигнала радиопередачи, и передачу информации об упорядоченной группе ССП спутников из центра передачи сигналов сотовой связи так, чтобы мобильный ССП приемник мог принимать информацию об упорядоченной группе ССП спутников.

В одном из вариантов осуществления, устройство, облегчающее двухстороннюю связь с мобильным ССП приемником, включает: приемник, предназначенный для приема сигналов радиопередачи от мобильного ССП приемника, генерируемых в пределах сотовой зоны области обслуживания сотовой связью, причем мобильный ССП приемник скомпонован таким образом, чтобы передавать и принимать сигналы сотовой связи, передатчик, предназначенный для передачи сигналов сотовой связи из центра передачи сигналов сотовой связи, и сервер, предназначенный для определения информации об упорядоченной группе ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника, так, чтобы информация об упорядоченной группе ССП спутников передавалась передатчиком и принималась мобильным ССП приемником.

В одном из вариантов осуществления, сервер дополнительно включает процессор, а также источник информации, подключенный к процессору. Источник информации содержит информацию о группе ССП спутников, находящихся в поле зрения сотовых зон области обслуживания сотовой связью, а процессор определяет упорядоченную группу ССП спутников для сотовой зоны в пределах области обслуживания сотовой связью. Сервер может быть опорным GPS сервером, центром коммутации сигналов сотовой связи, сервером местоположения, центром передачи сигналов сотовой связи, контроллером базовой станции или мобильным ССП приемником.

В одном из вариантов осуществления, способ, облегчающий восприятие информации от упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника, посредством двухсторонней связи, осуществляемой мобильным ССП приемником, включает: передачу из сотовой зоны области обслуживания сотовой связью в центр передачи сигналов сотовой связи, принимающий передачи из сотовой зоны посредством мобильного ССП приемника, скомпонованного таким образом, чтобы принимать ССП сигналы, а также передавать и принимать сигналы сотовой связи. Мобильный ССП приемник принимает информацию об упорядоченной группе ССП спутников из центра передачи сигналов сотовой связи. Упорядоченная группа спутников представляет собой те спутники, которые находятся в поле зрения мобильного ССП приемника в заданный момент времени; так что мобильный ССП приемник может осуществлять поиск ССП спутников в соответствии с порядком размещения упорядоченной группы ССП спутников, полученным из сигналов радиопередачи, принятых из центра передачи сигналов сотовой связи. Данные о работоспособности спутников могут быть включены в сигналы радиопередачи, и мобильный ССП приемник может модифицировать поиск ССП спутников до или после восприятия ССП спутников, частично на основе данных работоспособности спутников. Дополнительно мобильный ССП приемник может модифицировать упорядоченную группу после приема сигналов.

В одном из вариантов осуществления, устройство, облегчающее восприятие упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника, посредством двухсторонней связи, осуществляемой мобильным ССП приемником, включает: мобильный ССП приемник, предназначенный для приема ССП сигналов; приемник, скомпонованный для приема сигналов, передаваемых из центра передачи сигналов сотовой связи; а также передатчик, предназначенный для передачи сигналов сотовой связи в центр передачи сигналов сотовой связи; так что, когда передатчик, расположенный в пределах сотовой зоны области обслуживания сотовой связью, устанавливает связь с центром передачи сигналов сотовой связи, информация об упорядоченной группе ССП спутников может передаваться через центр передачи сигналов сотовой связи на приемник, и мобильный ССП приемник может осуществлять поиск ССП спутников в соответствии с порядком размещения упорядоченной группы ССП спутников.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ, позволяющий принимать информацию об упорядоченной группе ССП спутников, причем упорядоченная группа определяется мобильным ССП приемником.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения использует динамику сохраненной информации о качестве сигнала СГП спутника для некоторого местоположения для определения упорядоченной группы ССП спутников.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения использует информацию мобильного ССП приемника для определения упорядоченной группы ССП спутников.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения включает определение упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника в заданный момент времени; и передачу сигналов об упорядоченной группе ССП спутников в центр передачи сигналов сотовой связи; так что сервер может принимать сигнал об упорядоченной группе ССП спутников, находящихся в поле зрения мобильного ССП приемника.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1А изображает группу спутников, находящихся в поле зрения приемника системы спутникового позиционирования (ССП),

фиг. 1Б изображает вид сверху спутников, изображенных на фиг. 1A, относительно ССП приемника,

фиг. 1В иллюстрирует сотовую систему связи, имеющую множество сотовых зон, каждая из которых обслуживается узлом сотовой связи и каждая из которых подключена к центру коммутации сигналов сотовой связи,

фиг. 1Г иллюстрирует пример объединенного ССП приемника и системы связи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения,

фиг. 2 изображает один из вариантов осуществления источника информации, основанного на сотовой системе связи, который обеспечивает взаимосвязь между наборами порядков приоритетного размещения спутников в заданные моменты времени относительно областей обслуживания сотовой связью и/или узлов сотовой связи согласно настоящему изобретению,

фиг. 3 изображает блок схему, иллюстрирующую способ определения размещения в приоритетном порядке спутников, находящихся в поле зрения согласно настоящему изобретению.

