CN1388715A - 用于确定移动站位置的方法和装置 - Google Patents
用于确定移动站位置的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1388715A CN1388715A CN02108116A CN02108116A CN1388715A CN 1388715 A CN1388715 A CN 1388715A CN 02108116 A CN02108116 A CN 02108116A CN 02108116 A CN02108116 A CN 02108116A CN 1388715 A CN1388715 A CN 1388715A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ground wave
- base station
- candidate
- mobile radio
- wave candidate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0205—Details
- G01S5/021—Calibration, monitoring or correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0205—Details
- G01S5/0218—Multipath in signal reception
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0273—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves using multipath or indirect path propagation signals in position determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
- G01S5/145—Using a supplementary range measurement, e.g. based on pseudo-range measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0278—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves involving statistical or probabilistic considerations
Abstract
一种定位装置和方法,用于精确地确定一个移动站的当前位置。利用从建立在一个通信区中多个基站到达的无线电波来确定移动站的当前位置。为了计算从每个基站到达的一个无线电波的传播距离,使用一个通过测量围绕每个基站的一个无线电波传播状况而被预先计算出的一个预定误差校正系数,来执行误差校正处理,以估计在输入的无线电波内一个直接波的传播距离。利用所估计的传播距离和相应基站的位置来确定移动站的当前位置。
Description
发明领域
本发明通常涉及一种利用无线电通信的通信系统,尤其是,涉及用于检测诸如携带式电话的移动站位置的定位方法和装置。
相关技术的描述
近年来,利用无线电通信的通信系统已经快速地普及,人们期望进一步的发展,例如,在诸如携带式电话和传呼机的移动通信系统、导航系统中用于检测移动的人或者车辆等等的位置。
为了推动这样的通信系统进一步的发展,渴望开发一种能够准确地确定诸如活动的携带式电话移动站位置的定位装置、导航装置等等,基于该定位的结果在基站和移动站之间建立一个稳定的通信状态,又能支持广泛的多样化移动通信系统和导航系统。
作为在传统的按照码分多址方案(在下文中仅称作“CDMA方案”)的定位装置中使用的定位方法、在移动通信系统中使用的定位系统是已知的。
在如图1举例说明的这个定位方法中,移动站P是一个诸如携带式电话的移动无线电终端,接收从多个安装在通信系统的通信区域中的基站例如A、B、C发射的无线电波。从相应的无线电波开始到从相应的基站A、B、C达到移动站P的传播时间计算无线电波的传播距离。然后,基于巳知的相应的基站的位置信息,通过施加的三角测量分析检测移动站P的位置。
如在图2中举例说明的,更具体地描述了一个传统的定位系统的步骤,移动站P提供有一个定位装置,包括一个接收部分1、一个距离测量部分6和一个连接到接收部分1的位置计算部分7。
具体地,在移动站P中,包括接收部分1、发射部分2、高频信号处理部分(RF部分)3,以及用于执行与基站无线电通信的发射/接收天线ANT,当天线ANT从相应的基站A、B、C接收输入无线电波之时,高频信号处理部分3转换从无线电波恢复的接收信号的频率。随后,下变换的信号被转换为数字数据Dd,Dd进一步通过一个滚降滤波器4,以及在解调器5中解扩去产生接收数据Drx。然后,在移动站P中提供的位置测量部分6和位置计算部分7使用Dd和Drx执行前述的三角测量分析去检测该移动站P的当前位置,Dd是滚降滤波器4的输出,Drx是解调器5的输出。
如在图3中举例说明的,在图2中举例说明的距离测量部分6提供有一个相关器8和一个距离计算部分9。相关器8分别计算在与来自相应的基站A、B、C的输入无线电波相关联的对比数据DA、DB、DC和滚降滤波器4的输出Dd之间的相关值。距离计算部分9依次分析通过相关计算计算的相关值CRRA、CRRB、CRRC,以推导相应的输入无线电波的传播距离LA、LB、LC。
具体地,如在图4A至4C举例说明的,当相关器8计算对应于来自相应的基站A、B、C的输入无线电波的相关值CRRA、CRRB、CRRC之时,距离计算部分9与一个预先确定的阈值THC比较这些相关值去检测每个相关值的峰值。随后,距离计算部分9计算对于相应的峰值的检测延迟时间tA、tB、tC。然后,对于这些延迟时间作为从相应的基站到达的无线电波的传播时间,距离计算部分9转换该延迟时间为传播距离去推导相应的输入无线电波的传播距离LA、LB、LC。
位置计算部分7使用传播距离LA、LB、LC执行前述的三角测量分析,以找到该移动站P的当前位置。具体地,每个基站A、B、C将在发送无线电波上发射每个基站(每个基站存在的经纬度)的位置信息。因此,在移动站P和每个基站之间通信中,位置计算部分7从接收的数据Drx提取每个基站的位置信息,使用该位置信息和前述的传播距离LA、LB、LC执行三角测量分析,去找到表示移动站P的当前位置的位置数据Dp。
但是,上述传统的定位方法存在一个问题,其受所谓的多径衰落和噪音的影响,降低了定位准确度,而且由于其对诸如此类外界因素的敏感性,在改善定位精度方面其遇到困难。为了解释这个问题参考图5给出一个特定的例子。具体地,假定一个诸如建筑物的障碍物BL1在基站A和移动站P之间存在,导致从基站A到移动站P发射的直接波电平的降低。进一步假定,来自基站A的直接波被诸如建筑物的反射物体BL2、BL3反射,因此它们作为所谓的多路径波达到移动站P。
在这种情况下,如在图6A中举例说明的,由于直接波和多路径波,在相关值CRRA中出现多个峰值,CRRA是在移动站P的距离测量部分6中的相关器的输出。那么,如果多个峰值作为比预先确定的阈值THD大的值出现,不可能确定哪一个峰值可归因于该直接波。由于这个缘故,传统的定位方法存在问题,其可能错误地确定一个由多路径波导致的相关值的峰值作为可归因于直接波的峰值。
同样,由于障碍物BL1的影响,达到移动站P的直接波电平与多路径波电平相比较变得比较低,以致可归因于直接波的峰值是低于阈值THD,而且可归因于多路径波的峰值大于阈值THD。在这种情况下,如在图6B中举例说明的,出现一个问题,由于多路径波峰值的出现,在距离测量部分6中的距离计算部分9可以确定延迟tAe可归因于直接波。
此外,当移动站接收对应于该基站A与对比数据DA相关联的噪音的时候,除了多路径波的影响之外,可能遇到在图6A、6B中举例说明的情形,而且由于噪音导致难于从这样的噪音中区别直接波,在相关值CRRA中出现峰值。
如在图7中举例说明的,当从位置tAe计算的传播距离LAe被错误地确定为来自基站A的距离的时候,由于多路径波或者噪音出现一个相关值峰值,偏离移动站P的实质位置(真实位置)的位置Pe被确定为移动站的当前位置,导致降低定位准确度。
虽然上述示范的情况已经描述了来自基站A的直接波不能被准确地检测的情况,在实际操作中,由于诸如多路径波干扰,对于剩余基站B、C可能不能准确地检测直接波。这使改善定位准确度更困难。
具体地,基站A、B、C的位置是已知的,因此如果来自相应的基站直接波的传播距离LA、LB、LC可以被准确地检测,使用三角测量,基站P的真实位置可以通过画出聚集在相应的基站A、B、C的中心,而且具有半径等于来自相应的基站直接波的传播距离LA、LB、LC的三个圆圈来确定,找到一个三个圆圈交叉的点。但是,在一个实际的通信环境之下,其中由于多径衰落和噪音的影响,从基站A、B、C到移动站P的检测距离值包括随机地改变的误差,传统的定位方法可能错误地认可在图7示出的画影线区域内的许多位置作为移动站P的当前位置。
本发明的目的和概述
考虑到为现有技术所固有的那些问题已经做出本发明,本发明的一个目的是提供一种能够更准确地定位移动站的定位装置。
为了实现上述目的,按照本发明的定位装置、定位方法和定位系统被配置为利用从多个安装在通信区域中的基站到达的无线电波确定位于通信区域中移动站的当前位置,以及包含接收来自多个基站的无线电波去产生一个按照每个接收的无线电波的接收信号。基于该接收的信号,来自多个基站到达的相应的无线电波中提取至少一个或多个每个基站候选的直接波,对一个提取的候选的直接波执行预先确定纠错处理,以估计至少一个或多个校正的候选直接波,在提取和估计的候选的直接波以及校正候选的直接波内,使用至少一个或多个每个基站候选的直接波,推导出一个对应于真实的直接波的接收信号,基于对应于该推导的真实的直接波的该接收信号,确定移动站的当前位置。
此外,为了实现上述目的,按照本发明的定位装置、定位方法和定位系统被配置为利用从移动站达到多个安装在移动站域中的基站的无线电波确定移动站的当前位置,以及包含接收来自移动站的无线电波去产生一个按照在多个基站的每个中的每个接收的无线电波的接收信号。基于该接收的信号,来自多个基站的每个到达的每个无线电波中提取至少一个或多个每个基站候选的直接波,对一个提取的候选的直接波执行预先确定的纠错处理,以估计至少一个或多个校正的候选直接波,在提取和估计的候选的直接波以及校正候选的直接波内,使用至少一个或多个每个基站候选的直接波,推导出一个对应于真实的直接波的接收信号,基于对应于该推导的真实的直接波的该接收信号,确定移动站的当前位置。
附图的简要说明
图1是一个举例说明传统的移动通系统配置的说明性示意图;
图2是一个举例说明传统的携带式电话的配置的方框图;
图3是一个举例说明在传统的携带式电话中提供的距离测量部分和位置计算部分的配置的方框图;
图4A到4C是用于解释检测接收的无线电波传播距离的传统方法说明性示意图;
图5是一个示出如何发生多径衰落和直接波被衰减的说明性示意图;
图6A和6B是用于解释在传统的传播距离检测中存在问题的说明性示意图;
图7是一个用于解释在传统的定位方法中存在的问题的说明性示意图;
图8是一个举例说明通信区域中小区配置的说明性示意图;
图9是一个举例说明按照第一个实施例的的移动站的主要部分配置的方框图;
图10是一个举例说明在移动站中提供的发射/接收部分配置的方框图;
图11是一个举例说明在移动站中提供的距离测量部分、直接波估计部分、位置计算部分以及直接波检测部分配置的方框图;
图12A至12C是用于解释距离测量部分检测伪距操作的说明性示意图;
图13是一个用于示出在实施例的描述中使用的术语限定的说明性示意图;
图14是一个用于解释在第一个实施例中的移动站的定位操作的流程图;
图15是一个用于解释移动站定位操作的流程图,具体地,第一位置计算处理的操作;
图16是一个用于解释移动站定位操作的流程图,具体地,第一直接波检波过程的操作;
图17是一个用于进一步解释移动站定位操作的流程图,具体地,第二位置计算处理的操作;
图18是一个用于进一步解释移动站定位操作的流程图,具体地,第二直接波检波过程的操作;
图19是一个用于进一步解释移动站定位操作的流程图,具体地,第三位置计算处理的操作;
图20是一个用于进一步解释移动站定位操作的流程图,具体地,第三直接波检波过程的操作;
图21是一个用于进一步解释移动站定位操作的流程图,具体地,最后的确定处理的操作;
图22A和22B是示范地显示在移动站的显示部分上的说明性示意图;
图23是一个用于解释第二个实施例的操作的流程图;
图24是一个用于解释在第三实施例中定位原理的说明性示意图;
图25是一个举例说明在第三实施例中的移动站配置的方框图;
图26A和26B是分别举例说明安装在基站中的定位装置和在第三实施例中的管理中心配置的方框图;和
图27是一个用于解释在第三实施例中的操作的流程图。
优选实施例的详细说明
在下文中,将描述本发明的第一个实施例。
图8是一个示意地表示利用宽带CDMA(码分多址)方案的移动通信系统常规配置的示意图,CDMA是一种扩展频谱方案,其中基于地区构造方法示出一个六边形的小区作为一个例子。为便于参考,一个地区指的是一个来自基站的无线电波可以到达的区域,以及地区构造方法指的是一种包含指定多个预先确定频率给相应的地区中的基站,并且依靠该地区去接近地覆盖整个通信业务区域的方法。
具体地,在按照第一个实施例的移动通信系统中,该通信区域已经预先地被分割为多个称作“小区”的六边形的地区。基站安装在每个小区中,并且被设计为使得每个小区在来自每个基站的无线电波可以到达的距离之上扩展。此外,无线电波可以到达的距离在相邻的小区是重叠的,以避免通信无效区域的发生。
作为一个诸如携带式电话、导航装置等等的移动站10在图8举例说明的通信区域内与其用户一起漫游,移动站10和例如围绕移动站10设置的A、B、C基站通信。
图9是一个举例说明在移动站10中提供的定位装置的主要部分配置的方框图。依次图10是一个举例说明在图9中的发射/接收部分11配置的方框图,以及图11是一个举例说明在图9中的距离测量部分12、直接波估计部分19、位置计算部分13以及直接波检测部分14配置的方框图。
在下文的说明中,在移动站10中提供的定位装置被指定为与移动站10一样的参考数字,并且被称作定位装置10。
在图9中,定位装置10包括发射/接收天线ANT、发射/接收部分11、距离测量部分12、位置计算部分13、直接波检测部分14、操纵部分15、显示部分16、存储器部分17、控制器18以及直接波估计部分19。操纵部分15包括诸如按钮开关、数字键等等的多个操作键,而显示部分16由液晶显示器和多个LED组成。存储器部分17包括诸如ROM、RAM及其他非易失性存储器设备的存储设备,以及控制器18主要包括诸如μCPU的控制装置,管理定位装置10的整个操作控制功能。
在下文中,将描述在图9中举例说明的构成定位装置10的主要部分。
首先,发射/接收部分11包括一个接收机部分11rx和一个发射机部分11tx。11rx用于经由天线ANT和高频信号处理部分11rf接收从基站进入的接收无线电波,11tx用于经由高频信号处理部分11rf和天线ANT发射传输无线电波给基站。
接收机部分11rx进一步包括一个A/D转换器20、一个滚降滤波器21、一个解扩器22、一个积分器23以及一个解扩码序列发生器24。发射机部分11tx进一步包括一个D/A转换器25、一个滚降滤波器26、一个扩展器27以及一个扩展码序列发生器28。
为了接收从基站抵达的接收无线电波,该天线ANT接收输入无线电波,以及高频信号处理部分11rf下变换结果接收的无线电波。然后,下变换的无线电波被作为接收信号Srx提供给接收机部分11rx。在接收机部分11rx中,A/D转换器20转换该接收的信号Srx为数字数据,它通过滚降滤波器21,由解扩器22解扩。接着,结果解扩数据Drx′由积分器23数字地积分去再现从基站发送的接收数据。
在前述的解扩处理中,解扩码序列发生器24按照基站指定的从控制器18提供的数据CHrx对应于一个指定的基站产生一个解扩码序列CODErx。然后,解扩器22使解扩码序列CODErx与滚降滤波器21的输出数据Dd相关去产生解扩数据Drx′。
解扩码序列发生器24进一步检测从积分器23输出的接收数据Drx的状态,按照检测的状态,在所谓的码片持续时间内执行诸如解扩码序列CODErx的相位的精密调整处理,以建立一个反馈控制,去产生有利的接收数据Drx。码片持续时间指的是最小值单元矩形波的时间宽度,它构成解扩码序列CODErx。
另一方面,为了从定位装置10传输数据给基站,扩展器27扩展从控制器18提供的传输数据Dtx,去执行一个所谓的CDM(码分多路复用)调制(在下文中仅称作“CDM调制”)。然后,调制信号通过滚降滤波器26,并且由D/A转换器25转换为一个模拟传输信号Stx,接着,传输信号Stx被在高频信号处理部分11rf中上变换到预先确定的频带,以及作为传输无线电波经由天线ANT发送给基站。
在扩展处理中,扩展码序列发生器28按照基站指定的从控制器18提供的数据CHtx对应于一个目的地基站产生一个扩展码序列CODEtx。然后,扩展器27使码序列CODEtx与传输数据Dtx相关,从而执行CDM调制去产生前述的调制信号。
下面如在图11中举例说明的,距离测量部分12包括多个信号处理系统,它由多个相关器29a、29b、29c...,距离计算部分30a、30b、30c...,相关数据发生器31a、31b、31c...,以及阈值发生器32a、32b、32c...组成。
在距离测量部分12中的第一个信号处理系统由相关器29a、距离计算部分30a、相关数据发生器31a以及阈值发生器32a组成;第二个信号处理系统由相关器29b、距离计算部分30b、相关数据发生器31b以及阈值发生器32b组成;第三个信号处理系统由相关器29c、距离计算部分30c、相关数据发生器31c以及阈值发生器32c组成;并且其余的信号处理系统可以按类似方式组成。因而,相应的信号处理系统的相关器29a、29b、29c...提供有输出数据Dd,输出数据Dd经由控制器18由接收机部分11rx的滚降滤波器21已经限制了带宽。
至少需要三个信号处理系统,并且可以提供等于或者大于三个的任意数的系统。下面将进行针对距离测量部分12的说明,为了说明便起见,该距离测量部分12包括三个信号处理系统,这是最基本的布局。
首先,在第一个信号处理系统中的相关器29a执行在相关数据发生器31a中产生的相关数据Da和来自滚降滤波器21的输出Dd的互相关计算,并且提供给距离计算部分30a一个是该计算结果的相关值CRRa。假定相关值CRRa是一个基于相关值(设置为一个)的最大峰值的标准化相关值。
另一方面,相关数据发生器31a产生相关数据Da,该相关数据Da具有一个嵌入从基站(例如在图8中示出的基站A)抵达的无线电波中以CDM调制的码的相关,该基站按照来自控制器18的指令安置在定位装置10邻近。
具体地,如在图10中示出的接收机部分11rx再现提供给控制器18的接收数据Drx,控制器18从包括在接收数据Drx中的基站标识数据(一个数据代码,被省略)确定一个开始基站。然后,例如,确定该基站是在图8中的基站A,控制器18提供相关数据发生器31a用于标识该基站A的指令数据(一个数据代码,被省略)。相关数据发生器31a按照该指令数据产生相关数据Da,并且提供该相关数据Da给相关器29a,相关数据Da与嵌入在从基站A抵达的无线电波中的CDM调制码相关联。
因此,相关器29a可以产生一个相关值CRRA,如在图12A中举例说明的,相关值CRRA是通过计算相关数据Da与输出数据Dd的相关,与来自基站A的输入无线电波高度相关的
