專利名稱：使用來自第二移動(dòng)設(shè)備的信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位置確定領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及使用從多個(gè)源接收的信息的位置確定。
相關(guān)技術(shù)描述無線位置確定系統(tǒng)被用于確定一設(shè)備的位置。通常，該設(shè)備是由電池電力操作的移動(dòng)或者便攜式設(shè)備，且該設(shè)備可能不在任何由有線通信連路限定的范圍內(nèi)。
關(guān)于無線位置確定系統(tǒng)有多種設(shè)計(jì)。位置定位的精度當(dāng)然是關(guān)注的一個(gè)方面。系統(tǒng)靈敏度、獲取時(shí)間以及功率消耗也是在位置確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所關(guān)注的。無線位置確定系統(tǒng)一般結(jié)合了多種設(shè)計(jì)限制的折衷方案，以試圖獲得系統(tǒng)所關(guān)注的每個(gè)方面的相對(duì)最佳情況。
隨著無線通信系統(tǒng)變得越來越流行，希望其結(jié)合一些類型的位置定位能力的要求就顯現(xiàn)出來。在無線通信系統(tǒng)，諸如無線電話系統(tǒng)中，希望能夠定位諸如無線電話手機(jī)的移動(dòng)設(shè)備的位置。實(shí)際上，在美國，已要求無線電話提供者提供具有確定手機(jī)位置能力的增強(qiáng)的緊急無線服務(wù)。無線服務(wù)提供者，以及設(shè)備制造商設(shè)計(jì)了多種能夠提供諸如便攜式手機(jī)的移動(dòng)設(shè)備的位置的位置定位系統(tǒng)。這些定位系統(tǒng)中的每一個(gè)強(qiáng)調(diào)不同的系統(tǒng)關(guān)注并且以不同的機(jī)制工作。
一種可由移動(dòng)設(shè)備使用的位置定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)(GPS)。在全球定位系統(tǒng)中，大約有24顆衛(wèi)星圍繞地球的軌道。每個(gè)衛(wèi)星發(fā)射使用偽隨機(jī)噪聲(PRN)碼序列調(diào)制的載波頻率。由基于民用的GPS接收機(jī)通常使用的PRN碼被稱為粗獲取(C/A)碼。每個(gè)衛(wèi)星發(fā)射一不同的PRN碼。在GPS中，GPS接收機(jī)從多個(gè)衛(wèi)星接收信號(hào)并確定與每個(gè)衛(wèi)星的距離以三角測量接收設(shè)備的位置。
作為一個(gè)示例，大約同步至GPS時(shí)間的接收機(jī)接收來自第一GPS衛(wèi)星的信號(hào)并解調(diào)所接收的載波頻率以獲得PRN碼。該接收機(jī)通過將內(nèi)部產(chǎn)生的PRN碼與所接收的PRN碼相關(guān)以確定至第一衛(wèi)星的一偽距離、或者未校正的距離測量。偽距離因此定義了一以該衛(wèi)星為中心的球面。該接收機(jī)通過確定至其他衛(wèi)星的偽距離并計(jì)算相應(yīng)的球面的相交點(diǎn)來確定其位置。
盡管GPS定位的精確性對(duì)于定位手持式設(shè)備是優(yōu)異的，但是獲取第一位置定位(fix)的時(shí)間可能會(huì)很長，可能變化多達(dá)幾分鐘的時(shí)間。此外，從多個(gè)衛(wèi)星接收信號(hào)的能力在來自衛(wèi)星的信號(hào)由于高大的建筑物或者頭頂上的樹葉的出現(xiàn)而被阻塞時(shí)會(huì)受到阻礙。如所知的，GPS一般必須接收來自至少四個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)以精確決定其位置。
另一個(gè)可被無線電話使用的位置定位系統(tǒng)是基于小區(qū)ID。無線電話注冊到無線系統(tǒng)以使無線系統(tǒng)知道該無線電話在哪個(gè)小區(qū)中操作。無線系統(tǒng)然后能夠路由任何通信至該小區(qū)中的特定基站。此外，一些基站可被扇區(qū)化且該無線系統(tǒng)能將通信從電話路由到小區(qū)中的特定扇區(qū)。無線電話的位置可按照該無線電話注冊的小區(qū)或者扇區(qū)而被確定。該等級(jí)的位置定位在許多類型的無線系統(tǒng)中是固有的。但不幸的是，其僅僅提供很粗略的位置定位并且會(huì)隨著小區(qū)的大小而變化。
另一種可被無線設(shè)備使用的位置定位系統(tǒng)是增強(qiáng)觀測時(shí)間差異(E-OTD)。E-OTD是一種被優(yōu)化在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)和一般分組無線電服務(wù)(GPRS)無線通信系統(tǒng)中使用的位置定位系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，無線設(shè)備監(jiān)視來自多個(gè)基站的傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)(burst)并測量到達(dá)的幀之間的時(shí)間偏移以確定其位置。移動(dòng)設(shè)備必須接收至少來自三個(gè)基站的信號(hào)以進(jìn)行位置確定。然而，E- OTD系統(tǒng)要求對(duì)于位置測量單元(LMU)的使用在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中戰(zhàn)略性地布置以向系統(tǒng)提供進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的位置定位所要求的精確的定時(shí)。此外，由于移動(dòng)設(shè)備不能至少與三個(gè)基站進(jìn)行通信，在一些服務(wù)區(qū)域中位置確定是不可能的。
另一種可被無線電話使用的位置定位系統(tǒng)是觀測到達(dá)時(shí)間差異(OTDOA)。OTDOA是被最優(yōu)化在寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中使用的位置定位系統(tǒng)。OTDOA位置定位系統(tǒng)類似于E-OTD系統(tǒng)進(jìn)行操作。移動(dòng)設(shè)備的位置通過確定來自多個(gè)基站的通信信號(hào)的到達(dá)的時(shí)間差異而被估計(jì)。除了要求定時(shí)單元類似于在E-OTD系統(tǒng)中要求的LMU，不能與足夠數(shù)量的基站通信的問題由于使用了利用功率控制的WCDMA而變得更加嚴(yán)重。功率控制最小化實(shí)現(xiàn)所期望的服務(wù)質(zhì)量所要求的發(fā)射功率。由于來自基站的發(fā)射功率被最小化，移動(dòng)設(shè)備與所需要的三個(gè)基站進(jìn)行通信的可能性降低了。
可被無線電話使用的另一個(gè)位置定位系統(tǒng)是無線輔助GPS(A-GPS)。在A-GPS中，來自GPS衛(wèi)星以及來自無線系統(tǒng)中的基站的信號(hào)被用于位置定位。A-GPS可被配置成在一系統(tǒng)中操作，其中移動(dòng)設(shè)備獲得衛(wèi)星(以及其他的定時(shí)信息)，計(jì)算和定時(shí)信息相關(guān)的偽距離，并且發(fā)送偽距離信息至確定移動(dòng)設(shè)備的真實(shí)位置的A-GPS位置服務(wù)器。在另一種配置中，移動(dòng)設(shè)備自己執(zhí)行位置確定而不使用位置服務(wù)器。在兩種選擇中，位置服務(wù)器可被用于向移動(dòng)設(shè)備提供輔助數(shù)據(jù)以輔助移動(dòng)設(shè)備獲得衛(wèi)星信號(hào)。輔助數(shù)據(jù)很大程度上降低了獲得第一定位所要求的時(shí)間，因?yàn)橛梢苿?dòng)設(shè)備所執(zhí)行的搜索可由輔助數(shù)據(jù)界定。
其他的位置定位系統(tǒng)可使用位置定位系統(tǒng)的組合?；旌系奈恢枚ㄎ幌到y(tǒng)一般結(jié)合了來自至少兩個(gè)不同的位置定位子系統(tǒng)的信號(hào)以確定移動(dòng)設(shè)備的位置。所接收的信號(hào)可被相互單獨(dú)使用或者在進(jìn)行位置確定時(shí)結(jié)合使用。
A-GPS可被看作為一個(gè)使用來自位置服務(wù)器和GPS衛(wèi)星信號(hào)兩者的信息的混合位置定位系統(tǒng)。其他的位置定位系統(tǒng)可在使用從基站信號(hào)中導(dǎo)出的定時(shí)和偽距離信息之外使用GPS衛(wèi)星信號(hào)。在其他的位置定位系統(tǒng)中，來自第一位置定位子系統(tǒng)的到達(dá)時(shí)間信息可結(jié)合與來自作為第二位置定位子系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)ID信息一起使用。
然而，除了GPS，上述的每一種位置確定系統(tǒng)要求移動(dòng)設(shè)備與一固定的位置確定子系統(tǒng)通信。許多位置確定子系統(tǒng)要求移動(dòng)設(shè)備是無線電話系統(tǒng)的一部分。不是所有的移動(dòng)設(shè)備都是無線電話系統(tǒng)的一部分。例如，無線通信系統(tǒng)可包括數(shù)個(gè)雙向無線電，或者其他的獨(dú)立移動(dòng)設(shè)備。在一些系統(tǒng)中的移動(dòng)設(shè)備可直接與其他的移動(dòng)設(shè)備以及固定的基站通信。在這樣的無線通信系統(tǒng)中允許每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備確定其位置是具有優(yōu)勢的。然而，如前面所提到的，單獨(dú)使用GPS通常是不滿意的解決方案?？赡苤挥休^低的概率來接收足夠數(shù)量的衛(wèi)星信號(hào)，尤其是在建筑物以及其他的人造或者天然建筑通常會(huì)阻礙衛(wèi)星信號(hào)的城市環(huán)境中。由于這些原因，所需要的是向無線設(shè)備提供精確的位置信息的系統(tǒng)，但是不要求設(shè)備直接與四個(gè)衛(wèi)星通信以確定其位置。
發(fā)明概述揭示了一種用于確定移動(dòng)設(shè)備的位置的設(shè)備和方法。一移動(dòng)設(shè)備通過從第一源接收的信號(hào)確定部分位置信息。移動(dòng)設(shè)備還從第二源或者多個(gè)附加的源接收共享信息。移動(dòng)設(shè)備從共享信息確定附加的位置信息并至少部分基于該位置信息和附加的位置信息確定其位置。
部分的位置信息可能是到具有已知的位置的目標(biāo)的偽距離。目標(biāo)可以是GPS衛(wèi)星或者無線通信基站。共享信息可以來自諸如無線電話的第二移動(dòng)設(shè)備，或者可以來自多個(gè)其它設(shè)備，其中的一些可以是移動(dòng)的而另一些可以是在固定位置的。共享信息可包括，例如，測距(ranging)信號(hào)、定時(shí)信息、GPS偽距離、發(fā)射設(shè)備的位置信息、或者到發(fā)射設(shè)備的距離。
移動(dòng)設(shè)備的位置可通過移動(dòng)設(shè)備確定或者在遠(yuǎn)離移動(dòng)設(shè)備的位置確定。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備確定其位置時(shí)，其位置可由在移動(dòng)設(shè)備中的處理器確定或者由移動(dòng)設(shè)備中的位置確定單元確定。當(dāng)位置是在遠(yuǎn)程位置被確定時(shí)，該位置可在與移動(dòng)設(shè)備通信的網(wǎng)絡(luò)中被確定。移動(dòng)設(shè)備的位置可在作為網(wǎng)絡(luò)一部分的位置服務(wù)器中被確定。
移動(dòng)設(shè)備的位置可被確定為絕對(duì)位置或者被確定為相對(duì)位置。移動(dòng)設(shè)備的位置可被確定為一局域組中的公共位置，移動(dòng)站是該組的成員。相對(duì)位置可以是和局域組的成員相對(duì)的位置，移動(dòng)站是該組的成員。
附圖簡述本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)勢將在下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的詳細(xì)描述之后變得更加明顯，附圖中相似的標(biāo)記表示相似的特征，其中

圖1是混合位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能圖。
圖2是按照此處揭示的實(shí)施例配置成提供位置確定的移動(dòng)設(shè)備的功能框圖。
圖3是顯示三個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置確定系統(tǒng)的實(shí)施例功能框圖。
