CN1668937A - 在网络辅助的位置确定中基准数据处理的系统和方法 - Google Patents

Abstract

揭示了一种在基准辅助定位技术中预处理基准数据的系统和方法。多个基准站中的每一个在网络上提供基准数据以进行预处理。预处理器分析来自多个基准站的数据并消除多个冗余数据集合。此外，预处理器可对数据以及基准站自身的状态进行质量保证校验。非冗余数据也可被预处理以进行差分GPS计算。经预处理的数据被发射至一个或多个位置服务器进行附加的处理并进行位置确定。

Description

在网络辅助的位置确定中基准数据处理的系统和方法

相关申请

本申请要求递交于2002年5月13日的No.60/380,405号美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明一般涉及位置确定，更具体地说，涉及服务器辅助的位置确定技术。

相关技术描述

卫星定位系统(SPS)基于从数个卫星接收的信号确定接收机的位置。在SPS的一个示例，称为全球定位系统(GPS)中，接收机一般通过计算从多个GPS卫星同时发射的信号的相对到达时间来确定它们的位置。这些卫星发射卫星定位数据和称为“天文历”数据的时钟定时数据两者作为其消息的一部分。对多个卫星搜寻并请求GPS信号、读取天文历和GPS系统数据(电离层(ionospheric)数据、通用时间坐标(UTC)数据、年历数据、健康(health)数据)的过程是很耗费时间的。在许多情况下，冗长的处理时间是不可接受的，此外，极大地限制了微型-小型化的便携式应用的电池寿命。

当前的GPS接收机的另一个限制是成功的操作必须限制在多个卫星可能清楚地观察到，即没有障碍并且有一个高质量的天线被正确地放置以接收这些信号的情况下。这样，当前的GPS接收机一般不能被用于处于具有明显的植物或者建筑物遮挡区域的便携的随身应用(例如城市、峡谷中)，以及室内的应用。

对于此问题，一种知名的解决方案包括使用集成了GPS接收机的无线电话。术语“无线电话”包括但不限于蜂窝电话、个人通信系统(PCS)设备、模拟无线电话、数字无线电话等等。尽管示例可能以无线电话的特定类型被提供，本发明并不限于任何特定的无线通信设备的类型。一无线链路在移动GPS单元、或者客户以及有时候被称为位置定位实体(PDE)的服务器之间被建立。移动GPS接收机获取所谓的可用卫星信号的快照。也就是说，移动GPS接收机将在短周期内记录来自其视线(line of sight)内所有的卫星信号。如上面所描述的，障碍一般会影响视线内可被移动GPS接收机侦测的卫星的数量并因此而降低由移动GPS接收机接受的信号的质量。在出现这种障碍时，由于移动GPS接收机的位置，可能接近建筑物或者植物，等等，接收的卫星信号可能会减弱并成碎片。

存在有知名的将诸如GPS的SPS和基准网络一起使用的技术。多个参考接收机将接收的GPS数据传递给诸如PDE的中央位置。PDE同样从移动GPS接收机接收数据并参照来自基准接收机的GPS数据分析移动GPS数据。作为此分析的结果，PDE可确定移动GPS接收机的位置。

图1是说明无线辅助定位现有技术的技术的功能框图。系统10包括数个基准站12-16，它们包括必须的硬件以接收GPS信号并通过通信链路18发射接收的数据。在一个典型的实现中，通信链路18是广域网(WAN)。通信控制器20接收基准数据并多路复用该数据以方便随后的发射。通信控制器20从基准站12-16接收多种形式的基准数据并通过通信链路24将基准数据发射到位置确定实体(PDE)22。在一个典型的实现中，通信链路18是WAN。

基准站12-16、通信链路18以及通信控制器20可被描述成广域基准网络(WARN)26。在WARN 26的一个典型实现中，基准站12-16广泛地分布于一个区域中的被精确知道的位置。图1说明了基准站1-N，其中N可基于覆盖的区域而变化。例如，美国本土(continental United States)可将12个或者更多的基准站分布在全国。

尽管没有在图1中说明，基准站12-16中的每一个包括天线、GPS接收机以及网络接口设备。一般，基准站12-16包括能通过通信端口，例如RS-232串行端口发射并接收消息的鉴定级(survey grade)的GPS接收机。能作为参考接收机(例如，在基准站12-16中的)运行的GPS接收机的一个示例是NovAtel接收机，其产生伪范围(pseudorange)和多普勒(Doppler)测量数据。该数据有时也被称为测量输出数据，差不多被所有的商业GPS接收机所支持。此外，一些接收机，例如NovAtel接收机还能够以未加工(raw)以及/或者预处理的形式产生GPS导航消息输出数据。这种接收机是商业上存在的并且不需要在此处详细描述。

多个基准站12-16传递基准数据至PDE 22。基准数据包括诸如来自单频或者双频基准站的伪范围和多普勒数据，以及用于时间同步的每秒一个脉冲信号。在一些情况下，基准站12-16可能不支持所有的上述的基准数据。然而，上述的基准数据是以来自基准站12-16的典型基准数据而说明的。

同样在图1中说明的还有移动GPS单元30，其一般可被包含在与GPS接收机相结合的组合无线通信设备(例如，蜂窝电话或者PCS设备)中。如上面所提到的，移动GPS单元30一般不接收足够数量和质量的使其能够独立精确确定移动GPS单元30的位置的卫星数据。作为独立位置确定的替代，移动GPS单元30将其接收到的分段(fragmentary)的GPS数据发射至无线通信控制器32。无线通信控制器32可以是传统的基站收发机站(BTS)等等。无线通信控制器32通过通信链路34发射分段的测量数据至PDE 22。在一典型的实现中，通信链路34可以是WAN。