距离计算部分30a首先以在阈值发生器32a中产生的阈值THDa相比该相关值CRRa,去找到一个最大峰值,并且检测这个峰值出现的位置。具体地,阈值发生器32a按照控制器18的一个指令可变地调整该阈值THDa,,而且距离计算部分30a检测出现相关值的峰值高于阈值THDa的位置。
下面,距离计算部分30a计算对于在相关值CRRa中峰值检测的延迟时间ta。这个延迟时间ta对应于从基站A进入的无线电波到定位装置10的传输延迟时间。因此,距离计算部分30a以传输延迟时间ta乘无线电波传播速度v去计算输入无线电波的传播距离PRa1(=taxv)。该距离计算部分30a输出计算的传播距离PRa1给直接波估计部分19作为一个在基站A和测量装置10之间候选的伪距离。
直接波估计部分19使用预先确定的用于传播距离(伪距离)PRa1的纠错系数执行一个误差校正计算,去计算另一个在基站A和定位装置10之间候选的伪距离PRaZ。然后,直接波估计部分19提供位置计算部分13两个传播距离(伪距离),即,由距离测量部分12检测的初始候选的伪距离,以及施加纠错的候选的伪距离。
如上所述,来自基站A的输入无线电波可以包括多路径波和直接波,因此出现在相关值CRRa中的峰值可能不仅相应于直接波,而且也相应于多路径波。尤其是,当诸如建筑物的障碍物在基站A和定位装置10之间存在的时候,由诸如另一个建筑物的反射物体反射的多路径波电平可能变得高于直接波的电平。因此,仅仅通过简单的检测在相关值CRRa中的峰值,从到检测位置的传输延迟时间计算输入无线电波的传播距离,不清楚是否计算的传播距离可归因于直接波或者多路径波。为了解决这个问题,在第一个实施例中,预先确定的纠错处理被施加于由距离计算部分30a计算的传播距离(伪距离)PRa1,去推导出第二个传播距离(伪距离)PRa2,使得这两个值被用于执行稍后描述的定位处理。
稍后将描述一种处理纠错的方法,以及一种在直接波估计部分19中计算预先确定的纠错系数的方法。
在距离测量部分12和直接波估计部分19中,其余的信号处理系统等等也执行类似于第一个信号处理系统等等的处理,如上所述,去计算提供给位置计算部分13的传播距离(伪距离)PRb1、PRb2和PRc1、PRc2。
具体地,当控制器18标识包括在从基站接收的数据Drx内的基站标识数据(未示出),去确定来自在图8中举例说明的基站B的输入无线电波已经接收的时候,在图11示出的第二个信号处理系统中的相关器29b,通过相关在相关数据发生器31b中产生的相关数据(与来自基站B的输入无线电波相关联的相关数据)Db与输出数据Dd推导出一个标准化相关值CRRb。然后,距离计算部分30b与来自阈值发生器32b的阈值THDb相比该相关值CRRb,去找到一个在相关值CRRb中出现峰值的延迟时间tb,如在图12B中举例说明的。距离计算部分30b进一步计算对应于延迟时间tb的传播距离(伪距离)PRb1,并且提供这个传播距离给直接波估计部分19。直接波估计部分19基于传播距离(伪距离)PRb1执行预先确定纠错处理,去计算另一个传播距离(伪距离)PRb2,并且提供这个值给位置计算部分13。
同样地,当控制器18标识包括在从基站接收的数据Drx内的基站标识数据(未示出),去确定来自在图8中举例说明的基站C的输入无线电波已经接收的时候,在图11示出的第三个信号处理系统中的相关器29C,通过相关在相关数据发生器31C中产生的相关数据(与来自基站C的输入无线电波相关联的相关数据)DC与输出数据Dd推导出一个标准化相关值CRRC。然后,距离计算部分30c与来自阈值发生器32c的阈值THDc相比该相关值CRRc,去找到一个在相关值CRRc中出现峰值的延迟时间tc,如在图12C中举例说明的。距离计算部分30c进一步计算对应于延迟时间tc的传播距离(伪距离)PRc1,并且提供这个传播距离给直接波估计部分19。直接波估计部分19基于传播距离(伪距离)PRc1执行预先确定纠错处理,去计算另一个传播距离(伪距离)PRc2,并且提供这个值给位置计算部分13。
前述的第一至第三个信号处理系统对于相应的基站A、B、C的对应并未预先地固定。换句话说,当确定已经从任意的三个基站接收了输入无线电波时,控制器18酌情使这三个基站对应于第一至第三个信号处理系统,并且迫使在各自系统中的相关器29a、29b、29c去执行前述的相关计算。
因此,甚至当定位装置10移到在图8中示出的通信区域内任意的位置时,除前述的基站A、B、C的组合以外,从三个基站接收输入无线电波,定位装置10可以执行该定位处理。
下面将描述一种执行纠错的方法,以及一种在直接波估计部分19中计算预先确定的纠错系数的方法。
假定在移动站中的定位装置10例如已经从基站A接收了一个输入无线电波,并且从该接收的信号产生了一个相关值CRRa。如在前述的图6B中所示,相关值CRRa通常包括不仅可归因于直接波而且可归因于多路径波和噪音的峰值。尤其是,当可归因于多路径波的峰值变得大于可归因于直接波的峰值的时候,如图6所示,在距离估计部分12中的距离计算部分30a检测可归因于多路径波的峰值作为用于相关值CRRa的峰值。
如在前述的图5中所示,多路径波是由无线电波从基站由诸如建筑物的反射物体反射到移动站P而产生的。同样地,在相关值CRRa中可归因于直接波的低的峰值由从基站A到移动站P传送的直接波引起的,它是由一个诸如建筑物的障碍物导致的阻碍,导致在移动站P中接收的直接波电场强度的降低,即,由于直接波的衰减,如同样地在前述的图5中所示。
诸如多路径波的产生、直接波的衰减等等这些现象有利地取决于基站或者移动站存在的区域的无线电波传播特性。
例如,在诸如市区的区域中,建筑物及其他人造的建筑物是密集地存在,无线电波很可能被这些建筑物反射,使得多路径波同样地以较高的可能性产生。此外,由于该建筑物充当无线电波的障碍物,直接波明显地被它们衰减。
相反地,在非市区具有好的视野,通信可以以直视距离进行,以致多路径波几乎不产生,并且直接波较少受到衰减。实际上,虽然无线电波传播状态可以取决于诸如无线电波导的天气情况而改变,因此可以说与由上述的地形和自然地貌作用的影响相比较其影响是非常小的。
因此,当所谓的电气测量测试被建立用于测量在预先确定区域使用的无线电波的无线电波传播情形的时候,可能预先地知道在这个区域中的无线电波传播情形。
当然,取决于基站到移动站的相对位置无线电波传播路径会改变,使得通过电气测量测试预先巳知的无线电波传播情形要精确地统计的。但是,通过在预先确定区域足够高的测试点数目和电气测量测试的次数,可能知道在预先确定区域中无线电波传播情形达到一个实用水准。
具体地,通过在预先确定的区域内,在许许多多点上和足够的次数建立电气测量测试,例如与直接波的传输延迟时间相比较可能定量地预知多路径波的传输延迟时间。因而,在一个这样的预计值已经定量地知道的区域中,即使来自基站的直接波是难以检测的,如果使用预先确定的纠错系数检测,通过对多路径波的传输延迟时间执行纠错处理可能估计直接波的传输延迟时间。
具体地,回到前述的示范的基站A的情况,即使从相关值CRRa检测的峰值可归因于多路径波,以预先地知道围绕基站A的区域无线电波传播情形,纠错处理要使用个预先确定的纠错系数施加于延迟时间去检测由延迟时间计算的峰值或者伪距离,去计算在基站A和移动站P之间直接波的伪距离。
下面将描述一种计算纠错系数的特定的方法。
在这个实施例中假定,无线电波传播情形已经在图8示出的通信区域中的每个小区中预先地测量。用于测量在每个小区中的无线电波传播情形的许多方法是可用的。例如,无线电波传播情形可以通过如下面所示的方法测量。
首先,在基站A和移动站P之间的距离Lt1进行测量,在小区中移动站P位于一个任意点(1),其中基站A设置在该小区中。其次,来自基站A的输入无线电波被在移动站P接收,并且相关值信号CRRa从接收的信号产生,去检测该相关值的峰值,从而计算在基站A和移动站P之间的伪距离Lei。因而,在这种情况下,一个由Eri表示的纠错系数被在下面示出的等式(1)中限定:
Er1=(Le1-Lt1)/Le1 …(1)
换言之,该纠错系数Er由在受多路径波的影响的伪距离Le和在基站和移动站之间的真实的距离Lt之间的差别对伪距离Le的比值来表示。
当移动站P的位置相对于基站A变化时,进行上述的测量和计算,以推导出十个值Er1-Er10。这些值的平均值由下面的等式(2)计算:
Era=∑(Er1~Er10)/10 …(2)
并且被作为用于基站A的一个纠错系数Era定义。应该明白,测量的次数不局限于前述的值,根据测量的次数提供用于纠错系数E更高的精度,即,在相同的小区内测试点的数目被增加了。
随后,类似的测量和计算用于其余的基站B、C等等,在相应的基站B、C等等中,结果值被同样地定义作为纠错系数Erb、Erc等等。
如上所述,当通信区域是在市区的时候,多路径波和直接波的衰减显著地影响。因此,用于推导出纠错系数的测量和计算可以只对安装在市区中的基站进行。
应当注意到,在本发明中提到的“基站安装环境”严格地指的是来自无线电波传播观点的环境条件。因此,即使在非市区,例如诸如山丘区域和山谷区域,在区域中以直视距离进行无线电波通信是困难的,对于推导出纠错系数的测量和计算是需要的,与市区的情形一样。
当局部地处理的时候,由地形和地貌对无线电波传播情形作用的影响在某种程度上认为是肉眼可见的。因此,人们认为当纠错系数只用于在市区中的基站计算的时候,一个平均值可能适合于用于多个基站计算的纠错系数,以表示在市区中通用的纠错系数ErC。
换言之,当基于下面的等式(3)计算纠错系数ErC的时候,这个值可以被认为是一个安装在市区中的基站上通用的纠错系数:
Erc=∑(Eri(i=1~n)/n …(3)
这里Eri(i=ln)假定为在市区中n个基站计算的纠错系数。
为了在每个基站计算纠错系数Eri,或者在市区中的基站计算通用纠错系数ErC,如上所述,一个平均值必须适合于多个纠错系数,以及一个标准偏差σ是在该计算过程中推导出的。因此,标准偏差可以与平均值相结合去提供多个用于在市区中的基站的纠错系数,例如ErC±σ或者ErC±2σ等等,而不是单一的纠错系数ErC。
下面将描述一种使用前述的纠错系数执行纠错处理的方法。
在这个实施例中,因为纠错处理在定位装置10的直接波估计部分19中执行,取决于是否预先地计算的纠错系数是存储在移动站或者存储在基站中,几个不同的处理方法是可用的。因此,这些方法将依次分别地描述。
首先描述的是一种当纠错系数是存储在移动站中的时候采用的方法。在这种情况下,作为在市区中通用的纠错系数计算的ErC原则上用作纠错系数。具体地,假定在图9中举例说明的定位装置10中的存储器部分17预先地存储该纠错系数ErC。在制造商制造该设备的期间,可以存储该纠错系数,或者当用户购买该设备的时候,可以在代销商作为一个最初设置的不同的数据存储。
当诸如携带式电话的移动站在如图8所示通信区域漫游的时候,为了在移动站位于的区域中自动和快速地连接一个呼入,执行所谓的位置登记处理。这个位置登记处理包含一个在小区中的移动站和基站定期的自动通信,其中移动站位于该小区中,以允许管理中心等等操纵整个通信区域以认可移动站的位置。
在这个实施例中,假定基站已经与移动站通信,如果位置登记处理发送给该移动站有关该其中安置基站的环境的消息,即,是否该基站安装在市区中或者在非市区中。这个信息可以在位置登记处理的期间,通过开/关从基站发送的数据中特定的位来识别。另外地,一个表示安装环境的特定的码可以包括在发送数据内。
移动站的定位装置10可以知道该环境,其中该基站安装在小区中,在图10示出,通过从基站至接收机部分11rx接收的上述信息,定位该移动站目前的小区。因而,当该基站是安装在市区中的时候,在随后的定位处理中,使用预先存储在定位装置10中的存储器部分17中的纠错系数ErC执行纠错处理。
沿着如下示范的一种情况可以描述这个处理。
例如假定在图8示出的通信区域中,移动站P处于位于市区的基站A的小区中。由于在该移动站P和基站A之间周期性地执行定位登记处理,从在定位登记处理的期间与该基站A通信的信息中,该移动站P确认其当前位置是处于市区中。
因此,当定位处理在定位装置10开始之时,在基站A和移动站P之间的伪距离PRa1被从在距离测量部分12中的第一个信号处理系统的距离计算部分30a输出给如上所述的直接波估计部分19,该直接波估计部分19根据存储在存储器部分17中的纠错系数ErC经由控制器18执行纠错处理。
使用由前述的等式(1)检测的伪距离Le1和纠错系数Er1,可以执行在纠错处理中执行的纠错计算,去计算真实的距离Lt1。换句话说,等式(1)被转换为如下面等式(4)所表示的:
Lt1=Le1×(1-Er1) …(4)
在这个示范的例子中,在上述的等式中,可归因于来自基站A的直接波估计的伪距离PRa2、由距离计算部分30a检测的伪距离PRa1以及存储在存储器部分17中的纠错系数ErC分别对应于Lt1、Le1、Er1。换句话说,在这个示范的例子的纠错处理中,纠错计算等式由下面的等式(5)表示:
PRa2=PRa1×(1-ErC) …(5)
具体地,在这个示范的例子中,直接波估计部分19提供定位计算部分13由在距离测量部分12中的距离计算部分30a检测的伪距离PRa1,和基于该伪距离PRa1施加纠错处理的伪距离PRa2,作为在基站A和移动站P之间伪距离的候选者。
由于在某种程度上,在一个相关的传播区域中到基站A的无线电波传播情形是可以肉眼可见的,人们认为在市区中邻近于基站A的其他的基站B、C是处于同样的无线电波传播环境中。因此,直接波估计部分19对于伪距离PRb1、PRc1执行同样的纠错计算,用于由在距离计算部分12中的距离计算部分30b和距离计算部分30c检测的基站B、C。具体地,通常就是这样,随着PRa2的计算,通过纠错计算计算的伪距离PRb2、PRc2由下面的等式(6)、(7)表示:
PRb2=PRb1×(1-ErC) … (6)
PRc2=PRc1×(1-ErC) … (7)
然后,这些伪距离也从直接波估计部分19作为在基站B、C和移动站P之间伪距离的候选者提供给位置计算部分13。
下面描述的是一种当纠错系数是存储在基站中的时候采用的方法。
在这种情况下,作为纠错系数采用的可以只是ErC,ErC在市区被作为前述的通用纠错系数计算,或者在市区中纠错系数Eri(i=a、b、c...)适合于每个基站。在图8中示出的通信区域被作为下面用于解释这个方法的例子。
具体地,当只使用纠错系数ErC的时候,在图8的区域内安装在市区中的每个基站均匀地存储ErC值作为纠错系数。另一方面,当对每个基站使用纠错系数Eri的时候,在市区中的每个基站存储一个适合于该基站的纠错系数,用这种方式,即,在图8中基站A存储一个纠错系数Era,基站B存储一个纠错系数Erb诸如此类。
当该纠错系数被存储在基站中的时候,在前述的位置登记处理的期间,从基站发送给移动站的数据不是有关基站安装环境的消息,而是存储在该基站中的纠错系数本身。因此,当使用通用的纠错系数ErC的时候,已经执行位置登记处理的该移动站从相关的基站接收纠错系数,其中位置已经登记,并且在定位装置10的存储器部分17中存储该纠错系数。然后,当请求定位处理的时候,直接波估计部分19使用该纠错系数执行前述的纠错计算,以找到一个增加给每个基站的伪距离修正量。
通常,为了改善输入连接的可靠性,在诸如携带式电话、传呼机等等的移动通信系统中的位置登记处理是在一个移动站和多个邻近基站之间而不是在单个基站中实施的。因此,甚至当不同的纠错系数Eri用于在市区中的每个基站时,该移动站可以在存储器部分17中存储每个基站的名称,用它该移动站已经实施位置登记处理,和在对应的相互关系中存储一个纠错系数。借助于这个由移动站采取的动作,直接波估计部分19可以使用一个适合于每个基站的纠错系数校正伪距离,使得可以实现高度精确的定位处理。
现在,参考在图9-11中的方框图,转回去说明在第一个实施例中的每个组件。
基于三角测量,基站A使用伪距离PRa1、PRa2,基站B使用伪距离PRb1、PRb2以及基站C使用伪距离PRc1、PRc2,位置计算部分13计算定位装置10的当前位置(xp,yp),所有的这些是从直接波估计部分19提供的,包括在接收的数据中的相应的基站A、B、C的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)来自于相应的基站(参见图13)。
具体地,一旦确定输入无线电波已经从举例说明的基站A、B、C接收了接收数据Drx,控制器18提取包括在接收的数据Drx中相应的表示基站A的位置(xa、ya)、基站B的位置(xb、yb以及基站C的位置(xc、yc)的位置信息。然后,控制器18提供该提取的位置信息给位置计算部分13。基于三角测量,使用提供的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)以及从直接波估计部分19提供的伪距离PRa1、PRa2、PRb1、PRb2、PRc1、PRc2,位置计算部分13计算定位装置10的当前位置(xp、yp)。
虽然稍后将描述细节,该位置计算部分13不是简单地基于该三角测量计算定位装置10的位置,而是首先基于逐次逼近法计算近似于定位装置10的真实位置的位置作为粗略位置标竿。然后,位置计算部分13选择多个计算的粗略位置POSI的最准确的一个作为真实位置,即,定位装置10的当前位置(xp、yp)。当位置计算部分13基于逐次逼近法计算一个粗略位置POSI的时候,位置误差计算参数PARA被作为一个表示粗略位置的精确度参数计算,稍后说明位置误差计算参数PARA。
直接波检测部分14进一步从在位置计算部分13产生的位置误差计算参数PARA中计算定位误差HDOP(稍后说明),确定当定位误差HDOP被减到最小的时候计算的来自基站A、B、C的直接波传播距离的三个伪距离,并且通知位置计算部分13该确定的信息。
因为位置计算部分13用这样的方式提供有来自直接波检测部分14的该确定信息,该位置计算部分13确定粗略位置POSI,作为最靠近定位装置10的真实位置的位置,即,当前位置(xp、yp),它是基于当定位误差HDOP被减到最小的时候计算的三个伪距离而计算的,即,确定的从基站A、B、C抵达的直接波的传播距离,并且产生表示当前位置的位置数据Dps,输出给控制器18。
如从上述的说明中清晰可见的,在这个实施例中,一旦从三个基站A、B、C收到输入无线电波时,对每个基站(即,对于三个基站总共有六个伪距离)计算两个伪距离。然后,基于对应于这些基站A、B、C的一个伪距离的组合,计算多个粗略位置POSI;随着定位误差HDOP被减到最小,从计算的粗略位置POSI之中粗略位置POSI被选为定位装置10的当前位置。为了计算一个特定的粗略位置POSI,使用逐次逼近法可以提供已基本上降低多径衰落和噪音影响的粗略位置POSI。
在图9中举例说明的定位装置10的方框图中,如上所述,操作部分15包括包含多个按钮开关的操作键。当用户有选择地操作预先确定的操作键之时,该用户可以命令控制器18去定位定位装置10的当前位置,命令基站去发出有关由定位处理推导出的当前位置信息(xp、yp)的周围的布局图和周围的设备的消息。
具体地,作为响应该用户的一个指令,距离测量部分12、位置计算部分13、直接波检测部分14而且直接波估计部分19确定定位装置10的当前位置(xp、yp),控制器18从发射机部分11tx发送表示当前位置(xp、yp)的位置数据Dps给最靠近的基站,该位置数据Dps包括在到基站的传输数据Dtx中。借助于此发送处理,该用户可以请求该基站去从提供于基站中的数据库系统发出有关定位装置10的当前位置的环境的消息。当由用户请求的诸如布局图的信息是从基站发出之时,接收机部分11rx接收该信息去再现接收的数据Drx,并且在存储器部分17中下载该再现的接收数据,使得该接收的数据Drx可以被保留。当用户经由操作部分15发出一个适当的指令之时,基于存储的接收数据Drx,显示部分16可以在液晶屏幕等等上显示有关定位装置10的当前位置周围布局图的消息,并且基于在显示的数据中的位置数据Dps可以另外提供一个表示当前位置(xp、yp)的闪烁显示等等。