В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение включает определение упорядоченной группы ССП спутников, находящихся в поле зрения ССП приемника. Порядок размещения упорядоченной группы спутников основан на знании приблизительного местоположения ССП приемника, которое определяется из идентификации центра передачи сигналов сотовой связи в системе сотовой связи с системой связи ССП приемника, или из знания о нем. Знание о центре передачи сигналов сотовой связи может быть неявным в случае, когда данные, идентифицирующие ССП спутники, находящиеся в поле зрения ССП приемника, обеспечиваются опорным ССП приемником, расположенным в географической близости к центру передачи сигналов сотовой связи, поддерживающему связь с ССП приемником. В одном из вариантов воплощения настоящего изобретения, порядок размещения в упорядоченной группе спутников также основывается на местоположениях спутников по отношению к приблизительному местоположению ССП приемника.

Фиг. 1A изображает группу ССП спутников, находящихся в поле зрения ССП приемника 100. ССП приемник также включает систему связи типа сотового телефона с двусторонней связью или пейджера с двухсторонней (односторонней) связью. Примеры таких систем связи, которые подключены к ССП приемникам, описаны в параллельной заявке на патент США № 08/842559, зарегистрированной 15 апреля 1997 г. Также см. PCT публикацию WO 98/25157. Фиг. 1Б изображает вид сверху для спутников, изображенных на фиг. 1A, относительно ССП приемника 100. Спутники 102, 104, 106, 108, 110 и 112 изображены находящимися в местоположениях в специфический момент времени. Следует отметить, что, поскольку спутники со временем изменяют местоположение, некоторые из ССП спутников, показанных на фиг. 1A, в различное время могут не быть видимы ССП для приемника 100. Кроме того, ССП приемник 100 обычно является мобильным. Таким образом, спутники, которые находятся в поле зрения ССП приемника 100, могут изменяться, по мере того, как ССП приемник 100 перемещается в различные местоположения. Далее, в других вариантах воплощения, источник ССП сигналов может стать заблокированным (например, скрыться за зданием), или сильно ослабленным. Указанное блокирование или ослабление может быть принято во внимание при выборе упорядоченного списка спутников, который описан ниже.

Фиг. 1В изображает систему 10 связи, основанную на сотовой связи, имеющую множество узлов сотовой связи, каждый из которых рассчитан для обслуживания конкретного географического региона или местоположения. Примеры таких систем связи, основанных на сотовой связи, известны в уровне техники. См., например, патент США № 5519760, описывающий сеть системы сотовой связи. Система 10 связи, основанная на сотовой связи, включает две сотовых зоны 12 и 14, обе из которых заданы таким образом, чтобы находиться в пределах области 11 обслуживания сотовой связью. Дополнительно система 10 включает сотовые зоны 18 и 20. Должно быть понятно, что в систему 10 также может быть включено множество других сотовых зон с соответствующими узлами сотовой связи и/или областями обслуживания сотовой связью, и они могут быть подключены к одному или более центрам коммутации сигналов сотовой связи, таким, как центр 24 коммутации сигналов сотовой связи, а также центр 24b коммутации сигналов сотовой связи.

В каждой сотовой зоне такой, как сотовая зона 12, имеется беспроводный узел сотовой связи или узел сотовой связи такой, как узел 13 сотовой связи, включающий антенну 13a, предназначенную для того, чтобы осуществлять связь через беспроводную среду связи с приемником связи, который представляет собой объединение мобильного СГП приемника и системы связи такой, как приемник 16, изображенный на фиг. 1В. Пример такой объединенной системы изображен на фиг. 1Г, система может включать как СГП антенну 377, так и антенну 379 системы связи. Должно быть понятно, что в альтернативных вариантах воплощения может использоваться одна антенна или более двух антенн.

Каждый узел сотовой связи подключается к центру коммутации сигналов сотовой связи. На фиг. 1В узлы 13, 15 и 19 сотовой связи подключены к центру 24 коммутации сигналов сотовой связи посредством связей 13b, 15b и 19b соответственно, а узел 21 сотовой связи подключен к другому центру 24b коммутации посредством связи 21b. Указанные связи обычно являются проводными линиями связи между соответствующим узлом сотовой связи и центрами 24 и 24b коммутации сигналов сотовой связи. Каждый узел сотовой связи включает антенну, передатчик и приемник для осуществления связи с системами связи, обслуживаемыми узлом сотовой связи. Должно быть понятно, что система связи в пределах одной сотовой зоны такая, как приемник 22, изображенный в сотовой зоне 4, фактически может связываться с узлом 19 сотовой связи в сотовой зоне 18, вследствие блокирования (или по другим причинам, по которым узел 21 сотовой связи не может связаться с приемником 22).

