CN105190346A - 使用外部辅助信息以改善固定的基于定时的无线电定位网络的技术 - Google Patents

Abstract

描述了用于估计与一个或多个距离测量有关的误差的系统和方法，该一个或多个距离测量被用于估计接收机的位置。距离误差的估计可以是基于附近位置估计的勘测距离误差。或者，距离误差的估计可以基于接收机的实际运动与两个估计位置之间的估计运动的比较。

Description

使用外部辅助信息以改善固定的基于定时的无线电定位网络的技术

技术领域

各种实施例涉及无线通信，特别是用于估计距离误差的网络、设备、方法和计算机可读媒体。

背景技术

固定的、基于定时的无线电定位系统可以由一组测距发射机(例如发射机Tx₁至Tx_N)组成，这样能够接收这些发射的接收机能够估计接收机自身的位置。接收机的位置估计的精确度受到多重因素的负面影响，包括：传输信号的分辨率；发射机的同步性；反射信号的存在，导致接收机和发射机之间的距离被过高估计；由于噪声、信号强度不足或其他无线电特性造成的对接收机相对于任何给定的发射机之间所估计的速度和距离的不确定性；以及发射机与其对应的接收机之间的不良的几何条件，其增加了使用来自给定的一组发射机的距离来确定位置时的不确定性，其中的各个发射机之间具有不良的方向角距。

以上特性导致了在真实平面中的任何给定的估计点的固定距离误差偏差和固定距离不确定功能的结合。也就是说，建筑物引起的反射导致了固定的反射。在同步系统的稳定性中，两个发射机之间的同步性的误差是这两个发射机之间的固定误差。不良的几何条件或者带宽相关的分辨率限制将会导致具有基于网络几何特性的固定直方图的位置偏差。这些偏差是无线电定位系统内生的。

因此，如果这些偏差可以被检测到，并且可以减少对于给定距离估计的不确定性，那么就可以提高位置的质量。相比应用于网络信息较少的网络的技术，已知发射机位置、发射机网络的物理和几何特性能够带来相当大的改善。此外，由于无线电定位系统的固定特性和偏差的固定特性，关于所检测到的偏差的知识可以通过一个误差修正系统来传播。

发明内容

本公开的某些实施例一般涉及用于估计与一个或多个距离测量有关的误差的网络、装置、方法以及计算机可读介质。这些网络、装置、方法以及计算机可读介质可以使用在发射机网络的第一位置接收的第一组测距信号以确定第一组距离测量，根据在所述发射机网络的第二位置接收的第二组信号以确定与第二组距离测量关联的一个或多个距离误差调整，并且使用所述第一组距离测量以及与第二组距离测量关联的一个或多个距离误差调整来估计所述第一位置。

附图说明

图1A描述了一种定位系统，其中经过特定的距离的测距信号被接收机接收，然后被用于估计该接收机的位置。

图1B示出了图1A中的测距信号经过的距离与各个发射机各自距所述接收机的距离之间的差别。

图2A描述了一种定位系统，其中两个位置被勘测以确定与距离测量对应的偏差，该距离测量是根据这些位置上接收的测距信号得到的。

图2B示出距离测量之间的几何关系。

图2C示出了一个接收机位置的精确估计，它是使用距离测量的偏差确定的，该距离测量是根据一个勘测位置上接收到的测距信号得到的。

图3示出了一种使用与偏差对应的信息来估计接收机位置的流程，这些偏差与勘测位置有关。

图4A、4B、4C和4D示出了使用检测到的在两个时间实例中的移动来识别与接收机在其中一个时间实例中的位置对应的偏差时的两种情况。

图5图示出了用于跟踪接收机移动的方法以便识别与接收机移动期间的一个或多个位置对应的不准确的距离测量。

图6描述了发射机系统的各个方面。

图7描述了接收机系统的各个方面。

具体实施方式

下面描述的是利用辅助信息以改进基于时序的无线电定位系统性能的各种技术。

实际位置

考虑到一个给定的物理区域以及其中的N个测距发射机(例如发射机Tx₁至Tx_N)。位于这个具有N个测距发射机的物理区域的接收机的位置为P₁。从Tx₁到P₁的距离为r_1,1，从Tx₂到P₂的距离为r_1,2，以此类推到Tx_N，其距离为r_1,N。例如，图1A示出了接收机的位置P₁与三个发射机(分别为Tx₁，Tx₂，Tx₃)之间的三个实际距离(分别为r_1,1，r_1,2，r_1,3)。应当注意到的是，对于任何从P₁的微小的位移，dP，到各个发射机的距离变成了r_1,1+dr_1,1，r_1,2+dr_1,2，以此类推，并且从P₁到P₁+dP的转换是一个平滑并且连续的转换。

测量位置

一个固定的、基于时序的无线电定位系统允许一个适当配置的接收机从多个发射机接收信号，以及计算到各个发射机的距离，使用统称为三边测量法的数学技术学科来估计其位置。如前文所述，这些距离估计，特别是在杂乱的城市和室内环境中，可能受制于不确定性和偏差，可能不是距这些发射机的真实距离的准确估计。因此，使用三边测量法基于估计的距离r’_1,1,r’_1,2,…r’_1,N以及已知的发射机位置T₁至T_N所估计的位置P’是与实际位置P并不同。该三边测量法位置估计P可以写成：

$P_1=f\left(\begin{array}{c}{r}_{1,1}^{\′}\\ r_{1,2}^{\′}\\ r_{1,3}^{\′}\\ \begin{array}{cc}...& ...\end{array}\\ r_{1,N}^{\′}\end{array}\right)$