显示部分16被配置按照从控制器18提供的显示数据去显示,而不是显示前述的诸如布局图的信息,显示一个用于提示用户去执行期望的操作的菜单,以及显示从操作部分15输入的信息用于由用户确认。
存储器部分17除了存储诸如从基站发出的布局图信息之外,预先地存储菜单显示数据,存储诸如目标地址(电话号码、邮件号码等等)的信息,和由用户以文件的形式设置的数据传输目标,以及保留从操作部分15输入的信息。
同样地,当发射机部分11tx响应用户的一个指令请求基站去发出诸如图像数据、音乐数据等等的目录信息的时候,基站响应该请求发出该目录信息,接收机部分11rx接收从基站发出的该目录信息,存储器部分17下载该目录信息用于在其中存储,以及提供图像数据给显示部分16,从而允许这样的图像数据被显示在显示部分16的显示屏上。
此外,对于从基站发出的音乐数据,利用一个音频再现部分可以再现该音乐数据,在图9的方框图中插图被省略。
存储器部分17通过另外在定位装置10的主体中设置可移动的半导体存储器具有一个可扩展的存储器区域。
下面,参考图13至22将描述具有上述配置的定位装置10的操作。当然,关于该操作的说明将以涉及定位装置10的当前位置的定位操作为主题。
首先,参考图13,将针对在这个实施例中术语的限定以及本发明的定位原理进行说明。
图13作为一个通用的例子举例说明移动站的定位装置10位于该定位装置10可以从基站A、B、C接收输入无线电波的位置。在图13中,基站A、B、C的各自的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)是已知的,从基站A、B、C抵达定位装置10各自的无线电波的传播距离分别由伪距离PRa、PRb、PRc表示。
在此处假定,三个基站A、B、C由变量t(=a、b、c)表示,以及基站A、B、C的各自的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)共同地由(xt、yt)表示,及其伪距离PRa、PRb、PRc共同地由PRt表示。
同样地,如上所述,在这个实施例中,距离测量部分12和直接波估计部分19用于检测对于每个基站的每个伪距离PRa、PRb、PRc的两个,使得对应于伪距离PRa的两个伪距离由PRa1和PRa2表示,它共同地由PRai(这里i=1、2)表示。同样地,对应于伪距离PRb的两个伪距离由PRb1和PRb2表示,它共同地由PRbj(这里j=1、2)表示;以及对应于伪距离PRbc的两个伪距离由PRc1和PRc2表示,它共同地由PRck(这里k=1、2)表示。
此外,在这个实施例中,基于逐次逼近法计算多个粗略位置POSI,为了区别各自的粗略位置POSI,各自的粗略位置POSI由POSIa、POSIb、POSIc表示,它具有添加的后缀用于表示对于基站A、B、C的相对性。
同样地,如上所述由于每个粗略位置POSIa、POSIb、POSIc对每个基站是使用两个伪距离计算的,一个标志被增加给每个粗略位置用于区别三个伪距离的组合,该组合是用来从伪距离PRa1-PRa2、PRb1-PRb2以及PRc1-PRc2中选择计算该粗略位置。例如,当它们是由来源于来自基站B、C的输入无线电波的固定的伪距离PRb1、PRc1推导出,并且施加来源于来自基站A的两个伪距离PRa1、PRa2作为变量的时候,粗略位置是由POSIa[a1、b1、c1]和POSIa[a2、b1、c1]表示的。
同样地,当它们是由来源于来自基站A、C的输入无线电波的固定的伪距离PRb1、PRc1推导出,并且施加来源于来自基站B的两个伪距离PRb1、PRb2作为变量的时候,粗略位置是由POSIb[a1、b1、c1]和POSIb[a1、b2、c1]表示的。
同样地,当它们是由来源于来自基站A、B的输入无线电波的固定的伪距离PRa1、PRb1推导出,并且施加来源于来自基站C的两个伪距离PRC1、PRC2作为变量的时候,粗略位置是由POSIc[a1、b1、c1]和POSIc[a1、b1、c2]表示的。
基于上述的前提,基于下面的定位原理,位置计算部分13和直接波检测部分14计算定位装置10粗略位置POSI,并且从如此计算的粗略位置标竿中确定定位装置10的当前位置。
具体地,按照三角测量,该伪距离PRt、每个基站A、B、C的巳知的位置(xt、yt),以及定位装置10的当前位置(xp、yp)具有由下面的等式(8)表示的相互关系。因而,定位装置10的当前位置(xp、yp)可以由阐述的等式(8)计算:
(其中t是a、b、c)。
但是,伪距离PR1是一个已经受到多径衰落、噪音等等影响的参数,误差可以包括在时间测定数据库中,即,一个包含在基站A、B、C的每个中和定位装置10中的时间测量电路(未示出),当计算伪距离PRt的时候,它被参考。因此,即使定位装置10的当前位置(xp、yp)是简单地由阐述的等式(8)计算,结果值不总是表示该定位装置10的真实位置。
为了阐明这个问题,当移动站的定位装置10的接收机部分11rx从每个基站接收一个输入无线电波的时候,在每个基站和定位装置10中,施加于伪距离PRt上时间测定数据库的时间测量结果偏移量的影响数量由s表示。在定位装置10的当前位置(xp、yp)中的纬度成分xp和经度成分yp被在下面等式(9)中表示。在等式(9)中,变量x′、y′和s′是近似值,并且变量Δx、Δy以及Δs是校正值。因而,该纬度成分xp是由近似值x′和校正值Δx的总和表示的;该经度成分yp是由近似值y′和校正值Δy的总和表示的;以及影响数量s是由近似值s′和校正值Δs的总和表示的。
xp=x′+Δx
yp=y′+Δy … (9)
s=s′+Δs
此外,通过将等式(9)加到前述的等式(8)上,定位装置10的当前位置(xp、yp)由下面的等式(10)表示,它比等式(8)更有用:
(其中t是a、b、c)。
位置计算部分13通过逐次逼近法重复该计算,直到这些校正值Δx、Δy、Δs收敛于一个计算误差的水平(即,尽可能靠近于零)。然后,该位置计算部分13确定一个位置(x′、y′)作为定位装置10的粗略位置POSI,该位置(x′、y′)是由通过上述的计算推导出的纬度成分的近似值x′和经度成分的近似值y′表示的。
这里,为了举例说明起见,基于逐次逼近法,使用从基站A、B、C的输入无线电波得到的各自的伪距离PRa1、PRb1、PRc1和基站A、B、C的相应的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc),可以以下面的方式计算粗略位置POSIa[a1、b1、c1]。
具体地,通过首先设置特征值给前述的校正值计算起始的纬度成分xp和经度成分yp,并且该校正值被增加给近似值以找到一种初步的解决方法。接着,当计算新的经度成分和纬度成分xp、yp的时候,该新的经度成分和纬度成分xp、yp代替预先找到的解决方法和新的校正值的总和,执行类似于第一个处理的处理。然后,该结果校正值被增加给近似值,并且用作下一个解决方案。
如果以上述的处理校正值Δx、Δy、Δs未收敛到计算误差的程度,在第三个时间测定前面执行类似的处理。通过重复这些计算,校正值Δx、Δy、Δs逐渐地收敛到计算误差的程度,并且当它们不再收敛(即,当它们是充分地缩小到计算误差的程度的时候)的时候,中止该计算。因而,由最终推导出的纬度成分和经度成分x′、y′表示的位置(x′、y′)被确定为定位装置10的粗略位置POSIa[a1、b1、c1]。
通过逐次逼近法推导出的多个粗略位置POSI,取决于在基站A、B、C和定位装置10之间的通信环境可能包含许多误差(例如,不利地影响定位准确度等等的位置误差)。
为了阐明这个问题,在这个实施例中,施加下面的算法以最小的定位误差从多个粗略位置POSI中确定粗略位置。
具体地,由于和定位装置10的真实位置相配的当前位置实际上是未知的,前述的等式(10)以在下面的等式(11)中示出的偏微分方程的形式表示:
此外,等式(11)由一个下面的等式(12)的矩阵表示:
这里,当从相应的基站A、B、C观察该定位装置10的时候,在该矩阵(12)的术语αa-αc、βa-βc具有方向余弦的特性。
同样地,术语Δx、Δy表示在前述的等式(10)中描述的校正值,以及术语s表示影响量。此外,ΔPRa-ΔPRc的每个表示在通过检测相关值的峰值推导出的伪距离PRt和最靠近于在逐次逼近法过程中找到的真距离Rt的伪距离之间的差值,如通过下面等式(13)的相互关系表示的:
PRt-RT=ΔPRt … (13)
(其中t是a、b、c)。
下面,为了方便起见,在前述的等式(12)中示出的矩阵以在下面等式(14)示出的简写说明的形式表示:
A·δX=δR … (14)
此外,因为等式(14)被变成下面的等式(15),提供一个矩阵用于计算术语Δx、Δy、Δs:
δX=A-1·δR … (15)
因而,如在等式(16)中所示,从等式(15)推导出一个协方差矩阵(AT·A)-1:
COV(δX)=A-1·COV(δR)·(A-1)T … (16)
=(AT·A)-1
此外,该协方差矩阵(AT·A)-1可以由下面的等式(17)表示:
作为协方差矩阵(AT·A)-1是用这样的方式推导出的,按照在基站A、B、C和定位装置10之间的通信环境,构成矩阵(17)的相应的术语σxx、σxy、σyx、σyy表示不利地影响定位准确度的变化,它具有加权系数的特性。 因此,当术语σxx、σxy、σyx、σyy具有小的值的时候,这指的是作为结果的粗略位置标竿呈现一个小的定位误差,以及一个高的定位准确度。
因此,如在下面的等式(18)中所示,计算术语σxx、σyy的平方和的平方根的值HDOP(Honzontal Dilution OfPrecision),并且这个值HDOP被确定作为在水平坐标平面上表示量化定位误差的值。
具体地,当HDOP变为最小的时候,直接波检测部分14从多个计算的伪距离PRt中对应于基站A检测一个伪距离,对应于基站B检测一个伪距离,以及对应于基站C检测一个伪距离。然后,估计这三个伪距离是可归因于从基站A、B、C到达定位装置10的相应的直接波。位置计算部分13使用估计可归因于相应的直接波的伪距离计算的确定粗略位置POSI作为定位装置10的当前位置(xp、yp),并且以表示这个当前位置的位置数据Dps提供给控制器16。
在下面的描述中假定,协方差矩阵(AT·A)-1被称作“加权系数矩阵”,以及HDOP被称作“定位误差”。此外,由于定位误差HDOP被用于对每个粗略位置POSIa、POSIb、POSIc计算,对应于这些粗略位置,相应的定位误差由HDOPa、HDOPb、HDOPc表示。
定位误差HDOPa、HDOPb、HDOPc被从基站A、B、C的输入无线电波推导出的伪距离PRa1-PRa2、PRb1-PRb2、PRc1-PRc2和基站A、B、C的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)的组合中计算。因此,举例来说,该定位误差以一个关于在计算中使用的伪距离的标志表示,诸如HDOPa[a1、b1、c1]。
在协方差矩阵(AT·A)-1中的术语σxx、σxy、σyx、σyy等等被称作“定位误差计算参数”,由一个参考符号PARA表示。使用从基站A、B、C的输入无线电波推导出的伪距离PRa1-PRa2、PRb1-pRb2、PRc1-PRc2和基站A、B、C的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)的组合,定位误差计算参数PARA也被计算。因此,举例来说,该定位误差计算参数PARA以一个关于在计算中使用的伪距离的标志表示,诸如HDOPa[a1、b1、c1]。
下面,参考在图14-21举例说明的流程图将详细描述在这个实施例中的定位操作。
首先,图14是一个举例说明定位装置10在定位操作中常规的操作的流程图。在图14中,当响应用户的一个指令开始定位操作时,在步骤S100,接收机部分11rx从每个基站接收一个输入无线电波。例如,如在图13中举例说明的,当从各自的基站A、B、C发射的无线电波到达定位装置10的时候,接收机部分11rx接收这些输入无线电波。
接着,在步骤S102,距离测量部分12分别相关通过接收输入无线电波推导出的每个基站A、B、C接收的数据Dd与对比数据Da、Db、Dc,以找到相关值CRRa、CRRb、CRRc。然后,在步骤S104,如在前述的图12A至12C举例说明的,对每个相关值CRRa、CRRb、CRRc检测一个峰值。用这样的方式,推导出各自的伪距离PRa1、PRb1、PRc1。
接着,在步骤S105,直接波估计部分19对这些伪距离执行前述的预先确定的纠错计算处理,以计算施加于纠错的伪距离PRa2、PRb2、PRc2。
然后,在步骤S106,使用伪距离PRa1、PRa2、PRb1、PRb2、PRc1、PRc2,定位装置10的当前位置(xp、yp)是定位。按照在稍后描述的图15至21中举例说明的流程图,执行这个定位处理。当该定位处理完成之时,流程进入步骤S106。
在步骤S108,控制器18确定是否已经通过来自用户的一个指令进行请求查找导航信息(以下简称“导航信息”)。当已经进行请求的时候(即,当“YES”的时候),流程进入步骤S110。
在步骤110,表示定位装置10的当前位置(xp、yp)的定位数据DPs(它是定位的结果)被发送给附近的基站,该基站是进行请求用于发出由用户命令的导航信息。例如,当用户请求有关包含当前位置(xp、yp)的环境的布局图的消息作为导航信息的时候,附近的基站被请求去发出地图信息。也可能请求基站去发出许多诸如定位于当前位置(xp、yp)周围的购物,诸如饭店、商店等等娱乐设备、市政设施、旅游的点等等需要的导航信息。
接着,在步骤S112,作为包含导航信息发出的无线电波被从基站发射,接收机部分11rx接收该发出的无线电波,并且从接收的数据Drx中获得导航信息。然后,在步骤S114,接收机部分11rx在用于提供给用户的显示部分16上显示该获得的导航信息和当前位置(xp、yp)(它是定位的结果)。
例如,如在图22A中举例说明的,于此发出的地图信息显示在显示部分16上,并且表示当前位置(xp、yp)的符号“P”在地图中闪烁,从而改善用户的便利。此外,当对应于当前位置的定位误差HDOP的值是大于一个预定值的时候,HDOP是当确定当前位置(xp、yp)的时候计算的,该定位误差HDOP被转变为一个距离,如在图22B中举例说明的,显示一个以当前位置(xp、yp)为中心的圆圈Cerr,并且具有一个等于从定位误差HDOP转变为距离的半径。以这种方式,也可能允许用户认可对当前位置(xp、yp)校正的程度
当在前述的步骤S108(即,当“NO”的时候)没有从用户请求导航信息的时候,在图14中的流程图的处理被终止,无需执行步骤S110-S114的处理。但是,即使在这种情况下,也不会简单地终止该进程,由该定位处理找到的当前位置(xp、yp)可以被用于申请而不是用于navl信息的请求。例如,表示当前位置(xp、yp)的定位数据Dps可以被发送给一个确认用户的位置的基站,以及故障的存在和缺少给该用户。例如,可以使用这样的一个应用用于照顾老年人。
下面,将详细描述在图14中示出的步骤S106的定位处理。
具体地,在图14的流程图中,该处理从步骤S100到S104执行,并且流程进入步骤S106,在图15的流程图中举例说明起动位置计算处理。
当起动位置计算处理之时,最初的位置计算处理是由位置计算部分13执行的。首先,在图15中的步骤S200,当从基站A、B、C接收输入无线电波的时候,位置计算部分13从被再现的接收数据Drx中获得有关各自的基站A、B、C的位置(xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)的消息。
然后,在步骤S202,位置计算部分13从在图14的流程图中在步骤S104、S105推导出的六个伪距离PRa1、PRa2、PRb1、PRb2、PRc1、PRc2中选择对应于来自基站A、B的输入无线电波的第一个伪距离PRa1、PRb1,以及对应于来自基站C的输入无线电波的两个伪距离PRc1、PRc2作为用于第一个组合的候选者,固定伪距离PRa1、PRb1,并且基于三角测量和逐次逼近法起动位置计算。
在这个实施例中,与基站A、B有关的伪距离PRa1、PRb1被固定,并且与基站C有关的两个伪距离PRc1、PRc2被选为第一个候选者。做为选择,可以选择另一个组合。具体地中,与基站A、C有关的伪距离PRa1、PRc1被固定,并且与基站B有关的两个伪距离PRb1、PRb2被选为第一个组合。做为选择,与基站B、C有关的伪距离PRb1、PRc1被固定,并且与基站A有关的两个伪距离PRa1、PRa2被选为第一个组合。实质上只是与基站A、B、C的两个有关的伪距离被选择,并且与其余的基站有关的两个伪距离被选为所谓的变量。因此,在这个实施例中,如上所述,与基站A、B有关的伪距离PRa1、PRb1被固定,并且与基站C有关的两个伪距离PRc1、PRc2被选为第一个组合。
虽然在这个实施例中,固定的伪距离是对应于来自基站A、B输入无线电波的第一个伪距离PRa1、PRb1,作为替代可以固定第二个伪距离PRa2、PRb2。具体地,为了计算定位装置10的当前位置(xp.、yp),可以从与基站A、B、C有关的两个伪距离的组合中执行基于三角测量的分析,用于计算该当前位置(xp、yp),并且它们的组合顺序没有特别的限制。因此,在这个实施例中,考虑到更快的定位计算处理,该处理是按照在伴随的附图中举例说明的流程图中指定的组合次序执行的。
接着,在步骤S204,从对应于来自基站c的输入无线电波的两个伪距离PRc1、PRc2中,选择第一个(k=1)伪距离(PRck=PRc1)用于计算,以及该流程进入步骤S206。
在步骤S206,使用基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),上述固定的伪距离PRa1,PRb1,和作为可变的伪距离PRc1,计算定位装置的一个粗略位置[a1,b1,c1]。针对该计算,执行基于计算处理的上述的逐步近似法。
接着,在步骤S208,导出一个位置误差计算参数PARAc[a1,b1,c1],当粗略位置POSIc[a1,b1,c1]被计算时它被计算。特别的是,当通过逐步近似法最后得到粗略位置POSIc[a1,b1,c1]时,计算位置误差计算参数PARAc[a1,b1,c1]。
然后,在步骤S210,确定应用通过相应于来自基站C的呼入无线电波的所有两个伪距离PRc1,PRc2是否已经计算了粗略位置POSIc。如果计算处理没有结束(即“否”),在步骤S212为计算选择下一个伪距离PRck,跟着进行从步骤S206的循环处理。
这样,通过执行步骤S204-S212上的处理,使用由可变k指定的伪距离PRc1,PRc2的一种组合,以及固定的伪距离PRa1,PRb1,执行位置计算,作为结果,得出两个粗略位置POSIc[a1,b1,c1]和POSIc[a1,b1,c2]。而且,也得到了相应于各个粗略位置的位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c1]和PARAc[a1,b1,c2]。
下一步,在计算了两个粗略位置POSIc和位置误差计算参数PARAc的每个之后,流程前进到步骤S214,此时粗略位置POSIc[a1,b1,c1]和POSIc[a1,b1,c2]以及位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c1]和PARAc[a1,b1,c2]被传送到直接波检测部分14,跟着过渡到直接波检测部分14的第一直接波检测处理,如图16所示的流程图。