圖4是顯示三個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置確定系統(tǒng)的實(shí)施例功能框圖，其中第一移動(dòng)設(shè)備接入到四個(gè)GPS衛(wèi)星。
圖5是推廣到用于多個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。
圖6是顯示用于一組移動(dòng)設(shè)備的公共定位的位置定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。
圖7是顯示用于一組移動(dòng)設(shè)備的相對(duì)定位的位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。
圖8A-8B是顯示混合位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中使用的方法的流程圖。
圖9是顯示此處揭示的位置確定方法的應(yīng)用的位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。
本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于精確確定諸如蜂窩電話的移動(dòng)設(shè)備的地理位置的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，蜂窩電話裝備了使用采集自GPS衛(wèi)星和其他蜂窩電話的位置信息以精確確定其地理位置的位置確定模塊。此處描述的系統(tǒng)在下述環(huán)境中是有用的，其中蜂窩電話的用戶處于僅僅接收部分位置信息的位置，例如當(dāng)電話僅僅能從三個(gè)或者更少的GPS衛(wèi)星接收測距信號(hào)。在這種情況下，只能確定大概的地理位置。為了克服在僅僅能接收來自三個(gè)或更少的GPS衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)的定位的不精確性，本系統(tǒng)的實(shí)施例使用從其他移動(dòng)設(shè)備接收的位置信息來為一蜂窩電話確定精確的地理位置。當(dāng)然，此處描述的系統(tǒng)不僅僅限于蜂窩電話。其他的便攜式設(shè)備，例如尋呼機(jī)、無線個(gè)人數(shù)字助理、以及使用此處描述的系統(tǒng)和方法的任何其他移動(dòng)無線設(shè)備都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
雖然揭示的內(nèi)容提供了通過從一移動(dòng)設(shè)備接收附加的位置信息來補(bǔ)償部分位置信息的系統(tǒng)的數(shù)個(gè)示例，該系統(tǒng)不限于這些具體的實(shí)施例。任何包括在移動(dòng)設(shè)備接收的位置信息中補(bǔ)充部分位置信息的實(shí)施例都是在本發(fā)明的范圍中可以預(yù)見的。
如這里所使用的，設(shè)備的“地理位置”或者“絕對(duì)位置”是指該設(shè)備在一坐標(biāo)系統(tǒng)的精確位置，其只有很小的誤差范圍。在一個(gè)示例中，設(shè)備的地理位置或者絕對(duì)位置是其在地球上的經(jīng)度和緯度。設(shè)備的地理位置或者絕對(duì)位置可以精確到該設(shè)備在地球上的真實(shí)位置的幾英尺的范圍之內(nèi)。
如此處所使用的，術(shù)語設(shè)備的“部分位置(partial position)”是指設(shè)備大概的真實(shí)位置。例如，設(shè)備的部分信息可能僅僅將設(shè)備的真實(shí)位置限制在地球上的平方英里的區(qū)域之內(nèi)。
此處描述的混合位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例允許移動(dòng)設(shè)備基于從GPS位置確定系統(tǒng)接收的信息和從其他移動(dòng)設(shè)備接收的信息來精確確定其地理位置。該系統(tǒng)是有用的，因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備可能不具有足夠數(shù)量的GPS衛(wèi)星來確定其位置，或者按照一般的說法來進(jìn)行“定位”。移動(dòng)設(shè)備可使用從其他移動(dòng)設(shè)備接收的信息來補(bǔ)充GPS信息。從其他移動(dòng)設(shè)備接收的信息可包括定時(shí)信息、其他GPS衛(wèi)星信息、或者可由接收移動(dòng)設(shè)備用來產(chǎn)生至發(fā)射移動(dòng)設(shè)備的距離的信息。
移動(dòng)設(shè)備可使用從諸如GPS衛(wèi)星的第一源接收的信號(hào)來確定部分位置信息。移動(dòng)設(shè)備還可以從諸如其他移動(dòng)設(shè)備的第二源接收信號(hào)。移動(dòng)設(shè)備使用從第二源接收的信號(hào)來確定附加位置信息。移動(dòng)設(shè)備然后使用部分位置信息和附加位置信息相結(jié)合來確定其精確的地理位置。
使用該系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備的實(shí)施例能夠確定絕對(duì)位置或者相對(duì)于其他移動(dòng)設(shè)備的位置。移動(dòng)設(shè)備確定絕對(duì)或者相對(duì)位置的能力是部分地取決于移動(dòng)設(shè)備可確定與其之間的偽距離的GPS衛(wèi)星的數(shù)量，以及由其他的移動(dòng)設(shè)備所提供的信息的質(zhì)量和數(shù)量。
混合位置確定系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖在圖1中示出。移動(dòng)設(shè)備110與數(shù)個(gè)其他設(shè)備進(jìn)行通信。移動(dòng)設(shè)備110被配置成從全球定位系統(tǒng)(GPS)120接收信號(hào)。移動(dòng)設(shè)備110還配置成與固定位置設(shè)備130通信。移動(dòng)設(shè)備110可從固定位置設(shè)備130接收信號(hào)并可向固定位置設(shè)備130發(fā)射信號(hào)。固定位置設(shè)備的一個(gè)示例是無線通信系統(tǒng)中的基站。移動(dòng)設(shè)備110還可以與其他移動(dòng)設(shè)備140通信。移動(dòng)設(shè)備110一般可發(fā)射信號(hào)至、或者從其他移動(dòng)設(shè)備140接收信號(hào)。其他移動(dòng)設(shè)備140一般也從GPS120衛(wèi)星接收信號(hào)。此外，其他移動(dòng)設(shè)備140可與固定位置設(shè)備130通信。
為了確定其位置定位，移動(dòng)設(shè)備110可以僅僅與混合位置定位系統(tǒng)100中的部分設(shè)備通信，而不需要與全部的設(shè)備通信。在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備從GPS120衛(wèi)星接收信號(hào)，并且，如果其能夠接收并確定來自4個(gè)GPS衛(wèi)星的偽距離，該移動(dòng)設(shè)備可確定其絕對(duì)位置。因此，如果移動(dòng)設(shè)備110能夠接收并確定來自至少4個(gè)GPS120衛(wèi)星的偽距離，移動(dòng)設(shè)備110可以不需要來自固定位置設(shè)備130或者其他移動(dòng)設(shè)備140的任何信息而確定其位置。
然而，如果移動(dòng)設(shè)備110不能確定來自4個(gè)GPS衛(wèi)星的偽距離，其可以接收來自GPS120衛(wèi)星和固定位置設(shè)備130的信號(hào)。固定位置設(shè)備130可包括信標(biāo)(beacon)、位置測量單元(LMU)、無線電話基站、以及無線通信基站或基站單元。在該實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備110不需要與4個(gè)GPS 120衛(wèi)星通信。來自固定位置設(shè)備130的信息被用于確定移動(dòng)設(shè)備110的位置。一些使用由固定位置設(shè)備輔助的GPS120的移動(dòng)設(shè)備確定方法在之前面討論過。
在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備從GPS120衛(wèi)星接收信號(hào)，還從其他移動(dòng)設(shè)備140接收信號(hào)。其他移動(dòng)設(shè)備140可以與GPS 120或者固定位置設(shè)備1 30通信或者不與它們通信。移動(dòng)設(shè)備110能夠使用GPS120衛(wèi)星信號(hào)和來自其他移動(dòng)設(shè)備140的信號(hào)相結(jié)合來確定其位置。移動(dòng)設(shè)備110確定其位置的能力取決于多種因素，包括但不限于，可接收到其信號(hào)的GPS120衛(wèi)星的數(shù)量、可接收到其通信的其他移動(dòng)設(shè)備140的數(shù)量、以及每一個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備140知道其自己位置的能力。下面討論的實(shí)施例示出了本發(fā)明范圍之內(nèi)的一些變化。并不要求與固定位置設(shè)備130的通信。因此，將固定位置設(shè)備130包括在混合位置確定系統(tǒng)100中對(duì)于下面描述的實(shí)施例來說是可任選的。
類似的，移動(dòng)設(shè)備110可使用從固定位置設(shè)備130和其他移動(dòng)設(shè)備140接收的信息來確定其位置。在該實(shí)施例中，將GPS120包括在混合位置確定系統(tǒng)內(nèi)是可任選的。由移動(dòng)設(shè)備110使用共享信息的各種位置定位系統(tǒng)在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖2是可在此處所描述的位置定位實(shí)施例中使用的移動(dòng)設(shè)備110的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。該移動(dòng)設(shè)備110可以是任何類型的無線設(shè)備，諸如無線電話，包括無繩電話、蜂窩電話、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)電話、或者任何其他類型的無線電話。移動(dòng)設(shè)備110還可以是雙向(two-way)的無線電，諸如無線極話機(jī)(walkie-talkie)，或者任何其他類型的通信收發(fā)機(jī)。
移動(dòng)設(shè)備110可被方便地描述為具有三個(gè)基本功能塊，RF收發(fā)機(jī)220、基帶處理器230、以及用戶接口240。天線210可被用作無線信道和移動(dòng)設(shè)備110的剩余模塊之間的接口。盡管僅僅示出了一個(gè)天線210，移動(dòng)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多于一個(gè)的天線。當(dāng)使用多于一個(gè)的天線時(shí)，每個(gè)天線可在不同頻率的頻譜上操作，或者多個(gè)天線可在相互重疊的頻譜上操作。當(dāng)無線信道不是射頻(RF)鏈路時(shí)，接口可以是一些其他類型的設(shè)備，諸如機(jī)電傳感器(electromechanicaltransducer)或者光纖接口。
由移動(dòng)設(shè)備110接收的信號(hào)從天線210被耦合至RF收發(fā)機(jī)220。以一種可以互補(bǔ)的方式，將要由移動(dòng)設(shè)備110發(fā)射的信號(hào)從RF收發(fā)機(jī)被耦合至天線210。
RF收發(fā)機(jī)220包括發(fā)射機(jī)222和接收機(jī)224。由無線設(shè)備110接收的信號(hào)從天線210被耦合至RF收發(fā)機(jī)224中的接收機(jī)224。接收機(jī)220一般將所接收的信號(hào)濾波、放大并下變頻成為所接收的具有所期望的帶寬和幅度的基帶信號(hào)。接收機(jī)224還可以執(zhí)行對(duì)接收信號(hào)的解調(diào)。接收機(jī)224能夠處理來自多個(gè)頻帶的信號(hào)。例如，接收機(jī)224可接收來自GPS頻帶和來自第二通信頻帶的信號(hào)。如果接收機(jī)224被設(shè)計(jì)為用于從多個(gè)頻帶接收信號(hào)，接收機(jī)224可實(shí)現(xiàn)多個(gè)接收路徑?；蛘撸邮諜C(jī)224可包括多個(gè)接收機(jī)224a-224c。接收機(jī)224a-224c中的每一個(gè)可獨(dú)立地濾波、放大、下變頻并解調(diào)多個(gè)所接收信號(hào)中的一個(gè)。例如，第一接收機(jī)224a可被配置成濾波、放大并下變頻從GPS衛(wèi)星接收的信號(hào)。第二接收機(jī)224b可被配置成從無線電話系統(tǒng)接收通信信號(hào)并處理它們使之變成可在基帶處理器230中使用的基帶信號(hào)。第三接收機(jī)224c可被配置成從除了GPS衛(wèi)星之外的源接收位置確定信號(hào)。這些其他的源可以是，例如，位置測量單元、地面信標(biāo)、或者其他移動(dòng)設(shè)備。第三接收機(jī)224c然后可處理所接收的信號(hào)使之變成可由基帶處理器230使用的基帶信號(hào)。所接收的基帶信號(hào)隨后從RF收發(fā)機(jī)220被耦合至基帶處理器230。如果有多于一個(gè)的接收機(jī)和多于一個(gè)的接收路徑，來自每個(gè)接收機(jī)或者接收路徑的基帶信號(hào)被耦合至基帶處理器230?；鶐盘?hào)可被結(jié)合到一個(gè)單個(gè)的路徑中、在單個(gè)的路徑中變路復(fù)用、或者在一個(gè)或多個(gè)分開的路徑上被提供給基帶處理器230。