例如，图1A示出了对应于接收机在位置P₁从三个发射机(分别为Tx₁，Tx₂，Tx₃)接收测距信号的三个测量距离(r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3)。为了说明，r’_1,1＝r_1,1，r’_1,2>r_1,2，以及r’_1,3>>r_1,3。为了进一步说明，该接收机的估计位置P'₁已经示出，该估计位置P'₁是在不知道实际距离(r_1,1,r_1,2,r_1,3)时使用该三个测量距离(r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3)确定的。值得注意到是，该估计位置P'₁并不相当于实际位置P₁，主要是因为所述测量距离(r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3)并不等于实际距离(r_1,1,r_1,2,r_1,3)。如图1B所示，其形象地将该三个测量距离(r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3)中的每一个分别与三个实际距离(r_1,1,r_1,2,r_1,3)中的每一个进行比较，实际距离与测量距离之间的差值可以表示为距离偏差B_1,1,B_1,2,B_1,3。关于距离差异B的附加细节如下文所述。

基于几何系统特性的固定距离偏差校正

因为距离偏差的来源一般是固定的(例如建筑物)，并且发射机的位置也是固定的，因此从P’到P的映射可以被表示为一个固定项，位于任意位置P_n的B_n。如果对于每个位置估计P’_n，其精确的偏差项B_n是已知的，则可以确定实际位置P_n。即，P＝f(r’–B)，并且每个单独的距离r_n＝r’_n–b_n。

$P_n=f\[\left(\begin{array}{c}{r}_{n,1}^{\′}\\ r_{n,2}^{\′}\\ r_{n,3}^{\′}\\ \begin{array}{cc}...& ...\end{array}\\ r_{n,N}^{\′}\end{array}\right)-B_n\]$

$B_n=\left(\begin{array}{c}{b}_{n,1}\\ b_{n,2}\\ b_{n,3}\\ \begin{array}{cc}...& ...\end{array}\\ b_{n,N}\end{array}\right)$

注意偏差向量B具有几个有用的特性，其中：对于每个位置P的良好的校准系统中，B中的每个元素必须大于或等于零；在长时间范围中B通常是固定的；从B₁到任意B_n的转换既不是平滑的也不是连续的(B中的每个元素在服务区域中的任意两点之间可以有很大的不同，即使它们很接近)；并且与P的分量不同，B的分量之间是相互独立的。值得注意的是，在具有定时挑战的系统中或者如果存在信号到达的不确定性(可能需要数据库协调)，B可能小于零(“提前到达”)。

为服务区域中的每个位置P精确地测量B虽然在物理上可能，但是这往往是不切实际的。因此，一种用于估计B以及通过该校正系统传播B的方法将会是有益的。然而，它实际是精确地测量给定服务区域中的一些位置的B。因此，位于勘测位置P的接收机与估计位置P’之间现在有一个已知的偏差B＝r’–r。B可以与上报的P’或者上报的r’一起被存储在某个远程服务器或该接收机中。在将来，P’或者r’可以由该接收机上报到所述服务器以查找B。通过从r’减去B，可以重演三边测量计算从而可以精确地计算出P。更明确地，给定P’以及所关联的测量距离r’₁,r’₂,…r’_N，就可以计算出实际距离r’₁-b₁＝r₁,r’₂-b₂＝r₂…r’_N-b_N＝r_N，从而为计算实际位置提供依据。类似的，给定一组测量距离r’₁,r’₂,…r’_N，就可以计算出实际距离r’₁-b₁＝r₁,r’₂-b₂＝r₂…r’_N-b_N＝r_N。

现在假设有一个真实位置P₁，以及该位置的估计位置P’₁，已知偏差项B₁。并且假设第二位置估计P’₂。两个估计位置可以上报给一处理器。经过检测，假定，P’₂中各个的距离分量与P’₁的距离分量“接近”(处于一预定的范围)。也就是说，r’_1,1与r’_2,1接近，r’_1,2与r’_2,2接近，以此类推。或者，当检测到向量r'₁与向量r'₂在某种意义上很接近(例如，范数-2(norm-2)或者范数-1(norm-1))。因此，很可能B₂很接近B₁并且B₂可以作为B₁的第一次估计。

出于对比的目的，考虑到第三位置估计P’₃和第四位置估计P’₄是通过使用三边测量计算出的。下面的比较可能在P’₃的距离测量与P’₁的距离测量之间进行：r’_3,1～r’_1,1；r’_3,2>>r’_1,2；r’_3,3～r’_1,3；…；r’_3,N～r’_1,N。下面的比较可能在P’₄的距离测量与P’₁的距离测量之间进行：r’_4,1～r’_1,1；r’_4,2<<r’_1,2；r’_4,3～r’_1,3；…；r’_4,N～r’_1,N。

需要注意的是，“～”表示“几乎相等”(或相等)，“>>”表示远大于，“<<”表示远小于。需要注意的是，当比较测量距离或伪距或到达时间(TOA)时，假设时间偏差的损耗参数已经被消除。例如，时间偏差的最大似然估计可以是基于发射机的传输时间、接收机的TOA测量以及与假设的参考位置有关的定时数据来计算的。所测量的TOA可以用此估计的偏差来修正，从而有效地将估计的伪距改变为估计真实距离。然后，真实距离估计向量可以被在L1或L2的层面上或者在单个元素的基础上进行比较。可替换地，在这个比较完成之前，可以使用相对于参考信标的时间时差。

至于P’₃，该距离r’_3,2比距离r’_1,2长得多，但是其他所有的距离都比较相似。这样的网络几何结构是不可能的。我们可以直接估计b’_3,1,b’_3,2…d’_3,N就像我们给B’₂那样做，但是对于b’_3,2并不起作用，因为r’_3,2，明显具有比r’_1,2大得多的反射剖面(reflectionprofile)。一种估计b’_3,2的方法为b’_3,2＝b’_1,2+(r’_3,2-r’_1,2)-mean{r’_3,n-r’_1,n(forn≠2)}。另外一种方法是从整个位置的计算中将r’_3,2除去并且在使用B₁执行三边测量计算后估计它的偏差，其中该B₁作为其他所有距离的估计偏差。