在图16的流程图中,在步骤S300,相应于位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c1]和PARAc[a1,b1,c2],计算每个加权系数矩阵(参看前述的方程式(16)和方程式(17))。
进一步,在步骤S302,根据每个加权系数矩阵计算定位误差HDOPc。特别的是,执行与前述方程式(18)有关的计算以便计算相应于粗略位置POSIc[a1,b1,c1]的一个定位误差HDOPc[a1,b1,c1]和相应于粗略位置POSIc[a1,b1,c2]的一个定位误差HDOPc[a1,b1,c2]。
接下来,在步骤S304,根据上述步骤计算的定位误差HDOPc[a1,b1,c1]和HDOPc[a1,b1,c2]检测具有一个最小值的定位误差。然后,在步骤S306,从粗略位置POSIc[a1,b1,c1],POSIc[a1,b1,c1]选择相应于最小HDOPc(也就是具有最小值的定位误差)的粗略位置POSIc。
在上述的实施例描述中,出于方便,假设第二定位误差HDOPc[a1,b1,c2](k=2)是最小的,相应于此的粗略位置POSIc[a1,b1,c2]被选择。然后,确定相应于第二伪距离PRck(PRc2)(k=2)的输入波为来自基站C的直接波。
出于参考,在此情况下,由直接波估计部分19计算伪距离PRc2,直接波估计部分19基于作为归因于来自基站C的直接波的伪距离所被确定的PRc1执行上述的误差校正计算,而不是根据相关值CRRc的峰值通过距离测量部分12导出伪距离PRc1。
下一步,在步骤S308,直接波的确定的信息指示,也就是,表示与基站C相关的被归属于来自基站C的直接波的第二伪距离PRc2的确定信息被传送到位置计算部分13。然后,流程前进到流程图17所示的处理,其中通过位置计算部分13执行第二位置计算处理。
在图17所示的流程图中,首先,在步骤400,根据接收的表示归属于来自基站C直接波的上述第二伪距离PRc2(k=2)的确定信息,相应于基站C的第二伪距离PRc2(k=2)被固定,相应于来自基站A的伪距离PRa1被固定,并且相应于来自基站B的输入无线电波的两个伪距离PRb1,PRb2被选择作为用于第二位置计算处理的候选组合。
特别的是,在有关图15描述的第一位置计算处理过程中,由来自基站A,B的输入无线电波得到的伪距离PRa1,PRb1被固定,同时由来自基站C的输入无线电波得到的伪距离PRc1,PRc2被作为可变的以计算粗略位置POSIc。结果,第二伪距离PRc2(k=2)被确定是归属于从基站C到达的直接波。这样,在第二位置计算处理中的步骤S400上,通过由来自基站C直接波得到的固定的第二伪距离PRc2,和由来自基站A输入无线电波得到的伪距离或者由来自基站B输入无线电波得到的伪距离,可以执行计算处理。
因此,当固定的伪距离可以是与基站A,B有关的任意的伪距离时,在该实施例的第二位置计算处理中,由来自基站A输入无线电波得到的伪距离PRa1被固定。
下一步,在步骤S402,从相应于来自基站B输入无线电波的两个伪距离PRb1,PRb2中选择用于计算的第一伪距离PRb1(j=1),跟着过渡到步骤S404。然后,在步骤S404,使用基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),固定的伪距离PRa1,PRc2,和在基站B上的第一伪距离PRb1(k=1),计算定位装置10的粗略位置POSIb[a1,b1,c2]。应该明白的是,基于处理的上述的逐步近似法被执行来用于该计算。
接着,在步骤S406,导出位置误差计算参数PARAb[a1,b1,c2],当计算粗略位置POSIb[a1,b1,c2]时它被计算。特别的是,当通过逐步近似法最后得到粗略位置POSIc[a1,b1,c2]时,计算位置误差计算参数PARAc[a1,b1,c2]。
随后,在步骤S408,确定应用通过相应于来自基站B的输入无线电波的所有两个伪距离PRb1,PRb2是否已经计算了粗略位置POSIb。如果计算处理没有结束(即“否”),在步骤S410为计算选择下一个伪距离PRbj,跟着进行从步骤S404的循环处理。
这样,通过执行步骤S402-S410上的处理,使用由可变j指定的伪距离PRb1,PRb2的一种组合,以及固定的伪距离PRa1,PRc2,执行计算,作为结果,得出两个粗略位置POSIb[a1,b1,c2]和POSIb[a1,b2,c2]。而且,也同时得到了相应于各个粗略位置的位置误差计算参数PARAb[a1,b1,c2]和PARAb[a1,b2,c2]。
下一步,在步骤S412,在粗略位置POSIb[a1,b1,c2]和POSIb[a1,b2,c2]以及位置误差计算参数PARAb[a1,b1,c2]和PARAc[a1,b2,c2]被传送到直接波检测部分14之后,流程前进到图18的处理流程图,在那里,由直接波检测部分14执行第二直接波检测处理。
在图18的流程图中,首先在步骤S500,相应于位置误差计算参数PARAb[a1,b1,c2]和PARAb[a1,b2,c2],计算每个加权系数矩。而且,在步骤S502,从每个加权系数矩阵中计算定位误差HDOPc。特别的是,执行与前述方程式(18)有关的计算以便计算相应于粗略位置POSIb[a1,b1,c2]的一个定位误差HDOPb[a1,b1,c2]和相应于粗略位置POSIb[a1,b2,c2]的一个定位误差HDOPc[a1,b2,c2]。
接下来,在步骤S504,从计算的定位误差HDOPb[a1,b1,c2]和HDOPb[a1,b2,c2]中检测具有一个最小值的定位误差。然后,在步骤S506,从粗略位置POSIb[a1,b1,c2],POSIb[a1,b2,c2]中选择相应于最小HDOPb(也就是具有最小值的定位误差)的粗略位置。
在该示例的情况下,出于方便,假设第一定位误差HDOPb[a1,b1,c2](j=1)是最小的。并因此,相应于此的粗略位置POSIb[a1,b1,c2]被选择。然后,确定相应于第一伪距离PRb1(j=1)的输入无线电波为来自基站B的直接波。
下一步,在步骤S508,表示归属于来自基站B直接波的伪距离PRb1,PRb2的第一伪距离PRb1(j=1)的确定信息被传送到位置计算部分13。然后,流程前进到流程图19所示的处理,其中通过位置计算部分13执行第三位置计算处理。
在图17所示的流程图的第三位置计算处理过程中,首先,在步骤600,根据接收的表示归属于来自基站C直接波的伪距离PRc2和归属于来自基站B直接波的伪距离PRb1的确定信息,伪距离PRc2,PRb1被固定,并且相应于来自基站A的无线电波的两个伪距离PRa1,PRa2被选择作为用于第三位置计算处理的候选组合。
下一步,在步骤S602,从两个伪距离PRb1,PRb2中选择用于计算的第一伪距离PRb1(i=1),跟着过渡到步骤S604。然后,在步骤S604,使用基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),固定的伪距离PRb1,PRc2,和第一伪距离PRa1(i=1),计算定位装置10的粗略位置POSIa[a1,b1,c2]。应该明白的是,基于处理的上述的逐步近似法被执行来用于该计算,这与前述的位置计算处理的情况相同。
接着,在步骤S606,导出位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c2],当计算粗略位置POSIa[a1,b1,c2]时它被计算。特别的是,当通过逐步近似法最后得到粗略位置POSIa[a1,b1,c2]时,计算位置误差计算参数。
随后,在步骤S608,确定应用通过相应于来自基站A的输入无线电波的所有两个伪距离PRb1,PRb2是否已经计算了粗略位置POSIa。如果计算处理没有结束(即“否”),在步骤S610为计算选择下一个伪距离PRai,跟着进行从步骤S604的循环处理。
这样,通过执行步骤S602-S610上的处理,使用由可变i指定的伪距离PRa1,PRa2的一种组合,以及固定的伪距离PRb1,PRc2,执行计算,并且作为结果,得出两个粗略位置POSIa[a1,b1,c2]和POSIa[a2,b1,c2]。而且,也同时得到了相应于各个粗略位置的位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c2]和PARAa[a2,b1,c2]。
下一步,流程前进到步骤S612,此时这些粗略位置POSIb[a1,b1,c2]和POSIb[a2,b1,c2]以及位置误差计算参数PARAb[a1,b1,c2]和PARAb[a2,b1,c2]被传送到直接波检测部分14,跟着过渡到流程图20的处理,在那里,由直接波检测部分14执行第三直接波检测处理。
在图20的流程图中,首先在步骤S700,相应于位置误差计算参数PARAa[a1,b1,c2]和PARAa[a2,b1,c2],计算每个加权系数矩。而且,在步骤S702,从每个加权系数矩阵中计算定位误差HDOPa。特别的是,执行与前述方程式(18)有关的计算以便计算相应于粗略位置POSIa[a1,b1,c2]的一个定位误差HDOPa[a1,b1,c2]和相应于粗略位置POSIa[a2,b1,c2]的一个定位误差HDOPa[a2,b1,c2]。
接下来,在步骤S704,从计算的定位误差HDOPa[a1,b1,c2]和HDOPa[a2,b1,c2]中检测具有一个最小值的定位误差。然后,在步骤S706,从粗略位置POSIa[a1,b1,c2],POSIa[a2,b1,c2]中选择相应于最小HDOPa(也就是具有最小值的定位误差)的粗略位置。
在该示例中,出于方便,假设第二定位误差HDOPa[a2,b1,c2](i=2)是最小的。并因此,相应于此的粗略位置POSIa[a2,b1,c2]被选择。然后,确定相应于第二伪距离PR2a(i=2)的输入无线电波为来自基站A的直接波。
下一步,在步骤S708,表示归属于来自基站A直接波的伪距离PRa1,PRa2的第二伪距离PRa2(i=1)的确定信息被传送到位置计算部分13。然后,流程前进到流程图21所示的处理,其中通过位置计算部分13执行最后的确定处理。
在图21所示的最后的确定处理中,在步骤S800,根据确定属于来自基站C直接波的伪距离PRck(即第二伪距离PRc2(k=2)),确定属于来自基站B直接波的伪距离PRbj(即第一伪距离PRb1(j=1)),和根据确定属于来自基站A直接波的伪距离PRai(即第二伪距离PRa2(i=2))计算的粗略位置POSIa[a2,b1,c2]被确定作为定位装置10的当前位置(xp,yp)。
然后,当前位置(xp,yp)的定位数据DPS指示从位置计算部分13被送到控制器18,跟着完成定位处理。换句话说,流程图14所示的步骤S106上的处理被完成,接着转换到相同图中前面的步骤S108的处理过程。
如上的细节所述,按照该实施例,来自位于围绕着定位装置10的至少三个基站(例如,基站A,B,C)的输入无线电波首先被接收,并且通过由带有用于各个基站A,B,C的预定相关数据Da,Db,Dc的输入无线电波所导出的输出数据Dd的相关计算来计算相关值CRRa,CRRb,CRRc。下一步,如图12A-12C所示,在相关值CRRa,CRRb,CRRc中检测峰值以便检测各个伪距离PRa1,PRb1,PRc1。
值得注意的是,根据从峰值检测的伪距离执行误差校正计算处理,使用预定的误差校正系数来计算被估计属于来自各个基站直接波的伪距离PRa2,PRb2,PRc2。在此方式下,本发明提供了有意义的作用,能够适当地估算从各个基站A,B,C到达移动站P的定位装置10上的直接波的伪距离,并可以在随后的定位处理中方便的检测直接波。
另外,对于每个基站的两个伪距离PRa1,PRa2,PRb1,PRb2,PRc1,PRc2是分别对应于基站A,B,C,并且通过使用作为候选的三个伪距离的一种组合的三角测量计算粗略位置POSI。然后,基于处理的逐步近似法被执行来用于得出粗略位置,从而能够得出更精确的粗略位置POSI。
特别的是,根据三个伪距离的组合得出多个粗略位置POSI,并且位置误差计算参数PARA和定位误差HDOP被计算,它们代表在此场合下各个粗略位置的定位精度。当定位误差HDOP变成最小时粗略位置POSI逐渐变窄,并且最后得到的粗略位置POSI被确定作为定位装置10的当前位置(xp,yp)。
通过上述方法中的缩减粗略位置,能够从多个伪距离候选中选择较少受到多径衰落,噪声或类似条件影响的一个直接波。然后,使用这样一个直接波计算的粗略位置POSI被确定作为定位装置10的当前位置(xp,yp),能够实现特别精确的定位处理,抑制多径衰落,噪声或类似条件的影响。
此外,如上述的图22B中所示例的,当定位误差HDOP大于一个预定值时,相应于位置误差HDOP量级的圆周Cerr被显示在显示部分16的显示屏上,除了显示表示当前位置(xp,yp)的“P”,以便使用能知道定位结果被校正的程度,也就是,是否定位环境是良好的或不良的,从而提高了方便性。
(第二实施例)
接下来,将描述本发明的第二实施例。作为参考,第二实施例涉及第一实施例中所述的定位装置10的一个修改的实施例。
第二实施例的移动站与图9-11所示的第一实施例的移动站在结构上是类似的。此外,由于执行的定位处理是基于与结合参考图11和12A-12C所述的定位原理相同的原理,在第二实施例中描述移动站的结构和定位原理被省略。
然而,在结合参考图11-22A,22B描述的第一实施例中定位装置10的定位处理步骤,第二实施例中的移动站按照图2 3所示的定位处理操作,代替了图15-21所示的定位处理。
特别的是,在前述的第一实施例的定位装置10中,在距离测量部分12检测伪距离PRa1,PRb1,PRc1之后,和在直接波估计部分19由图14所示的S105通过步骤S100的误差校正处理估算了伪距离PRa2,PRb2,PRc2之后,根据图15-21所示的流程图执行步骤S106的定位处理。整个这种定位处理过程中,经位置计算部分13的粗略位置POSI和位置误差计算参数PARA的计算,以及经直接波检测部分14的直接波的确定被分别重复多次(第一实施例中是三次),以便在定位误差HDOP变为最小时缩减到一个粗略位置POSI,并且最后得到的粗略位置POSI被确定作为定位装置10的当前位置(xp,yp)。
在另一方面,第二实施例中的定位装置按照图23的流程图在图14所示的步骤S106上执行定位处理,而不象在第一实施例那样,在定位误差HDOP变为最小上执行缩减粗略位置POSI的处理。
特别的是,第二实施例中的定位装置,在流程图14中,距离测量部分12检测伪距离PRa1,PRb1,PRc1,和直接波估计部分19估计伪距离PRa2,PRb2,PRc2,接着过渡到流程图23中的步骤S900。
然后,在步骤S900,位置计算部分13首先获得包括在接收数据Drx中的基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc)的信息指示。
下一步,在图23中的步骤S902-S916,位置计算部分13相应于基站A,B,C顺序的改变可变的i,j,k,以便从伪距离PRa1-PRa2,PRb1-PRb2,PRc1-PRc2中选择相应于基站A,B,C的三个伪距离PRai,PRbj,PRck的一个组合。然后,根据三个选择的伪距离PRai,PRbj,PRck,和基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),基于逐步近似法计算粗略位置POSIc[ai,bj,ck],POSIb[ai,bj,ck],POSIa[ai,bj,ck],位置误差计算参数PARAc[ai,bj,ck],PARAb[ai,bj,ck],PARAa[ai,bj,ck],和定位误差HDOPc[ai,bj,ck],HDOPb[ai,bj,ck],HDOPa[ai,bj,ck]。
特别的是,在步骤S902上在可变的i,j,k被设置到初始值(i=1,j=1,k=1)之后,第一粗略位置POSI,位置误差计算参数PARA和定位误差HDOP在步骤S904上被共同计算,利用伪距离PRai,PRbj,PRck的一个组合,和基站A,B,C的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc)。
下一步,在步骤S906-916上,可变的i,j,k被顺序的递增,并且步骤S904上的计算处理被重复,直到所有的可变的i,j,k达到二。
在此方式中,八个粗略位置POSIc[ai,bj,ck],POSIb[ai,bj,ck],POSIa[ai,bj,ck],八个位置误差计算参数PARAc[ai,bj,ck],PARAb[ai,bj,ck],PARAa[ai,bj,ck],和八个定位误差HDOPc[ai,bj,ck],HDOPb[ai,bj,ck],HDOPa[ai,bj,ck]被计算,对应于针对每个基站A,B,C的三个伪距离PRai,PRbj,PRck的所有可能的组合。
在上述方法中,当八个粗略位置POSI,位置误差计算参数PARA和定位误差HDOP中的每个已经被计算时,直接波检测部分14接着检测八个定位误差HDOP的一个最小值,并在步骤S918把该信息通知位置计算部分13。
下一步,在步骤S920,位置计算部分13确定相应于定位误差HDOP最小值的粗略位置POSI作为定位装置10的当前位置(xp,yp),基于来自直接波检测部分14的信息。然后,位置计算部分13把指示当前位置(xp,yp)的定位数据DPS提供给控制器18,跟着转换到图14所示的步骤S108。
在此方式中,基于针对每个基站的伪距离PRa1-PRa2,PRb1-PRb2,PRc1-PRc2的每两个的所有可能的组合,在计算了八个粗略位置POSI,位置误差计算参数PARA和定位误差HDOP的每个之后,通过从基站A,B,C接收输入无线电波得到的在定位误差HDOP变为最小上的粗略位置POSI能被确定作为定位装置10的当前位置(xp,yp),这就使得能够同样的实现高精度的定位,抑制多径衰落和噪声的影响。
(第三实施例)
下面,结合参考图24-27将描述本发明的第三实施例。
在上述的第一和第二实施例中,移动站的定位装置从基站接收输入无线电波以确定它自己的当前位置(xp,yp)。另一方面,下述的第三实施例是这样安排的,基站确定一个移动站的当前位置(xp,yp),以便实现高精度的定位,抑制多径衰落,噪声和类似条件的影响。
特别的是,按照第三实施例,如图24的示意图所示,当一个移动站在一个通信区域内的一个任意位置发射用于请求定位的一个无线电波(此后称为“定位无线电波”)时,例如位于移动站10周围的基站A,B,C接收该定位无线电波。然后,每个基站A,B,C和负责管理级站A,B,C的一个通信区管理中心34确定移动站10的当前位置(xp,yp)。特别的是,当从移动站10作出用于导航信息的一个请求时,比如一个地图,搜索通信区管理中心34中提供的一个数据库35来用于有关移动站10当前位置(xp,yp)的导航信息,并确定移动站10的当前位置(xp,yp)和发送搜索的导航信息到移动站10,通过任意的基站A,B,C或通过另外的基站。
图25是一个方框图,示例了第三实施例中移动站的一个定位装置10的一个主要部分。图26A是一个方框图,示例了在每个基站配备的一个定位装置33,和图26B是一个方框图,示例了通信区管理中心34的主要部分的结构配置。