PDE 22分析GPS参照由WARN 26提供的基准数据来测量来自移动GPS单元30的(码相位以及/或者其他测量)数据。例如，在一个实现中，来自正交接收机(即，I/Q数据样本)的分段数据样本被用于与来自基准站(例如，基准站12-16)的GPS导航消息数据进行“模式匹配”(pattern match)。将来自GPS接收机的信号和来自基准站的GPS信号进行模式匹配的概念是在领域内熟知的并且不需要在这里详细描述。PDE 22接下来可使用这些有时间标记(time-stamped)的测量，利用已知的方法以准确地确定移动GPS单元30的位置。PDE11或通过过无线通信控制器32将位置数据发送回移动GPS单元30。使用基准网络进行位置确定的处理是熟知的，所以不需要在这里详细描述。

在操作中，来自WARN 26中的每一个基准站12-16的未加工的数据测量和导航消息被传递到PDE 22用于与从移动GPS单元30接收的数据一起处理。在来自多个基准站12-16和来自移动GPS单元30的完全(或者接近完全)的基准数据的基础上，PDE 22可以高度准确性确定移动单元的位置。

这种方案的难度在于PDE 22上的附加数据负载。因此，可以理解很明显需要一种能基于来自WRAN的基准数据而有效确定移动GPS单元位置的装置和方法。本发明提供的这些以及其他的优势将在下面的详细描述和附图中变得明显。

发明概述

这里公开的系统的方法在基准辅助的位置定位系统中对基准数据进行预处理。在一个实现中，一装置被用于使用从多个基准数据源接收的基准数据来处理无线辅助定位的基准数据。一预处理器从多个基准数据源接收基准数据。基准数据被预处理。一位置确定处理器(PDP)耦合至该预处理器用于基于至少部分预处理数据来计算移动单元的位置。

在一个实施例中，预处理器对基准数据进行滤波以移除从多个基准数据源接收的冗余数据。在另一个实施例中，预处理器分析基准数据以移除从多个基准数据源接收的不可靠的参考消息。

在一个实施例中，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联。一个这样的实施例进一步包括和第二网络相关的路由器以从第一网络接收数据。

在一个实施例中，预处理器和第二网络相关联。和第二网络相关联的路由器从和第一网络相关联的多个基准数据源接收基准数据。

在另一个实施例中，预处理器和第一网络相关联。和第二网络相关联的路由器从第一网络接收预处理数据。在还有一个实施例中，在一个分布式系统中，多个预处理器和第一或者第二网络相关联。

附图简述

图1是传统的基准辅助无线定位系统的功能框图。

图2是所揭示的方法和装置的一个实施例的功能框图。

图3是另一个实施例的功能框图。

图4是说明所揭示的方法和装置的一个示例结构的功能框图。

图5是说明另一个结构的功能框图。

图6是说明冗余结构的功能框图。

图7是说明一个操作过程的流程图。

实施例详述

在传统的系统中，位置确定实体(PDE)22必须处理大量来自广域基准网络(WARN)26的基准数据以确定移动全球定位系统(GPS)单元30的位置。本技术包括在由PDE 22处理之前对来自WARN 26的数据进行分析的预处理器。作为预处理的结果，PDE 22的工作负荷(workload)将极大地降低并且位置确定技术的吞吐量将因此而增加。

一个系统100以简化的形式在图2的功能框图中示出。多个基准站(例如，基准站12-16)中的每一个产生一组基准数据并通过通信链路18传输到通信控制器(CC)(例如，通信控制器20)。为了方便描述系统100，通信链路18在此处将被描述成广域网(WAN)。然而，熟悉本领域的技术人员将认识到通信链路18可由其他的传统技术实现，例如T1连接、DSL、ISDN、有线调制解调器、专线、卫星链路、微波链路、LAN等等。揭示的结构并不限于在基准站12-16以及CC 20之间示出的通信链路18的特定形式。

和每个基准站相关的是一个网络接口函数，其包括网络接口控制器(NIC)40。NIC 40的功能是将数据装入多个数据分组或者帧中用于在WAN 18上传输。多种不同的接口类型可被用于实现该任务。例如，NIC 40可由帧延迟接入设备、串行至互联网协议(IP)转换设备等等实现。熟悉本领域的技术人员将认识到根据通信链路的特定实现，其他接口设备也可被用于满足系统100。这些设备的操作是本领域内熟知的所以不需要在此处详细描述。

需要注意NIC 40仅仅提供数据分组和寻址功能，但是本身不处理基准数据。NIC 40将来自每一个基准站12-16的数据放置到WAN 18上用于IP路由。在WARN 26的一个当前实现中，CC 20耦合至WAN 18并从基准站12-16中的每一个接收数据。尽管没有在图2中特别说明，熟悉本领域的人员将理解CC 20还包括网络接口功能，例如NIC 40。如果通信链路18被实现为WAN，和CC 20相关的网络接口功能可包括一路由器。对于这种设备的操作在本领域内是熟知的，为了简明，此处将不再描述。

WARN 26可包括一个或多个CC 20。CC 20可在不同的计算机操作系统，例如Unix或者WinNT上被容易地实现。CC 20不知道特定基准数据(即，伪范围、多普勒、导航数据、天文历数据等等)，但是它被用于管理并监控通过帧延迟到达的数据的状态。在从一个或多个基准站12-16接收基准数据后，CC 20附加一头部以指示基准数据的长度(例如，字节的数量)、用于对产生该数据的基准站的站台标识(例如，基准站12-16)、以及序列号。CC 20接下来用通信链路24路由该数据至WARN处理器104。

为了简化对于系统100的描述，通信链路24在这里将被称为WAN。然而，熟悉本领域的技术人员将会认识到通信链路24可由诸如T1连接、DSL、ISDN、有线调制解调器、专线、卫星链路、微波链路等的其他传统技术实现。其他实施例可使用其他形式的通信链路24。

在操作中，CC 20将每个数据分组放置在WAN 24上用于互联网协议(IP)路由。CC 20的功能是多路复用未加工的数据并通过通信链路24将未加工的数据提供给WARN处理器104进行处理。如将要在下面更详细描述的，WARN 104将预处理数据路由至位置确定处理器(PDP)，在此处被称为位置服务器106。在图2中，WARN处理器104通过通信链路108耦合至位置服务器106。为了简化对系统100的描述，通信链路108将在此处被描述为局域网(LAN)。然而，熟悉本领域的技术人员将理解通信链路108可由其他传统技术来在系统100中被满意地实现，例如T1连接、DSL、ISDN、有线调制解调器、专线、卫星链路、微波链路、WAN或者其他适于这种通信的通信链路。

在一个实施例中，系统100在具有多个WARN处理器104以进行基准数据处理和/或具有多个位置服务器106以进行必须的位置计算的的分布式结构中实现。在该分布式结构中，如图3所说明的，系统100使用多个位置服务器1 06来实现，其中的每一个可独立地操作以计算移动GPS单元30的位置(图2)。在该实施例中，系统100可实现为客户服务器结构，其中WARN处理器104的功能是作为客户机并提供数据至一被选择的位置服务器106。相应的，被选择的位置服务器106进行必需的位置计算并返回期望的结果。

在一个典型的实现中，位置服务器106的数量是根据要求位置确定技术的用户的数量(即，当用户的数量增加时更多的位置服务器将被增加到系统100中)。位置服务器106可以是中央式布置的或者是地理上分布的。在一个典型的实现中，一个或多个位置服务器106和一个或多个WARN处理器104相关联。在这种情况下，单个位置服务器106将接收来自一个WARN处理器104的数据并进行相关的位置确定计算。然而，在其他实施例中，WARN处理器104和位置服务器106之间的工作量可被动态地平衡以寻求最大的吞吐量。然而，在分布式结构中的多个处理器之间进行工作负荷平衡的技术(即，多个WARN 104和/或多个位置服务器106)是在本领域内被熟知的所以不需要在此处详细描述。然而，多个WARN处理器104和多个位置服务器106的功能是以最优的方式提供必需的位置定位数据。如下面将要详细描述的，多个WARN处理器104也可以以冗余配置的方式操作以提供分布式系统中的失败模式恢复。

一个或多个WARN处理器104通过通信链路108与多个位置服务器106进行通信。在一个实施例中，WARN处理器104可在作为相应的位置服务器106的相同的计算平台上实现。在该实施例中，通信链路108可以是在计算平台内的内部数据总线。

在另一个实施例中，WARN处理器104和位置服务器106可以在不同的计算平台上实现。在该实施例中，通信链路108可以是诸如局域网的网络链路。熟悉本领域的人员将会认识到其他结构也可以被容易地使用以实现系统100。

在另一个实施例中，位置服务器106不进行真正的位置确定计算。作为替代，位置服务器106从WARN处理器104接收预处理基准数据并进行计算以产生“辅助”信息，例如天文例数据和/或年历数据。位置服务器106传递辅助信息至分离的位置确定实体。在一个实施例中，位置确定实体22可以是与移动GPS单元30共处在一起(参考图1)。在该实施例中，必须的数据被传递给移动GPS单元30以使单元30可进行计算以确定其自己的位置。在其他实施例中，分开的独立位置确定实体22可进行必须的计算并传递结果至移动GPS单元30。系统100的不同组件使用路由器102耦合至WAN(例如，通信链路18以及通信链路24)。路由器是传统的计算机系统组件，其操作是被很好地理解的所以在这里不详细描述。

如果诸如ISDN连接的其他形式的通信被用于实现通信链路18或者通信链路24，路由器102可被其他适合于特定结构的传统计算机组件所替换。WARN处理器104的特定位置对于满足系统100的操作来说并不是关键的。

图4是说明具有现存WARN 26的系统100的一个实现的功能框图。如前面所描述的，基准站12-16中的每一个使用NIC 40耦合至WAN 18以将数据格式化并寻址到CC 20。路由器42耦合至WAN 18并从基准站12-16接收基准数据。路由器42是传统的组件并用于接收基准数据的地址以将基准数据路由并传送至CC 20。路由器42和CC 20由可由各种已知形式实现的通信链路44相互耦合。在一个实现中，通信链路44是LAN。系统100不限于通信链路44被实施的特定形式。

接收的基准数据被进一步由CC 20以上述的形式分组化并多路复用。分组化的数据被使用路由器46发射到一通信链路(例如，WAN 24)。路由器46的操作是为领域内所熟知的所以不需要在这里详细描述。

