Способ и система для оценивания положения с компенсацией смещения

Способ и система для оценивания положения с компенсацией смещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

По настоящему документу испрашивается приоритет на основании предварительной заявки США № 61/308,467, поданной 26 февраля 2010 г. и озаглавленной "METHOD AND SYSTEM FOR ESTIMATING POSITION WITH BIAS COMPENSATION" по ст. 119(e) раздела 35 U.S.C.

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к способу и системе для оценивания положения, ориентации или того и другого у объекта или транспортного средства с компенсацией смещения, чтобы поддерживать объединенное использование спутниковых передач Системы глобального позиционирования (GPS) и спутниковых передач GLONASS (Глобальная навигационная спутниковая система).

Уровень техники

Приемник с определением местоположения, например приемник Системы глобального позиционирования (GPS) или приемник GLONASS (Глобальная навигационная спутниковая система), оценивает положение, ориентацию (например, наклон, крен или рыскание) или то и другое у объекта или транспортного средства. Приемник с определением местоположения может столкнуться с неточными измерениями псевдодальности и фазы несущей, где приемник с определением местоположения принимает (например, кратковременно) один или более сигналов спутников со слабым уровнем сигнала или плохим качеством сигнала.

GLONASS (Глобальная навигационная спутниковая система) и GPS используют разные группировки спутников и разные схемы модуляции для соответствующих спутниковых передач. Группировка GLONASS включает в себя свыше двадцати спутников и транслирует сигналы на разных частотах в соответствии с модуляцией в множественном доступе с частотным разделением (FDMA) и планом повторного использования частоты, тогда как система GPS использует модуляцию с расширенным спектром или модуляцию в множественном доступе с кодовым разделением (CDMA), где частоты передачи обычно одинаковы для каждого спутника. Поскольку спутники GLONASS передают на разных частотах, что может привести к отличиям в распространении через ионосферу или тропосферу или другим ошибкам, приемник GLONASS с определением местоположения восприимчив к ошибке положения из межканального смещения, ассоциированного с разными частотами передачи у спутников.

Некоторые приемники с определением местоположения могут использовать фильтр с компенсацией погрешности (например, фильтр Калмана) для фильтрации, например, результатов измерений фазы несущей или обработанных данных измерения фазы несущей. Некоторые приемники с определением местоположения могут использовать методику Автономного контроля целостности в приемнике (RAIM) для обнаружения ошибок проанализированных измерений псевдодальности путем сравнения проанализированных измерений псевдодальности с эталонными измерениями псевдодальности, где ошибочные или отклоняющиеся измерения псевдодальности могут исключаться из решения о положении или ориентации, чтобы повысить точность оцененного положения или ориентации объекта или транспортного средства. Ни подход с фильтром с компенсацией погрешности, ни методика RAIM не решают полностью вышеупомянутую проблему неточных измерений псевдодальности и фазы несущей, где приемник с определением местоположения принимает (например, кратковременно) один или более сигналов спутников со слабым уровнем сигнала или плохим качеством сигнала.