在下列的方式中,将通过与图9所示的第一实施例的定位装置10相比较,描述图25中所示的第三实施中定位装置10的结构。特别的是,第三实施例中的定位装置10包括一个发送/接收天线ANT,一个发射/接收部分11,一个操纵部分15,一个显示部分16,一个存储器部分17,和用于与每个基站通信的一个控制器18,但是,省去了距离测量部分12,位置计算部分13,直接波检测部分14,和直接波估计部分19,它们在第一实施例中已经被在先描述了。因此,在第三实施例中,当移动站(定位装置)10的使用者需要确认当前位置时,使用者将通过操纵部分15请求基站来定位。
另一方面,每个基站在结构中包括一个如图26A中所示的定位装置33。定位装置33包括一个发送/接收天线ANTbs,一个发射/接收部分11bs,一个距离测量部分12bs,和一个用于与定位装置10通信的直接波估计部分19bs,以及一个控制器,用于集中的控制整个定位装置33的操作。
发射/接收部分11bs在结构上基本上等同于发射/接收部分11(参看前述的图10),它包括第一实施例中的接收机部分11rx和发射机部分11tx。因此,当发射/接收部分11bs从移动站中的定位装置10接收一个输入无线电波(即上述的定位无线电波)时,在发射/接收部分11bs的接收机部分11rx中配备的一个解扩展码序列产生器24产生相应于定位装置10的一个解扩展码序列CODErx,并且一个解扩展器22用从一个滚降滤波器21输出的输出数据执行解扩展码序列CODErx的一个互相关计算。另一方面,为了发射一个无线电波到移动站中的定位装置10,发射/接收部分11bs的发射机部分11tx中配备的一个扩展码序列产生器28产生相应于定位装置10的一个扩展码序列CODEtx,和一个扩展器27用被发射的发送数据Dtx执行扩展码序列CODEtx的一个互相关计算,并把结果送到滚降滤波器26。
距离测量部分12bs具有与第一实施例中距离测量部分12类似的结构,如上述的图9和11所示。但是,第一实施例中的距离测量部分12被配置包括至少三个或更多的信号处理系统,以便基于来自至少三个基站的每个的输入无线电波计算相应于每个基站的一个相关值。另一方面,图26A所示的第三实施例中的距离测量部分12bs可以配备至少一个或更多的信号处理系统,以便在整个定位过程中,基于来自定位装置10的定位无线电波计算一个相关值。换句话说,距离测量部分12bs只需要一个信号处理系统作为信号处理装置的一个最小数。
因此,为了方便的解释第三实施例,例如假设基站A的定位装置33配备的距离测量部分12bs具有一个信号处理系统,包括相关器29a,相关数据产生器31a,距离计算部分30a,和门限值产生器32a,如第一实施例的图11所示。此外,假设基站B的定位装置33配备的距离测量部分12bs具有一个信号处理系统,包括相关器29b,相关数据产生器31b,距离计算部分30b,和门限值产生器32b,与图11所示的相同。然后,假设基站C的定位装置33配备的距离测量部分12bs具有一个信号处理系统,包括相关器29c,相关数据产生器31c,距离计算部分30c,和门限值产生器32c,与图11所示的相同。下面,根据上述的假设进行描述。
此外,假设在这些基站中配备的每个相关数据产生器31a,31b,31c产生相应于移动站识别数据的相关数据Da,Db,Dc,识别数据包括在来自定位装置10的定位无线电波中,并提供相关数据Da,Db,Dc给每个相关器29a,29b,29c。然后,例如基站A的定位装置33以与图12A所示的类似的方式检测一个峰值,以便从相关值CRRa中检测一个伪距离PRa1。同样,在其它基站B,C中的定位装置33从各自的相关值CRRb,CRRc中检测各自的伪距离PRb1,PRc1。
随后,每个基站的定位装置33的距离测量部分12bs中被检测的每个伪距离被送到直接波估计部分19bs,并基于一个误差校正计算受到直接波估算处理。
在第三实施例中,在直接波估计部分19bs中执行的用于估算一个直接波的误差校正处理被提供在基站中。因此,在第一实施例中描述的用于误差校正计算的误差校正系数原则上被存储在基站中。换句话说,在位置登记中,第三实施例还除去了用于从基站发射误差校正系数到移动站的处理过程,在第一实施例中,当误差校正系数被存储在基站中时,这种处理过程是必不可少的。
适于用在第三实施例中的误差校正系数在城市地区可以是普通的误差校正系数ErC,如第一实施例中所述的,或者用于每个基站计算的误差校正系数Eri(i=a,b,c)。由直接波估计部分19bs执行的误差校正计算与第一实施例中所述的移动站中的直接波估计部分中的处理是相同的,因而,在此省略有关描述。
上述处理引起被检测的伪距离PRa1,PRb1,PRc1用于各自的基站A,B,C,并通过给这些伪距离提供一个预定的误差校正计算来计算伪距离PRa2,PRb2,PRc2。
在第三实施例中,每个基站传送这些伪距离候选到通信区管理中心34。特别的是,基站A的定位装置33传送伪距离PRa1,PRa2到通信区管理中心34;基站B的定位装置33传送伪距离PRb1,PRb2,基站C的定位装置33传送伪距离PRc1,PRc2。
此外,当来自移动站的定位无线电波包括用于导航信息请求的导航信息请求数据指示时,导航信息请求数据同时从每个基站被传送到通信区管理中心34。
如图26B所示,通信区管理中心34包括一个发射/接收部分11cnt,用于在通信区内与每个基站进行通信;一个位置计算部分13cnt;一个直接波检测部分14cnt;一个数据库35;和一个控制器18cnt,用于集中控制整个通信区管理中心34。
这里假设发射/接收部分11cnt执行高速通信,例如,在通信区管理中心和每个基站之间通过诸如一个光纤通信路由路径的一个专用数字线路。特别的是,通信区管理中心34被配置接收数据,比如伪距离数据,导航信息请求数据,以及从各个基站A,B,C传送到此的类似的数据,通过一个光纤通信路经或类似的。
另外,在通信区管理中心34中配备的位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt执行定位处理,基于三角测量或逐步近似法,通过使用从基站A,B,C传送的各个伪距离和基站A,B,C的各个已知的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc)。
换句话说,位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt执行的定位处理与第一实施例的图15-21所示的流程图类似,或者定位处理与第二实施例所示的流程图23类似。
包含在通信区管理中心34中的数据库35由所谓的高容量数据库服务器组成,存储各种信息,比如地图上的信息和各种设备信息,各种事件上的信息,购物信息,以及类似的信息。于是,当从移动站10作出一个用于导航信息的请求时,基于通过位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt从定位处理中算出结果的移动站10的位置信息(xp,yp),控制器18cnt搜索数据库以提取有关位置信息的数据。然后,提取的数据被传送(返回)作为导航信息,连同先前计算的位置信息(xp,yp)被传送到任意的基站A,B,C或其他的基站,它们与移动站10具有良好的通信环境。已经被传送的信息从基站被发射(运送)到移动站10的定位装置,作为导航信息和位置信息(xp,yp)。
下面,结合图27所示的流程图,将描述具有上述结构的移动站10的定位装置,基站A,B,C,和通信区管理中心34之间执行的定位处理。
在图27中,在步骤S1000,通过操纵移动站的定位装置10中配备的操纵部分15(参看图25),用户发布用于请求定位处理的一个指令,控制器18指令发射/接收部分11发射一个定位无线电波。此外,当用户指令一个用于定位处理的请求和一个用于导航信息的请求时,控制器18指令发射/接收部分11发射导航信息请求数据,用于指示包括在定位无线电波中的导航信息的请求。
由于移动站10(即定位装置10)发射了定位无线电波,例如位于定位装置10周围的基站A,B,C在步骤S1002将各自接收该定位无线电波。
然后,在步骤S1004,当每个基站A,B,C的定位装置33中配备的发射/接收部分11bs确认定位无线电波已经被接收时,从各个定位装置33把确认信息传送到通信区管理中心34。此外,每个定位装置33前进到步骤S1006的处理,在那里每个基站单独检测一个伪距离。
在步骤S1006,例如在基站A中的定位装置33计算相应于该定位无线电波的一个相关值CRRa,通过配备在其中的距离测量部分12bs的装置,并检测相关值CRRa的一个峰值以便检测一个伪距离PRa1。另外,基于该伪距离PRa1,定位装置33中的直接波估计部分19bs计算一个伪距离PRa2到所提供的一个预定的误差校正。同样,在其他的基站B,C中,各自基站中的定位装置33计算伪距离PRb1,PRb2和PRc1,PRc2。随后,由各个基站计算的伪距离从各个基站A,B,C被传送到通信区管理中心34。
下一步,在步骤S1008,通信区管理中心34中的位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt确定移动站10的当前位置(xp,yp),基于三角测量和逐步近似法,通过使用传送的伪距离,以及各个基站A,B,C的已知的位置(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc)。
这里,位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt执行的处理与第一实施例的图15-21所示的处理相似,或者与图23所示的第二实施例的定位处理相似,以便确定移动站10的当前位置(xp,yp)。
下一步,在步骤S1010,当从移动站作出一个用于导航信息的请求时,基于定位的移动站10的当前位置(xp,yp),通信区管理中心34中的控制器18cnt搜索数据库35中的信息。接着,当控制器18cnt获得了与移动站10当前位置有关的导航信息时,流程前进到步骤S1012。当从移动站10没有作出用于导航信息的请求时,流程图前进到步骤S1012而不进行搜索。
随后,在步骤S1012,控制器18cnt传送移动站10的当前位置信息,并把检索到的导航信息送到任意的基站A,B,C或其他的基站,它们与移动站10具有良好的通信环境。当从移动站10没有作出用于导航信息的请求时,单独的当前位置信息被传送到基站。
来自每个基站传送的移动站的当前位置信息,或者当前位置信息和导航信息从每个基站被发射(传递)到移动站的定位装置10。然后,当该传输(传递)被执行时,在步骤S1014,移动站接收来自基站的一个输入无线电波。特别的是,图25所示的定位装置10的发射/接收部分11接收输入无线电波和再生接收的数据。接着,控制器18从接收的数据中获得移动站的当前位置(xp,yp),或者当前位置(xp,yp)和导航信息。
随后,在步骤S1016,控制器18把在当前位置(xp,yp)上获得的信息,或者当前位置(xp,yp)和导航信息存储在存储器部分17中,并送给图22A所示的相同的显示部分16,跟着结束处理。
尽管在流程图27中没有描述,当通信区管理中心34在步骤S1008执行定位处理时,相应于计算的当前位置(xp,yp)的一个定位误差HDOP被转换成一个距离,并且在转换的距离上的信息可以从基站附加的发射到移动站10,因而显示一个圆周Cerr或类似的,以便在定位装置10的显示部分16上告知定位精度,如图22B所示。
如上所述,按照第三实施例,由于基站执行了有关移动站当前位置的定位,移动站中的定位装置10不必包括用于定位的功能。因而能够有效的简化定位装置10的结构配置。特别是,第三实施例能提供这样的效果,能够确定一个现有的基于CDMA的便携电话的当前位置,而该便携电话不具有定位功能,即使是被使用的一个移动站。
此外,由于基站存储了误差校正系数来用于由直接波估计部分19bs作出的误差校正计算,为每个基站计算所用的误差校正系数使用起来极为简便。换句话说,对应于每个基站的特殊无线电波传播状况更为精确的误差校正处理能被完成。
在第三实施例中,如图26A和22B所示,基站中的定位装置33配备了距离测量部分12bs和直接波估计部分19bs,而且通信区管理中心34配备了位置计算部分13cnt和直接波检测部分14cnt。然而,第三实施例并不局限于这种结构配置。
例如,距离测量部分12具有多个信号处理系统,直接波估计部分19,位置计算部分13,和直接波检测部分14,如第一实施例的图11所示,可以被配备在通信区管理中心34中,同时发射/接收部分11bs和控制器18bs可以被单独配备在每个基站中。
在这样一个系统结构配置中,如果使用,示例的基站A,B,C从移动站的定位装置10接收一个定位无线电波,并把从各个发射/接收部分11bs中的滚降滤波器输出的输出数据Dd传送到通信区管理中心34。在此方式中,通信区管理中心34集中的执行处理直到确定了移动单元的当前位置,通过第一实施例中的距离测量部分12,直接波估计部分19,位置计算部分13和直接波检测部分14来实现。另外,由于这种配置,如果使用,除去了用于每个基站中定位所需提供的功能,能够构造一个系统,能够根据本发明确定移动站的当前位置,利用在现有的基于CDMA便携电话技术中的基站。
可替换的,根据从移动站的定位装置10接收的一个定位无线电波,基站可以把定位无线电波传送到通信区管理中心34,也就是说,不用再生定位无线电波,以至于通信区管理中心34接收定位无线电波并确定移动站的当前位置,通过具有多个信号处理系统的距离测量部分12的装置,如图11所示,直接波估计部分19,位置计算部分13,和直接波检测部分14。同样,使用这样一个系统配置,能够构成一个系统,能够根据本发明确定移动站的当前位置,利用现有的基于CDMA的基站。
尽管按照本发明的各种上述实施例描述的是针对一个便携电话,或者一个作为移动站的汽车装备的导航装置,但本发明并不限于此,可以应用于一种电子信息设备,例如,一个个人数字助理(PDA),一个个人计算机和类似的,如果这样的设备配备了一个通信适配器或类似的设备来当作一个移动站。
相似的当前位置确定不仅能用于CDMA方案,也能用于其他的通信方案。
尽管已经显示了按照本发明的各种实施例,但在各个实施里的定位装置10或定位装置33中,经距离测量部分12由伪距离侯选的检测得出的伪距离侯选的数量,和由直接波估计部分19估计的伪距离侯选,并不限于上述实施例所表示的。
例如,距离估计部分12中的距离计算部分30t(t=a,b,c)检测用于每个信号系统的一个相关值CRRt(t=a,b,c,......)的一个峰值时,距离计算部分30t可以检测两个或多个超过一个门限值THDt(t=a,b,c)的峰值。
把来自基站A的相关值THDt(t=a,b,c)作为例子进行说明,其中有多个峰值超过一个门限值THDa,除了最大峰值超过门限值THDa以外,可以检测包括它们的多个峰值。例如,当两个峰值,也就是最大值和下一个最大峰值被检测时,延迟时间t1,t2检测这些被发现的峰值,并基于延迟时间值定计算的伪距离PRa1,PRa2。
在此情况下,基于表示最大峰值的伪距离PRa1,假设直接波估计部分19执行误差校正计算处理来用于上述的直接波估算以产生一个估计的伪距离PRa3。因此,通过位置计算部分13和直接波检测部分14分别执行位置计算处理和直接波检测处理,如图15-21和23所示,包括在每个基站A,B,C中使用三个伪距离PRt1-PRt3的计算。
特别显示的是,用于确定完成图15,17,19,23计算的计数值可以被分别设置为i=3,j=3,k=3。
另外,在距离估计部分12中由距离计算部分30t从一个相关值CRRt中提取的峰值数不限于上述的两个。例如,该数量可以被增加,如果这种增加根据相关的定位装置10或定位装置33的处理速度是允许的,以及内置存储器的容量是允许的。应该明白的是,在此情况下,增加i,j,k的值。
此外,通过误差校正计算由直接波估计部分19估算的直接波候选的数量可以被增加。例如,如上述的示例,直接波估计部分19可以对由距离估计部分检测的每个伪距离PRa1,PRa2执行误差校正计算处理,以产生两个伪距离侯选PRa3,PRa4,它们可以用于随后的定位计算处理。
通过这样的增加直接波候选的数量,在定位计算处理中增加了近似的精度,从而可以更加精确的计算移动站的当前位置。
在上述的每个实施例中,由直接波估计部分19仅使用一个误差校正系数来执行用于直接波估计的误差校正计算。可替换的,可以使用两个或更多的误差校正系数。
例如,直接波估计部分19可以利用误差校正系数的一个标准偏差σ,它在城区的一个基站中的在统计计算普通的误差校正系数ErC时被导出。特别的是,使用三个误差校正系数ErC和ErC±σ。因而,在此情况下,假设从归属于来自基站A输入无线电波的相关值CRRa的峰值中检测的一个伪距离是PRa1,直接波估计部分19执行的误差校正计算由下列的方程式(19)-(21)所示,使用上述的三个误差校正系数来计算被估计为直接波的伪距离侯选PRa2-PRa4。
PR2a=PRa1×(1-ErC) ...(19)
PR3a=PRa1×(1-(ErC+σ)) ...(20)
PR4a=PRa1×(1-(ErC-σ)) ...(21)
在随后的定位处理过程中,这四个伪距离侯选可以被用于每个基站,或者对于应用的误差校正处理,可以只使用三个伪距离侯选PRa2-PRa4。另外,可以从PRa2-PRa4中任意选择两个伪距离侯选来用于定位处理。
如上述细节所述,按照本发明的定位装置能执行高精度的位置检测,同时防止常规问题的由于在城区中多径电波和类似条件的影响所引起的定位精度的下降。
此外,由于在一个便携电话中一个接收部分的基本功能是利用定位装置,本发明不需要专用于一个定位系统的功能块,比如一个GPS接收机。因而能够实现一个特别小尺寸和低成本的定位装置并同时减少了功率消耗。
此外,通过在基站中提供定位功能,一个能够定位的系统可以被构成,即是使用一个完全普通的便携电话。另外,通过在用于集中管理多个基站的一个管理中心中提供一个定位功能,能够构成一个系统,能够使用一种普通的便携电话通信系统进行定位。
Claims (26)
1.一种定位装置,用于利用来自安装在所述通信区中多个基站的无线电波来确定位于一个通信区中的一个移动站的当前位置,所述定位装置被安排在所述移动站中,包括:
一个接收信号产生部分,用于接收来自所述多个基站的无线电波以便根据每个接收的无线电波产生一个接收信号;
一个直接波候选(direct wave candidate)提取部分,用于基于所述的接收信号,为每个基站从来自所述多个基站的相应无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
一个直接波候选估计部分,用于在由所述直接波候选提取部分提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
一个直接波导出部分,用于在直接波候选内和在所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分中被提取和被估计的校正直接波候选内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
一个定位计算部分,用于根据与所述直接波导出部分导出的真实直接波相对应的接收信号来确定所述移动站的当前位置。
2.一种定位装置,用于通过利用从位于一个通信区中的所述移动站发射的一个无线电波并到达安装在所述通信区中的多个基站上,来确定一个移动站的一个当前位置,所述定位装置被安排在每个所述基站中,包括:
一个配备在所述多个基站中的每个基站上的接收信号产生部分,用于接收来自所述移动站的一个无线电波以便按照每个接收的无线电波产生一个接收信号;
一个直接波候选提取部分,用于基于所述的接收信号,为每个基站从每个到达所述多个基站中的每个基站的无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