路由器102耦合到通信链路24。路由器46接收基准数据并通过通信链路将接收的基准数据路由到WARN处理器104。这样，在图4所示的实现中，WARN处理器104和位置服务器106两者都耦合到通信链路108。为了方便，图4将路由器102、WARN处理器104和位置服务器106图示在同一个框图内。然而，熟悉本领域的技术人员将会理解这些组件并不需要物理上结合在一起。使用传统的网络技术，不同的组件可以被放置在方便通信、系统维护等的位置。

在另一个实施例中，WARN处理器104耦合至通信链路44而不是通信链路108。这在图5的功能框图中说明。WARN处理器104耦合至通信链路31并从各个基准站(例如，基准站12-16)接收基准数据。WARN处理器104进行与图4所示的实施例中的WARN处理器相同的预处理功能。然而，在这个实施例中，路由器46通过通信链路24发射预处理的基准数据至路由器102。相应的，路由器102使用通信链路108直接发射预处理的基准数据至位置服务器106。这样，WARN处理器104的特定位置对于满足系统100的操作并不是关键的。

在图4和图5所示的实施例中，WARN处理器104进行相同的功能。也就是，WARN处理器104预处理基准数据以消除由位置服务器106进行的额外的数据处理步骤。在图4所示的实施例中，路由器42通过通信链路24和路由器102传递未处理的基准数据至WARN处理器104。在图5所示的实施例中，路由器42将未处理的基准数据路由至WARN处理器104进行处理。路由器46随后通过通信链路24和路由器102路由处理的数据至位置服务器106。

在另一个实施例中，系统100的分布式结构允许多个WARN处理器104的联合(association)。图4和图5的系统结构可被组合，因而第一WARN处理器104耦合至通信链路108(参考图4)而第二WARN处理器104耦合至通信链路45(参考图5)或者通信链路31。在该实施例中，工作负荷可在两个WARN处理器104之间分配以实现工作负荷平衡。例如，耦合至通信链路31的WARN处理器104可处理数据的第一部分而耦合至通信链路108的WARN处理器104可处理数据的第二部分。

或者，多个WARN处理器104可在一“菊仕链(daisy-chain)”配置中实现，其中耦合至通信链路45第一WARN处理器104(参考图5)被配置成在用于通过整个操作。也就是说，耦合至通信链路31的WARN处理器104简单地路由未处理的数据至另一个可耦合至通信链路31或者耦合至通信链路108的WARN处理器104(参考图4)。在另一个实施例中，耦合至通信链路45的WARN处理器104可为第一移动GPS单元30(参考图2)处理数据而耦合至通信链路108的WARN104可处理和第二无线GPS单元(没有示出)相关联的数据。在另一个实施例中，一WARN处理器104可处理来自基准站12-16的选择部分的数据而第二WARN处理器104处理来自基准站12、14、16的不同部分的基准数据。多个处理器之间的附加的工作负荷平衡技术是本领域内熟知的所以不需要在这里详细描述。分布式结构的另一个优势是系统的冗余和备份。在该配置中，如图6所示的，一WARN处理器604a的功能是作为主WARN处理器，而第二WARN处理器604b的功能是作为第二WARN处理器。主和第二WARN处理器(共同称为“604”)两者都通过独立的通信线路接收数据。如图1所示，第一通信控制器620a通过诸如WAN的通信链路624a耦合至第一路由器602a。类似的，第二通信控制器620b通过通信链路624b耦合至第二路由器602b。熟悉本领域的技术人员将会认识到不同的通信链路可被用于将通信控制器(共同称为“620”)耦合至路由器102。此外，在图6中说明的系统600可被实现为仅仅具有单个的通信控制器，路由数据至主和第二WARN处理器104，如下面所描述的。

如图6所示，第一路由器602a通过通信链路110耦合至主WARN处理器104a。第一路由器602a还通过通信链路112耦合至第二WARN处理器604b。类似的，第二路由器602b通过通信链路114耦合至主WARN处理器604b并且还通过通信链路116耦合至第二WARN处理器604b。熟悉本领域的技术人员将会认识到通信链路110-116可使用多种熟知的技术实现。例如，通信链路110-116可被实现为LAN、WAN、直接线路、帧延迟设备、ISDN通信链路、微波通信链路、专用线路、无线通信链路、卫星通信链路或者上述的任意组合。独立通信链路的优势是路由器602可将数据从通信控制器620路由至主或者第二WARN处理器604。如图6所示的，主和第二WARN处理器604中的每一个包括多个网络接口控制器40a-40f。主和第二WARN处理器604中的控制器NIC 1 40a、40c分别通过链路110和112耦合至第一路由器602a。类似的，主和第二WARN处理器602中的控制器NIC 2 40b、40d分别通过通信链路114和116耦合至路由器2 602b。此外，主和第二WARN处理器604中的控制器NIC 3 40e、40f耦合至诸如通信链路608的通信链路。位置服务器606耦合至通信链路608并且从主和第二WARN处理器604中的一个或者两者接收数据。图6的冗余结构具有优势地允许在部分系统故障的事件中进行备份操作。例如，如果第一通信控制器620a不可操作，第二通信控制器620b可通过第二路由器602b路由数据至主和第二WARN处理器604两者。类似的，如果WARN处理器604失效，图6的冗余结构将允许系统100继续操作。例如，如果主WARN处理器604b失效，第一和第二路由器602将分别通过通信链路112和116将数据路由至第二WARN处理器604b。因此，图6的冗余结构允许系统在部分系统失效的事件中操作。其他的容错或者冗余配置可被用于系统600。例如，计算机系统经常被配置成实现虚拟路由器冗余协议(VRRP)以提供计算冗余配置。系统600将使用图6的配置、VRRP或者其他熟知的配置来满意地操作。如上面描述的，系统600可使用多种计算机结构实现。在任何上述的配置中，WARN处理器104、604被操作为用于减轻位置处理器106、606的工作负荷。

WARN处理器104、604处理从WARN 26接收的数据并发射数据至位置服务器106、606。在多个基准站的情况下，会有来自WARN 26的冗余以及非冗余的未加工的数据到达。WARN处理器104、604分析冗余数据的类型，其可包括天文历数据和未加工的导航数据。来自所有提供基准数据的基准站(例如，基准站12-16)中的至少两个的基准站的数据被比较。

如果冗余数据类型是一致的(in agreement)，具有相同时间标示和数据内容的其他冗余数据将被忽略，不传输给选择的位置服务器106、606。发射给选择的位置服务器106、606的冗余数据的集合的数量可根据通信链路24、624和/或通信链路108、608的可靠性以及带宽。例如，使用图5的配置，多个冗余数据集合可被通过通信链路24发射到位置服务器106。然而，在另一个实现中，通信链路24可实现为相对可靠的TCP/IP连接。在这个实例中，仅有单个数据集合可被发射到位置服务器106。因此，相同数据的不同数量的集合将根据通信链路的可靠性和带宽而被发射到选择的位置服务器106。冗余数据的附加集合将被发射到选择的位置服务器106以保证足够的数据冗余度，并同时降低选择的位置服务器的多个冗余数据的流量(flooding)。WARN处理器104发射减少的数据集合至选择的位置服务器106以使用传统的方式进行进一步的处理，这不需要在这里详细描述。选择的位置服务器106的工作负荷被降低是因为它仅仅需要处理减少的冗余数据集合。

对于非冗余数据类型，例如基准接收机测量分组，数据可以和正确的接收机识别数据一起被发射到选择的位置服务器106。对于非冗余数据类型，WARN处理器104将计算差分校正(即，差分GPS(DGPS)数据)并发送校正的DGPS数据至选择的位置服务器106。这个对于非冗余数据的预处理同样降低了所选择的位置服务器106的工作负荷。

除了消除冗余数据以及数据的预处理，例如校正DGPS数据，WARN处理器104对从基准站(例如，基准站12-16)接收的测量数据进行质量认证分析。WARN处理器104通过CC 20从多个基准站接收数据，如前面所描述的。

质量保证(QA)处理在图7的流程图中说明。在起始200处，在WARN 26和CC 20之间建立通信线路。在步骤202，WARN处理器104从一个或多个基准站接收并读取数据。在一个实现中，其中通信链路24是WAN，这包括通过其中一个路由器(例如，路由器102)从相同的IP多播地址中接收数据。WARN处理器104读取数据并按照站台标识、长度、序列号等等来分析数据。熟悉本领域的技术人员将要理解数据一般是被作为多个数据分组被发射。序列号指示整个数据消息中个别数据分组的序列号。

在步骤204，WARN处理器104更新数据话务统计。这包括从每一个基准站12-16接收的字节数的更新、在序列之外接收的数据分组的总数、以及/或者丢失的数据分组。数据话务统计量可被用于确定基准站自身进行的满意操作以及将基准站耦合至系统100的其他组件的通信链路。

在判决206处，WARN处理器104确定数据是否是未加工的数据(例如，伪范围数据)。如果数据不是未加工的WARN数据，决定206的结果是“否”，并且在步骤208，WARN处理器路由数据至目的地。在一些实施例中，例如在图3-5的分布式结构中，WARN处理器104中的一个可具有已经经处理的数据。第二WARN处理器因此接收已经经处理的数据。对于这种类型的数据，WARN处理器104不进行附加的处理，而是仅仅作为数据网络中的一个节点并且将数据中继至最终的目的地。一般，最终的目的地是位置服务器106，但也可以是网络上的其他任何节点。

如果接收的数据是未加工的WARN数据，决定206的结果是“是”。在那种情况下，WARN处理器104在步骤212种对数据进行解码并在步骤214中划分数据。在步骤212，WARN处理器解码未加工的数据(诸如从NovAtel参考接收机接收的数据或者其他制造商的数据)成为内部属性(generic)的数据格式用于导航消息数据、测量数据或者其他数据分组。基准站也可发送年历和/或天文历数据至WARN处理器104。作为步骤212种的解码处理的一部分，WARN处理器104估计数据的完整性并确定是否已发生数据损坏。这可以通过使用传统的技术来完成，例如校验和、数据的纠错技术等等。熟悉本领域的人员将会理解数据完整性可通过各种熟知的技术而被确定。很多数据检错和/或纠错技术可被满意地用于系统100。

在步骤214，WARN处理器104将数据分成两个组。也就是说，数据被划分成站数据，其可包括伪范围测量、校正数据等等。和卫星相关的数据被划分到一个分开的组。这包括诸如导航消息数据、天文历数据、年历数据等等。

在步骤220，WARN处理器104处理卫星数据。这包括更新卫星数据计数器、将卫星数据和先前保存的历史数据相校验、填充数据空隙等等的处理。WARN处理器还可以基于从卫星接收的所有数据来修复收到的数据。例如，如果需要的话，WARN处理器104可基于从特定卫星接收的所有数据反转导航消息的极性。如果需要的话，WARN处理器104还可以重建GPS系统参数，例如广播电离层模型、UTC偏移、健康寻呼参数、年历、天文历等等。

WARN处理器104还将天文历数据与来自基准站的显式的天文历数据进行校验。WARN处理器104周期性地比较来自个别的卫星的被解码的系统数据以导出最佳的当前公共系统参数并传输到位置服务器106。最终，经处理的数据被插入到卫星数据缓冲以进行后续的至位置服务器106的传输。在同一时刻，WARN处理器104在步骤222执行不同的处理以处理站数据。这包括更新站的诸如数据间的间隔、失序的或者丢失的数据等等的特定统计量。WARN处理器104还可以使用现存的数据来填充间隔。一些商业基准等级的GPS接收机以双频的模式操作。如果双频测量可用，WARN处理器104可为每一个卫星测量电离层延迟和/或组合测量以形成一组不受电离层影响的观察。

对于站特定数据，如果测量被接收，每个基准站的DGPS校正可被计算。熟悉本领域的技术人员将认识到计算DGPS校正要求卫星轨道计算。当所有的数据在单一的周期(例如，每10秒钟)内可用时，公共网络校正以及时钟参数被计算，个别站校正也被计算并且相对于公共网络校正进行校验。任何超过一预定门限的测量被认为是不可靠的并被消除。该过程消除了可能被认为是有问题的精度的数据并因此而改善了由系统100处理的数据的质量。经处理的数据被插入到站数据缓冲用于后续的至位置服务器106的传输。

分别在步骤220和222的卫星数据处理和站数据处理之后，WARN处理器104在步骤226中更新性能统计量。这包括更新接收的卫星和站数据两者的性能统计量。WARN处理器还可编码并压缩最佳的可用数据并被传输至位置服务器106。如前面所提到的，在分布式系统中，系统100可包括多个位置服务器106，它们可连接到相同的LAN、不同的LAN，并且可以相互之间以及与WARN处理器104之间靠近或者远离。

在步骤228，WARN处理器104发射数据至一个或多个位置服务器106。在系统100的一个典型的实现中，WARN处理器104可向位置服务器106发射校正的数据或者受控制的且经滤波的测量的质量、网络校正、电离层模型(或者导出的或者广播的)、UTC时间参数、系统健康寻呼、个别卫星的导航消息、年历、天文历等等。熟悉本领域的技术人员将认识到WARN处理器104可以不发射上面所列出的全部数据。此外，WARN处理器104可发射附加的专有的性能度量，例如跟踪单个卫星的基准站的数量、WARN处理器自身的性能统计、活动的基准站的数量、坏的测量的数量等等。该数据可被用于确定来自或者给到任何给定的卫星、任何给定的基准站或者系统100的不同组件的可靠性。

在判决620，系统100确定附加数据是否可用。如果附加数据可用，判决230的结果是“是”，且系统回到步骤202以处理附加数据。如果没有附加数据存在，判决230的结果是“否”。在这种情况下，在步骤234 WARN处理器104发射一警告信息指示没有附加数据可用并且处理在步骤238结束。因此，WARN处理器104提供预处理能力，改善了数据的可靠性并降低了PDE 22(参考图1)上的其他负担。

除上述的数据处理之外，WARN处理器104还产生可被发射到管理客户机(没有示出)的状态消息。此外，WARN处理器104可产生准备发射到管理客户机的预处理的统计量。最终，WARN处理器104还可以在预处理操作期间出现致命错误或者意外事件时产生警告或者出错消息。

任何一个基准站(例如，基准站12-16)至CC 20的带宽较佳的大约为10-50千比特(kilobits)每秒-Kbps。这个带宽的期望是基于基准站产生的数据量以及数据更新的频率，所以它可在不同的实现中有显著的变化，这要根据如确切使用的消息、可用的卫星的数量以及每个消息的更新速率等的因素。期望单个基准站接收机的通信信道带宽保持在低水平上(10kbps)。从CC 20至WARN处理器104的带宽是不同的。这个带宽是基于由每个基准站(例如，基准站12-16)所提供的数据和添加到由CC 20所添加的每个数据分组的附加数据分组头部的组合。上述的带宽是用于耦合至通信管理器网关的单个基准站。如果多个基准站被使用，带宽要求会成比例地增加。也就是说，带宽大约为N*10Kbps，其中N是提供数据至CC 20的基准站的数量。

从WARN 104至位置服务器106的带宽是根据发送的数据以及期望的冗余的类型。该带宽受到可被附加到由WARN处理器104处理的附加数据头部的影响。在一个典型的实现中，来自WARN处理器104的被滤波/处理的数据希望是少于3*10Kbps，该值如果在所有的数据都被发射到PDE 22(参考图1)，则是大大少于N*1.0Kbps。

系统100在上面通过多个不同的实现和结构进行描述。需要理解尽管前面已经说明了不同的实施例以及优势，上述的公开仅仅是为了说明，对于细节部分可以进行改变，但是其仍然是在所揭示的方法和装置的基本原理之内。本发明仅仅由权利要求所限制。

Claims (64)

1.一种用于处理基准数据的装置，包括：

从多个位置定位基准站接收基准数据并从接收的基准数据中产生经处理的数据的第一处理器；以及

耦合至第一处理器以至少部分基于经处理的数据计算移动单元的位置的第一位置确定处理器(PDP)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，多个位置定位基准站与第一网络相关联而第一PDP和第二网络相关联。

3.如权利要求2所述的装置，还包括与第二网络相关联以从第一网络接收数据的路由器，其中第一处理器与第二网络相关联而与第二网络相关联的路由器从与第一网络相关联的多个位置定位基准站接收基准数据。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第一处理器与第一网络相关联而与第二网络相关联的路由器从第一网络接收经处理的数据。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，与第二网络相关联的第一、第二网络、局域网以及路由器通过广域网(WAN)与第一网络通信。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括交替与第一或者第二网络相关联的第二处理器。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，第一处理器与第一网络相关联而第二处理器与第二网络相关联。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，第一处理器以通过(passthrough)模式起作用以传送基准数据转发至第二处理器，第二处理器产生经处理的数据。

9.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括与第二网络相关联的第二PDP。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，第一PDP至少部分基于来自第一处理器的经处理的数据来计算第一移动单元的位置，而第二PDP至少部分基于来自第一处理器的经处理的数据来计算第二移动单元的位置。

11.如权利要求9所述的装置，还包括处理来自基准数据源的基准数据的第二处理器。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，第二PDP可通信地耦合至第二处理器并且从第二处理器接收经处理的数据。

13.如权利要求1所述的装置，还包括从多个基准数据源接收基准数据并从其产生经处理的数据的第二处理器。

14.如权利要求13所述的装置，还包括耦合至第二处理器的第二PDP。

15.如权利要求1所述的装置，还包括耦合至第一处理器的第二PDP。

16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一处理器过滤基准数据以移去来自多个基准数据源的冗余数据，经处理的数据包括被过滤的数据。

17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一处理器分析基准数据以移去来自多个基准数据源的不可靠基准数据，经处理的数据包括被确定为可靠的数据。

18.一种使用从多个基准数据源接收的数据来处理无线辅助定位的基准数据的装置，所述被处理的基准数据用于后续的由位置定位处理器(PDP)处理，该装置包括：

控制与基准数据源的通信并从基准数据源接收基准数据的通信控制器；以及

与通信控制器可通信地耦合以从通信控制器接收基准数据的第一处理器，第一处理器处理来自基准数据源的基准数据以消除冗余数据并产生经处理的数据，通信控制器将经处理的数据发送到PDP。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一处理器和第二网络相关联。

20.如权利要求19所述的装置，第一处理器通过耦合第一和第二网络的通信链路从第一网络接收基准数据，第一处理器通过第二网络将经处理的数据发送到PDP。

21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，PDP被实现为计算机系统的一部分，第一处理器是PDP计算机系统的一部分。

22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDE与第二网络相关联，第一处理器与第一网络相关联。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于第一处理器通过第一网络接收基准数据并通过耦合第一和第二网络的通信链路将经处理的数据发送到PDP。

24.如权利要求18所述的装置，其特征在于，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一和第二网络由广域网(WAN)相互耦合在一起且第一处理器交替地和第一或者第二网络相关联。

25.如权利要求18所述的装置，其特征在于，第一处理器还分析基准数据以移去从多个基准数据源接收的不可靠基准数据，经处理的数据包括被确定为可靠的数据。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，第一处理器还基于从不同的基准数据源接收的基准数据的可靠性来分析多个基准数据源的性能。

27.如权利要求18所述的装置，其特征在于，基准数据包括一由通信控制器接收的数据分组序列，第一处理器从至少多个基准数据源的一部分分析数据分组序列以产生关于该部分基准数据源的性能的统计数据。

28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，统计性能数据是基于至少部分不按顺序的数据分组、丢失的数据分组、以及数据分组中丢失数据部分有关的数据。

29.如权利要求18所述的装置，还包括处理来自基准数据源的基准数据的第二处理器。

30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一处理器与第一或者第二网络相关联而第二处理器交替地与第一或者第二网络相关联。

31.如权利要求29所述的装置，其特征在于，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一处理器与第一网络相关联而第二处理器与第二网络相关联，第一处理器以通过模式起作用以将基准数据传送到第二处理器。

32.如权利要求29所述的装置，其特征在于，第一和第二处理器通过通信链路以冗余配置耦合在一起，除非在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，基准数据将被路由到第一和第二处理器两者，当第一、第二处理器中的一个失效情况下，数据被路由到第一、第二处理其中剩下的没有失效的那一个。

33.如权利要求32所述的装置，还包括第一和第二路由器，其中的每一个都可通信地耦合至第一和第二处理器两者并配置成路由部分的基准数据至第一和第二处理器。

34.一种使用从多个基准数据源接收的数据来处理无线辅助定位的基准数据的装置，所述被处理的基准数据用于后续的由位置定位处理器(PDP)处理，该装置包括：

用于处理来自基准数据源的基准数据以移去冗余基准数据并因此而产生经处理的数据的第一处理器装置；以及

用于将经处理的数据发送到PDP的通信装置。

35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，第一处理器装置交替地与第一或者第二网络相关联。

36.如权利要求34所述的装置，其特征在于，PDP被实现作为计算系统的一部分，第一处理器装置是PDP计算系统的一部分。

37.如权利要求34所述的装置，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，第一和第二网络由广域网(WAN)耦合在一起而第一处理器装置交替地与第一或者第二网络相关联。

38.如权利要求34所述的装置，其特征在于，第一处理器装置包括用于移去从多个基准数据源接收的不可靠数据的装置，经处理的数据包括被确定为可靠的数据。

39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，第一处理器装置基于数据可靠性产生关于多个基准数据源中的至少一部分的性能等级的统计数据。

40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，基准数据包括一数据分组序列而第一处理器装置基于不按顺序的数据分组、丢失的数据分组以及数据分组中丢失数据部分有关的数据产生统计数据。

41.如权利要求34所述的装置，还包括处理来自基准数据源的基准数据的第二处理器装置。

42.如权利要求41所述的装置，还包括第二PDP，其中第一处理器装置产生用于PDP的经处理的数据而第二处理器产生用于第二PDP的经处理的数据。

43.如权利要求41所述的装置，其特征在于，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一处理器装置交替地和第一或者第二网络相关联而第二处理器装置交替地和第一或者第二处理器相关联。

44.如权利要求41所述的装置，其特征在于，第一和第二处理器装置通过通信链路以冗余配置耦合在一起，除非在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，基准数据将被路由到第一和第二处理器两者，在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，数据被路由到第一、第二处理其中剩下的没有失效的那一个。

45.一种计算机可读媒质，其内容使得一计算机系统使用从多个基准数据源接收的数据来处理无线辅助定位的基准数据的装置，被处理的数据用于由位置定位处理器(PDP)进行后续处理，该可读媒质的内容使得第一计算机系统：

处理来自基准数据源的基准数据以移去冗余基准数据并因此而产生经处理的数据；以及

将经处理的数据发送到PDP。

46.如权利要求45所述的计算机可读媒质，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，第一处理器装置交替地与第一或者第二网络相关联。

47.如权利要求45所述的计算机可读媒质，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，第一和第二网络由广域网(WAN)耦合在一起且第一处理器装置交替地与第一或者第二网络相关联。

48.如权利要求45所述的计算机可读媒质，还包括使得第一计算机系统移去从多个基准数据源接收的不可靠数据的内容，经处理的数据包括被确定为可靠的数据。

49.如权利要求45所述的计算机可读媒质，其特征在于，该计算机可读媒质还包括使得第一计算机系统基于数据可靠性产生关于多个基准数据源中的至少一部分的性能等级的统计数据的内容。

50.如权利要求49所述的计算机可读媒质，其特征在于，基准数据包括一数据分组序列而第一处理器装置基于不按顺序的数据分组、丢失的数据分组以及数据分组中丢失数据部分有关的数据产生统计数据。

51.如权利要求45所述的计算机可读媒质，还包括使得第二计算机系统处理来自基准数据源的基准数据的内容。

52.如权利要求51所述的计算机可读媒质，其特征在于，多个基准数据源和第一网络相关联而PDP和第二网络相关联，第一处理器装置交替地和第一或者第二网络相关联而第二处理器装置交替地和第一或者第二处理器相关联。

53.如权利要求51所述的计算机可读媒质，其特征在于，第一和第二计算机系统通过通行链路以冗余配置耦合在一起，除非在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，基准数据将被路由到第一和第二处理器两者，在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，数据被路由到第一、第二处理其中剩下的没有失效的那一个。

54.一种使用从多个基准数据源接收的数据来处理无线辅助定位的基准数据的方法，所述被处理的基准数据用于后续的由位置定位处理器(PDP)处理，该方法包括：

从多个基准数据源接收基准数据；

处理基准数据以移去冗余基准数据并因此而产生经处理的数据；以及

将经处理的数据发送到PDP。

55.如权利要求54所述的方法，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，基准数据的处理通过交替地与第一或者第二网络相关联的一计算机系统而完成。

56.如权利要求54所述的方法，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，其中接收基准数据包括将未处理的数据从第一网络传送到第二网络，而将经处理的数据发送到PDP包括通过第二网络将经处理的数据传送到PDP。

57.如权利要求54所述的方法，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDP与第二网络相关联，其中接收基准数据包括通过第一网络接收基准数据，而将经处理的数据发送到PDP包括将经处理的数据从第一网络传送到第二网络。

58.如权利要求54所述的方法，还包括移去从多个基准数据源接收的不可靠基准数据的内容，经处理的数据包括被确定为可靠的数据。

59.如权利要求54所述的方法，还包括该基于数据可靠性产生关于多个基准数据源中的至少一部分的性能等级的统计数据的内容。

60.如权利要求59所述的方法，其特征在于，基准数据包括一数据分组序列而第一处理器装置基于不按顺序的数据分组、丢失的数据分组以及数据分组中丢失数据部分有关的数据产生统计数据。

61.如权利要求54所述的方法，还包括使用第一和第二计算机系统处理基准数据。

62.如权利要求61所述的方法，其特征在于，位置确定是由第一和第二PDP确定，第一计算机系统处理用于发送到第一PDP的基准数据而第二计算机系统处理用于发送到第二PDP的基准数据。

63.如权利要求61所述的方法，其特征在于，多个基准数据源与第一网络相关联而PDE与第二网络相关联，第一计算机系统交替地和第一或者第二网络相关联而第二计算机系统交替地和第一或者第二网络相关联。

64.如权利要求61所述的方法，其特征在于，第一和第二处理器通过通信链路以冗余配置耦合在一起，除非在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，基准数据将被路由到第一和第二处理器两者，在第一、第二处理器中的一个失效的情况下，数据被路由到第一、第二处理其中剩下的没有失效的那一个。

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