В типичном варианте воплощения настоящего изобретения, мобильный СГП приемник 16 включает систему связи, основанную на сотовой связи, которая объединена с СГП приемником, так, что и СГП приемник, и система связи помещены в один и тот же корпус. Когда указанная объединенная система используется для осуществления сотовой телефонной связи, происходит передача сигналов между приемником 16 и узлом 13 сотовой связи. Затем передача сигналов из приемника 16 в узел 13 сотовой связи происходит по линии 13b связи в центр 24 коммутации сигналов сотовой связи, а затем либо на другой сотовый телефон в сотовой зоне, обслуживаемой центром 24 коммутации сигналов сотовой связи, либо по линии 30 связи (обычно, проводную) на другой телефон через наземную телефонную систему/сеть 28. Должно быть понятно, что термин "проводное" включает волоконно-оптические и другие не беспроводные соединения, такие, как медный кабель и т.д. Передача сигналов от другого телефона, который поддерживает связь с приемником 16, ведется из центра 24 коммутации сигналов сотовой связи по линии 13b связи и узел 13 сотовой связи, обратно в приемник 16, обычным способом.

Отдаленная система 26 обработки данных (которая в некоторых вариантах воплощения может упоминаться как СГП сервер или сервер местоположения) включена в систему 10 и используется тогда, когда в некоторых вариантах осуществления мобильный СГП приемник в конкретной сотовой зоне используется для того, чтобы определить положение приемника, используя СГП сигналы, принятые СГП приемником. СГП сервер 26 может быть подключен к наземной телефонной системе/сети 28 по линии 27 связи, а также он может быть дополнительно подключен к центру 24 коммутации сигналов сотовой связи по линии 25 связи, а также дополнительно подключен к центру 24b по линии 25b связи. Должно быть понятно, что линии 25 и 27 связи обычно являются проводными соединениями, хотя они могут быть беспроводными. В качестве дополнительного компонента системы 10 также изображен терминал 29 запроса, который может состоять из другой компьютерной системы, которая подключена через сеть 28 к СГП серверу. Указанный терминал 29 запроса может посылать запрос о местоположении специфического СГП приемника в одной из сотовых зон в СГП сервер 26, который затем инициирует диалог со специфическим СГП приемником через центр коммутации сигналов сотовой связи, чтобы определить местоположение СГП приемника, а также сообщить обратно упомянутое местоположение в терминал 29 запроса.

Следует отметить, что система связи, основанная на сотовой связи, представляет собой систему связи, имеющую более одного передатчика, каждый из которых обслуживает различный географический регион, заранее предопределенный в любой текущий момент. Также, узлы сотовой связи могут скорее перемещаться, чем быть стационарными территориальными узлами, например, узлы сотовой связи в системах Iridium и Globalstar являются низкоорбитальными спутниками Земли. Обычно, каждый передатчик представляет собой беспроводный передатчик, который обслуживает сотовую зону, имеющую географический радиус менее чем 20 миль, хотя область охвата зависит от специфической сотовой системы. Имеются многочисленные типы сотовых систем связи, например, такие как сотовые телефоны, персональная система связи (ПСС), специализированная мобильная радиосвязь (СМР), пейджинговые системы с односторонней и двухсторонней связью, RAM, ARDIS, а также беспроводные системы передачи пакетов данных. Обычно, заранее определенные различные географические области называются здесь как сотовые зоны, а множество сотовых зон объединяется вместе в область обслуживания сотовой связью, типа области 11 обслуживания сотовой связью, показанной на фиг. 1В; указанное множество сотовых зон подключается к одному или нескольким центрам коммутации сигналов сотовой связи, которые обеспечивают связи с наземными телефонными системами и/или сетями. Области обслуживания сотовой связью часто используются с целью составления счетов. Следовательно, может иметь место случай, когда сотовые зоны в более чем одной области обслуживания сотовой связью связаны с одним коммутационным центром. Например, на фиг. 1В, сотовые зоны 1 и 2 находятся в области 11 обслуживания сотовой связью, а сотовая зона 3 находится в области 18 обслуживания сотовой связью, но все три связаны с коммутационным центром 24. Альтернативно, иногда имеет место ситуация, когда сотовые зоны в пределах одной области обслуживания сотовой связью связаны с различными коммутационными центрами, особенно в регионах с высокой плотностью населения. Вообще говоря, область обслуживания сотовой связью определяется как совокупность сотовых зон, расположенных в тесной географической близости друг к другу. Другой класс сотовых систем, удовлетворяющий вышеупомянутому описанию, представляет собой сотовые системы на основе спутников, в которых сотовыми базовыми станциями являются спутники, которые обычно двигаются по орбите вокруг Земли. В указанных системах сектора сотовых зон и области обслуживания сотовой связью перемещаются как функции времени. Примеры таких систем включают системы: Indium, Globalstar, Orbcomm и Odyssey.

Фиг. 1Г изображает в обобщенном виде объединенную систему СГП и приемопередатчика. Система 375 включает СГП приемник 376, имеющий СГП антенну 377, и коммуникационный приемопередатчик 378, имеющий антенну 379 связи. СГП приемник 376 подключен к коммуникационному приемопередатчику 378 через связь 380, изображенную на фиг. 1Г. При нормальной работе приемопередатчик 378 коммуникационной системы принимает приблизительную информацию о доплеровском смещении посредством антенны 379 и обеспечивает указанную приблизительную информацию о доплеровском смещении по линии связи 380 на СГП приемник 376, который выполняет определение псевдодальности посредством приема СГП сигналов от СГП спутников через СГП антенну 377. Для объединенной системы 375 в уровне техники известны различные варианты осуществления, которые были описаны в вышеупомянутых спаренных патентных описаниях.

Для местоположений спутников 102-112, а также ССП приемника 100, показанных на фиг. 1A, устанавливается размещение спутников 102-112 в приоритетном порядке восприятия. Указанный порядок представляет собой оптимизированное размещение относительно восприятия ССП сигналов от ССП спутников, на основании, например, геометрии спутников по отношению к положению ССП приемника 100. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, спутники 102-112 внесены в список в порядке, который обеспечивает требуемую геометрию между спутниками 102-112 и ССП приемником 100. Например, высота и угол спутников 102-112 над горизонтом относительно ССП приемника 100 могут быть факторами при определении размещения в приоритетном порядке. В другом примере, наилучшее размещение в приоритетном порядке/выбор спутника выражается в наименьшем МГУТ (геометрическом ухудшении точности), и/или МПУТ (позиционном ухудшении точности), и/или МУТГ (ухудшении точности по горизонтали). Обычно, сервер местоположения, ответственный за генерацию сообщений, осуществляет выбор спутников согласно способу выбора "наилучшего n". В одном примере такого способа, выбранные спутники являются теми, для которых лучше всего оптимизирована геометрия с учетом их местоположений и местоположения ССП приемника 100. Например, в конфигурации "наилучших 4", ССП спутники на фиг. 1A должны были быть выбраны, чтобы заполнить упорядоченный список спутников, и они должны были бы размещаться в следующем порядке (от наивысшего приоритета к наинизшему приоритету): 108, 104, 112 и 102. Способ выбора наилучших n спутников обеспечивает информацию, относящуюся к стратегии восприятия спутников, которая должна осуществляться ССП приемником 100. В одном из вариантов воплощения настоящего изобретения, ССП приемник 100 может осуществить выбор - остановить процесс восприятия спутников, как только были восприняты наилучшие - n спутников. Таким образом, не все находящиеся в поле зрения спутники должны быть расположены по приоритетам. Фактически, менее требуемые спутники могут вообще не использоваться в определении местоположения ССП приемника 100. В другом варианте воплощения, сервер местоположения может обеспечивать помощь для подгруппы спутников, находящихся в поле зрения ССП приемника такую, как "наилучшая n" группа. Порядок размещения обычно выбирается таким образом, чтобы попытаться воспринять сначала те ССП спутники, которые расположены не слишком близко к горизонту и которые обеспечивают оптимальное геометрическое трилатерационное решение. Предыдущее требование, вообще говоря, означает, что ССП сигналы будут более легко приниматься от спутников, расположенных не слишком близко к горизонту, а последнее требование означает, что вычисление местоположения (из псевдодальностей до спутников с наивысшим порядком в размещении) будет иметь лучшую точность (меньшую погрешность), чем вычисление местоположения, для которого могли бы использоваться спутники с наинизшим порядком в размещении. Порядок размещения может отражать ожидаемое качество измерений (т.е. ожидается, что первые спутники в порядке размещения обеспечат более высокое качество измерений, чем оставшиеся в порядке размещения спутники).

Должно быть понятно, что восприятие спутника представляет собой шаг в процессе определения местоположения. Также должно быть понятно, что, если данные азимута и высоты спутника над горизонтом подаются в ССП приемник, он мог бы использовать такие данные, чтобы далее оптимизировать стратегию восприятия спутников. Далее, также понятно, что для того, чтобы разместить спутники в приоритетном порядке восприятия, могут использоваться другие критерии, отличающиеся от геометрии или относительного местоположения такие, как работоспособность спутника.

В