一个直接波候选估计部分,用于在由所述直接波候选提取部分提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
一个直接波导出部分,用于在直接波候选和由所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分提取和估计的校正直接波候选范围内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
一个定位计算部分,用于根据由所述直接波导出部分导出的与真实直接波相对应的接收信号来确定所述移动站的当前位置。
3.按照权利要求1的定位装置,其中所述移动站与所述多个基站执行一个位置登记,其中所述移动站从所述基站获得有关每个基站的建立环境信息以确定所述基站基于所述信息而建立于其中的环境,并执行一个与所述直接波候选估计部分根据所述建立环境的确定结果而对直接波候选进行估计相关的预定控制。
4.按照权利要求3的定位装置,其中当所述建立环境是一个不良的无线电波传播环境时,所述移动站强制所述直接波候选估计部分执行所述误差校正处理以估计一个直接波,和当所述建立环境是一个良好的无线电波传播环境时,所述移动站控制所述直接波候选估计部分停止所述误差校正处理以估计一个直接波。
5.按照权利要求1的定位装置,其中所述移动站预先存储一个预定的误差校正系数,并且所述直接波候选估计部分在其通过所述误差校正处理估算一个直接波时,根据所述误差校正系数,执行一个预定误差校正计算以便估计至少一个或多个校正的直接波候选,所述预定误差校正计算与一个在由所述直接波候选提取部分提取的直接波候选上传播的无线电有关。
6.按照权利要求1的定位装置,其中:
所述多个基站中的每一个存储至少一个或多个与一个无线电波传播相关的误差校正系数,所述误差校正系数是根据每个基站的建立环境而被预先计算出的;
当所述移动站与所述多个基站执行一个位置登记时,或与所述多个基站通信时,所述移动站从所述基站获得有关每个基站的所述误差校正系数;和
当所述误差校正处理被执行时,所述直接波候选估计部分根据获得的误差校正系数,执行与所述直接波候选提取部分所提取的直接波候选的无线电传播相关的预定误差校正计算,以估计至少一个或多个校正的直接波候选。
7.按照权利要求2的定位装置,其中:
所述多个基站中的每一个存储至少一个或多个有关一个无线电波传播状况的误差校正系数,所述误差校正系数是根据每个基站的建立环境而预先计算出来的;和
当所述误差校正处理被执行时,所述直接波候选估计部分根据所述误差校正系数,执行一个与用于所述直接波候选提取部分所提取的直接波候选的无线电传播相关的预定误差校正计算,以估计至少一个或多个校正的直接波候选。
8.按照权利要求6或7的定位装置,其中通过一个预定的统计计算处理计算所述误差校正系数,所述处理基于一个在每个基站的一个通信区中对无线电波传播的测量结果。
9.按照权利要求1的定位装置,其中:
所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分为从至少三个不同基站到达所述移动站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述直接波导出部分执行第一直接波导出处理,其中所述直接波导出部分为每个基站从相应于所述三个不同基站中的第一和第二基站的所述提取和估计直接波候选中固定两个逐一选择的所述直接波候选,并使用相应于第三基站的一个剩余直接波候选作为可变的直接波候选来生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的一个粗略位置和针对所述组合的每个粗略位置的一个定位误差,导出与针对每个所述组合而计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述第三基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;
所述直接波导出部分执行第二直接波导出处理,其中所述直接波导出部分固定一个作为与来自所述第三基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选和所述一个从第一直接波导出处理中与所述第一基站相对应的所述直接波候选中选择的直接波候选,并使用相应于所述第二基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出针对所述组合的所述移动站的第二粗略位置和每个第二粗略位置的一个定位误差,导出相应于第二次计算出的定位误差中的最小定位误差的所述直接波候选,作为一个相应于从所述第二基站到达所述移动站的一个直接波的接收信号;
所述直接波导出部分执行第三直接波导出处理,其中所述直接波导出部分固定作为一个与在第一直接波导出处理中来自所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,和作为一个与在第二直接波导出处理中来自所述第二基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,并使用相应于所述第一基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的第三粗略位置和每个第三粗略位置的一个定位误差,并导出与第三次计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述第一基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述位置计算部分利用与来自所述三个不同基站的相应直接波相对应的三个接收信号,来确定所述移动站的当前位置,和通过所述第一至第三直接波导出处理而导出的所述三个不同基站的位置。
10.按照权利要求1的定位装置,其中:
所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分为从至少三个不同基站到达所述移动站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述直接波导出部分为每个基站选择一个所述提取和估计直接波候选,并组合所选择的直接波候选以生成多个组合,每个组合包括用于每个基站的所述直接波候选,使用所述多个组合计算所述移动站的一个粗略位置和每个粗略位置的一个定位误差,并导出包括在具有最小定位误差的所述组合中的所述直接波候选,作为一个与从每个基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述定位计算部分利用由所述直接波导出部分导出的与来自每个基站的直接波相对应的接收信号以及所述每个基站的位置,来确定所述移动站的当前位置。
11.按照权利要求2的定位装置,其中:
所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分为从所述移动站到达至少三个不同基站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述直接波导出部分执行第一直接波导出处理,其中所述直接波导出部分为每个基站从相应于所述三个不同基站中的第一和第二基站的所述提取和估计直接波候选中固定两个逐一选择的所述直接波候选,并使用相应于第三基站的一个剩余直接波候选作为可变的直接波候选来生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的一个粗略位置和针对所述组合的每个粗略位置的一个定位误差,导出与针对每个所述组合而计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号;
所述直接波导出部分执行第二直接波导出处理,其中所述直接波导出部分固定一个作为与到达所述第三基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选和所述一个从第一直接波导出处理中与所述第一基站相对应的所述直接波候选中选择的直接波候选,并使用相应于所述第二基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出针对所述组合的所述移动站的第二粗略位置和每个第二粗略位置的一个定位误差,导出相应于第二次计算出的定位误差中的最小定位误差的所述直接波候选,作为一个相应于从所述移动站到达所述第二基站的一个直接波的接收信号;
所述直接波导出部分执行第三直接波导出处理,其中所述直接波导出部分固定作为一个与在第一直接波导出处理中到达所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,和作为一个与在第二直接波导出处理中到达所述第二基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,并使用相应于所述第一基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的第三粗略位置和每个第三粗略位置的一个定位误差,并导出与第三次计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达所述第一基站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述位置计算部分利用与从所述移动站到所述三个不同基站的相应直接波相对应的三个接收信号,来确定所述移动站的当前位置,和通过所述第一至第三直接波导出处理而导出的所述三个不同基站的位置。
12.按照权利要求2的定位装置,其中:
所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分为从所述移动站到达至少三个不同基站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述直接波导出部分为每个基站选择一个所述提取和估计直接波候选,并组合所选择的直接波候选以生成多个组合,每个组合包括用于每个基站的所述直接波候选,使用所述多个组合计算所述移动站的一个粗略位置和每个粗略位置的一个定位误差,并导出包括在具有最小定位误差的所述组合中的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达每个基站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述定位计算部分利用由所述直接波导出部分导出的与到达每个基站的直接波相对应的接收信号以及所述每个基站的位置,来确定所述移动站的当前位置。
13.一种定位方法,用于利用来自安装在所述通信区中多个基站的无线电波来确定位于一个通信区中的一个移动站的当前位置,该方法包括:
第一步骤,接收来自所述多个基站的无线电波以便根据每个接收的无线电波产生一个接收信号;
第二步骤,基于所述的接收信号,为每个基站从来自所述多个基站的相应无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
第三步骤,在于所述第二步骤中提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
第四步骤,在直接波候选内和在所述第二步骤和所述第三步骤中被提取和被估计的校正直接波候选内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
第五步骤,根据与在所述第四步骤中导出的真实直接波相对应的接收信号来确定所述移动站的当前位置。
14.一种定位方法,用于利用来自安装在所述通信区中多个基站的无线电波来确定位于一个通信区中的一个移动站的当前位置,所述定位方法包括:
第一步骤,接收来自所述移动站的一个无线电波以便按照每个接收的无线电波产生一个接收信号;
第二步骤,基于所述的接收信号,为每个基站从每个到达所述多个基站中的每个基站的无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
第三步骤,在由所述第二步骤提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
第四步骤,用于在直接波候选和由所述第二步骤和所述第三步骤提取和估计的校正直接波候选范围内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
第五步骤,根据由所述第四步骤导出的与真实直接波相对应的接收信号来确定所述移动站的当前位置。
15.按照权利要求13的定位方法,其中所述移动站与所述多个基站执行一个位置登记,其中所述移动站从所述基站获得有关每个基站的建立环境信息以确定所述基站基于所述信息而建立于其中的环境,并执行一个与所述第三步骤根据所述建立环境的确定结果而对直接波候选进行估计相关的预定控制。
16.按照权利要求15的定位方法,其中当所述建立环境是一个不良的无线电波传播环境时,所述移动站执行第三步骤中的所述误差校正处理以估计一个直接波,和当所述建立环境是一个良好的无线电波传播环境时,所述移动站控制停止所述第三步骤。
17.按照权利要求13的定位方法,其中所述移动站预先存储一个预定的误差校正系数,并且所述第三步骤包括为了估算一个直接波,而执行一个预定误差校正计算以便估计至少一个或多个校正的直接波候选,所述预定误差校正计算与一个在由所述第二步骤提取的直接波候选上传播的无线电有关。
18.按照权利要求13的定位方法,其中:
所述多个基站中的每一个存储至少一个或多个与一个无线电波传播相关的误差校正系数,所述误差校正系数是根据每个基站的建立环境而被预先计算出的;
当所述移动站与所述多个基站执行一个位置登记时,或与所述多个基站通信时,所述移动站从所述基站获得有关每个基站的所述误差校正系数;和
所述第三步骤包括当所述误差校正处理被执行时,根据获得的误差校正系数,执行与在所述第二步骤中提取的直接波候选的无线电传播相关的预定误差校正计算,以估计至少一个或多个校正的直接波候选。
19.按照权利要求14的定位方法,其中:
所述多个基站中的每一个存储至少一个或多个有关一个无线电波传播状况的误差校正系数,所述误差校正系数是根据每个基站的建立环境而预先计算出来的;和
当所述误差校正处理被执行时,所述第三步骤包括根据所述误差校正系数,执行一个与用于在所述第二步骤中提取的直接波候选的无线电传播相关的预定误差校正计算,以估计至少一个或多个校正的直接波候选。
20.按照权利要求18或19的定位方法,其中通过一个预定的统计计算处理计算所述误差校正系数,所述处理基于一个在每个基站的一个通信区中对无线电波传播的测量结果。
21.按照权利要求13的定位方法,其中:
所述第二和第三步骤包括为从至少三个不同基站到达所述移动站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述第四步骤包括:
第一直接波导出处理包括为每个基站从相应于所述三个不同基站中的第一和第二基站的所述提取和估计直接波候选中固定两个逐一选择的所述直接波候选,并使用相应于第三基站的一个剩余直接波候选作为可变的直接波候选来生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的一个粗略位置和针对所述组合的每个粗略位置的一个定位误差,导出与针对每个所述组合而计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述第三基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;
第二直接波导出处理包括固定一个作为与来自所述第三基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选和所述一个从第一直接波导出处理中与所述第一基站相对应的所述直接波候选中选择的直接波候选,并使用相应于所述第二基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出针对所述组合的所述移动站的第二粗略位置和每个第二粗略位置的一个定位误差,导出相应于第二次计算出的定位误差中的最小定位误差的所述直接波候选,作为一个相应于从所述第二基站到达所述移动站的一个直接波的接收信号;
第三直接波导出处理包括固定作为一个与在第一直接波导出处理中来自所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,和作为一个与在第二直接波导出处理中来自所述第二基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,并使用相应于所述第一基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的第三粗略位置和每个第三粗略位置的一个定位误差,并导出与第三次计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述第一基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述第五步骤包括利用与来自所述三个不同基站的相应直接波相对应的三个接收信号,来确定所述移动站的当前位置,和通过所述第一至第三直接波导出处理而导出的所述三个不同基站的位置。
22.按照权利要求13的定位方法,其中:
所述第二步骤和所述第三步骤包括为从至少三个不同基站到达所述移动站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述第四步骤包括为每个基站选择一个所述提取和估计直接波候选,并组合所选择的直接波候选以生成多个组合,每个组合包括用于每个基站的所述直接波候选,使用所述多个组合计算所述移动站的一个粗略位置和每个粗略位置的一个定位误差,并导出包括在具有最小定位误差的所述组合中的所述直接波候选,作为一个与从每个基站到达所述移动站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述第五步骤包括利用在所述第四步骤导出的与来自每个基站的直接波相对应的接收信号以及所述每个基站的位置,来确定所述移动站的当前位置。
23.按照权利要求14的定位方法,其中:
所述第二和第三步骤包括为从所述移动站到达至少三个不同基站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述第四步骤包括:
第一直接波导出处理包括为每个基站从相应于所述三个不同基站中的第一和第二基站的所述提取和估计直接波候选中固定两个逐一选择的所述直接波候选,并使用相应于第三基站的一个剩余直接波候选作为可变的直接波候选来生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的一个粗略位置和针对所述组合的每个粗略位置的一个定位误差,导出与针对每个所述组合而计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号;
第二直接波导出处理包括固定一个作为与到达所述第三基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选和所述一个从第一直接波导出处理中与所述第一基站相对应的所述直接波候选中选择的直接波候选,并使用相应于所述第二基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出针对所述组合的所述移动站的第二粗略位置和每个第二粗略位置的一个定位误差,导出相应于第二次计算出的定位误差中的最小定位误差的所述直接波候选,作为一个相应于从所述移动站到达所述第二基站的一个直接波的接收信号;