準(zhǔn)備發(fā)射的基帶信號(hào)被從基帶處理器耦合到RF收發(fā)機(jī)220中的發(fā)射機(jī)222。發(fā)射機(jī)222較佳地濾波、放大并上變頻發(fā)射基帶信號(hào)使之成為發(fā)射RF信號(hào)，發(fā)射RF信號(hào)被耦合至天線210。發(fā)射器222還可以使用發(fā)射基帶信號(hào)調(diào)制RF信號(hào)。發(fā)射RF信號(hào)然后在RF信道上廣播至它們的目的地。目的地可以是單個(gè)的設(shè)備或者可以是多個(gè)設(shè)備。此外，一個(gè)或多個(gè)基帶信號(hào)可上變頻至一個(gè)或多個(gè)RF頻帶以進(jìn)行傳輸。多個(gè)RF頻帶可以是分開的或者重疊的。如在接收機(jī)224中的情況，發(fā)射機(jī)222可被配置成多個(gè)發(fā)射機(jī)222a-222c或者具有多個(gè)發(fā)射路徑。每一個(gè)發(fā)射機(jī)222a-222c可分別濾波、上變頻以及放大基帶信號(hào)。例如，第一發(fā)射機(jī)222a可接收基帶信號(hào)并處理這些信號(hào)以傳輸至無線電話系統(tǒng)中的目的地，例如基站。第二發(fā)射機(jī)222b可被配置成發(fā)射一信號(hào)，該信號(hào)被配置成允許另一個(gè)移動(dòng)設(shè)備或者其他接收機(jī)確定至該發(fā)射機(jī)的距離。例如，第二發(fā)射路徑可被配置成發(fā)射類似由GPS衛(wèi)星使用的信號(hào)的PRN碼序列形式的基帶信號(hào)。接收設(shè)備，諸如另一個(gè)移動(dòng)設(shè)備或者基站，隨后可使用PRN碼序列來確定至該發(fā)射機(jī)的距離。
基帶處理器230一般在所發(fā)射和所接收的基帶信號(hào)上都進(jìn)行操作。基帶處理器230還可以執(zhí)行對(duì)移動(dòng)設(shè)備110的局部功能。這些局部功能可包括接收并存儲(chǔ)電話簿實(shí)體、操作存儲(chǔ)在移動(dòng)設(shè)備110中的文件、以及管理各種至用戶設(shè)備的接口?；鶐幚砥?30一般包括處理器232和存儲(chǔ)器234。一系列可由處理器232讀取的指令或者程序可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器234中。這些指令或者程序可指導(dǎo)處理器執(zhí)行各種信號(hào)處理功能，包括一些或者全部的位置確定功能。
基帶處理器230可進(jìn)一步處理所接收的基帶信號(hào)。例如，基帶處理器230可濾波、放大、解調(diào)、檢測或者校正所接收的基帶信號(hào)。作為進(jìn)一步的示例，基帶處理器230可解交織基帶信號(hào)、運(yùn)用使用前向糾錯(cuò)技術(shù)的糾正、或者可將基帶信號(hào)同步到時(shí)間基準(zhǔn)。經(jīng)處理的所接收的基帶信號(hào)可以是由移動(dòng)設(shè)備110使用的控制信號(hào)或者可以是準(zhǔn)備發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備110的用戶的信號(hào)，諸如語音或者數(shù)據(jù)信號(hào)?；鶐幚砥?30可使用所接收的信息確定移動(dòng)設(shè)備110的位置，或者基帶處理器230可將移動(dòng)設(shè)備110的位置作為消息從外部源接收?；蛘?，基帶處理器可執(zhí)行位置確定的一部分并將剩下的位置確定處理與一外部設(shè)備協(xié)作完成。基帶處理器230可包括位置確定單元238，用于使用所接收的信息確定移動(dòng)設(shè)備110的位置。基帶處理器230將準(zhǔn)備發(fā)送給用戶的信號(hào)耦合至用戶接口240。
作為一個(gè)示例，基帶處理器230可使用從GPS衛(wèi)星接收的信息來確定移動(dòng)設(shè)備110的位置?；蛘?，位置確定的一部分或者全部可在位置確定模塊238中執(zhí)行?；鶐幚砥?30可使用所接收的GPS信號(hào)來確定到3個(gè)GPS衛(wèi)星的偽距離。這些距離是偽距離因?yàn)檫@些距離是未校正的距離測量。移動(dòng)設(shè)備110可通過接收來自4個(gè)GPS衛(wèi)星的信號(hào)確定其絕對(duì)位置并確定至這4個(gè)衛(wèi)星的偽距離。由于所有的偽距離應(yīng)該在單一的點(diǎn)，即移動(dòng)設(shè)備110的位置處相交，基帶處理器230可使用4個(gè)偽距離來確定在偽距離中的錯(cuò)誤。絕對(duì)位置是指一具體位置，例如具體的緯度和經(jīng)度。相反，相對(duì)位置是指和一個(gè)參考點(diǎn)的相對(duì)位置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備110從一個(gè)或多個(gè)GPS衛(wèi)星接收信號(hào)?；鶐幚砥?30確定至這些衛(wèi)星的偽距離。如果沒有足夠數(shù)量的GPS衛(wèi)星可用于確定絕對(duì)位置，GPS偽距離可能表現(xiàn)為部分位置信息。移動(dòng)設(shè)備110還接收來自諸如另一個(gè)移動(dòng)設(shè)備或者固定位置設(shè)備的地面源的測距信號(hào)?；鶐幚砥?30還可以確定至這些其他源的偽距離。基帶處理器230之后可將部分位置信息從GPS衛(wèi)星、將附加位置信息從其他移動(dòng)設(shè)備和信標(biāo)發(fā)送到基帶處理器230中的位置確定模塊238。位置確定模塊238然后可確定移動(dòng)設(shè)備110的位置。
或者，基帶處理器230可格式化每一個(gè)偽距離和位置信息以將其傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。外部設(shè)備可結(jié)合一位置確定模塊以確定移動(dòng)設(shè)備110的位置。外部設(shè)備之后可將位置作為消息發(fā)射給移動(dòng)設(shè)備110。外部設(shè)備可以是，例如，無線通信系統(tǒng)中的位置服務(wù)器。另一個(gè)實(shí)施例中位置確定分布在移動(dòng)設(shè)備110和外部設(shè)備中進(jìn)行，該實(shí)施例可被用來減輕移動(dòng)設(shè)備110的處理和存儲(chǔ)的負(fù)擔(dān)。盡管示例描述了在基帶處理器230中執(zhí)行的主要功能，基帶處理器230可使用位置確定單元238進(jìn)行位置確定功能中的一些或者全部。
將要由移動(dòng)設(shè)備110發(fā)射的信號(hào)由基帶處理器230處理?；鶐幚砥骺筛袷交斎胄盘?hào)成為基帶信號(hào)并然后將其耦合至RF收發(fā)機(jī)220?；鶐幚砥?30，例如，可交織信號(hào)、使用前向糾錯(cuò)編碼信號(hào)、濾波信號(hào)、調(diào)制信號(hào)、或者按照其他方式處理信號(hào)。提供給基帶處理器230用于傳輸?shù)男盘?hào)可由移動(dòng)設(shè)備110內(nèi)部產(chǎn)生或者可使用用戶接口240耦合至移動(dòng)設(shè)備110?；鶐幚砥?30可產(chǎn)生一PRN碼序列，該碼序列準(zhǔn)備作為測距信號(hào)被發(fā)射給其他的設(shè)備。該測距信號(hào)允許其他設(shè)備確定至移動(dòng)設(shè)備110的距離。
用戶接口240提供將所接收的信號(hào)發(fā)射到用戶的裝置，還提供將信號(hào)從用戶耦合到移動(dòng)設(shè)備110的裝置。用于將信號(hào)耦合至用戶的裝置包括但不限于，諸如揚(yáng)聲器或者其他傳感器的音頻設(shè)備、顯示器，可能是字符顯示器、字段顯示器、位映射顯示器、或者指示器、用于耦合電氣信號(hào)至相應(yīng)的用戶設(shè)備的電氣連接、諸如表示有進(jìn)入消息的振動(dòng)源之類的機(jī)械裝置、或者任何其他用于從移動(dòng)設(shè)備110發(fā)送信息至用戶或用戶設(shè)備的合適的裝置。用于從用戶耦合信號(hào)至移動(dòng)設(shè)備110的裝置可包括但不限于，光纖輸入、或者任何其他用于耦合用戶信號(hào)至移動(dòng)設(shè)備110的合適的裝置。
移動(dòng)設(shè)備110的操作將參考圖3至圖7進(jìn)一步詳細(xì)解釋。圖3至圖7中示出的每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備可以是類似于在圖2中所示的移動(dòng)設(shè)備。
圖3所示的功能框圖示出了位置定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c與3個(gè)GPS衛(wèi)星通信并且相互之間進(jìn)行通信。相互之間進(jìn)行通信的移動(dòng)設(shè)備310a-310c定義了一個(gè)局域組。
移動(dòng)設(shè)備310a-310c通過相互之間共享信息來補(bǔ)償GPS衛(wèi)星數(shù)量的不足。移動(dòng)設(shè)備310a-310c可以，例如，共享定時(shí)信息或者GPS輔助信息。重新參考圖3，第一移動(dòng)站310a與三個(gè)GPS衛(wèi)星320a-320c通信。第一移動(dòng)站310a使用從GPS衛(wèi)星320a-320c接收的信號(hào)確定部分位置信息。3個(gè)GPS衛(wèi)星320a-320c是3個(gè)分開的衛(wèi)星。第一移動(dòng)設(shè)備310a還與第二移動(dòng)設(shè)備310b和第三移動(dòng)設(shè)備310c通信。
第二移動(dòng)設(shè)備310b也與3個(gè)GPS衛(wèi)星330a-330c通信。與第二移動(dòng)設(shè)備310b通信的3個(gè)GPS衛(wèi)星330a-330c可以具有與第一移動(dòng)設(shè)備310a通信的3個(gè)GPS衛(wèi)星320a-320c有共同的衛(wèi)星或者沒有共同的衛(wèi)星。
類似的，第三移動(dòng)設(shè)備310c也與3個(gè)GPS衛(wèi)星340a-340c通信。與第三移動(dòng)設(shè)備310c通信的3個(gè)GPS衛(wèi)星340a-340c可以具有與其他移動(dòng)設(shè)備310a-310b通信的GPS衛(wèi)星320a-320c或者330a-330c有共同的衛(wèi)星或者沒有共同的衛(wèi)星。
移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)可能不能僅僅使用從GPS衛(wèi)星傳輸中確定的部分位置信息來精確決定其位置。一移動(dòng)站可使用3個(gè)偽距離來將其位置決定到兩個(gè)不同的點(diǎn)上。每個(gè)偽距離定義了一GPS衛(wèi)星為中心的一個(gè)球面。三個(gè)球面的交點(diǎn)定義了兩個(gè)點(diǎn)。移動(dòng)設(shè)備接下來可使用假設(shè)測試來刪除兩個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)。例如，在無線電話網(wǎng)絡(luò)中，無線電話可使用對(duì)于無線電話系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域的了解來消除兩個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)。或者，移動(dòng)設(shè)備可使用海拔來消除兩個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)，例如消除海拔高度大于商業(yè)飛行器飛行高度的點(diǎn)。
由于移動(dòng)設(shè)備，例如310a不能解決由GPS衛(wèi)星使用的時(shí)間基準(zhǔn)可歸結(jié)于僅僅使用3個(gè)GPS衛(wèi)星進(jìn)行定位時(shí)造成的誤差。然而，任何一個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c可使用多種方式與GPS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)同步。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)設(shè)備，例如310a確定GPS定時(shí)基準(zhǔn)時(shí)，其可將該定時(shí)信息發(fā)送到該局域組中的所有其他成員。例如，時(shí)間同步可在移動(dòng)設(shè)備從四個(gè)或者更多個(gè)GPS衛(wèi)星接收信息的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外，GPS時(shí)間信息可通過知道GPS時(shí)間的外部網(wǎng)絡(luò)(沒有示出)而發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c。一個(gè)示例是能夠與知道GPS時(shí)間的基站通信的無線電話?；蛘?，移動(dòng)設(shè)備可結(jié)合一與GPS時(shí)間同步的穩(wěn)定振蕩器。振蕩器被認(rèn)為是精確的時(shí)間段取決于振蕩器的穩(wěn)定性。不穩(wěn)定的振蕩器要求更頻繁地與GPS時(shí)間同步。移動(dòng)設(shè)備知道GPS時(shí)間的能力增加了位置確定的精確性。
圖3所示的實(shí)施例在許多情況下不要求對(duì)于GPS時(shí)間的初始了解，因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備可基于它們的地理位置確定GPS時(shí)間基準(zhǔn)?；蛘?，移動(dòng)設(shè)備可使用假設(shè)測試來從有限個(gè)組的位置定位中決定位置定位。例如，與3個(gè)GPS衛(wèi)星通信的移動(dòng)設(shè)備能夠確定其位置是對(duì)應(yīng)于三個(gè)球面的交點(diǎn)的兩個(gè)位置中的一個(gè)。移動(dòng)設(shè)備可使用本地組的成員中的共享信息和假設(shè)測試來確定兩個(gè)點(diǎn)中的哪一個(gè)更加有可能。例如，移動(dòng)設(shè)備可回顧先前的絕對(duì)位置定位。根據(jù)先前的位置定位已經(jīng)過的時(shí)間先前的位置定位或許可幫助估計(jì)當(dāng)前的位置定位。移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離隨后可被用于進(jìn)一步精確該位置定位。因此，在許多情況下，圖3所示的實(shí)施例中的移動(dòng)設(shè)備要求預(yù)先與GPS時(shí)間基準(zhǔn)的同步以確定其絕對(duì)位置。然而，在大多數(shù)的情況下，移動(dòng)設(shè)備可使用假設(shè)測試來確定其絕對(duì)位置而不需要預(yù)先知道GPS時(shí)間。
移動(dòng)設(shè)備310a-310可相互共享信息以收集足夠的信息來精確決定它們各自的位置。共享信息可包括GPS信息、定時(shí)信息，并還可包括測距信號(hào)和移動(dòng)設(shè)備至移動(dòng)設(shè)備的距離信息。
第一移動(dòng)設(shè)備310a可與第二移動(dòng)設(shè)備通信以獲得附加位置信息。第二移動(dòng)設(shè)備310b可向第一移動(dòng)設(shè)備310a發(fā)送和衛(wèi)星330a-330c相關(guān)的信息，第二移動(dòng)設(shè)備310b從衛(wèi)星330a-330c處接收傳輸。此外，第二移動(dòng)設(shè)備310b可發(fā)射測距信號(hào)至第一移動(dòng)設(shè)備310a，以允許第一移動(dòng)設(shè)備310a確定至第二移動(dòng)設(shè)備310b的距離。
例如，第二移動(dòng)設(shè)備310b向第一移動(dòng)設(shè)備310a發(fā)送正在與第二移動(dòng)設(shè)備310b通信的GPS衛(wèi)星330a-330c的標(biāo)識(shí)。第二移動(dòng)設(shè)備310b還發(fā)送至每一個(gè)GPS衛(wèi)星310a-330c的距離。此外，或者作為一種選擇，第二移動(dòng)設(shè)備310b發(fā)送和三個(gè)GPS衛(wèi)星距離相對(duì)應(yīng)的未校正的位置。第二移動(dòng)設(shè)備310b還發(fā)射測距信號(hào)。測距信號(hào)可以是在RF載波上調(diào)制的PRN碼序列。此外，第二移動(dòng)設(shè)備310b發(fā)送一表示時(shí)間基準(zhǔn)的消息至第一移動(dòng)設(shè)備310a。
第一移動(dòng)設(shè)備310a使用到其正在接收傳輸?shù)娜齻€(gè)GPS衛(wèi)星320a-320b的距離來確定其未校正的位置。第一移動(dòng)設(shè)備310a使用來自第二移動(dòng)設(shè)備310b的信息來確定第二移動(dòng)設(shè)備310b的未校正的位置。第一移動(dòng)設(shè)備310a使用由第二移動(dòng)設(shè)備310b發(fā)射的測距信號(hào)來確定兩個(gè)設(shè)備之間的距離。第一移動(dòng)設(shè)備310a與由第二移動(dòng)設(shè)備310b發(fā)射的PRN碼序列同步以確定移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。在兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a和310b之間沒有時(shí)間同步的問題，因?yàn)榈诙苿?dòng)設(shè)備310b可發(fā)射時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)至第一移動(dòng)設(shè)備310a。第一移動(dòng)設(shè)備310a然后可將內(nèi)部時(shí)基同步到第二移動(dòng)設(shè)備310b中的時(shí)基。因此，通過與第二移動(dòng)設(shè)備310b共享信息，第一移動(dòng)設(shè)備310a可確定其未校正的位置、第二移動(dòng)設(shè)備310b的未校正的位置、以及兩個(gè)設(shè)備之間的距離。第二移動(dòng)設(shè)備310b可獨(dú)立確定相同的信息或者可從第一移動(dòng)設(shè)備310b接收信息。
類似地，第三移動(dòng)設(shè)備310c可向第一移動(dòng)設(shè)備310a發(fā)送和衛(wèi)星340a-340c相關(guān)的信息，第三移動(dòng)設(shè)備310c從衛(wèi)星340a-340c處接收傳輸。第三移動(dòng)設(shè)備310c還發(fā)射測距信號(hào)。
因此，局域組中的每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c可確定該局域組中的所有成員的未校正的位置。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c也可以確定至局域組中的任何其他成員的距離。移動(dòng)設(shè)備310a-310c然后可使用該信息來確定每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c的絕對(duì)位置。
移動(dòng)設(shè)備310a-310c之間的通信可以是直接的或者可以是間接的。第一移動(dòng)設(shè)備310a可從第二和第三移動(dòng)設(shè)備310b-310c接收傳輸或者來自第二和第三移動(dòng)設(shè)備310b-310c的信息可使用與移動(dòng)設(shè)備310a-310c進(jìn)行通信的另一個(gè)設(shè)備(沒有示出)來發(fā)送給第一移動(dòng)設(shè)備310a。其他的設(shè)備可以是，例如，公共的基站或者中央連接點(diǎn)或分派基站。
每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c也可以通過使用由所有移動(dòng)設(shè)備310a-310c接收的信標(biāo)信號(hào)來確定移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c可通過使用由每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)來確定其與另一個(gè)移動(dòng)設(shè)備的距離。在另一個(gè)選擇中，每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c可使用移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離以及到達(dá)角度的組合來確定其相對(duì)于其他移動(dòng)站的位置。
因此，每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c可確定至三個(gè)GPS衛(wèi)星的距離以及至局域組中的每一個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備的距離。GPS和局域組信息的組合允許每個(gè)移動(dòng)設(shè)備確定其位置或定位。如果移動(dòng)設(shè)備310a-310c使用與由GPS衛(wèi)星所使用的時(shí)間基準(zhǔn)同步的時(shí)間基準(zhǔn)，移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的誤差能最小化。
移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的任何一個(gè)可在其接收來自四個(gè)或更多的GPS衛(wèi)星的信號(hào)的時(shí)間段內(nèi)與GPS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)同步。時(shí)間同步之后在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)被認(rèn)為是精確的?；蛘撸瑫r(shí)間同步可通過從除了移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的另一個(gè)之外的發(fā)射機(jī)接收輔助信息來實(shí)現(xiàn)。也就是說，定時(shí)和同步信息可從正在與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c進(jìn)行通信的外部網(wǎng)絡(luò)中接收。
每個(gè)移動(dòng)設(shè)備具有四個(gè)未知的變量，這一般是確定其未知所需要的。這四個(gè)未知的變量對(duì)應(yīng)于進(jìn)行三角測量一個(gè)位置所需要的三個(gè)距離以及用于決定移動(dòng)設(shè)備310a-310c所使用的時(shí)間基準(zhǔn)和GPS衛(wèi)星所使用的時(shí)間基準(zhǔn)之間的時(shí)間誤差所需要的第四距離。因?yàn)榫哂腥齻€(gè)設(shè)備，未知變量的總數(shù)是12個(gè)。然而，GPS時(shí)間基準(zhǔn)對(duì)于每個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c不是獨(dú)立的變量。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備310a-310c解決了GPS時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)，該信息可與該局域組中的其他移動(dòng)設(shè)備共享。因此，移動(dòng)設(shè)備310a-310c的局域組僅僅需要求解10個(gè)獨(dú)立的變量。參考圖3，10個(gè)獨(dú)立變量是三個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)的三個(gè)偽距離以及GPS時(shí)間基準(zhǔn)。
如果移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)與三個(gè)不同的GPS衛(wèi)星通信，12個(gè)變量可被唯一地求解且移動(dòng)設(shè)備310a-310c中每一個(gè)的位置可被確定。12個(gè)可被求解的變量包括移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)的三個(gè)衛(wèi)星偽距離。12個(gè)可被求解的變量還包括三個(gè)移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的偽距離。