因此， ${B^{,}}_3=\left(\begin{array}{c}{b}_{1,1}\\ b_{1,2}+C\\ b_{1,3}\\ ...\\ b_{1,N}\end{array}\right)\&CenterDot;$

至于P’₄，情况正好相反。在这个场景中，我们可以对于除了r’_4,2之外的每一项再次使用B’_1,n作为B’_4,n的初始估计偏差。在这种情况下，基于与期望的r’_4,2之间的差值的量级，我们应该将b’_4,2设置为零或者其他低于其他偏差的合理值。理由是根据其他明显相邻的位置估计得到的较短的距离通常比较准确——例如，一个出乎意料的短距离意味着反射的消除，并且一条与发射机到接收机的直接路径有关的更近的路径。因此，

${B^{,}}_4=\left(\begin{array}{c}{b}_{1,1}\\ 0or(b_{1,2}-C)\\ b_{1,3}\\ ...\\ b_{1,N}\end{array}\right)\&CenterDot;$

通过对接近“勘测位置”P’₁的估计的位置P’_n应用这个逻辑，根据测量位置，固定偏差估计可以通过校正服务器“被推送(pushed)”，随着接收机通过大量的位置估计的采集而改进偏差估计，从而寻求以改善接收机的位置。随着时间的推移，对于特定勘测位置的额外的距离测量以及相关偏差可以被添加到数据库，以改善用于在该服务区域传播“好”偏差估计的系统的性能。这些测量可能基于实际的勘测点，或者基于与系统的独立测距估计结合的“可信的”参考定位(比如，众所周知的接近传感器)。

请注意，上述逻辑流可以被扩展到甚至不知道初始勘测位置的场景。假设上述P’₁的偏差是未知的，但是P’₁和P’₃具有同样的关系，可以被描述为：

${P^{,}}_3=f\left(\begin{array}{c}{r}_{3,1}^{\&prime;}~r_{1,1}^{\&prime;}\\ r_{3,2}^{\&prime;}>>r_{1,2}^{\&prime;}\\ r_{3,3}^{\&prime;}~r_{1,3}^{\&prime;}\\ \begin{array}{cc}...& ...\end{array}\\ r_{3,N}^{\&prime;}~r_{1,N}^{\&prime;}\end{array}\right)\&CenterDot;$

并且，假设我们对于P’₁的置信高于P’₃。在这种情况下，通过比较r’₁和r’₃，我们可以通过应用距离偏差永远是“长的”的事实为P’₃创建一个初始偏差估计。在这种情况下，我们给距离偏差初始估计B’₃的初始估计可以被估计为：

${B^{,}}_3=\left(\begin{array}{c}0\\ r^{\&prime;}32-r^{\&prime;}12+average(r^{\&prime;}3n-r^{\&prime;}1n,\&ForAll;n\&NotEqual;2)\\ 0\\ \begin{array}{cc}\mathrm{...}& \mathrm{...}\end{array}\\ 0\end{array}\right)$

或者，我们可以忽略r’_3,2来重新计算P’₃并且根据系统的几何结构以及b’_3,2来推出r’_3,2。因此，在没有外部测量偏差的情况下，可以基于网络的几何特性创建一组偏差估计。后面的这个发现特别适用于从固定偏差误差较低的区域转换至直接相邻的、固定偏差误差在某些方向是较高而其他方向的区域。例如，如果被一个发射机屏蔽，那么相比于根据短的实际距离得到的“干净的(clean)”测量而言，，仅有距该发射机的距离明显地基于其他相似的距离估计会显得异常地大。在一个真实的系统中，很多情况下的实际位置估计可能是超过规定的，应该允许已描述的原则的进一步利用。

使用勘测位置识别偏差

作为示例，图2示出了一个接收机的实际位置P₁以及两个勘测位置P₂和P₃。估计的位置P’₁,P’₂和P’₃也已经示出，它们是使用每个位置的三个测量的距离确定的：P’₁的r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3；P’₂的r’_2,1,r’_2,2,r’_2,3；以及P’₃的r’_3,1,r’_3,2,r’_3,3。用于参考，可被本领域技术人员容易理解的是，图2B示出了如何在三边测量过程中使用从P₁接收到的测距信号中提取出来的距离测量r’_1,1,r’_1,2,r’_1,3以及从P₂接收到的测距信号中提取出来的距离测量r’_2,1,r’_2,2,r’_2,3来确定P’₁和P’₂。

注意力回到图2A。如图所示，当P₁和P₂的位置相似时，从这些位置的测距信号提取出的距离测量也是相似的。这些距离测量之间的相似性意味着估计位置P’₁和P’₂是相似的——例如，因为这些估计的位置是使用这些相似的距离测量计算出的。因此，位置P₂对应的距离测量的测量偏差与从位置P₁收到的测距信号提取的距离测量的未测量的偏差可以是相似的。如果这些与位置P₂对应的距离测量的测量偏差是可用的，这些测量偏差可以用于调整从位置P₁接收的测距信号提取的距离测量以便将初始估计的位置P’₁改进为更新的估计位置P”₁(如图2C所示)。

在图2A中，位置P₁和P₃并不像位置P₁和P₂那样彼此相似。因此，与位置P₃对应的距离测量的测量偏差很可能与从位置P₁收到的测距信号提取的距离测量的未测量的偏差并不相似。因此，在校正与从位置P₁收到的测距信号提取的距离测量相关的距离误差的方面，与位置P₃对应的测量偏差不会像与位置P₂对应的测量偏差那样可靠。

图3示出了用于识别测量偏差的不同的方法，这些测量偏差与提取自接收机在未知的位置接收到的测距信号的距离测量对应的未知偏差相似。

最初，接收机从第一组发射机接收测距信号，并且距离测量提取自所述测距信号(310)。识别出对应于与所提取的距离测量相似的所勘测的距离测量的测量偏差(320)。一旦识别出测量偏差，所述接收机的位置估计可以使用所提取的距离测量和所述测量偏差来计算(330)。例如，对于所提取的距离测量距对应所勘测的距离测量未处于一阈值内的，则识别出测量偏差。该测量偏差可能被用于调整那些所提取的距离测量，而调整后的距离测量可能在进行三边测量时被使用。

用于识别测量偏差的方法(320)有很多种。例如，可以从一个数据源访问与第一组发射机对应的多组所勘测的距离测量，并且所提取的距离测量可以与每一组对应的距离测量进行比较(321)，其中所述比较是在对应于同一发射机的距离测量之间进行的。与所提取的距离测量匹配的组是基于一个或多个匹配标准识别的，并且与这一组有关的测量偏差也被识别出(322)。

在遵循这种方法的实施例中，匹配标准是可变的。例如，该匹配标准可以规定一组中所勘测的距离测量的最小数量必须在所提取的距离测量的一定阈值内。该阈值可以预定义，例如，基于可接受的测量误差容错、勘测位置之间的间距或者一些其他因素。当达到所述最小数量时，该集合与所提取的距离测量匹配。

可替换地，所述匹配标准可以规定具有最多数量的勘测距离测量的组是唯一匹配的集合，这些勘测距离测量与对应的所提取的距离测量相距所述阈值内。当然，其他用于匹配勘测距离测量与提取出的距离测量的方式也是可能的。

另一种用于识别测量偏差(320)的方法使用接收机位置的初始估计(325)，该初始估计是基于所提取的距离测量。位置的初始估计与各个勘测位置的估计都进行了比较(326)。这些勘测位置的估计是各自基于所勘测的距离测量，这些所勘测的距离测量提取自勘测位置上接收的勘测的测距信号。与所述初始估计最接近的勘测位置的估计被选出来，并且识别出与对于估计的勘测位置的所勘测的距离测量有关的测量偏差(327)。

通过使用速度估计校正固定偏差

除了跨装置来比较静态位置估计，速度观测(例如，从若干来源观察，包括放置接收机上的多普勒频移和惯性传感器)(例如，与运动对应的方向和速度)可以被用于从与两个连续位置的估计对应的两个距离测量中识别出一个不太准确的距离测量。一旦该不太准确的距离测量被识别出，与该不太准确的距离测量有关的偏差的部分可以通过使用测量出的速度以及两个观测出的距离测量的差值计算得出。

假设对于一个接收机的两个位置的两个距离测量r’_1,n和r’_2,n的差异已经被观测出(按照大小和/或方向)。同样假设与该两个位置之间的运动对应的速度v已被观测出(按照大小和/或方向)。那么该系统可以通过以下的一般逻辑(使用一致的测量单位)比较r’_1,n和r’_2,n中的每一个：如果r’_1,n+v_n＝r’_2,n，则从Tx_N分别到该两个位置的偏差是相同的；如果r’_1,n+v_n>r’_2,n，则用r’_2,n–v_n替换r’_1,n，因为观测到在r’_1,n的偏差大于在r’_2,n的偏差；如果r’_1,n+v_n<r’_2,n，则用r’_1,n+v_n替换r’_2,n，因为观测到在r’_2,n的偏差大于在r’_1,n的偏差。因此，速率估计可以帮助创建一个偏差估计，它与点1和2中的每一个的点的最精确的记录一样好。该偏差估计可能说明不了所有偏差，但是可以按比例缩小与一个距离测量对应的偏差。

公认的是有很多方法能够有效地观测出，基于接收机的测量出的运动，r’₁相对于r’₂具有较大的相对偏差，或者r’₂相对于r’₁具有较大的相对偏差。一种方法包括计算r’₁与r’₂之间的距离差值的第一测量(按照大小和方向)，并且将该第一测量和与测量出的速度有关的距离的第二测量(按照大小和方向)进行比较。

另一种方法包括确定对应于与测量出的速度有关的距离和对应于r’₁的距离的组合对应的第一测量，并且，然后将该第一测量与对应于r’₂的距离的第二测量进行比较。这些比较的处理如上所述，并且在下面将要详细描述的图4A-D中提供了这些比较的说明。

注意到在图4A-B和图4C-4D中已经绘示了两组图形，每一组示出了上述r’₁和r’₂之间的不同类型的比较。为了简化这些例子，一个测量距离等于接收机与发射机(Tx)之间的实际距离。剩下的距离测量具有偏差，例如，从建筑物反射出的测距信号中提取的距离测量。为了说明，每一组图形以二维形式提供。本领域技术人员能够理解的更复杂的场景以及由二维扩展到三维的计算。这些场景是可预期的，没有必有在这些图形中示出。

图4A和图4B示出了当观察到r’₁的偏差大于r’₂的偏差时的情况。如图4A所示，r’₁对应于来自发射机(Tx)的测距信号，该测距信号在从建筑物反射出之后就到达接收机的第一位置(P₁)。图4A进一步示出了测量距离D，它指的是接收机从第一位置(P₁)移动到到第二位置(P₂)。例如，距离D的测量可能基于测量出的速度。

图4B中包括了所述第一位置和第二位置的估计，分别指定为P’₁和P’₂。所估计出的位置P’₁明显的比估计出的位置P’₂不准确得多，这是因为r’₁长度延伸得远远超出r₁(即，T_X和P₁之间的实际距离)，r’₂的长度没有延伸得远远超出r₂(即，T_X和P₂之间的实际距离)。实际上，r’₂＝r₂。图4B进一步示出了r’₁和D的组合大于r’₂。

图4C和图4D示出了当观察到r’₂的偏差大于r’₁的偏差时的情况。如图4C所示，r’₂对应于来自发射机(Tx)的测距信号，该测距信号在从建筑物反射出之后就到达接收机的第一位置(P₂)。图4C进一步示出了测量距离D，它指的是接收机从第一位置(P₁)移动到第二位置(P₂)。

图4D中包括了所述第一位置和第二位置的估计，分别指定为P’₁和P’₂。所估计出的位置P’₂明显的比估计出的位置P’₁不准确得多，这是因为r’₂长度延伸得远远超出r₂(即，T_X和P₁之间的实际距离)，r’₁的长度没有延伸得远远超出r₁(即，T_X和P₂之间的实际距离)。实际上，r’₁＝r₁。图4D进一步示出了r’₁和D的组合小于r’₂。

需要考虑到的是，通过更长的轨迹和更多数量的点，这些估计可以以一种有意义的方式通过该系统传播。考虑到图5中示出的定位轨迹，其对于一定数量的位置估计n(例如较大的圈)具有一致性偏差估计。在位置n+1，多个距离中的一个表现得太长(例如，形成于建筑物的阴影遮蔽了若干发射机)。结合了前述的速度以及距离估计的良好的距离估计现在能够给在n+1之前的定位轨迹中的每个点提供一个更好的偏差估计，这样可以为这些点记录这些偏差。进一步的，通过记录该轨迹(例如，点的位置以及各点之间的运动)，对于给定轨迹的估计偏差的任何未来的交叉将得益于之前的轨迹的信息。假设第一接收机没有观测到样本n+1。随后，具有相同组测距数据的第二接收机与该轨迹交叉并测样本n+1。这将会允许位置校正同时向该第二接收机的新一组样本以及之前记录第一接收机的一组样本传播位置修正。记录一个接收机的轨迹可能是有用的，这样在这些点中的一个点的偏差知识可以被用于确定基于记录的运动的其他点的偏差。因此，这些偏差可以被用来确定模糊不清的点。

根据某些实施例，该系统的特征包括：发射机位于固定位置；固定在测量范围内的用于创建偏差估计的环境。陈旧的估计(例如，旧的估计)更容易受到环境的干扰(例如建筑物拆除、高架路面建设)，尽管在一个良好利用的系统中这些估计应该不会普遍变成陈旧的。这个信息可以与上述的位置比较技术结合用来为每个上报给系统的位置估计创建一个更好的偏差估计。

使用惯性传感器

如果没有不定期的校正，惯性测量系统会发生偏移，然而在短时间内它们常常会产生精确的结果。特别是在无线电参考系统是固定的情况下，使用惯性解决方案来测量瞬时速度并且将其与观测到的速度、多普勒估计进行比较能够有意义地改善全面的速度估计，所述观测到的速度来源于静态位置估计和时间。进一步的，通过使用仅用于瞬时测量而不是追踪的惯性系统，其被引用为固定无线电网络，观测到的漂移问题可以减缓或消除。在一些实施例中，只有惯性传感器被短时间使用以确定系统中的偏移，并且通过参考固定无线电参考系统该保持该偏移是静态的。因此，使用惯性传感器(例如磁力仪、加速度传感器、陀螺仪等)，通过整合在短时间范围内的速度测量来识别误差是有可能的。在某些情况下，该惯性解决方案是短期的，不断地被引用来对抗固定的无线环境，并且在具有无线电定位和速度估计的反馈环路中使用。

测量的不确定性

除了固定的距离偏差，上报的给定位置的距离r经常是“嘈杂的”并且可以更好地以直方图表示。这些直方图将会按照由执行测量的环境所授予的固定的距离偏差而“被偏移”，并且它们的离散可以归咎于其他特性之中的RF噪声以及系统的几何结构。很可能的是这些易于理解的特性也被充分利用用于改善系统中的定位质量。

前述思想的有益效果包括任意距离被特征化成分布而不是一个数字，并且使用数据库和服务器来比较距离分布而不是固定的距离。一般概念是不受影响的。一种实现预期是这些展示出很大程度可变性的测量在定位计算中是可以不被理会的。

实例方法

这里公开的功能和操作可能体现为通过一个或多个位置的处理器实施的一种或多种方法。体现有适用于执行实施所述方法的程序指令的非暂时性处理器可读介质也同样被考虑到了。这些程序指令可能被包含在至少一个半导体芯片中。

作为举例，而不是限制，这些方法可以包括：使用在发射机网络的第一位置接收的第一组测距信号以确定第一组距离测量；确定与根据该发射机网络的第二位置接收的第二组测距信号得到的第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整；以及使用所述第一组距离测量以及与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整来估计第一位置。

根据某些方面，与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整可以通过以下方式识别：使用所述第一组距离测量以确定第一估计位置；从存储的估计位置中识别与第一估计位置最接近的第二估计位置，其中所述第二估计位置基于所述第二组距离测量；以及在识别出所述第二估计位置之后，识别所述一个或多个距离误差调整。

根据某些方面，所述与对应于所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整可以通过以下方式识别：基于匹配标准，从存储的多组距离测量中识别第二组距离测量；以及基于所述匹配标准，在识别出所述第二组距离测量之后，识别所述一个或多个距离误差调整。

这(些)方法可以进一步或者可替换地包括：确定第一组距离测量中的第一数量的距离测量，这些距离测量是距第二组距离测量中对应的距离测量一阈值内的；确定第一组距离测量中的第二数量的距离测量，这些距离测量是距另一组存储的距离测量中的距离测量一阈值内的，其中第二组距离测量是当第一数量大于第二数量时从其他存储的一组距离测量中挑选出来的。

根据某些方面，所述与对应于所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整可以通过以下方式识别：当第一组距离测量的具有n个距离测量的第一子集中的每一个距离测量和第二组距离测量的具有n个距离测量的第二子集中的每一个距离测量距离彼此都在一阈值内时，选择所述第二组距离测量；识别第一组距离测量中的第一距离测量以及在第二组距离测量中的对应的第二距离测量，第二距离测量彼此未超出所述阈值；以及基于第一距离测量和第二距离测量确定第一距离误差调整，其中所述一个或多个距离误差调整包括所述第一距离误差调整。

根据某些方面，所述第一距离误差调整是基于如下确定的：(i)第一距离测量和第二距离测量之间的差值的测量；以及(ii)具有n个距离测量的第一子集中的每个距离测量与对应的具有n个距离测量的第二子集中的每个距离测量之间的差值的测量。

根据某些方面，所述第一距离误差调整是基于以下两者之间的差值的测量确定的：(i)具有n个距离测量的第一子集中的每个距离测量与对应的具有n个距离测量的第二子集中的每个距离测量的平均差值之间的差值，与(ii)第一距离测量与第二距离测量之间的差值。

根据某些方面，所述第一距离误差调整可以通过以下方式确定：确定所述第一距离测量大于还是小于所述第二距离测量；并且一经确定该第一距离测量大于该第二距离测量时，使用所述具有n个距离测量的第一子集中的距离测量来估计第一位置，而不使用第一距离测量。

根据某些方面，所述第一距离误差调整可以通过以下方式确定：确定所述第一距离测量大于还是小于所述第二距离测量，其中确定了所述第一距离测量小于所述第二距离测量时，所述第一距离误差调整被设置为零。

根据某些方面，具有n个距离测量的第一子集包括第一组距离测量中的大多数距离测量。

根据某些方面，所述一个或多个距离误差调整包括与第二组距离测量对应的一个或多个距离偏差。

根据某些方面，所述第二位置和第一位置分别对应于接收机在不同时间的位置。

这(些)方法可以进一步或者可替换地包括：估计接收机在第二位置与第一位置之间的速度；并且基于所估计的速度确定第一组距离测量中的第一距离测量比第二组距离测量的第二距离测量更精确还是更不精确。

根据某些方面，当第一距离测量与第二距离测量之间差值的测量小于基于所估计的速度的距离测量时，可以确定所述第二距离测量是没有所述第一距离测量精确的。

根据某些方面，当第一距离测量与第二距离测量之间差值的测量大于基于所估计的速度的距离测量时，可以确定所述第一距离测量是没有所述第二距离测量精确的。

根据某些方面，所述第二距离测量被存储。

这(些)方法可以进一步或者可选的包括：将所述第一距离测量存储在另一组已存储的距离测量中；在确定所述第二距离测量没有第一距离测量精确之后，用与通过基于所估计的速度的距离测量校正过的第一距离测量对应的值替换存储的第二距离测量；在确定第一距离测量没有第二距离测量精确之后，用与通过基于所估计的速度的距离测量校正过的第二距离测量对应的值替换存储的第一距离测量。

在上述(这些)方法中体现的任何一部分功能可以与该功能中的其他部分结合。

实现的功能(例如，体现为方法)的系统可能包括一个或多个装置，包括发送位置信息的发射机、接收位置信息的接收机、用于计算的接收机位置和执行其他功能的处理器/服务器、输入输出(I/O)装置、数据源和/或其他装置。第一装置或一组装置的输出可以在执行方法时被其他装置接收和使用。因此，一个装置的输出可能引起另一个装置执行一个方法，即使这两个设备没有位于一处(例如，发射机网络中的一个接收机与另一个国家中的一个服务器)。此外，一个或多个计算机被程序化以执行各种方法，而在一个或多个计算机可读介质中存储的指令可以被处理器执行来执行各种方法。

示例系统和其他方面

图6示出了发射机系统600的细节，在该系统中可以生成并传输信号。发射机系统600可以包括处理器610，其用于执行信号处理(例如，解释接收到的信号并生成传输信号)。一个或多个存储器620可以提供数据和/或可执行指令的存储与检索以用于执行这里描述的功能。发射机系统600可以进一步包括：一个或多个天线组件(例如卫星天线或陆地天线)，用于发射和接收信号；卫星RF组件640，用于接收卫星信号，从卫星信号可以提取的位置信息和/或其他信息(例如定时、精度因子(DOP)或者其他)‘陆地RF组件650，用于接收陆地网络的信号，和/或生成以及发送输出信号；以及接口660，用于与其他系统交互。发射机系统600还可以包括一个或多个环境传感器670，用于感测环境条件(例如压力、温度、湿度、风、声音、或者其他)，环境条件能被与接收机感测到的条件进行比较以便基于发射机系统600与该接收机的条件的相似性和区别性来估计该接收机的位置。应该注意到，发射机系统600可以通过本文描述的发射机实施，或者可以通过本领域技术人员所知的其他形式实施。每个发射机系统600还可以包括各种本领域已知或者已开发的元件，用于提供输出信号到天线以及接收来自天线的输入信号，所述元件包括模拟或者数字逻辑以及电源电路、信号处理电路、调谐电路、缓存以及功率放大器等等。

图7示出了接收机系统700的细节，在该系统中可以接收来自发射机(例如发射机系统600)的信号并且进行处理以提取信息来计算该接收机系统700的估计位置。接收机系统700可以包括了各种各样的被配置为通过无线方式(无线频率、Wi-Fi、Wi-Max、蓝牙或者本领域中已知的或后来开发的其他无线信道)或者有线方式(例如以太网、USB、闪存或者本领域中其他已知的或者后来开发的相似通道)接收RF或其他信号的电子设备。每个接收机系统700可以是蜂窝电话、智能电话、平板设备、PDA、笔记本电脑或者其他计算装置。值得注意的是用户设备(UE)、移动台(MS)、用户终端(UT)、SULP启用终端(SET)、接收机(R_X)以及移动设备可以适用于接收机系统700。如图所示，RF组件730可以控制与其他系统(例如卫星、陆地)的信息交换。信号处理可以发生在卫星组件740或者陆地组件750，其可能使用独立或者共享资源比如天线、RF电路或者诸如此类。一个或多个存储器720可以耦合至处理器710，用以提供数据和/或与本文所述的方法有关的指令的存储与检索，该指令可以通过处理器710执行。接收机系统700可以进一步包括一个或多个传感器770，用于测量环境条件，例如压力、温度、湿度、加速度、运动方向、风力、风向、声音或其他条件。接收机系统700可以进一步包括输入/输出(I/O)组件780和790，其可以包括键盘、触控屏显示器、摄像头、麦克风、扬声器或者其他，这些可以通过本领域已知的方式控制。值得注意的是，该接收机系统700可以通过本文所述的接收机实施，或者可以通过本领域技术人员所知的其他方式。

在某些实施例中，发射机系统600和/或接收机系统700可以是通过各种有线或者无线通信链接连接到一个服务器系统(未示出)，其可以与发射机系统600和/或接收机系统700收发信息。该服务器系统也可以控制发射机系统600和接收机系统700的运行。一部分或者全部处理可以在发射机系统600和/或接收机系统700中执行，或者通过远离这些系统(例如，在一个不同的城市、州、区域或国家)的一个或多个处理器执行。这些远程处理器可以位于该服务器系统。这样，处理就在地理上是分布的。一个系统或组件中的处理可以由其他系统发起(例如，在收到其他系统的信号或信息之后)。

用于估计接收机位置的各种技术，包括三边测量，它是使用几何结构的过程，其使用了该接收机接收到的来自不同发射机(或者使用了多天线配置的天线)的不同“测距”信号所旅行的距离来估计接收机的位置。如果测距信号从发射机的传输时间以及该测距信号的接收时间(例如，到达时间)是已知的，这些时间乘以光速的结果的差值可以提供该测距信号的旅行距离。这些估计通常被称为“距离测量”。在大多数情况下，这些距离测量并不等于发射机110与接收机120之间的实际距离(即，最短距离)，主要是因为从配置在发射机110和接收机120之间的或者与它们接近的物体(例如，墙或者建筑物的其他结构)上反射出的信号。因此，该接收机的位置的估计并不必然与实际位置重叠。

关于距离比较的讨论应用于速度比较。相似的，在每个数值通过相同的数学运算修改后(例如，数值x相乘，数值平方，数值绝对值，数值转换成不同的测量单位，或者其他根据原始数值产生新数值的操作)，该讨论应用于数值的比较。

除了识别与距离测量对应的偏差之外，本文别处描述的关于距离偏差检测的某些方面可能同样适用于早期峰值检测，或者RF信号的其他特性的检测。

在本文中描述的各种示出的系统、方法、逻辑特征、块、模块、组件、电路以及算法步骤可以被实施、执行或者以其他方式受控于本领域中已知的或者后来开发的合适的硬件、或者由处理器执行的固件或软件、或者任意硬件、软件以及固件的组合。系统可以包括一个或多个装置或者本文中描述的实现该功能的方式(例如，体现为方法)。例如，这些装置或方式可以包括处理器，当其执行指令时，执行本文所述的任意一种方法。这些指令可以体现在软件、固件和/或硬件。处理器(也被称为“处理装置”)可以执行或者以其他方式执行该操作步骤、处理步骤、计算步骤、方法步骤，或者本文公开的其他功能，包括数据的分析、处理、转换或生成，或者数据的其他操作。处理器可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路、服务器或者其他可编程逻辑设备或者以上的任意组合。处理器可以为常规处理器、微处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以指芯片或芯片的一部分(例如半导体芯片)。术语“处理器”可以指一个、两个或多个相同或不同类型的处理器。值得注意的是，计算机、计算装置以及接收机等等可以指包括处理器或等同于处理器的装置。

“存储器”对于处理器是可访问的，从而处理器可以从该存储器中读写信息。存储器与处理器可以是一体也可以是分离的。指令可以存在于这样的存储器(例如RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、磁盘存储器)或者任意其他形式的存储介质中。存储器可以包括非瞬时处理器可读介质，其中包括处理器可读程序代码(例如，指令)，其适用于被执行用以实施本文描述的各种方法。处理器可读介质可以使任意可用的存储介质，包括非易失性介质(例如光学的、磁性的、半导体的)以及通过无线、光学、或有线信号介质使用网络传输协议在网络上传输数据和指令的载波。指令体现在软件中可以下载驻留并且通过不同的平台运行，这些平台在此之前是已知的操作系统。指令体现在固件中可以被包含在集成电路或其他合适的装置中。

本领域技术人员可以理解的是这里公开的功能可以被程序化到适用于这些目的的各种各样的电路中。例如，功能可以体现在具有以软件为基础的电路仿真的处理器、离散逻辑、自定义设备、神经逻辑、量子设备、PLD、FPGA、PAL、ASIC、MOSFET、COMS、ECL、聚合物技术、模拟和数字混合以及这些的组合。本文公开的数据、指令、命令、信息、信号、比特、字符以及芯片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任意组合来表示。计算网络可以用于执行功能并且可以包括硬件组件(服务器、显示器、I/O、网络连接)。应用程序可以执行接收、转换、处理、存储、检索、转移和/或导出数据，其可能被存储在分级的网络、相关的、非相关的、面向对象的、或者其他数据源中。

“数据”和“信息”可以被可交换地使用。被描述成单个的存储设备的数据源可以通过多个存储设备(例如分布式)实现。数据源可以包括一种或多种类型的数据源，包括分级的、网络、相关的、非相关的、面向对象的或者其他类型的数据源。这里使用的计算机可读介质包括所有形式的计算机可读媒介，除了被视为非法的介质(例如瞬时传播的信号)。

系统和装置的图形中的特征，如示出的矩形，可以指硬件、固件或软件。值得注意的是，链接两个这样的特征的线可以表示这些特征之间的数据转移。这样的转移可以直接发生在这些特征之间或者通过中间特征(即使没有示出)。如果两个特征之间没有连线，除非另有说明，这些特征之间的数据转移是预期的。因此，这些连线示出了某些方面，但是不应当将其看作是限制。词语“包括”以及诸如此类应当被理解成包括的意思(即，不限于)，与只有的意思相反(即，由……组成)。使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。词语“或者”或“和”覆盖列表中的任意或者全部这两种情况。“一些”和“任意”以及“至少一个”指的是一个或多个。术语“装置”可以包括一个或多个组件(例如处理器、存储器、接收机、屏幕以及其他)。本公开并不意在限于本文所示的方面，还包括符合本领域技术人员所理解的最宽泛的范围，包括等同的系统和方法。

Claims (18)

1.一种用于估计与一个或多个距离测量有关的误差的方法，所述方法包括：

使用在发射机网络的第一位置接收的第一组测距信号以确定第一组距离测量；

确定与根据所述发射机网络的第二位置接收的第二组测距信号得到的第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整；以及

使用所述第一组距离测量以及与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整来估计所述第一位置。

2.根据权利要求1所述的方法，所述与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整通过以下识别：

使用所述第一组距离测量以确定第一估计位置；

从存储的估计位置中识别与所述第一估计位置最接近的第二估计位置，其中所述第二估计位置基于所述第二组距离测量；以及

在识别出所述第二估计位置之后，识别所述一个或多个距离误差调整。

3.根据权利要求1所述的方法，所述与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整通过以下识别：

基于匹配标准，从存储的多组距离测量中识别所述第二组距离测量；以及

基于所述匹配标准，在识别出所述第二组距离测量之后，识别所述一个或多个距离误差调整。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法包括：

确定所述第一组距离测量中的第一数量的距离测量，这些距离测量是距所述第二组距离测量中对应的距离测量一阈值内的；

确定所述第一组距离测量中的第二数量的距离测量，这些距离测量是距另一组存储的距离测量中的距离测量一阈值内的，其中所述第二组距离测量是当第一数量大于第二数量时从其他存储的一组距离测量中挑选出来的。

5.根据权利要求1所述的方法，所述与所述第二组距离测量有关的一个或多个距离误差调整通过以下识别：

当所述第一组距离测量的具有n个距离测量的第一子集中的每一个距离测量和所述第二组距离测量的具有n个距离测量的第二子集中的每一个距离测量距离彼此都在一阈值内时，选择所述第二组距离测量；

识别所述第一组距离测量中的第一距离测量以及在所述第二组距离测量中的对应的第二距离测量，第二距离测量彼此未超出所述阈值；以及

基于所述第一距离测量和所述第二距离测量确定第一距离误差调整，其中所述一个或多个距离误差调整包括所述第一距离误差调整。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一距离误差调整是基于如下确定的：(i)所述第一距离测量和所述第二距离测量之间的差值的测量；以及(ii)所述具有n个距离测量的第一子集中的每个距离测量与对应的所述具有n个距离测量的第二子集中的每个距离测量之间的差值的测量。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一距离误差调整是基于以下两者之间的差值的测量确定的：(i)所述具有n个距离测量的第一子集中的每个距离测量与对应的所述具有n个距离测量的第二子集中的每个距离测量的平均差值之间的差值，与(ii)所述第一距离测量与所述第二距离测量之间的差值。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一距离误差调整通过以下方式确定：确定所述第一距离测量大于还是小于所述第二距离测量；并且一经确定所述第一距离测量大于所述第二距离测量时，使用所述具有n个距离测量的第一子集中的距离测量来估计所述第一位置，而不使用所述第一距离测量。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一距离误差调整通过以下方式确定：确定所述第一距离测量大于还是小于所述第二距离测量，其中确定了所述第一距离测量小于所述第二距离测量时，所述第一距离误差调整被设置为零。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述具有n个距离测量的第一子集包括第一组距离测量中的大多数距离测量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个距离误差调整包括与所述第二组距离测量对应的一个或多个距离偏差。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二位置和所述第一位置分别对应于接收机在不同时间的位置，其中所述方法包括：

估计接收机在所述第二位置与所述第一位置之间的速度；并且基于所估计的速度确定所述第一组距离测量中的第一距离测量比所述第二组距离测量的第二距离测量更精确还是更不精确。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述第一距离测量与所述第二距离测量之间差值的测量小于基于所估计的速度的距离测量时，可以确定所述第二距离测量是没有所述第一距离测量精确的；以及

当所述第一距离测量与所述第二距离测量之间差值的测量大于基于所估计的速度的距离测量时，可以确定所述第一距离测量是没有所述第二距离测量精确的。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二距离测量被存储，所述方法包括：

将所述第一距离测量存储在另一组已存储的距离测量中；

在确定所述第二距离测量没有所述第一距离测量精确之后，用与通过基于所估计的速度的距离测量校正过的所述第一距离测量对应的值替换存储的所述第二距离测量；以及

在确定所述第一距离测量没有所述第二距离测量精确之后，用与通过基于所估计的速度的距离测量校正过的所述第二距离测量对应的值替换存储的所述第一距离测量。

15.一种系统，所述系统包括执行权利要求1所述的方法的一个或多个处理器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述系统包括网络，所述网络包括接收机，发射机以及远程处理器，所述远程处理器远离所述接收机和发射机，其中，所述一个或多个处理中的至少一个包括所述远程处理器。

17.一种非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质包含程序指令，该程序指令被适配成被运行以实施权利要求1的方法。

18.根据权利要求17所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述程序指令包含在至少一个半导体芯片中。