第三直接波导出处理包括固定作为一个与在第一直接波导出处理中到达所述第三基站的一个直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,和作为一个与在第二直接波导出处理中到达所述第二基站的直接波相对应的接收信号而被导出的所述直接波候选,并使用相应于所述第一基站的所述直接波候选作为一个可变的直接波候选以生成一个所述直接波候选的组合,并使用所述组合执行一个定位计算,以导出所述移动站的第三粗略位置和每个第三粗略位置的一个定位误差,并导出与第三次计算出的定位误差中的最小定位误差相对应的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达所述第一基站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述第五步骤包括利用与从所述移动站到所述三个不同基站的相应直接波相对应的三个接收信号,来确定所述移动站的当前位置,和通过所述第一至第三直接波导出处理而导出的所述三个不同基站的位置。
24.按照权利要求14的定位方法,其中:
所述第二和第三步骤包括为从所述移动站到达至少三个不同基站的每个无线电波提取和估计每个直接波候选和修改直接波候选中的一个或多个;
所述第四步骤包括为每个基站选择一个所述提取和估计直接波候选,并组合所选择的直接波候选以生成多个组合,每个组合包括用于每个基站的所述直接波候选,使用所述多个组合计算所述移动站的一个粗略位置和每个粗略位置的一个定位误差,并导出包括在具有最小定位误差的所述组合中的所述直接波候选,作为一个与从所述移动站到达每个基站的一个直接波相对应的接收信号;和
所述第五步骤包括利用由所述直接波导出部分导出的与到达每个基站的直接波相对应的接收信号以及所述每个基站的位置,来确定所述移动站的当前位置。
25.一种定位系统,用于确定位于一个建立有多个基站的通信区中的一个移动站的当前位置,其中:
所述移动站包括:
一个接收信号产生部分,用于接收来自所述多个基站的无线电波以便根据每个接收的无线电波产生一个接收信号;
一个直接波候选(direct wave candidate)提取部分,用于基于所述的接收信号,为每个基站从来自所述多个基站的相应无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
一个直接波候选估计部分,用于在由所述直接波候选提取部分提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
一个直接波导出部分,用于在由所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分中提取和估计的多个直接波候选内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
一个定位计算部分,用于根据所述直接波导出部分导出的接收信号来确定所述移动站的当前位置,
其中所述移动站的当前位置是在所述移动站中,利用从建立在所述通信区中的多个基站到达所述移动站的无线电波而被确定的。
26.一种定位系统,用于确定位于一个建立有多个基站的通信区中的一个移动站的当前位置,所述系统包括:
一个配备在所述多个基站中的每个基站上的接收信号产生部分,用于接收来自所述移动站的一个无线电波以便按照每个接收的无线电波产生一个接收信号;
一个直接波候选提取部分,用于基于所述的接收信号,为每个基站从每个到达所述多个基站中的每个基站的无线电波中提取至少一个或多个直接波候选;
一个直接波候选估计部分,用于在由所述直接波候选提取部分提取的一个直接波候选上执行预定的误差校正处理,以便对至少一个或多个经过校正的直接波候选进行估计;
一个直接波导出部分,用于在由所述直接波候选提取部分和所述直接波候选估计部分提取和估计的多个直接波候选范围内,利用至少一个或多个直接波候选,为每个基站导出一个与一个真实直接波相对应的接收信号;和
一个定位计算部分,用于根据由所述直接波导出部分导出的与真实直接波相对应的接收信号来确定所述移动站的当前位置,
其中所述移动站的当前位置是在一个基站中,利用从所述移动站发出并到达所述多个基站的一个无线电波而被确定的。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001090928A JP4349758B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 位置測位装置 |
JP90928/2001 | 2001-03-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1388715A true CN1388715A (zh) | 2003-01-01 |
Family
ID=18945641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN02108116A Pending CN1388715A (zh) | 2001-03-27 | 2002-03-27 | 用于确定移动站位置的方法和装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6853847B2 (zh) |
EP (1) | EP1245963A3 (zh) |
JP (1) | JP4349758B2 (zh) |
CN (1) | CN1388715A (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007115469A1 (fr) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Zte Corporation | Procédé de réduction de redondance d'échange d'information dans le réseau local sans fil de type 802.11 |
CN102137488A (zh) * | 2011-02-16 | 2011-07-27 | 北京邮电大学 | 定位方法及装置 |
CN1985185B (zh) * | 2004-05-12 | 2011-12-14 | 诺基亚公司 | 定位移动终端 |
CN102970749A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 重庆市勘测院 | 多基站逐次逼近定位方法 |
WO2015035906A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | System and method for virtual user-specific connectivity management |
CN105900501A (zh) * | 2013-01-22 | 2016-08-24 | 苹果公司 | 检测移动接入点 |
CN107791984A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-13 | 福特全球技术公司 | 用于车辆乘员位置检测的方法和设备 |
CN110462418A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-11-15 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 使用毫米波波束基础设施对无人机的定位 |
US10887726B2 (en) | 2013-06-05 | 2021-01-05 | Apple Inc. | Utilizing mobile wireless access gateways for location and context purposes |
CN112558111A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-26 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 一种无人机定位方法和装置 |
CN112666519A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于广义二阶时延差的水下目标高精度定位方法 |
Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7715850B2 (en) * | 2002-10-22 | 2010-05-11 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for identifying transmitters in a wireless communication system using power predictions |
JP2004221991A (ja) * | 2003-01-15 | 2004-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 位置検知装置及び位置検知システム及び位置検知方法及び位置検知プログラム |
US7009561B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-03-07 | Menache, Llp | Radio frequency motion tracking system and method |
AU2003901463A0 (en) * | 2003-03-31 | 2003-04-17 | Qx Corporation Pty Ltd | A method and device for multipath mitigation in positioning systems using clustered positioning signals |
US7315275B2 (en) * | 2003-07-03 | 2008-01-01 | Navcom Technology, Inc. | Positioning system with intentional multi-path signal |
WO2005022191A1 (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-10 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and system of positioning |
KR100976109B1 (ko) * | 2003-11-26 | 2010-08-16 | 퀄컴 인코포레이티드 | 네트워크 정보를 이용하여 이동국의 위치 추정을 계산하는방법 및 장치 |
WO2005057946A2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-23 | Qualcomm Incorporated | Excess delay estimation using total received power |
US7403783B2 (en) * | 2004-02-17 | 2008-07-22 | Jadi, Inc. | Navigation system |
US20050227703A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Cheng Steven D | Method for using base station power measurements to detect position of mobile stations |
US7908041B2 (en) | 2004-04-29 | 2011-03-15 | Munro & Associates, Inc. | Self-leveling laser horizon for navigation guidance |
US7277048B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-10-02 | Preco Electronics, Inc. | Asset tracking method |
US7205933B1 (en) * | 2004-09-10 | 2007-04-17 | Rockwell Collins, Inc. | Hostile platform position location utilizing networked communications |
JP4747559B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2011-08-17 | 株式会社日立製作所 | 無線位置検出システムおよびそのサーバおよび基地局および端末 |
JP4586690B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2010-11-24 | 沖電気工業株式会社 | 位置推定システム |
JP4724545B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-07-13 | 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ | 位置検出方法、および位置検出システム |
US20070133598A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Patrick Moran | System and method for determining position of communicating devices |
US7715852B2 (en) * | 2006-01-06 | 2010-05-11 | Mediatek Inc. | Location estimation method |
WO2007098787A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Agence Spatiale Europeenne | Method of processing positioning signals, in particular for indoor applications. |
US7551579B2 (en) | 2006-05-08 | 2009-06-23 | Skyhook Wireless, Inc. | Calculation of quality of wlan access point characterization for use in a wlan positioning system |
US7515578B2 (en) * | 2006-05-08 | 2009-04-07 | Skyhook Wireless, Inc. | Estimation of position using WLAN access point radio propagation characteristics in a WLAN positioning system |
US8391894B2 (en) * | 2006-06-26 | 2013-03-05 | Intel Corporation | Methods and apparatus for location based services in wireless networks |
US20080262669A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-10-23 | Jadi, Inc. | Autonomous vehicle controller |
US7856234B2 (en) | 2006-11-07 | 2010-12-21 | Skyhook Wireless, Inc. | System and method for estimating positioning error within a WLAN-based positioning system |
US20080108336A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Muthaiah Venkatachalum | Location-based services in wireless broadband networks |
US8838477B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-09-16 | Golba Llc | Method and system for communicating location of a mobile device for hands-free payment |
US8838481B2 (en) * | 2011-07-26 | 2014-09-16 | Golba Llc | Method and system for location based hands-free payment |
US8193978B2 (en) | 2007-11-14 | 2012-06-05 | Golba Llc | Positioning system and method using GPS with wireless access points |
US20100041417A1 (en) * | 2006-12-28 | 2010-02-18 | Hans Lind | System for determining network structure and positions of mobile devices in a wireless communication network |
WO2008116168A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Jadi, Inc. | Navigation unit and base station |
JP2008267973A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Ntt Docomo Inc | 測位システム、移動通信端末、測位方法、測位サーバ、測位用icチップ、及び測位プログラム |
JP2009068924A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Brother Ind Ltd | 移動局位置推定方法および移動局測位システム |
WO2009054069A1 (ja) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Panasonic Corporation | 測位用受信装置及び移動端末の測位方法 |