即使GPS衛(wèi)星320a-320c、330a-330c和340a-340c不是不同的衛(wèi)星，移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)的位置可被確定。如果移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)與三個(gè)不同的GPS衛(wèi)星通信，每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備310a-310c的位置可通過使用不同移動(dòng)設(shè)備之間的移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離來補(bǔ)充GPS偽距離而確定。移動(dòng)設(shè)備310a-310c的不同移動(dòng)設(shè)備之間的GPS衛(wèi)星的復(fù)制不會(huì)導(dǎo)致欠確定的位置解。如果比確定絕對(duì)位置所要求的距離個(gè)數(shù)少，位置確定是欠確定的。移動(dòng)設(shè)備310a-310c中的每一個(gè)確定的衛(wèi)星偽距離信息是獨(dú)立于由不同的移動(dòng)設(shè)備310a-310c所確定的衛(wèi)星偽距離。
另一個(gè)位置定位系統(tǒng)400在圖4中顯示。三個(gè)移動(dòng)設(shè)備410a、410b和410c被示出。第一移動(dòng)設(shè)備410a與四個(gè)GPS衛(wèi)星420a-420d通信。第一移動(dòng)設(shè)備410b還與第二移動(dòng)設(shè)備410b通信。第二移動(dòng)設(shè)備410b與兩個(gè)GPS衛(wèi)星430a-430b通信。第二移動(dòng)設(shè)備410b還與第一移動(dòng)設(shè)備410a通信。第三移動(dòng)設(shè)備410c與兩個(gè)GPS衛(wèi)星440a-440b通信。第三移動(dòng)設(shè)備410c還與第二移動(dòng)設(shè)備410b通信。為了更好地說明共享信息的使用，第三移動(dòng)設(shè)備410c不與第一移動(dòng)設(shè)備410a通信。
第一移動(dòng)設(shè)備410a的位置可使用來自四個(gè)GPS衛(wèi)星420a-420d的信息確定。第一移動(dòng)設(shè)備410a的絕對(duì)位置被確定因?yàn)榈谝灰苿?dòng)設(shè)備410a與至少四個(gè)GPS衛(wèi)星通信。如果第一移動(dòng)設(shè)備410a與多于四個(gè)GPS衛(wèi)星通信，其位置將被過確定(overdetermined)。當(dāng)有比確定絕對(duì)位置所要求的更多的距離可用時(shí)，位置被過確定。
當(dāng)距離可從多于四個(gè)的同步源被確定時(shí)，位置可能被過確定。源可以是任何絕對(duì)位置基準(zhǔn)并且不需要衛(wèi)星。例如，移動(dòng)設(shè)備能夠確定至兩個(gè)GPS衛(wèi)星的距離和三個(gè)同步到GPS時(shí)間的絕對(duì)位置基準(zhǔn)。
過確定的位置確定一般比使用絕對(duì)確定位置所要求的精確數(shù)量的距離確定的位置更加精確。更加精確的位置確定可能是由于幾何精度模糊的降低(GDOP)、進(jìn)一步的假設(shè)測試或者一些其他的因素而造成。
回到圖4，第二移動(dòng)設(shè)備410b不能僅僅使用GPS衛(wèi)星信息而確定其位置，因?yàn)榈诙苿?dòng)設(shè)備410b僅僅與兩個(gè)GPS衛(wèi)星430a-430b通信。然而，第一移動(dòng)設(shè)備410a可與第二移動(dòng)設(shè)備410b共享信息。此外，第二移動(dòng)設(shè)備410b可確定至第一移動(dòng)設(shè)備410a的距離。移動(dòng)設(shè)備410a-410b中的每一個(gè)需要確定四個(gè)未知的量來計(jì)算其位置定位。這些未知的量三個(gè)距離用于三角測量而第四個(gè)用于時(shí)間同步。然而，因?yàn)镚PS時(shí)間基準(zhǔn)對(duì)于兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備410a-410b是公共的，該信息可被共享。因此，GPS時(shí)間基準(zhǔn)只需要被確定一次并且不需要像在移動(dòng)設(shè)備410a-410b不能共享信息時(shí)那樣表現(xiàn)為兩個(gè)獨(dú)立的變量。
第一和第二移動(dòng)設(shè)備410a-410b能夠確定它們的絕對(duì)位置，因?yàn)榈谝灰苿?dòng)設(shè)備410a可確定至其正在通信的四個(gè)GPS衛(wèi)星420a-420d的四個(gè)距離。此外，第二移動(dòng)設(shè)備410b可確定至其正在通信的兩個(gè)GPS衛(wèi)星430a-430c的兩個(gè)距離。此外，第一和第二移動(dòng)設(shè)備410a-410b可確定它們之間的移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。第一和第二移動(dòng)設(shè)備410a-410b也可以共享定時(shí)信息。
作為一個(gè)示例，第一移動(dòng)設(shè)備410a能夠使用采用由四個(gè)GPS衛(wèi)星420a-420d中的每一個(gè)發(fā)射的信息確定的四個(gè)距離來確定其位置。第一移動(dòng)設(shè)備410a可使用任何附加的GPS衛(wèi)星(沒有示出)和其正在通信的衛(wèi)星一起改善其位置確定的精確性。
第二移動(dòng)設(shè)備410b與兩個(gè)GPS衛(wèi)星430a-430b通信。這兩個(gè)GPS衛(wèi)星自身不提供足夠的信息用于第二移動(dòng)設(shè)備410b確定其位置。然而，第二移動(dòng)設(shè)備410b與第一移動(dòng)設(shè)備410a通信。第一移動(dòng)設(shè)備410a與第二移動(dòng)設(shè)備410b共享信息。例如，第一移動(dòng)設(shè)備410a可提供其絕對(duì)位置和GPS定時(shí)信息至第二移動(dòng)設(shè)備410b。此外，第一移動(dòng)設(shè)備可發(fā)送測距信號(hào)至第二移動(dòng)設(shè)備410b，以允許第二移動(dòng)設(shè)備410b確定其至第一移動(dòng)設(shè)備410a的距離。使用共享信息和至第一移動(dòng)設(shè)備410a的距離，第二移動(dòng)設(shè)備410b現(xiàn)在可使用至兩個(gè)GPS衛(wèi)星430a-430b的兩個(gè)距離，GPS定時(shí)信息，以及至第一移動(dòng)設(shè)備410a的距離。因?yàn)榈谝灰苿?dòng)設(shè)備410a的位置是已知的，第二移動(dòng)設(shè)備410b可以基于至已知位置的三個(gè)距離，以及允許第二移動(dòng)設(shè)備410b將內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)同步至所發(fā)射的測距信號(hào)的時(shí)間基準(zhǔn)來確定其位置。
類似地，第三移動(dòng)設(shè)備410c可確定其絕對(duì)位置。第三移動(dòng)設(shè)備410c與兩個(gè)GPS衛(wèi)星440a-440b通信。然而，可從兩個(gè)GPS衛(wèi)星440a-440b確定的兩個(gè)偽距離并不足以確定第三移動(dòng)設(shè)備410c的絕對(duì)位置。如果第三移動(dòng)設(shè)備410c能夠與第一移動(dòng)設(shè)備410a通信，第三移動(dòng)設(shè)備410c的位置可采用類似第二移動(dòng)設(shè)備410b采用的方式被確定。然而，第三移動(dòng)設(shè)備410c僅僅與第二移動(dòng)設(shè)備410b通信。
第二和第三移動(dòng)設(shè)備410b和410c不能在沒有附加信息的情況下確定它們的絕對(duì)位置。如上面所提到的，第二移動(dòng)設(shè)備410b可通過與第一移動(dòng)設(shè)備410a共享信息來確定其絕對(duì)位置。
當(dāng)?shù)诙苿?dòng)設(shè)備410b能夠確定其絕對(duì)位置時(shí)，第三移動(dòng)設(shè)備410c可確定其絕對(duì)位置。當(dāng)?shù)诙苿?dòng)設(shè)備410b的絕對(duì)位置已知時(shí)，第三移動(dòng)設(shè)備可確定至兩個(gè)GPS衛(wèi)星440a-440b的兩個(gè)距離并確定至第二移動(dòng)設(shè)備410b的距離。此外，第二移動(dòng)設(shè)備410b可與第三移動(dòng)設(shè)備410c共享GPS定時(shí)信息。因此，通過使用共享信息，第三移動(dòng)設(shè)備410c能夠確定至三個(gè)絕對(duì)位置的距離，以及三個(gè)信號(hào)源都與之同步的定時(shí)參考。因此，第三移動(dòng)設(shè)備410c能夠確定其絕對(duì)位置。
需要注意第三移動(dòng)設(shè)備410c不能確定其絕對(duì)位置直至第二移動(dòng)設(shè)備410b能夠確定其絕對(duì)位置。因此，來自第一移動(dòng)設(shè)備410a的信息與第三移動(dòng)設(shè)備410c有效地共享，但是它們之間沒有直接通信。在這種形式下，絕對(duì)位置可被串行地確定。沒有接入到GPS衛(wèi)星的遠(yuǎn)程移動(dòng)設(shè)備可基于共享信息確定它們的絕對(duì)位置。
推廣的多個(gè)移動(dòng)設(shè)備位置定位系統(tǒng)500在圖5中示出。該圖示出了與三個(gè)GPS衛(wèi)星520a-520c通信的移動(dòng)設(shè)備510a。移動(dòng)設(shè)備510a還與三個(gè)移動(dòng)設(shè)備組，例如結(jié)合圖3中所描述的一個(gè)組通信。三個(gè)移動(dòng)設(shè)備組中的每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備510b-510c分別與三個(gè)GPS衛(wèi)星530a-530c、540a-540c、550a-550c通信。此外，移動(dòng)設(shè)備510a-510d中的每一個(gè)與每一個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備通信。
三個(gè)移動(dòng)設(shè)備組確定每個(gè)移動(dòng)設(shè)備510a-510c的位置方式在前面已討論。在圖5中，第四移動(dòng)設(shè)備510a可使用至少三個(gè)附加距離。這些三個(gè)附加的距離使用至每個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備510b-510c的通信來確定。此外，第四移動(dòng)設(shè)備510a可確定至GPS衛(wèi)星520a-520c的三個(gè)距離，其從這三個(gè)GPS衛(wèi)星接收傳輸。盡管第四移動(dòng)設(shè)備510a需要四個(gè)距離來精確確定其位置，總共具有六個(gè)可能的距離，三個(gè)是來自GPS衛(wèi)星520a-520c，一個(gè)是來自三個(gè)其它移動(dòng)設(shè)備510b-510d中的每一個(gè)。因此，第四移動(dòng)設(shè)備510a可僅僅與一個(gè)GPS衛(wèi)星通信，例如520a，而仍然可以確定其位置?；蛘?，第四移動(dòng)設(shè)備510a可使用三個(gè)至GPS衛(wèi)星520a-520c的距離并直接從該局域組中的其他移動(dòng)設(shè)備中的一個(gè)接收GPS定時(shí)信息。
多個(gè)移動(dòng)實(shí)施例500可被推廣到n個(gè)移動(dòng)設(shè)備。第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備向該移動(dòng)設(shè)備組貢獻(xiàn)n-1個(gè)附加的距離。該n-1個(gè)附加距離是從第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備到n-1個(gè)移動(dòng)設(shè)備的距離。第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置可被確定提供了第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備可確定四個(gè)分開的距離?；蛘?，如果第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備能夠確定三個(gè)不同的距離和一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置可被確定。任何附加的距離或者由第n個(gè)移動(dòng)設(shè)備提供的衛(wèi)星信息可由局域組共享以補(bǔ)充該組的其他成員的不充分的距離。附加信息也可以與該組共享以增加對(duì)于每個(gè)組成員的定位的精確性。
圖6示出了一個(gè)實(shí)施例600，其中沒有足夠數(shù)量的距離來使得每個(gè)移動(dòng)設(shè)備個(gè)別地確定其位置，但是用于該移動(dòng)設(shè)備組的公共定位可被確定。在移動(dòng)設(shè)備的局域組中，三個(gè)移動(dòng)設(shè)備610a-610c相互通信。
第一移動(dòng)設(shè)備610a與兩個(gè)GPS衛(wèi)星620a-620b通信。第一通信設(shè)備還與第二移動(dòng)設(shè)備610b和第三移動(dòng)設(shè)備610c通信。第二移動(dòng)設(shè)備610b與兩個(gè)GPS衛(wèi)星630a-630b以及局域組中的其他兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備610a和610c通信。類似地，第三移動(dòng)設(shè)備610c與兩個(gè)GPS衛(wèi)星640a-640b以及局域組中的其他兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備610a和610b通信。
該局域組中的移動(dòng)設(shè)備610a-610c可共享該組的成員之間的距離信息以獲得足夠數(shù)量的距離來得到該組的位置確定。為了確定一局域組的位置，局域組的成員需要至少四個(gè)至具有已知位置的發(fā)射器的測量。因此，在圖6的實(shí)施例中，期望局部網(wǎng)至少與四個(gè)不同的GPS衛(wèi)星進(jìn)行通信。局域組的成員正在通信的任何其他衛(wèi)星可被用于增加位置確定的精確性。
例如，第一移動(dòng)設(shè)備610a與兩個(gè)GPS衛(wèi)星602a和602b通信。因此，第一移動(dòng)設(shè)備610a可確定對(duì)應(yīng)于兩個(gè)GPS衛(wèi)星620a-620b的兩個(gè)偽距離。第一移動(dòng)設(shè)備610a還可以通過確定至另外兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備610b-610c中的每一個(gè)地距離來確定其相對(duì)于第二移動(dòng)設(shè)備610b和第三移動(dòng)設(shè)備610c的位置。第一移動(dòng)設(shè)備610a還可以和其他兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備610b-610c共享衛(wèi)星距離信息。因此，第一移動(dòng)設(shè)備610a可從第二移動(dòng)設(shè)備610b或者第三移動(dòng)設(shè)備610c獲得GPS衛(wèi)星信息。第一移動(dòng)設(shè)備610a然后可使用共享衛(wèi)星信息和移動(dòng)設(shè)備至移動(dòng)設(shè)備的距離信息確定局域組的位置。局域組的公共位置隨后可被發(fā)送到局域組的所有成員。
圖7示出了位置確定實(shí)施利700，其中衛(wèi)星距離的數(shù)量并不足以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括數(shù)個(gè)移動(dòng)設(shè)備710a-710e的局域組的公共定位。然而，如果在該局域組中有足夠數(shù)量的成員，局域組的每個(gè)成員可確定其相對(duì)于該組的其他成員的位置。
移動(dòng)設(shè)備710a-710e中的每一個(gè)可與局域組中的所有其他成員通信。此外，移動(dòng)設(shè)備710a-710e中的每一個(gè)發(fā)射可被該局域組的其他成員用來進(jìn)行距離測量的信號(hào)。定時(shí)信息可被共享以時(shí)間同步該局域組的所有成員。時(shí)間同步保證了移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離可被精確地確定。測距信號(hào)由每個(gè)移動(dòng)設(shè)備710a-710e接收并可被用于確定相對(duì)位置。
作為一個(gè)示例，第一移動(dòng)設(shè)備710a接收由局域組中的其他移動(dòng)設(shè)備710b-710e發(fā)射的測距信號(hào)。第一移動(dòng)設(shè)備710a確定對(duì)應(yīng)于每一個(gè)所發(fā)射的測距信號(hào)的距離。第一移動(dòng)設(shè)備710a可使用三個(gè)距離來三角測量其相對(duì)于其他移動(dòng)設(shè)備710b-710c的位置，并可使用第四距離來解決時(shí)間不精確性或者更進(jìn)一步改善相對(duì)位置定位。僅僅要求三個(gè)距離來確定相對(duì)位置，因?yàn)榫钟蚪M中的所有成員是時(shí)間同步的。如上面所提到的，附加距離可被用于進(jìn)一步改善定位的精確性。附加距離可補(bǔ)償GDOP、定時(shí)誤差或者其他的誤差源。注意到第一移動(dòng)單元710a不能確定其絕對(duì)位置因?yàn)椴恢罍y距信號(hào)發(fā)射機(jī)的絕對(duì)位置。
對(duì)于局域組中的成員的相對(duì)位置可能比每個(gè)組成員的絕對(duì)位置更加感興趣。例如，在下述的環(huán)境中，比如消防隊(duì)進(jìn)行滅火時(shí)，每個(gè)成員定位另一個(gè)成員的能力會(huì)由于煙和火而被削弱。消防隊(duì)的每一個(gè)成員可裝備雙向的無線電，其可以發(fā)射并接收信號(hào)至消防隊(duì)中的每一個(gè)其他成員。多個(gè)雙向無線電則定義了一個(gè)局域組。每個(gè)無線電隨后可發(fā)射測距信號(hào)至局域組中的每一個(gè)其他成員。每個(gè)無線電還可以接收由局域組成員發(fā)射的測距信號(hào)。此外，測距信號(hào)可從一信標(biāo)發(fā)射，例如位于消防車、消防龍頭的位置或者其他位置。如果能接收足夠數(shù)量的測距信號(hào)，則消防隊(duì)的每個(gè)成員可以知道其相對(duì)于其他成員和進(jìn)行發(fā)射的信標(biāo)的位置。
使用混合位置確定系統(tǒng)的位置確定方法800的一個(gè)實(shí)施例在圖8A中示出。方法800開始于802，路由被起始。方法800可在移動(dòng)設(shè)備中的連續(xù)回路中操作或者被安排為按照一時(shí)刻表操作?；蛘?，方法800可響應(yīng)用戶輸入操作或者相應(yīng)遠(yuǎn)程信號(hào)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法在軟件或者固件中實(shí)施，并保存在位置確定模塊238中(圖2)。
方法800開始時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)以查看來自第一位置確定子系統(tǒng)的全星座圖是否可用。此處術(shù)語全星座圖是指足以使移動(dòng)設(shè)備確定其位置的數(shù)個(gè)位置定位信號(hào)源。例如，如果第一位置定位子系統(tǒng)是GPS，如果可接收來自四個(gè)GPS衛(wèi)星的信號(hào)，移動(dòng)站的全星座圖是可用的。
如果全星座圖對(duì)于移動(dòng)設(shè)備或者運(yùn)行方法800的其他裝置是可用的，該方法進(jìn)入到判決框802，其中移動(dòng)設(shè)備的位置使用來自全星座圖的信號(hào)確定。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備的位置被確定時(shí)，方法800完成并進(jìn)入到結(jié)束框870。
如果全星座圖對(duì)于移動(dòng)設(shè)備是不可用的，該方法進(jìn)入到判決框820，其中該方法進(jìn)行檢驗(yàn)以查看是否來自其他任何移動(dòng)設(shè)備的信號(hào)是可用的。盡管判決框820詢問是否有其他的移動(dòng)設(shè)備可用，該方法搜索的信號(hào)可包括來自其他位置定位源、信標(biāo)、定位信號(hào)源或者任何其他可被用作位置定位信號(hào)源的信號(hào)源的信號(hào)。
如果沒有其他的移動(dòng)設(shè)備可用，方法800進(jìn)入到框870而終止。因?yàn)闆]有其他移動(dòng)設(shè)備可供使用，該方法不具有任何可被用于補(bǔ)充來自第一位置確定子系統(tǒng)的不完整的星座圖的信號(hào)源。
如果來自其他移動(dòng)設(shè)備的信號(hào)可用，可與其他每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行位置確定信息通信的移動(dòng)設(shè)備定義了局域組。方法800進(jìn)入到判決框830以驗(yàn)證是否任何其他移動(dòng)設(shè)備具有可用的全星座圖。也就是說，該方法進(jìn)行檢驗(yàn)以查看是否任何其他移動(dòng)設(shè)備可使用第一位置定位子系統(tǒng)確定它們的位置。
如果至少一個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備正在與全星座圖通信或者能夠確定其絕對(duì)位置，方法800進(jìn)入框832以試圖通過和其他移動(dòng)設(shè)備共享信息來確定其位置。
一種示例的情況，其中移動(dòng)設(shè)備可通過與另一個(gè)知道位置的移動(dòng)設(shè)備共享信息來確定其位置已經(jīng)在上面結(jié)合圖4描述。一旦該方法確定了移動(dòng)設(shè)備的位置時(shí)，該方法完成。
如果局域組中沒有移動(dòng)設(shè)備與GPS衛(wèi)星的全星座圖通信，方法800進(jìn)入到判決框840，此處該方法確定移動(dòng)設(shè)備位置的個(gè)別定位是否可能。移動(dòng)設(shè)備確定其絕對(duì)位置的能力是基于數(shù)個(gè)因素。這些因素包括但不限于，每個(gè)局域組成員正在通信的GPS衛(wèi)星的數(shù)量、局域組成員的數(shù)量、以及接收移動(dòng)設(shè)備基于由其他移動(dòng)設(shè)備發(fā)射的測距信號(hào)三角測量其位置的能力。即使移動(dòng)設(shè)備不與GPS衛(wèi)星通信，只要在局域組中有足夠數(shù)量的成員能夠分別確定它們的位置，移動(dòng)設(shè)備可確定其位置。如上面結(jié)合圖3討論的，盡管每個(gè)移動(dòng)設(shè)備僅僅與三個(gè)GPS衛(wèi)星通信，局域組中的三個(gè)移動(dòng)設(shè)備仍然可以確定它們的位置。
在判決框840，方法800確定是否可通過與局域組的其他成員通信以及共享位置和輔助信息來進(jìn)行個(gè)別的定位。如果確定個(gè)別的定位是可能的，該方法進(jìn)入框842，此處移動(dòng)設(shè)備的位置使用共享信息來確定。如果個(gè)別的定位不能進(jìn)行，該方法進(jìn)入判決框850。
在判決框850，該方法確定局域組的定位是否可能。一般的定位實(shí)施例已經(jīng)在上面結(jié)合圖6討論。盡管對(duì)局域組的公共定位不如對(duì)局域組中的每一個(gè)成員進(jìn)行個(gè)別的絕對(duì)定位精確，獲得局部定位所要求的信號(hào)更小。如果對(duì)局域組的公共定位是可能的，該方法進(jìn)入框852以使用來自局域組的成員的共享位置信息確定公共定位。當(dāng)公共定位被確定時(shí)，該方法800完成并在結(jié)束框870終止。
如果局域組的成員沒有足夠的位置定位信息來進(jìn)行哪怕是公共定位的確定，該方法進(jìn)入到判決框860。在判決框860，該方法確定局域組中是否有足夠的成員來確定局域組成員的相對(duì)位置。確定相對(duì)位置的能力是部分基于于局域組中成員的數(shù)量。局域組成員的數(shù)量越高，移動(dòng)設(shè)備能夠初始確定相對(duì)于至少一些局域組成員的位置的可能性就越大。
如果相對(duì)位置確定是可能的，該方法進(jìn)入框862，其中移動(dòng)設(shè)備的位置相對(duì)于至少一些局域組的其他成員而被確定。移動(dòng)設(shè)備的相對(duì)位置然后與局域組的其他成員共享，以使移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于局域組的所有成員的位置可被確定。信息在局域組的成員中共享。共享的信息可包括距離信息、定時(shí)信息以及位置信息。一當(dāng)移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于局域組中的其他移動(dòng)設(shè)備的位置被確定，該方法完成。此外，如果在框860確定移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于局域組中的其他移動(dòng)設(shè)備的位置不能被確定，該方法在結(jié)束框870完成。
實(shí)現(xiàn)方法800的設(shè)備不需要檢驗(yàn)每一個(gè)位置確定的可能性。該設(shè)備可僅僅集成其期望的位置確定功能。例如，一設(shè)備可選擇僅僅結(jié)合絕對(duì)位置確定功能。此外，一設(shè)備可選擇僅僅結(jié)合相對(duì)位置確定功能。在另一個(gè)選擇中，多個(gè)位置確定功能可被作為分開的方法實(shí)施，每一個(gè)被安排按照不同的時(shí)間時(shí)刻表或者觸發(fā)事件操作。
圖8B示出了圖8A中的框832的另一個(gè)實(shí)施例。在圖8B中示出的方法表示了怎樣使用共享信息來確定移動(dòng)設(shè)備的位置。例如，移動(dòng)設(shè)備能夠從兩個(gè)GPS衛(wèi)星接收信號(hào)，且其還與正在與四個(gè)GPS衛(wèi)星通信的第二移動(dòng)設(shè)備通信。該移動(dòng)設(shè)備可使用圖8B的方法來確定其位置。
在框882，該方法通過接收測距信號(hào)而開始。測距信號(hào)可以是，例如，有一個(gè)或多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)。盡管該流程圖顯示測距信號(hào)的接收，其他位置信息可被接收以取代，或者輔助測距信號(hào)。
該方法接下來進(jìn)入框884，在框884中，該方法從接收的信號(hào)中確定部分位置信息。當(dāng)接收的信號(hào)是GPS衛(wèi)星傳輸時(shí)，該方法在框884中可確定到每個(gè)GPS衛(wèi)星的距離。在確定了部分位置信息之后，該方法進(jìn)入框886。
在框886中，運(yùn)行該方法的移動(dòng)設(shè)備從第二移動(dòng)設(shè)備接收共享信息。共享信息可以是，例如移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的測距信號(hào)。共享信息還可以是GPS定時(shí)信息和第二移動(dòng)設(shè)備的位置。
該方法接下來進(jìn)入框888，其中該方法使用共享信息確定附加位置信息。附加信息可包括移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。當(dāng)附加位置信息被確定時(shí)，該方法進(jìn)入框890，其中該方法使用至少部分位置信息和從共享信息中確定的附加位置信息來確定移動(dòng)設(shè)備的位置。
實(shí)施該方法的移動(dòng)設(shè)備可在位置確定模塊中內(nèi)部地確定其位置，或者可以發(fā)射一些或者全部的位置信息至遠(yuǎn)程位置，在該遠(yuǎn)程位置處確定移動(dòng)設(shè)備的位置。該位置可被發(fā)射回移動(dòng)設(shè)備。
結(jié)合了實(shí)施方法800來確定其絕對(duì)位置的位置確定系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的一組移動(dòng)設(shè)備910a-910d的一個(gè)示例在圖9中示出。四個(gè)移動(dòng)設(shè)備910a-910d相互之間通信。四個(gè)移動(dòng)設(shè)備910a-910d定義了一個(gè)局域組。第一移動(dòng)設(shè)備910a從四個(gè)GPS衛(wèi)星920a-920d接收傳輸。第二移動(dòng)設(shè)備910b從兩個(gè)GPS衛(wèi)星920a-920b接收傳輸。第三移動(dòng)設(shè)備910c從兩個(gè)GPS衛(wèi)星920e-920f接收傳輸。第四移動(dòng)設(shè)備910d不接收任何GPS衛(wèi)星傳輸。
第一移動(dòng)設(shè)備910a從GPS衛(wèi)星的全星座圖接收傳輸。也就是說，第一移動(dòng)設(shè)備910a從足夠數(shù)量的GPS衛(wèi)星接收傳輸以進(jìn)行絕對(duì)位置確定。因此，第一移動(dòng)設(shè)備910a可確定其絕對(duì)位置還可以確定GPS時(shí)間參考。
第二移動(dòng)設(shè)備910b不與GPS衛(wèi)星的全星座圖通信。第二移動(dòng)設(shè)備910b僅僅從兩個(gè)GPS衛(wèi)星920a-920b接收傳輸且不能基于這兩個(gè)GPS傳輸進(jìn)行絕對(duì)位置確定。然而，第二移動(dòng)設(shè)備910b與第一移動(dòng)設(shè)備910a通信。第一移動(dòng)設(shè)備910a從全星座圖接收傳輸并且可以確定其絕對(duì)位置。第一和第二移動(dòng)設(shè)備910a-910b共享兩個(gè)GPS衛(wèi)星920a-920b是無關(guān)緊要的。
因此，第一和第二移動(dòng)設(shè)備910a-910b共享信息以允許第二移動(dòng)設(shè)備910b確定其絕對(duì)位置。第一移動(dòng)設(shè)備910a發(fā)射其絕對(duì)位置和GPS時(shí)間參考至第二移動(dòng)設(shè)備910b。第一移動(dòng)設(shè)備910a還發(fā)射測距信號(hào)。第二移動(dòng)設(shè)備910b使用測距信息來確定第一和第二移動(dòng)設(shè)備，910a和910b之間的移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。第二移動(dòng)設(shè)備910b現(xiàn)在具有至已知位置的三個(gè)距離，以及對(duì)于所有的發(fā)射機(jī)都同步的時(shí)間基準(zhǔn)。第二移動(dòng)設(shè)備910b能夠使用該信息來確定其絕對(duì)位置。
第三移動(dòng)設(shè)備910c可使用與第二移動(dòng)設(shè)備910b相同的方法來確定其絕對(duì)位置。第三移動(dòng)設(shè)備910c僅僅從兩個(gè)GPS衛(wèi)星920e和920f接收傳輸。然而，第三移動(dòng)設(shè)備910c與第一移動(dòng)設(shè)備910a通信而第一移動(dòng)設(shè)備910a從全星座圖接收傳輸。第三移動(dòng)設(shè)備910c可確定至兩個(gè)GPS衛(wèi)星920e-920f的距離。第三移動(dòng)設(shè)備910c還從第一移動(dòng)設(shè)備910a接收GPS時(shí)間基準(zhǔn)。第三移動(dòng)設(shè)備910c還使用由第一移動(dòng)設(shè)備910a發(fā)射的測距信號(hào)來確定至第一移動(dòng)設(shè)備910a的距離。第三移動(dòng)設(shè)備910c使用三個(gè)距離和GPS時(shí)間基準(zhǔn)來確定其絕對(duì)位置。
第四移動(dòng)設(shè)備910d不從任何GPS衛(wèi)星接收傳輸。然而，第四移動(dòng)設(shè)備910d仍然可以確定其絕對(duì)位置，因?yàn)樗c其他三個(gè)具有已知位置的移動(dòng)設(shè)備910a-910c通信。第一、第二以及第三移動(dòng)設(shè)備910a-910c中的每一個(gè)發(fā)射其絕對(duì)位置至第四移動(dòng)設(shè)備910d。第一、第二以及第三移動(dòng)設(shè)備910a-910c中的每一個(gè)還發(fā)射測距信號(hào)。第四移動(dòng)設(shè)備910d接收每一個(gè)測距信號(hào)并確定第四移動(dòng)設(shè)備910d至局域組中的每一個(gè)其他移動(dòng)設(shè)備910a-910c的移動(dòng)設(shè)備到移動(dòng)設(shè)備的距離。第四移動(dòng)設(shè)備910d還從局域組的成員之一接收時(shí)間基準(zhǔn)。第四移動(dòng)設(shè)備910d能夠使用至已知位置的三個(gè)距離和時(shí)間基準(zhǔn)來確定其絕對(duì)位置。因此，盡管第四移動(dòng)設(shè)備910d不從任何GPS衛(wèi)星接收信號(hào)，其能夠通過與其他設(shè)備共享信息來確定其絕對(duì)位置。
因此，描述了一種方法和設(shè)備，其中移動(dòng)設(shè)備可使用來自第一位置確定子系統(tǒng)的部分位置信息和來自其他移動(dòng)設(shè)備的附加位置信息來確定其位置。各個(gè)實(shí)施例一般描述第一位置確定子系統(tǒng)為GPS。然而，第一位置確定子系統(tǒng)可以是GPS、全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)、基于地面的位置定位系統(tǒng)、位置測量單元(LMU)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、混合位置定位系統(tǒng)、位置定位系統(tǒng)的組合、或者任何能夠提供信息至無線設(shè)備以使無線設(shè)備可確定其位置的系統(tǒng)。
各個(gè)實(shí)施例還針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的位置確定。然而，雖然位置確定一般更加關(guān)注于移動(dòng)設(shè)備，此處揭示的位置確定設(shè)備和方法可在移動(dòng)設(shè)備、固定位置設(shè)備、便攜式設(shè)備或者任何期望進(jìn)行位置確定的設(shè)備中實(shí)施。當(dāng)設(shè)備是移動(dòng)設(shè)備時(shí)，移動(dòng)設(shè)備可以是無線電話、雙向無線電、具有無線接口的個(gè)人數(shù)字助理、具有無線接口的筆記本電腦、無繩電話機(jī)、無繩電話或者任何其他可實(shí)施此處所描述的方法的設(shè)備。
此外，多個(gè)局域組的成員被描述為移動(dòng)設(shè)備，然而設(shè)備可使用與其他移動(dòng)設(shè)備、信標(biāo)、發(fā)射機(jī)、網(wǎng)絡(luò)或者固定位置設(shè)備的通信來確定其位置。此外，移動(dòng)設(shè)備可使用內(nèi)部的處理器來確定其位置或者可使用與其通信的網(wǎng)絡(luò)或者其他設(shè)備來確定其位置。位置確定不限于基于移動(dòng)的位置確定，更進(jìn)一步包括分布式位置確定，其中移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行一部分的位置確定而另一部分的位置確定是由與該移動(dòng)設(shè)備通信的另一個(gè)設(shè)備進(jìn)行。分布式位置確定的一個(gè)示例是基于網(wǎng)絡(luò)的位置確定，其中與移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)設(shè)備提供輔助信息以允許移動(dòng)設(shè)備快速獲得GPS衛(wèi)星信號(hào)。由移動(dòng)設(shè)備確定的偽距離或者時(shí)間偏移隨后可被發(fā)射到網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可包括確定移動(dòng)設(shè)備的真實(shí)位置的位置定位服務(wù)器。該位置可隨后被發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備。
與移動(dòng)設(shè)備的通信可以是直接通信，其中移動(dòng)設(shè)備直接與另一個(gè)設(shè)備發(fā)射并接收信號(hào)?；蛘撸c移動(dòng)設(shè)備的通信可以是間接的。移動(dòng)設(shè)備可與基站、網(wǎng)絡(luò)或者其他設(shè)備通信。其他設(shè)備可在與移動(dòng)設(shè)備通信時(shí)與基站、網(wǎng)絡(luò)或者其他設(shè)備通信。
電氣連接、耦合以及連接已關(guān)于各個(gè)設(shè)備和元件被描述。連接和耦合可以是直接或者間接的。第一和第二電氣設(shè)備之間的連接可以是直接的電氣連接或者可以是間接的電氣連接。間接的電氣連接可包括能夠?qū)⑿盘?hào)從第一設(shè)備傳送到第二設(shè)備的插入的元件。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，信息和信號(hào)可以用多種不同技術(shù)和工藝中的任一種來表示。例如，上述說明中可能涉及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、碼元和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或其粒子、光場或其粒子或它們的任意組合來表示。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能進(jìn)一步理解，結(jié)合這里所公開的實(shí)施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以作為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合來實(shí)現(xiàn)。為了清楚說明硬件和軟件間的互換性，各種說明性的組件、框圖、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進(jìn)行了闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來實(shí)現(xiàn)取決于整個(gè)系統(tǒng)所采用的特定的應(yīng)用程序和設(shè)計(jì)。技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到在這些情況下硬件和軟件的交互性，以及怎樣最好地實(shí)現(xiàn)每個(gè)特定應(yīng)用程序的所述功能。技術(shù)人員可能以對(duì)于每個(gè)特定應(yīng)用不同的方式來實(shí)現(xiàn)所述功能，但這種實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋為造成背離本發(fā)明的范圍。
結(jié)合這里所描述的實(shí)施例來描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟的實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行可以用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或者為執(zhí)行這里所述功能而設(shè)計(jì)的任意組合。通用處理器可能是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可能用計(jì)算設(shè)備的組合來實(shí)現(xiàn)，如，DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP內(nèi)核的一個(gè)或多個(gè)微處理器或者任意其它這種配置。
結(jié)合這里所公開實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可能直接包含在硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中或在兩者當(dāng)中。軟件模塊可能駐留在RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可移動(dòng)盤、CD-ROM或本領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒質(zhì)中。示例性存儲(chǔ)媒質(zhì)與處理器耦合，使得處理器可以從存儲(chǔ)媒質(zhì)讀取信息，或把信息寫入存儲(chǔ)媒質(zhì)。或者，存儲(chǔ)媒質(zhì)可以與處理器整合。處理器和存儲(chǔ)媒質(zhì)可能駐留在ASIC中。ASIC可能駐留在用戶終端中。或者，處理器和存儲(chǔ)媒質(zhì)可能作為離散組件駐留在用戶終端中。
上述所揭示的實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一種確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置的方法，該方法包括確定第一移動(dòng)設(shè)備的部分位置信息；從第二移動(dòng)設(shè)備接收共享信息；使用來自第二移動(dòng)設(shè)備的共享信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的附加位置信息；以及使用部分位置信息和附加位置信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定部分位置信息包括確定至一組具有已知的位置的目標(biāo)的一組偽距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述一組偽距離包括來自無線通信系統(tǒng)中的基站的偽距離。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述一組偽距離包括來自作為全球定位系統(tǒng)(GPS)中的一部分的衛(wèi)星的偽距離。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定附加位置包括確定來自無線電話的偽距離。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定附加位置信息包括確定來自第二移動(dòng)設(shè)備的偽距離和到達(dá)角。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從第二移動(dòng)設(shè)備接收共享信息包括接收第二移動(dòng)設(shè)備的位置。
8.一種配置成確定其位置的移動(dòng)設(shè)備，包括第一接收機(jī)，配置成從至少一個(gè)具有已知位置的發(fā)射機(jī)接收第一位置信號(hào)；第二接收機(jī)，配置成從第二移動(dòng)設(shè)備接收第二位置信號(hào)；處理器，配置成至少部分基于第一位置信號(hào)和第二位置信號(hào)確定移動(dòng)設(shè)備的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)設(shè)備是無線電話。
10.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第二移動(dòng)設(shè)備是無線電話。
11.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)是同一個(gè)接收機(jī)。
12.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第一接收機(jī)配置成從具有已知位置的發(fā)射機(jī)接收第一位置信號(hào)。
13.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第一接收機(jī)配置成從全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射機(jī)接收第一位置信號(hào)。
14.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第二位置定位信號(hào)包括由第二移動(dòng)設(shè)備發(fā)射的測距信號(hào)。
15.一種配置成確定其位置的移動(dòng)設(shè)備，包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)，用于接收GPS定位信號(hào)；第一接收機(jī)，配置成從無線電話接收位置信號(hào)；以及位置確定模塊，配置成至少部分基于GPS定位信號(hào)和位置信號(hào)確定移動(dòng)設(shè)備的位置。
16.如權(quán)利要求15所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述GPS接收機(jī)被配置成從至少三個(gè)GPS衛(wèi)星接收GPS定位信號(hào)。
17.如權(quán)利要求15所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述位置信號(hào)包括測距信號(hào)。
18.如權(quán)利要求15所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述位置信號(hào)包括定時(shí)基準(zhǔn)。
19.如權(quán)利要求15所述的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述位置信號(hào)包括無線電話的位置。
20.第一移動(dòng)設(shè)備，包括用于確定第一移動(dòng)設(shè)備的部分位置信息的裝置；用于從第二移動(dòng)設(shè)備接收附加位置信息的裝置；至少部分地基于部分位置信息和附加位置信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的第一移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第一移動(dòng)設(shè)備是無線電話手機(jī)。
22.如權(quán)利要求20所述的第一移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述第二移動(dòng)設(shè)備是無線電話手機(jī)。
23.如權(quán)利要求20所述的第一移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，用于確定部分位置信息的裝置包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)。
24.如權(quán)利要求20所述的第一移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，用于確定部分位置信息的裝置包括配置成從至少一個(gè)具有已知位置的無線通信系統(tǒng)基站接收位置信號(hào)的接收機(jī)。
25.如權(quán)利要求20所述的第一移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，用于接收附加位置信息的裝置包括配置成從第二移動(dòng)設(shè)備接收偽距離的接收機(jī)。
26.一種確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置的方法，該方法包括由第一移動(dòng)設(shè)備接收由GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)；確定至GPS衛(wèi)星的偽距離；由第一移動(dòng)設(shè)備接收來自第二移動(dòng)設(shè)備的測距信號(hào)；確定至第二移動(dòng)設(shè)備的偽距離；從第二移動(dòng)設(shè)備接收定時(shí)基準(zhǔn)；以及基于至GPS衛(wèi)星的偽距離和至第二移動(dòng)設(shè)備的偽距離確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置是在遠(yuǎn)離第一移動(dòng)設(shè)備的位置處執(zhí)行的。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置是由與第一移動(dòng)設(shè)備通信的內(nèi)部設(shè)備執(zhí)行的。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置是由存儲(chǔ)在第一移動(dòng)設(shè)備中的模塊執(zhí)行的。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，第一移動(dòng)設(shè)備的位置是絕對(duì)位置。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，第一移動(dòng)設(shè)備的位置是相對(duì)位置。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，第一移動(dòng)設(shè)備的位置是包括第一移動(dòng)設(shè)備和第二移動(dòng)設(shè)備的組的公共位置。
33.一個(gè)或多個(gè)處理器可讀存儲(chǔ)設(shè)備，該處理器可讀存儲(chǔ)設(shè)備上記載有處理器可讀的編碼，所述處理器可讀編碼用于編程一個(gè)或多個(gè)處理器以執(zhí)行確定第一移動(dòng)設(shè)備位置的方法，該方法包括確定第一移動(dòng)設(shè)備的部分位置信息；從第二移動(dòng)設(shè)備接收共享信息；使用來自第二移動(dòng)設(shè)備的共享信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的附加位置信息；以及使用部分位置信息和附加位置信息確定第一移動(dòng)設(shè)備的位置。
全文摘要
揭示了一種混合位置確定系統(tǒng)。移動(dòng)設(shè)備可基于諸如全球定位系統(tǒng)的第一位置確定系統(tǒng)確定數(shù)個(gè)偽距離。在移動(dòng)設(shè)備的位置由于衛(wèi)星偽距離的數(shù)量不足而欠確定的情況下，移動(dòng)設(shè)備從其他設(shè)備接收共享位置信息。其他設(shè)備包括第二移動(dòng)設(shè)備。第一移動(dòng)設(shè)備可通過確定至其他移動(dòng)設(shè)備的偽距離來基于欠確定數(shù)量的衛(wèi)星偽距離而確定其位置。在其它的實(shí)施例中，衛(wèi)星偽距離的數(shù)量可能不足以產(chǎn)生單個(gè)移動(dòng)設(shè)備的絕對(duì)位置確定。在該種欠確定的情況下，移動(dòng)設(shè)備可確定該組的公共位置或者可確定組成員的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)G01S5/00GK1688892SQ03821853
公開日2005年10月26日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者G·霍克里, L·希內(nèi)布拉特 申請人:高通股份有限公司