Таким образом, существует потребность в приемнике с определением местоположения, который допускает использование сигналов передачи GPS и GLONASS для увеличения точности оценок положения и ориентации в реальном масштабе времени, компенсируя при этом ошибку смещения.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним вариантом осуществления, способ и система содержат первичное устройство измерения фазы для измерения фазы первой несущей у сигнала первой несущей (например, сигнала L1 GPS или "L1") и фазы второй несущей у сигнала второй несущей (например, сигнала L2 GPS или "L2"), принятых приемником с определением местоположения. Сигнал первой несущей (например, L1) передается по существу на одной и той же частоте от двух или более первичных спутников. Сигнал второй несущей (например, L2) передается по существу на одной и той же частоте от двух или более первичных спутников. Вторичное устройство измерения фазы измеряет фазу третьей несущей у сигнала третьей несущей (например, сигнала G1(K) GLONASS или "G1(K)") и фазу четвертой несущей у сигнала четвертой несущей (например, сигнала G2(K) GLONASS или "G2(K)"). Сигнал третьей несущей (например, G1(K)) принимается на разных частотах от двух или более вторичных спутников. Сигнал четвертой несущей (например, G2(K)) принимается на разных частотах от двух или более вторичных спутников, что приводит к межканальному смещению между сигналами несущей от разных вторичных спутников, наблюдаемых на приемнике с определением местоположения. Кинематический механизм реального масштаба времени оценивает первый набор целочисленных неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой первой несущей, и второй набор целочисленных неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой второй несущей. Кинематический механизм реального масштаба времени оценивает третий набор неопределенностей (например, третий набор целочисленных неопределенностей), ассоциированный с измеренной фазой третьей несущей, и четвертый набор неопределенностей (например, четвертый набор целочисленных неопределенностей), ассоциированный с измеренной фазой четвертой несущей. Компенсатор допускает компенсацию межканального смещения по меньшей мере в одном из третьего набора неопределенностей и четвертого набора неопределенностей путем моделирования прогнозирующего фильтра (например, фильтра Калмана) в соответствии со следующими входными данными или состояниями фильтра: данные о движении объекта (например, данные о положении, данные о скорости и данные об ускорении); данные о тропосфере (например, данные об остаточной тропосфере); данные об ионосфере; эталонный набор неопределенностей одной разности, ассоциированный с сигналами третьей несущей, принятыми в приемнике с определением местоположения и опорной станции от разных вторичных спутников (например, Неопределенность одной разности Опорного спутника G1(K) GLONASS или GLN Reference Sat. G1 SD Ambiguity), и эталонный набор неопределенностей одной разности, ассоциированный с сигналами четвертой несущей, принятыми в приемнике с определением местоположения и опорной станции от разных вторичных спутников (например, Неопределенность одной разности Опорного спутника G2(K) GLONASS или GLN Reference Sat. G2 SD Ambiguity). Устройство оценки допускает определение положения объекта на основе измеренной фазы первой несущей, измеренной фазы второй несущей, оцененного первого набора целочисленных неопределенностей, оцененного второго набора целочисленных неопределенностей, и по меньшей мере одной из измеренной фазы третьей несущей и измеренной фазы четвертой несущей и по меньшей мере одного из компенсированного третьего набора неопределенностей (например, компенсированного третьего набора целочисленных неопределенностей) и компенсированного четвертого набора неопределенностей (например, компенсированного четвертого набора целочисленных неопределенностей).

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема первого варианта осуществления системы для оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 2 - блок-схема второго варианта осуществления системы для оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 3 - блок-схема третьего варианта осуществления системы для оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 4 - блок-схема четвертого варианта осуществления системы для оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 5 - блок-схема алгоритма первого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 6 - блок-схема алгоритма второго примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 7 - блок-схема алгоритма третьего примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 8 - блок-схема алгоритма четвертого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 9 - блок-схема алгоритма пятого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 10 - блок-схема алгоритма шестого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 11 - блок-схема алгоритма седьмого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 12 - блок-схема алгоритма восьмого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 13 - блок-схема алгоритма девятого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 14 - блок-схема алгоритма десятого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 15 - блок-схема алгоритма одиннадцатого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Фиг. 16 - блок-схема алгоритма двенадцатого примера способа оценивания положения с компенсацией смещения.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 иллюстрирует приемник 10 с определением местоположения, который содержит первичный входной каскад 12 приемника, соединенный с первичной системой 14 обработки данных приемника, и вторичный входной каскад 13 приемника, ассоциированный с вторичной системой 16 обработки данных приемника. В одном варианте осуществления первичный входной каскад 12 приемника и вторичный входной каскад 13 приемника могут соединяться с антенной 15 с помощью разветвителя 11 (например, гибридная схема или фильтр) или другого устройства. Приемник 10 с определением местоположения ассоциирован с приемником 36 поправок. Приемник 36 поправок может быть включен в приемник 10 с определением местоположения или может взаимодействовать с приемником 10 с определением местоположения через порт данных. Приемник 36 поправок принимает поправочные данные (например, поправочные данные фазы опорной несущей) по меньшей мере от одной из опорной станции 40 и второй опорной станции 41.

Опорная станция 40 взаимодействует посредством радио- или электромагнитного сигнала с приемником 36 поправок, например, по каналу A связи (44). Вторая опорная станция 41 взаимодействует посредством радио- или электромагнитных сигналов с приемником 36 поправок через устройство 42 спутниковой связи, например, по каналу B связи (46). Устройство 42 спутниковой связи может содержать спутник связи, оборудованный приемником восходящей линии связи и передатчиком нисходящей линии связи для взаимодействия с одной или несколькими наземными станциями (например, подвижными или стационарными).

Хотя приемник 36 поправок иллюстрируется в виде одиночного приемника на фиг. 1, на практике приемник поправок может содержать двойной приемник для сигналов GPS и GLONASS, который поддерживает декодирование FDMA и CDMA, или два отдельных приемника для GPS и GLONASS.

Первичная система 14 обработки данных приемника может содержать любое из следующего: один или более аппаратных модулей, один или более электронных модулей, один или более программных модулей, процессор электронных данных, процессор электронных данных и ассоциированное хранилище электронных данных и универсальный компьютер для выполнения программируемых, логических или программных команд. Аналогичным образом вторичная система 16 обработки данных приемника может содержать любое из следующего: один или более аппаратных модулей, один или более электронных модулей, один или более программных модулей, процессор электронных данных, процессор электронных данных и ассоциированное хранилище электронных данных и универсальный компьютер для выполнения программируемых, логических или программных команд. Процессор электронных данных (то есть процессор данных) может содержать одно или более из следующего: микропроцессор, программируемая логическая матрица, цифровой процессор сигналов, специализированная интегральная схема, логическая схема или другое устройство для выполнения программируемых, логических, арифметических или программных команд.

На фиг. 1 первичная система 14 обработки данных приемника содержит первичный декодер 48 (например, декодер множественного доступа с кодовым разделением (CDMA)), первичное устройство 18 измерения фазы, кинематический механизм 20 реального масштаба времени (RTK) и устройство 28 хранения данных. Кинематический механизм реального масштаба времени (RTK) содержит процессор 22 данных, фильтр 24 с компенсацией погрешности (например, прогнозирующий фильтр или фильтр Калмана) и устройство 26 оценки (например, устройство оценки положения или устройство оценки положения и ориентации). Первичный декодер 48, первичное устройство 18 измерения фазы, кинематический механизм 20 реального масштаба времени, процессор 22 данных, фильтр 24 с компенсацией погрешности, устройство 26 оценки, устройство 28 хранения данных и первичный входной каскад 12 приемника могут взаимодействовать друг с другом и вторичной системой 16 обработки данных приемника по интерфейсу 38 данных.

На фиг. 1 вторичная система 16 обработки данных приемника содержит вторичный декодер 50 (например, декодер множественного доступа с частотным разделением (FDMA)), вторичное устройство 30 измерения фазы, компенсатор 32 смещения и устройство 34 оценки смещения. Вторичная система 16 обработки данных приемника содержит вторичный декодер 50 (например, декодер множественного доступа с частотным разделением (FDMA)), вторичное устройство 30 измерения фазы, компенсатор 32 смещения и устройство 34 оценки смещения, которые могут взаимодействовать друг с другом, вторичным входным каскадом 13 приемника и первичной системой 14 обработки данных приемника по интерфейсу 38 данных.

Интерфейс 38 данных может содержать одно или более из следующего: шина данных, электронное запоминающее устройство, совместно используемое запоминающее устройство, статические связи между программными модулями в первичной системе 14 обработки данных приемника, вторичной системе 16 обработки данных приемника или обеих; динамические связи между программными модулями в первичной системе 14 обработки данных приемника, вторичной системе 16 обработки данных приемника или обеих; приемопередатчики шины данных или другое программное обеспечение или аппаратные средства, которые поддерживают взаимодействие, отправку или прием данных между разными модулями или компонентами (48, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 50, 30, 32 и 34) в первичной системе 14 обработки данных приемника и вторичной системе 16 обработки данных приемника.

Линии, которые соединяют или взаимосвязывают (прямо или косвенно) первичный входной каскад 12 приемника, первичный декодер 48, первичное устройство 18 измерения фазы, кинематический механизм 20 реального масштаба времени, процессор 22 данных, фильтр 24 с компенсацией погрешности, устройство 26 оценки и устройство 28 хранения данных, вторичный входной каскад 13 приемника, вторичный 50 декодер, вторичное устройство 30 измерения фазы, компенсатор 32 смещения и устройство 34 оценки смещения на фиг. 1, иллюстрируют логические информационные каналы, физические информационные каналы или те и другие. Логический информационный канал означает, например, виртуальный информационный канал или передачу данных между программными модулями или между одной или несколькими компьютерными программами. Физический информационный канал означает, например, линию передачи либо одну или более шин данных, которые поддерживают передачу данных, сигналов логического уровня, электрических сигналов или электромагнитных сигналов.

Первичный входной каскад 12 приемника может содержать любую подходящую схему для приема сигналов спутников, переданных одним или несколькими спутниками (например, навигационными спутниками GPS). Входной каскад 12 приемника может быть выполнен в виде приемника с расширенным спектром или приемника множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), который допускает прием нескольких несущих, переданных одним или несколькими спутниками в группировке спутников. Например, входной каскад 12 приемника может содержать предусилитель или усилитель для усиления сигналов спутников, смеситель и генератор опорной частоты, где вход усилителя соединяется с антенной (например, антенной 15 или разветвителем 11), выход усилителя соединяется с одним входом смесителя, генератор опорной частоты соединяется с другим входом смесителя, а выход смесителя соединяется с первичной системой 14 обработки данных приемника или первичным устройством 18 измерения фазы. В одном пояснительном варианте осуществления аналого-цифровой преобразователь обеспечивает интерфейс между входным каскадом 12 приемника и первичной системой 14 обработки данных приемника. В другом пояснительном варианте осуществления вывод аналого-цифрового преобразователя дополнительно соединяется с буферным запоминающим устройством и приемопередатчиком порта данных.

Первичный декодер 48 содержит демодулятор (например, демодулятор CDMA) или другое устройство для демодуляции кода псевдослучайной последовательности (например, кода грубого сопровождения (C/A) или другого более точного гражданского или военного кодирования), который модулирует одну или более несущих. Сигнал несущей L1 GPS модулируется с кодом грубого сопровождения (C/A) и зашифрованным точным кодом P(Y), тогда как сигнал L2 GPS модулируется с зашифрованным кодом P(Y). В одном варианте осуществления декодер 48 может содержать генератор кода, соединенный с модулем входной задержки, где вывод модуля задержки соединяется с коррелятором для измерения корреляции между эталонным кодом псевдослучайной последовательности, который задерживается на известные приращения модулем задержки, и принятым кодом псевдослучайной последовательности из входного каскада 12 приемника. Первичный декодер 48 также может упростить декодирование навигационной информации, которая модулирует сигнал несущей, например, данные о положении небесных тел.

Первичная система 14 обработки данных приемника содержит первичное устройство 18 измерения фазы. Первичное устройство 18 измерения фазы содержит любое устройство, интегральную схему, электронный модуль или процессор данных для измерения фазы у сигнала несущей. Первичное устройство 18 измерения фазы измеряет или оценивает наблюдаемую фазу у одного или нескольких сигналов несущей, обеспеченных входным каскадом 12 приемника. Измеренная фаза может выражаться целочисленными длинами волн сигнала несущей, дробными длинами волн сигнала несущей и/или степенями сигнала несущей.

Первичное устройство 18 измерения фазы может определять одно или более из следующего: (1) первой составляющей измеренной фазы с дробными длинами волн сигнала первой несущей, сигнала второй несущей или обоих, и (2) второй составляющей измеренной фазы с целыми длинами волн сигнала первой несущей, сигнала второй несущей или обоих. Последняя вторая составляющая измеренной фазы может определяться счетчиком (например, счетчиком перехода через ноль), который подсчитывает переходы принятого, восстановленного или обработанного сигнала несущей, который пересекается с осью X в эталонной амплитуде (например, напряжении 0) во временной области, где X представляет время, а ось Y представляет амплитуду сигнала несущей. Однако первичное устройство 18 измерения фазы опирается на дальнейшую обработку в приемнике 10 с определением местоположения, чтобы определить или разрешить целочисленную неопределенность всего цикла, которая может привести к тому, что вторая составляющая измеренной фазы будет ошибочной или смещенной на целое количество циклов длины волны (например, чтобы оценить расстояние или диапазон между соответствующим спутником и приемником 10 с определением местоположения).

Кинематический механизм 20 реального масштаба времени (RTK) содержит механизм поиска, модуль разрешения неопределенности или другие программируемые команды для поиска или определения множеств решений целочисленной неопределенности для фазы одного или нескольких принятых сигналов несущей от нескольких спутников. Процессор 22 данных может выполнять программируемые команды, математические операции, логические операции или другие команды, обеспеченные, например, модулем разрешения неопределенности. В одном варианте осуществления механизм 20 RTK может задать или ограничить область поиска для множества решений целочисленной неопределенности, чтобы ограничить возможные множества решений неопределенности, которые оцениваются. Для механизма 20 RTK множества решений целочисленной неопределенности относятся к неопределенностям фаз целого цикла в фазе принятой несущей у принятых сигналов несущей (например, сигнала L1 GPS на частоте 1,57542 ГГц, сигнала L2 GPS на частоте 1,22760 ГГц или аналогичных сигналов), переданных, например, одним или несколькими спутниками. Механизм поиска может использовать методики наименьших квадратов или фильтрации Калмана для сокращения области поиска или достижения одного или нескольких решений набора неопределенностей для неопределенностей фаз целого цикла у сигналов несущей, переданных от спутников.

Вторичный входной каскад 13 приемника может содержать любую подходящую схему для приема сигналов спутников, переданных одним или несколькими спутниками (например, навигационными спутниками GLONASS). Вторичный входной каскад 13 приемника может быть выполнен в виде приемника множественного доступа с частотным разделением (FDMA), который допускает прием нескольких несущих, переданных одним или несколькими спутниками в группировке спутников. Например, вторичный входной каскад 13 приемника может содержать предусилитель или усилитель для усиления сигналов спутников, смеситель и генератор опорной частоты, где вход усилителя соединяется с антенной (например, антенной 15 или разветвителем 11), выход усилителя соединяется с одним входом смесителя, генератор опорной частоты соединяется с другим входом смесителя, а выход смесителя соединяется с вторичной системой 16 обработки данных приемника или вторичным устройством 30 измерения фазы. В одном пояснительном варианте осуществления аналого-цифровой преобразователь обеспечивает интерфейс между вторичным входным каскадом 13 приемника и вторичной системой 16 обработки данных приемника или интерфейсом 38 данных. В другом пояснительном варианте осуществления вывод аналого-цифрового преобразователя дополнительно соединяется с буферным запоминающим устройством и приемопередатчиком порта данных.

Вторичный декодер 50 содержит демодулятор (например, демодулятор FDMA) или другое устройство для демодуляции сигналов спутников GLONASS, которые модулируют одну или более несущих. Каждый спутник GLONASS допускает передачу сигналов GLONASS, которые содержат третью несущую, переданную в некотором подканале полосы L1 GLONASS, центрированной около 1,602 ГГц, и четвертую несущую, переданную в некотором подканале полосы L2 GLONASS, центрированной около 1,246 ГГц, где подканалы обычно отличаются для всех спутников в поле зрения приемника с определением местоположения в соответствии с планом повторного использования частоты. Третья несущая модулируется с псевдослучайным кодом определения дальности, навигационным сообщением и вспомогательной меандровой последовательностью. Четвертая несущая модулируется с псевдослучайным кодом определения дальности и вспомогательной меандровой последовательностью. Вторичный декодер 50 также может упростить декодирование навигационной информации, которая модулирует сигнал несущей, например, данные о положении небесных тел.

Вторичная система 16 обработки данных приемника содержит вторичное устройство 30 измерения фазы. Вторичное устройство 30 измерения фазы содержит любое устройство, интегральную схему, электронный модуль или процессор данных для измерения фазы у сигнала несущей. Вторичное устройство 30 измерения фазы измеряет или оценивает наблюдаемую фазу у одного или нескольких сигналов несущей, обеспеченных вторичным входным каскадом 13 приемника. Измеренная фаза может выражаться целочисленными длинами волн сигнала несущей, дробными длинами волн сигнала несущей и/или степенями сигнала несущей.

Вторичное устройство 30 измерения фазы может определять одно или более из следующего: (1) первой составляющей измеренной фазы с дробными длинами волн сигнала третьей несущей, сигнала четвертой несущей или обоих, и (2) второй составляющей измеренной фазы с целыми длинами волн сигнала третьей несущей, сигнала четвертой несущей или обоих. Последняя вторая составляющая измеренной фазы может определяться счетчиком (например, счетчиком перехода через ноль), который подсчитывает переходы принятого, восстановленного или обработанного сигнала несущей, который пересекается с осью X в эталонной амплитуде (например, напряжении 0) во временной области, где X представляет время, а ось Y представляет амплитуду сигнала несущей. Однако вторичное устройство 30 измерения фазы опирается на дальнейшую обработку в приемнике 10 с определением местоположения, чтобы определить или разрешить целочисленную неопределенность всего цикла, которая может привести к тому, что вторая составляющая измеренной фазы будет ошибочной или смещенной на целое количество циклов длины волны (например, чтобы оценить расстояние или диапазон между соответствующим спутником и приемником 10 с определением местоположения).

Кинематический механизм 20 реального масштаба времени (RTK) содержит механизм поиска, модуль разрешения неопределенности или другие программируемые команды для поиска или определения множеств решений целочисленной неопределенности для фазы одного или нескольких принятых сигналов несущей от нескольких спутников (GLONASS и GPS). В одном варианте осуществления механизм 20 RTK может задать или ограничить область поиска для множества решений целочисленной неопределенности, чтобы ограничить возможные множества решений неопределенности, которые оцениваются. Для кинематического механизма 20 реального масштаба времени множества решений целочисленной неопределенности относятся, например, к неопределенностям фаз целого цикла в фазе принятой несущей у принятых сигналов несущей (например, сигналов несущей спутника GLONASS), переданных одним или несколькими спутниками. Механизм поиска может использовать методики наименьших квадратов или фильтрации Калмана для сокращения области поиска или достижения одного или нескольких решений набора неопределенностей для неопределенностей фаз целого цикла у сигналов несущей, переданных от спутников.

Процессор 22 данных содержит процессор данных или другое устройство обработки данных для управления первичной системой 14 обработки данных приемника, вторичной системой 16 обработки данных приемника или обеими. Процессор 22 данных может выполнять любые исполняемые команды, арифметические операции, логические операции или выполнять другие задачи, необходимые приемнику с определением местоположения (например, 10), первичной системе обработки данных приемника (например, 14) или вторичной системе обработки данных приемника (например, 16).

В одной конфигурации процессор 22 данных содержит модуль выбора режимов, который определяет, работает ли приемник с определением местоположения в первичном режиме, вторичном режиме или в гибридном режиме. В первичном режиме первичная система 14 обработки данных приемника является активной, и приемник 10 с определением местоположения определяет свое положение относительно группировки спутников GPS. Во вторичном режиме вторичная система 16 обработки данных приемника и поддерживающая часть первичной системы 14 обработки данных приемника являются активными, и приемник 10 с определением местоположения определяет свое положение относительно группировки спутников GLONASS. В гибридном режиме первичная система 14 обработки данных приемника и вторичная система 16 обработки данных приемника являются активными, и приемник 10 с определением местоположения оценивает свое положение относительно группировки спутников GPS и группировки спутников GLONASS для повышенной точности, которая в противном случае была бы не доступна в отсутствие сигналов спутников GLONASS. В одном варианте осуществления процессор 22 данных может запретить один или более режимов работы в зависимости от подписки, приобретенной конечным пользователем приемника 10 с определением местоположения.

В одном варианте осуществления процессор 22 данных может содержать детектор надежности сигнала, который обеспечивает одно или более из следующего: количество сигналов спутников, принятых от группировки GPS, выше порогового уровня сигнала, количество сигналов спутников, принятых от группировки спутников GLONASS, выше порогового уровня сигнала, снижение точности (DOP), частота появления ошибочных разрядов, частота появления ошибочных слов или частота появления ошибочных кадров в декодированном коде грубого сопровождения сигнала L1 в сигнале GPS или декодированном стандартном коде в сигнале GLONASS, или другая добротность или уровень надежности одного или нескольких принятых сигналов спутников. Процессор 22 данных может определять (например, путем обращения к таблице соответствий, сохраненной в устройстве 28 хранения данных, или с помощью функции булевой логики или других программных команд, исполняемых процессором 22 данных), работать ли в первичном, вторичном или гибридном режиме, на основе надежности одного или нескольких принятых сигналов спутников (например, сигналов GPS, сигналов GLONASS или обоих).

В одной конфигурации процессор 22 данных дополнительно содержит управление кинематическим механизмом 20 реального масштаба времени или выводом кинематического механизма 20 реального масштаба времени. Процессор 22 данных может отправлять управляющие данные для активизации, деактивизации, сброса, повторной инициализации, запуска или остановки одного или нескольких из следующего: связанные с GLONASS состояния и входные данные, связанные с GPS состояния и входные данные, или все входные данные и состояния первичного кинематического механизма 20 реального масштаба времени. Процессор 22 данных управляет повторной инициализацией, сбросом, частичной повторной инициализацией, частичным сбросом, остановкой и запуском кинематического механизма 20 реального масштаба времени на основе того, выбирает ли процессор 22 данных первичный режим, вторичный режим или гибридный режим. При частичной повторной инициализации или сбросе механизм 20 RTK сохраняет связанные с GPS входные данные и состояния, инициализируя или сбрасывая только связанные с GLONASS входные данные и состояния, или наоборот. Частичная повторная инициализация может использоваться для очистки поврежденных состояний или входных данных, ассоциированных с измерениями фазы сигналов GPS, измерениями фазы сигналов GLONASS, тогда как полная повторная инициализация может использоваться для очистки поврежденных состояний или входных данных, ассоциированных с сигналами GPS и сигналами GLONASS.

В дополнительном варианте осуществления вышеупомянутая частичная повторная инициализация или сброс могут осуществляться с использованием отдельных прогнозирующих фильтров, где первый прогнозирующий фильтр используется исключительно для обработки сигналов GPS, а второй прогнозирующий фильтр используется для объединенной обработки сигналов GPS и GLONASS, чтобы избежать сбоя, где решения неопределенности GLONASS повреждаются, или прием сигналов спутников GLONASS не достаточно надежен в некотором периоде времени (например, одна или более эпох GPS).

Фильтр 25 с компенсацией погрешности выполнен в виде фильтра Калмана или его разновидности для сокращения или смягчения ошибок, например погрешности измерения. Фильтр Калмана может содержать устройство или схему прогнозирующей фильтрации, которое использует суммирование сигналов, задержку и обратную связь для обработки данных и компенсации влияний шума и неопределенности в измеренных данных или ином. Сброс или повторная инициализация могут относиться к одной и той же повторной инициализации состояний компенсации погрешности или фильтра Калмана.

Устройство 34 оценки смещения может оценивать смещение, которое может включать в себя, но не ограничивается, одно или более из следующих смещений: (a) межканальное смещение между разными несущими частотами, переданными от двух или более вторичных спутников (например, спутников GLONASS) и принятыми в приемнике с определением местоположения (например, 10) или опорной станции (например, 40 или 41), (b) смещение измерения фазы между разными измерениями фазы несущей в GLONASS, наблюдаемыми в приемнике с определением местоположения (например, 10) или опорной станции (например, 40 или 41), (c) смещение псевдокода между разными измерениями псевдодальности в GLONASS, наблюдаемыми в приемнике с определением местоположения (например, 10) или опорной станции (например, 40 или 41), (d) смещения тактовых импульсов спутника, ассоциированные с разными спутниками GLONASS, (e) аппаратное смещение или смещение обработки приемника (например, смещение тактовых импульсов приемника) между разными аппаратными конфигурациями приемников GLONASS (например, разные производители), и (f) аппаратное смещение и смещение обработки приемника, например, между первичным входным каскадом 12 приемника и вторичным входным каскадом 13 приемника.

Компенсатор 32 смещения готовит данные компенсации смещения для фильтра 24 с компенсацией погрешности, процессора 22 данных или кинематического механизма 20 реального масштаба времени, чтобы реагировать на оценки смещения, обеспеченные устройством 34 оценки смещения. Например, данные компенсации смещения могут содержать входные данные или состояния для фильтра 24 с компенсацией погрешности, ограничения на область поиска у механизма поиска в кинематическом механизме 20 реального масштаба времени или модификацию выходных решений устройства 26 оценки, фильтра 24 с компенсацией погрешности или обоих.

Опорная станция 40 содержит опорный приемник с определением местоположения в известном или неизменном местоположении, опорную систему обработки данных и передатчик или приемопередатчик. В одном варианте осуществления опорный приемник с определением местоположения обнаруживает данные о фазе несущей, ассоциированные с одним или несколькими сигналами несущей, и определяет начальное решение неопределенности или множество решений неопределенности для нескольких принятых сигналов спутников, где начальное решение неопределенности или множество решений неопределенности может применяться в приемнике 10 с определением местоположения. Опорная система обработки данных в опорной станции 40 принимает данные о фазе несущей и начальное решение неопределенности, корректирует их с использованием известного или неизменного местоположения опорного приемника с определением местоположения, чтобы определить улучшенное решение неопределенности. В одном примере скорректированные данные о фазе несущей содержат оцененную фазу несущей и улучшенное решение неопределенности или другие выведенные из них данные. В свою очередь скорректированные данные о фазе несущей передаются приемнику 36 поправок посредством радиосигнала или электромагнитного сигнала. Приемник 36 поправок принимает скорректированные данные о фазе несущей, которые доступны для использования по меньшей мере одним из кинематического механизма 20 реального масштаба времени, фильтра 24 с компенсацией погрешности или устройства 26 оценки, чтобы определить положение транспортного средства или объекта, ассоциированных с приемником 10 с определением местоположения.

Устройство 26 оценки содержит процессор данных или другое устройство обработки данных для оценивания положения, ориентации или того и другого у объекта или транспортного средства, ассоциированных с приемником 10 с определением местоположения. Устройство 26 оценки взаимодействует с оставшейся частью кинематического механизма 20 реального масштаба времени, компенсатором 32 смещения, устройством 34 оценки смещения и процессором 22 данных. Как только определяется множество решений целочисленной неопределенности, устройство 26 оценки или приемник 10 с определением местоположения могут использовать данные измерения фазы несущей, чтобы предоставить точную оценку расстояния или диапазона между каждым спутником и приемником 10 с оп