DE102008036681A1 (de) * | 2008-01-11 | 2009-07-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Übereinstimmung einer Position mit einer Referenzposition |
JP5272843B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-08-28 | 株式会社Jvcケンウッド | 情報表示方法、情報表示システム、および、携帯端末 |
US20110074632A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Wireless positioning method and apparatus |
US20110074634A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Wireless positioning method and apparatus |
US8462053B2 (en) * | 2010-02-08 | 2013-06-11 | Symbol Technologies, Inc. | Systems and methods for setting a multi-band antenna based on location |
US8185120B2 (en) | 2010-03-26 | 2012-05-22 | Microsoft Corporation | Cellular service with improved service availability |
KR101951198B1 (ko) * | 2011-09-26 | 2019-02-25 | 삼성전자주식회사 | 측위 정확도 산출 방법 및 장치와 이를 이용한 단말의 측위 방법 및 장치 |
AU2014235292A1 (en) * | 2013-03-15 | 2015-10-08 | Nextnav, Llc | Techniques to improve the performance of a fixed, timing-based radio positioning network using external assistance information |
US20140333481A1 (en) * | 2013-05-09 | 2014-11-13 | Dataspeed Inc. | Method for locating the position of a vehicle |
US9772403B2 (en) * | 2013-08-23 | 2017-09-26 | The Boeing Company | Vehicle position validation |
US10049556B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-08-14 | Xiaomi Inc. | Method and device for positioning objects |
JP6677500B2 (ja) * | 2015-12-16 | 2020-04-08 | 株式会社ダイヘン | 移動局及び測位システム |
US10605920B2 (en) * | 2016-01-13 | 2020-03-31 | Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. | Power savings through refresh control for distance sensing devices |
JP6374440B2 (ja) * | 2016-06-15 | 2018-08-15 | 東京エレクトロニツクシステムズ株式会社 | 測位端末 |
JP2018179919A (ja) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 位置推定方法、位置推定装置、および位置推定システム |
US10575275B2 (en) * | 2017-08-23 | 2020-02-25 | Locix, Inc. | Systems and methods for adaptively selecting distance estimates for localization of nodes based on error metric information |
WO2019131299A1 (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 日本電気株式会社 | 測位装置、方法および記録媒体 |
US10862520B1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-12-08 | Link Labs, Inc. | Apparatus and method for mitigating effects of multipath interference between wireless communication nodes via constraint of estimated node location |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5717406A (en) * | 1995-06-07 | 1998-02-10 | Sanconix Inc. | Enhanced position calculation |
US5945948A (en) * | 1996-09-03 | 1999-08-31 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for location finding in a communication system |
US6026304A (en) * | 1997-01-08 | 2000-02-15 | U.S. Wireless Corporation | Radio transmitter location finding for wireless communication network services and management |
US6466565B1 (en) * | 1997-01-08 | 2002-10-15 | Trafficmaster Usa, Inc. | Measurement of spatial signature information in CDMA wireless communication systems |
US5926133A (en) * | 1997-07-21 | 1999-07-20 | Denso Corporation | Differentially corrected position location system and method for mobile communication networks |
GB9717844D0 (en) * | 1997-08-23 | 1997-10-29 | The Technology Partnership Plc | Improvements in,or relating to,digital cellular radio communication networks |
US5974329A (en) * | 1997-09-29 | 1999-10-26 | Rutgers University | Method and system for mobile location estimation |
JP3156768B2 (ja) * | 1998-01-21 | 2001-04-16 | 日本電気株式会社 | セルラ基地局およびそれに搭載される位置標定装置 |
US6070083A (en) * | 1998-05-14 | 2000-05-30 | Nortel Networks Corporation | Mobile communication device and communication network for providing location services |
US6313786B1 (en) * | 1998-07-02 | 2001-11-06 | Snaptrack, Inc. | Method and apparatus for measurement processing of satellite positioning system (SPS) signals |
US6166685A (en) * | 1998-11-19 | 2000-12-26 | Qualcomm Incorporated | Wireless user position update using infrastructure measurements |
US6184829B1 (en) * | 1999-01-08 | 2001-02-06 | Trueposition, Inc. | Calibration for wireless location system |
US6282426B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-08-28 | Nokia Mobile Phones Limited | Method, and associated apparatus, for determining geographic positioning of a wireless communication station operable in a non-ideal propagation environment |
JP4396801B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2010-01-13 | パイオニア株式会社 | 測位装置と測位方法及び測位システム |
US20030114170A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-19 | Rick Roland R. | Position determination system that uses a cellular communication system |
JP2004242122A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Hitachi Ltd | 無線信号の伝搬時間差に基づく端末位置の測位方法及び測位システム |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001090928A patent/JP4349758B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-26 EP EP02006944A patent/EP1245963A3/en not_active Withdrawn
- 2002-03-26 US US10/105,938 patent/US6853847B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-27 CN CN02108116A patent/CN1388715A/zh active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1985185B (zh) * | 2004-05-12 | 2011-12-14 | 诺基亚公司 | 定位移动终端 |
WO2007115469A1 (fr) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Zte Corporation | Procédé de réduction de redondance d'échange d'information dans le réseau local sans fil de type 802.11 |
CN102137488A (zh) * | 2011-02-16 | 2011-07-27 | 北京邮电大学 | 定位方法及装置 |
CN102137488B (zh) * | 2011-02-16 | 2013-07-24 | 北京邮电大学 | 定位方法及装置 |
CN102970749A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 重庆市勘测院 | 多基站逐次逼近定位方法 |
CN102970749B (zh) * | 2012-12-03 | 2014-12-03 | 重庆市勘测院 | 多基站逐次逼近定位方法 |
US10349374B2 (en) | 2013-01-22 | 2019-07-09 | Apple Inc. | Detecting mobile access points |
CN105900501A (zh) * | 2013-01-22 | 2016-08-24 | 苹果公司 | 检测移动接入点 |
US10887726B2 (en) | 2013-06-05 | 2021-01-05 | Apple Inc. | Utilizing mobile wireless access gateways for location and context purposes |
US10097962B2 (en) | 2013-09-12 | 2018-10-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | System and method for virtual user-specific connectivity management |
WO2015035906A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | System and method for virtual user-specific connectivity management |
CN107791984A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-13 | 福特全球技术公司 | 用于车辆乘员位置检测的方法和设备 |
CN107791984B (zh) * | 2016-08-31 | 2022-03-18 | 福特全球技术公司 | 用于车辆乘员位置检测的方法和设备 |
CN110462418A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-11-15 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 使用毫米波波束基础设施对无人机的定位 |
CN110462418B (zh) * | 2017-02-02 | 2024-02-06 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 使用毫米波波束基础设施对无人机的定位 |
CN112558111A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-26 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 一种无人机定位方法和装置 |
CN112558111B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-08-01 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 一种无人机定位方法和装置 |
CN112666519A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于广义二阶时延差的水下目标高精度定位方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1245963A2 (en) | 2002-10-02 |
JP2002291026A (ja) | 2002-10-04 |
EP1245963A3 (en) | 2006-02-22 |
US6853847B2 (en) | 2005-02-08 |
US20020183071A1 (en) | 2002-12-05 |
JP4349758B2 (ja) | 2009-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1388715A (zh) | 用于确定移动站位置的方法和装置 | |
CN1372393A (zh) | 测位装置和测位方法以及测位系统 | |
CN100343690C (zh) | 用于确定gps地面混合定位系统代数解的方法和装置 | |
CN1294775C (zh) | 信息提供系统、无线接入点、收费服务器和信息提供方法 | |
CN1950863A (zh) | 便携式导航终端及其程序 | |
CN1249449C (zh) | 移动体通信系统中的测位系统和位置算出方法 | |
CN1668936A (zh) | 用于估计移动设备的位置的方法和系统 | |
CN1150781C (zh) | 按移动电台方位形成基站天线辐射图形方向性的天线设备 | |
CN1568634A (zh) | 用于在通信网络中确定移动通信装置位置的方法和结构及具有程序代码工具的计算机程序和计算机程序产品 | |
CN1140811C (zh) | 故障点定位系统 | |
CN1300554C (zh) | 交互导航系统和方法以及其中使用的服务器 | |
CN1109325C (zh) | 车辆用路径导向装置及路径探索方法 | |
CN1174255C (zh) | 故障点定位系统 | |
CN1162023C (zh) | 移动通信系统以及相关的移动站、基站、基站发送功率控制系统和其通信控制方法 | |
CN1203623C (zh) | 用于对频谱扩展信号检测扩展码同步的方法和装置 | |
CN101069437A (zh) | 通信设备的检索系统 | |
CN1605016A (zh) | 终端装置 | |
CN1914939A (zh) | 传输时间差测量方法和系统 | |
CN1134181C (zh) | 移动通信系统及方法 | |
CN1457616A (zh) | 位置信息通知方法和设备 | |
CN1375979A (zh) | 信息支援系统、信息支援方法、信息终端装置及信息支援装置 | |
CN1322317A (zh) | 位置信息通知方法与位置信息通知装置 | |
CN1969585A (zh) | 便携式终端和使用它的无线品质表示方法、程序及系统 | |
CN1460189A (zh) | 位置测量方法和移动通信终端 | |
CN1476700A (zh) | 信息提供系统、信息处理设备、通信终端及其方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |