專利名稱：多星群全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)和援助的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及全球定位與導(dǎo)航，以及全球定位或?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并且更具體地涉及多星群全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)和援助。
背景技術(shù)：
為確定某一事物的地理位置和導(dǎo)航，美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)的使用已經(jīng)變得無所不在。GPS是由美國政府建立和發(fā)射的衛(wèi)星群，其繞地球軌道運(yùn)行以向用戶的GPS 接收器或?qū)Ш窖b置提供導(dǎo)航和定位信號。能夠接收和使用GPS信號的數(shù)以百萬計的GPS接收器或?qū)Ш窖b置正由公眾和政府機(jī)構(gòu)使用。盡管GPS被廣泛使用，但仍然有一些缺點。一個缺點是由于結(jié)構(gòu)的阻擋導(dǎo)致在某些位置的低可用性或低信號接收。例如，在所謂的城市的“都市峽谷”中的高層建筑會阻塞GPS信號，結(jié)果可能沒有足夠數(shù)量的GPS衛(wèi)星可用來利用GPS接收器或?qū)Ш窖b置執(zhí)行導(dǎo)航和定時。其他國家也已經(jīng)發(fā)射并建立了用于全球定位和導(dǎo)航的衛(wèi)星群或一般意義上的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)。這些國外擁有并操縱的GNSS的例子可以包括，但未必限于俄羅斯航天部隊為俄羅斯政府操縱的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Glonass)、歐盟操縱的Galileo以及中國政府操縱的Compass。這些國外的GNSS衛(wèi)星可以以四倍于GPS衛(wèi)星可用的導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)量顯著增加，從而極大改善全球定位和導(dǎo)航的可用性與性能。然而，多星群GNSS的使用可能存在其他問題，例如，來自其他、國外或次要(secondary) GNSS的定位和導(dǎo)航數(shù)據(jù)是否可靠？這種系統(tǒng)是否易受欺騙，其中一個系統(tǒng)可以偽裝成另一個系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)可能是不準(zhǔn)確或是錯誤的？其他問題可能是首次定位時間或和足夠數(shù)量的衛(wèi)星在合理的時間段內(nèi)建立通信以確定位置和對堵塞或其他干擾的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實施例，用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)可以包括多個參考站。每個參考站可以適于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)以及為每個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。操作中心可以接收從多個參考站中的每個傳輸?shù)耐暾院托阅軘?shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可以包括通信網(wǎng)絡(luò)，其用于將來自操作中心的消息傳輸?shù)接脩舻膶?dǎo)航和通信設(shè)備以用于導(dǎo)航和通信設(shè)備的增強(qiáng)和援助。根據(jù)另一個實施例，用于多星群增強(qiáng)和援助的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備可以包括至少一個接收器，其用于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息，并用于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備還可以包括從操作中心接收消息的收發(fā)器。該消息可以包括供導(dǎo)航和通信設(shè)備使用的增強(qiáng)和援助信息，從而利用來自至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)向用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。根據(jù)另一個實施例，用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的方法可以包括由多個參考站監(jiān)視來自全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完整性和性能數(shù)據(jù)。該方法還可以包括向操作中心傳輸來自多個參考站的每個的完整性和性能數(shù)據(jù)。來自每個參考站的完整性和性能數(shù)據(jù)由操作中心整合和分析?；趯φ系耐暾院托阅軘?shù)據(jù)的分析生成消息。該消息可以包括用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備可使用的增強(qiáng)和援助信息以利用導(dǎo)航和通信設(shè)備從全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)而為用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。根據(jù)進(jìn)一步的實施例，用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的方法可以包括從多個不同全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息。該方法還可以包括從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息。該方法可以進(jìn)一步包括從操作中心接收消息。該消息可以包括供導(dǎo)航和通信設(shè)備使用的增強(qiáng)和援助信息以利用從至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)為用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。從操作中心接收的增強(qiáng)和援助信息可以從操作中心自多個參考站中的每個收集的完整性和性能數(shù)據(jù)中獲得。每個參考站可以適于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)并適于為每個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員瀏覽本公開的下列非限制性細(xì)節(jié)描述連同附圖，權(quán)利要求單獨限定的本公開的其他方面和特征將是顯而易見的。


隨后的具體實施方式
部分通過本公開實施例的非限制性示例的方式參考標(biāo)注的多附附圖進(jìn)一步描述了本公開，附圖中相似的參考數(shù)字代表附圖的所有視圖中的相似部件。圖I是根據(jù)本公開的一個實施例的用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)示例的示意框圖。圖2示根據(jù)本公開的一個實施例的用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的方法示例的流程圖。圖3是根據(jù)本公開的一個實施例可用在用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)中的參考站示例的示意框圖。圖4是根據(jù)本公開的一個實施例的用于監(jiān)視GNSS完整性的方法示例的流程圖。圖5是根據(jù)本公開的一個實施例的用于參考站自勘測和自校準(zhǔn)的方法示例的流程圖。圖6是根據(jù)本公開的一個實施例可用在用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)中的操作中心示例的示意框圖。圖7是根據(jù)本公開的一個實施例可與用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)一起使用的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備示例的示意框圖。
具體實施例方式以下對實施例的詳細(xì)描述參考了圖解說明本公開特定實施例的附圖。其他實施例具有不偏離本公開范圍的不同結(jié)構(gòu)和操作。以下描述的本公開的方面參考根據(jù)本公開實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖。應(yīng)當(dāng)理解流程圖和/或框圖的每個塊以及流程圖和/或框圖中塊的組合可以由計算機(jī)程序指令實施。這些計算機(jī)程序指令可以提供給通用計算機(jī)的處理器、專用計算機(jī)的處理器或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生機(jī)械裝置，從而通過計算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實施流程圖和/或框圖或塊中規(guī)定的功能/行為的裝置。這些計算機(jī)程序指令也可以存儲在計算機(jī)可讀存儲器中，其可以指引計算機(jī)、或硬件和軟件組件的組合、或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定的方式起作用，從而存儲在計算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生一種產(chǎn)品，其包括實施流程圖和/或框圖或塊中規(guī)定功能/行為的指令裝置。計算機(jī)程序指令還可以被加載到計算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置上，從而使在計算機(jī)上或其他可編程裝置上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機(jī)實施的進(jìn)程，從而在計算機(jī)上或其他可編程裝置上執(zhí)行的指令提供實施流程圖和/或框圖或塊中規(guī)定的功能/行為的步驟。本公開描述了示例性系統(tǒng)、終端用戶導(dǎo)航和通信裝置或設(shè)備和用于提供多星群GNSS增強(qiáng)和援助(augmentation and assistance)服務(wù)的方法。增強(qiáng)和援助服務(wù)可以包括例如Glonass、Galileo和Compass的“國外擁有的”、其他GNSS系統(tǒng)或次要GNSS系統(tǒng)的完 整性信息。該增強(qiáng)和援助服務(wù)還可以提供捕獲和追蹤輔助以及差分校正。追蹤輔助可以包括提供時間輔助或信息、頻率輔助或數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)輔助、測距(ranging)增加或類似數(shù)據(jù)或信息。差分校正可以包括電離層校正、對流層校正、衛(wèi)星時鐘校正、年歷校正或類似數(shù)據(jù)或信息。本公開描述的實施例使得能夠以對導(dǎo)航數(shù)據(jù)的可靠性或完整性的一定信賴使用國外的、其他或次要GNSS，而且能夠極大地增強(qiáng)政府和商業(yè)/消費(fèi)者市場基于衛(wèi)星的導(dǎo)航能力的可用性、完整性和性能。正如本文所使用的，全球定位系統(tǒng)或GPS可以指代美國擁有和操縱的GNSS或全球定位衛(wèi)星星群。主要的GNSS可以指代例如由用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備主要使用或通常使用的GNSS。其他GNSS可以指代除美國以外的其他國家或機(jī)構(gòu)擁有和/或操縱的GNSS或者指代除GPSGNSS以外的GNSS。次要GNSS可以指代不被例如用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備主要使用或通常使用的GNSS。一個或更多全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)或一個或多個GNSS可以指代上述的任意一個。圖I是根據(jù)本公開實施例的用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)100的示例的示意框圖。系統(tǒng)100可以包括多個參考站102。每個參考站102可以位于地球上預(yù)定的不同地理位置。此預(yù)定的地理位置是粗糙的地理位置。正如本文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，每個參考站102還具有或存儲參考站地理位置的精確知識或數(shù)據(jù)。精確的地理位置可以是如本文所述的自勘測或自校準(zhǔn)的結(jié)果。每個參考站102可能適用于從多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)或多個GNSS 104、106以及108或GNSS衛(wèi)星的多星群接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)。每個參考站102還可以為每個不同的GNSS 104、106以及108監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)，以及有助于提供本文所述的增強(qiáng)和援助服務(wù)的其他數(shù)據(jù)、信息或參數(shù)。如之前所述，每個GNSS 104、106以及108可以是不同國家或機(jī)構(gòu)擁有和操縱的衛(wèi)星群，其繞地球軌道運(yùn)行以向GNSS接收器、導(dǎo)航裝置、終端用戶組合導(dǎo)航和通信(navcom)設(shè)備等類似裝置提供全球定位和導(dǎo)航數(shù)據(jù)或信息。正如本文所采用的，用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備可以指代如GNSS接收器、導(dǎo)航裝置、終端用戶設(shè)備或能夠從GNSS接收導(dǎo)航和定位數(shù)據(jù)或信息的類似裝置中的任意一個。參考圖3,將進(jìn)一步詳細(xì)描述參考站的例子。簡短而言,參考站102可以包括接收器110或用于接收包括導(dǎo)航和全球定位數(shù)據(jù)或信息的GPS和其他GNSS信號的接收器。正如本文所采用的，導(dǎo)航數(shù)據(jù)或信息還可以表示或包括全球方位數(shù)據(jù)或信息。接收器110還可以接收用于驗證導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性或可靠性以及評估GNSS性能的其他信息或數(shù)據(jù)。參考站102還可以包括用于發(fā)送和接收信息的通信收發(fā)器112，所述信息例如為完整性和性能信息。通信收發(fā)器112可以通過網(wǎng)絡(luò)120發(fā)送完整性和性能數(shù)據(jù)到操作中心118。網(wǎng)絡(luò)120可以是使用合適的安全措施以防止對正發(fā)送的數(shù)據(jù)的干擾或篡改的安全網(wǎng)絡(luò)，安全措施例如加密或其他技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)120可以是基于空間使用通信衛(wèi)星(為簡化起見在圖I中未示出)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)或私有的基于網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)或其他通信網(wǎng)絡(luò)，或這些網(wǎng)絡(luò)的任意組合。
參考站102還可以包括用于控制參考站102的總體操作的處理器114。正如本文更為詳細(xì)描述的，處理器114還可以由參考站102用于執(zhí)行完整性檢查或驗證以及用于為每個不同的GNSS 104、106以及108監(jiān)視完整性和性能。參考站102還可以包括用于存儲數(shù)據(jù)庫的存儲器116，所述數(shù)據(jù)庫包括與每個GNSS 104、106以及108的完整性和性能有關(guān)的數(shù)據(jù)或信息以及其他參數(shù)和信息。正如之前所談?wù)摰?，系統(tǒng)100還可以包括操作中心118以通過網(wǎng)絡(luò)120接收自多個參考站102中的每個傳輸?shù)耐暾院托阅軘?shù)據(jù)。正如本文更為詳細(xì)描述的，操作中心118適用于整合和分析來自每個參考站102的完整性和性能數(shù)據(jù)，并且適用于基于對整合的完整性和性能數(shù)據(jù)的分析生成并傳輸一個或更多消息到用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備122。所述消息可以包括導(dǎo)航和通信設(shè)備122可使用的增強(qiáng)和援助信息以利用由導(dǎo)航和通信設(shè)備122從全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)104、106以及108中的至少一個(例如從其他GNSS或次要的GNSS之一)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)向用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。系統(tǒng)100可以包括多個操作中心118。類似于參考站102，操作中心118可以在地理上分散并且可以位于相對參考站102的分組所選擇的地理位置以提供更有效和更可靠的操作以及系統(tǒng)100的不同組件之間的通信。參考圖5，將進(jìn)一步詳細(xì)描述操作中心118的例子。簡短地，在圖I中示出的示例性操作中心118可以包括接收器124或用于自GPS、主要衛(wèi)星和其他衛(wèi)星或次要GNSS衛(wèi)星接收包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)和其他信息的信號的接收器。操作中心118還可以包括用于通過網(wǎng)絡(luò)120從參考站102接收完整性和性能數(shù)據(jù)的收發(fā)器126。收發(fā)器126或其它收發(fā)器可以通過網(wǎng)絡(luò)120或通過其它安全網(wǎng)絡(luò)向用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備122傳輸包括增強(qiáng)和援助信息的消肩、O操作中心118還可以包括處理器128以控制操作中心118的總體操作。處理器128還可以整合和分析完整性和性能數(shù)據(jù)，并且基于對整合的完整性和性能數(shù)據(jù)的分析為用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備122生成消息。操作中心118還可以包括存儲器130，其用于存儲數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包括與參考站102相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，與所有GPS、主要GNSS和其他GNSS或次要GNSS衛(wèi)星相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以及與完整性和性能數(shù)據(jù)的分析有關(guān)的數(shù)據(jù)。參考圖6,進(jìn)一步詳細(xì)描述用戶設(shè)備122的例子。簡短地，用戶設(shè)備122可以包括接收器132或從GPS或主要GNSS衛(wèi)星以及其他或次要GNSS衛(wèi)星接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)和其他信息的接收器。用戶設(shè)備122還可以包括通信收發(fā)器或用于從操作中心118接收消息以及進(jìn)行其他數(shù)據(jù)、語音和/或視頻通信的收發(fā)器134。
用戶設(shè)備122可以額外包括用于用戶設(shè)備136的總體控制和操作的處理器136。處理器136還可適于完成本文所述的多級完整性驗證、測試或檢查以及與向用戶提供精確全球方位和導(dǎo)航信息有關(guān)的其他操作。用戶設(shè)備122還可以包括存儲器138，用于為用戶設(shè)備122的適當(dāng)操作存儲數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫以及向用戶提供用于高度精確的全球定位和導(dǎo)航的增強(qiáng)和援助。圖2是根據(jù)本公開一個實施例的用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的示例方法200的流程圖。方法200可在之前描述的系統(tǒng)100和系統(tǒng)100的系統(tǒng)組件中實現(xiàn)并由其執(zhí)行。在圖2中的操作或功能可以由系統(tǒng)(例如系統(tǒng)100)的多個不同組件執(zhí)行。因此，圖2中的流程圖被分成多個列202，每列用可執(zhí)行特定列中的操作或功能的組件名稱來標(biāo)注。在塊204，導(dǎo)航信號可以由GNSS衛(wèi)星206在太空中廣播。GNSS衛(wèi)星可以是美國或GPS或主要衛(wèi)星或另一或次要GNSS衛(wèi)星。在塊208，導(dǎo)航信號可以由參考站210接收。以下描述的由參考站210執(zhí)行的操作或功能將適用于系統(tǒng)中多個參考站中的每個參考站。在塊212，參考站210可以在預(yù)定的時間段內(nèi)從多個GNSS衛(wèi)星收集導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在塊214，可以由參考站210確定或生成本地差分校正?？梢岳迷趬K212收集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)并利用參考站210的已知地理位置以及參考站靜止的事實生成本地差分校正。當(dāng)使用衛(wèi)星信號提供的信息時，如果靜止的參考站210以及已知剛好為給定矢量的參考站210的位置超過容限(tolerance)的預(yù)定義閾值，則可以認(rèn)為如來自不經(jīng)常使用或操作的或由另一機(jī)構(gòu)擁有的另一或次要GNSS的GNSS衛(wèi)星信號的完整性是可疑的。在塊216，參考站210可以執(zhí)行本地完整性驗證、測試或檢查以驗證從GNSS 206接收的導(dǎo)航信號或數(shù)據(jù)的真實性或可靠性。執(zhí)行完整性驗證的方法示例將參考圖4更為詳細(xì) 地描述。在塊218，完整性和性能數(shù)據(jù)可以發(fā)送到操作中心220。可以通過與之前描述的通信網(wǎng)絡(luò)類似的通信網(wǎng)絡(luò)224發(fā)送數(shù)據(jù)或消息222。可以利用適當(dāng)?shù)陌踩胧┤缂用馨l(fā)送數(shù)據(jù)或消息222，從而提供安全網(wǎng)絡(luò)或通過其他方法防止對數(shù)據(jù)或消息222的篡改或干擾以確保網(wǎng)絡(luò)安全。在塊226，操作中心220可以自多個參考站210中的每個參考站收集數(shù)據(jù)。在塊228，操作中心可以合并收集的完整性信息并且可以利用來自所有參考站210的整合數(shù)據(jù)執(zhí)行進(jìn)一步的全球完整性驗證或檢查。全球完整性驗證或監(jiān)視的例子可以是使用針對以下事實建模的方程式系統(tǒng)參考站位置已知為給定值并且參考站速度是零。來自所有源或參考站210的所有測量結(jié)果可用于通過使用最小二乘奇偶空間執(zhí)行“奇偶”校驗以檢測和隔離反常的測量結(jié)果。執(zhí)行任何完整性問題的全球檢測的優(yōu)勢是實現(xiàn)所有信息可用的最佳解決方案。在塊230，操作中心220可以生成差分全球校正。生成的差分全球校正可以類似于在關(guān)于參考站210的塊214中所描述的差分校正，而且可以包含整合來自參考站210的本地差分校正。在塊232，操作中心220可以基于塊228中的全球完整性驗證、塊230中的差分全球校正以及操作中心220中的其他分析而生成一個或更多消息，其包括用于終端用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備的增強(qiáng)和援助信息。增強(qiáng)和援助信息可以包括完整性信息、輔助信息以及差分校正信息。完整性信息可以包括完整性指示器或針對每個GNSS的指示、關(guān)于某些GNSS的通知或警告或其他關(guān)于完整性的信息或數(shù)據(jù)。輔助信息可以包括涉及訪問不同GNSS、優(yōu)選使用哪個GNSS、首次固定(fix)的時間等信息。差分校正可以包括為適當(dāng)使用自特定GNSS接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)對用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備進(jìn)行設(shè)置或調(diào)整的信息。在塊234，單個消息236或多個消息可以通過通信網(wǎng)絡(luò)239廣播到用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備238。通信網(wǎng)絡(luò)239可以與通信網(wǎng)絡(luò)224相同或是不同的通信網(wǎng)絡(luò)?？梢圆捎煤线m的安全措施來提供安全網(wǎng)絡(luò)。例如，消息236可以被加密或者可以運(yùn)用其他安全技術(shù)。在塊240，單個消息236或多個消息可以由用戶設(shè)備238接收。在塊242，用戶設(shè)備238還可以接收包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)的GPS信號或來自用戶設(shè)備238主要使用或經(jīng)常使用的主要GNSS的信號。在塊244，用戶設(shè)備238可以從另一或次要GNSS 206接收GNSS信號。來自其他或次要GNSS 206的GNSS信號可以在預(yù)定條件下由用戶設(shè)備238使用。這種預(yù)定條件的例子可以包括為改善來自一個GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)受損并要求使用來自至少一個其他GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行都市峽谷中的導(dǎo)航和方位確定的環(huán)境中的性能，或者為改善增強(qiáng)和援助可能有好處的其他情形或環(huán)境中的性能。
在塊246，可以利用從操作中心220接收的消息236中的完整性信息篩選(screen)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在塊248，包括在單個消息236或多個消息中的任何輔助信息可應(yīng)用于輔助用戶設(shè)備238向用戶提供全球位置和導(dǎo)航信息。在塊250，可以基于來自操作中心220的包含在單個消息236或多個消息中的信息將任何差分校正應(yīng)用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在塊252，可以確定導(dǎo)航解決方案或全球方位。計算導(dǎo)航解決方案可以包含利用測量法，例如利用已知技術(shù)對來自幾個不同GNSS系統(tǒng)的偽距(pseudo range)和載波相位的測量法。圖3是根據(jù)本公開一個實施例的參考站300的示例的示意框圖，其可用在用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)中。參考站300可以用作圖I中的參考站102。圖2中參考站210的操作可以在參考站300中實現(xiàn)并由其執(zhí)行。參考站300可以包括一個或更多接收器302以從多個不同的GNSS中的每個接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)。例如，參考站300可以包括GPS接收器或主要接收器，其用于從美國GPS衛(wèi)星群或主要GNSS接收導(dǎo)航和全球方位數(shù)據(jù)。參考站300還可以包括一個或更多其他GNSS或次要GNSS接收器，其用于從其他GNSS或次要GNSS，例如俄羅斯Glonass、歐洲Galileo或中國Compass GNSS接收導(dǎo)航和全球方位信號。參考站300還可以包括處理器304，用于處理由一個或更多接收器302從多個不同GNSS接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。處理器304可以包括模塊306和模塊308，模塊306用于處理GPS信號或主要GNSS信號以及從GPS或主要衛(wèi)星接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，模塊308用于處理來自其他或次要GNSS衛(wèi)星的信號和導(dǎo)航數(shù)據(jù)。處理器304可以適用于或編程為監(jiān)視每個不同的GNSS的完整性和性能數(shù)據(jù)以及為每個不同的GNSS生成差分校正。如本文所述可用于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)的完整性數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、差分校正數(shù)據(jù)以及其他信息可以存儲在存儲器310中。存儲器310可以保持和存儲包含終端用戶設(shè)備用于增強(qiáng)和援助的不同數(shù)據(jù)和信息的數(shù)據(jù)庫。參考站300還可以包括通信收發(fā)器312，其向操作中心傳輸完整性和性能數(shù)據(jù)、差分校正數(shù)據(jù)以及如本文所述可用于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)的其他信息，操作中心例如圖I中的操作中心118和圖2中的操作中心220。處理器304可以適用于加密完整性和性能數(shù)據(jù)、差分校正數(shù)據(jù)以及用于基于如圖I中的網(wǎng)絡(luò)120等通信網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸?shù)钠渌畔ⅰ?br> 參考站300可以進(jìn)一步適于選擇性地在多種模式中的一種模式下操作。例如，模式可以包括但未必限于自勘測和自校準(zhǔn)模式、參考站/操作中心(RS/0C)合作勘測和校準(zhǔn)模式以及普通操作模式。處理器304可以包括模塊314-318，其在處理器304上可操作用于執(zhí)行可能被選擇的不同操作模式中的每種操作模式。例如，處理器304上的模塊314可操作用于普通操作模式。處理器304上的模塊316可操作用于RS/0C合作勘測/校準(zhǔn)模式，而處理器304上的模塊318可操作用于自勘測/自校準(zhǔn)模式。普通模式下操作的參考站300適于執(zhí)行每個GNSS的連續(xù)完整性監(jiān)視或當(dāng)前用于增強(qiáng)和援助的特定其他GNSS或次要GNSS的連續(xù)監(jiān)視。將參考圖4更詳細(xì)地描述監(jiān)視完整性的方法示例，該方法可用于參考站300以進(jìn)行連續(xù)完整性監(jiān)視。在由模塊316代表的RS/0C合作勘測和校準(zhǔn)模式下操作的參考站300可以適于提供和傳輸每個次要GNSS或當(dāng)前用于增強(qiáng)和援助的GNSS的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)。正如參考圖6更加詳細(xì)地描述的，操作中心可以使用來自之前被勘測的另一參考站的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)以及來自在RS/0C合作勘測和校準(zhǔn)模式下操作的當(dāng)前參考站的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)來確定在此模式下操作的當(dāng)前參考站的精確位置。 在由模塊318代表的自勘測和自校準(zhǔn)模式下操作的參考站300可以執(zhí)行接收器自主的完整性監(jiān)視(RAM)操作或算法。在自勘測和自校準(zhǔn)模式中，參考站300也可以執(zhí)行導(dǎo)航數(shù)據(jù)和來自其他或次要GNSS的任意其他信息的完整性的驗證，并且可以確定參考站300的站點位置。用于自勘測和自校準(zhǔn)的方法的示例將參考圖5更為詳細(xì)地描述。圖4是根據(jù)本公開一個實施例用于監(jiān)視GNSS完整性的方法400的示例的流程圖。方法400可以在模塊314中實現(xiàn)和/或由模塊314執(zhí)行，其中模塊314用于圖3中參考站300的正常操作模式。在塊402，可以自另一或次要GNSS接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在塊404，可以根據(jù)來自GPS衛(wèi)星的GPS信號或者來自主要衛(wèi)星的信號確定時鐘估計(若來自GPS衛(wèi)星，則為GPS時鐘估計)，其中主要衛(wèi)星是可用的或者參考站可以從上述主要衛(wèi)星接收GPS或主要信號。在塊406，可以利用從次要GNSS接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)、時鐘估計(或者在來自GPS衛(wèi)星的情況下，為GPS時鐘估計)以及參考站的已知精確位置來預(yù)測GNSS衛(wèi)星的偽距或在參考站范圍內(nèi)或當(dāng)前被用于增強(qiáng)和援助的衛(wèi)星的偽距。在塊408，可以測量GNSS可用衛(wèi)星的偽距或當(dāng)前在參考站視野內(nèi)并被用于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)的衛(wèi)星或GNSS衛(wèi)星的偽距。在塊410，可以將預(yù)測的偽距和測量的偽距進(jìn)行比較以確定預(yù)測的偽距和測量的偽距是否存在任何差值。在塊412，可以確定預(yù)測的偽距和測量的偽距之間的差值是否超出預(yù)定的閾值。如果該差值超出預(yù)定的閾值，則方法400可以前進(jìn)至塊414。在塊414，可以生成和/或呈現(xiàn)指示以指示完整性驗證、測試或檢查失敗并以信號告知完整性驗證失敗。來自其他GNSS或次要GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)在用于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)時可能是不可靠的。如果在塊412中預(yù)測的和測量的偽距之間的差值未超出預(yù)定的值，則方法400可以前進(jìn)到塊416。在塊416，可以生成和/或呈現(xiàn)指示完整性驗證、測試或檢查通過并且來自其他或次要GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)在用于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)時可靠的指示。圖5是根據(jù)本公開一個實施例的用于參考站自勘測和自校準(zhǔn)的方法500的示例的流程圖。方法500可以在模塊318和圖3中實現(xiàn)和/或由模塊318和圖3執(zhí)行。在塊502中，可以從GPS或在參考站視野內(nèi)或可用于參考站的主要衛(wèi)星接收GPS或主要信號。在塊504，可以從參考站視野內(nèi)或可用于參考站的其他GNSS或次要GNSS衛(wèi)星接收次要GNSS信號。在塊506，可以利用GPS和GNSS接收的信號或主要GNSS和次要GNSS接收的信號執(zhí)行接收器自主的完整性監(jiān)視(RAM)進(jìn)程或算法。當(dāng)參考站可接收P/Y碼和/或M碼GPS信號時，可以僅利用GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)或主要導(dǎo)航數(shù)據(jù)執(zhí)行自勘測和自校準(zhǔn)模式。RAIM使用冗余的GPS或GNSS偽距測量結(jié)果檢測故障。也就是說，當(dāng)相比需要的衛(wèi)星數(shù)量更多的衛(wèi)星可用于產(chǎn)生位置固定時，額外的偽距應(yīng)當(dāng)全部與計算的方位一致。明顯不同于期望值(即異常值)的偽距可能指示關(guān)聯(lián)的衛(wèi)星的故障或其他信號完整性問題(例如，電離層分散等)。傳統(tǒng)的RAM僅使用故障檢測(FD)，然而較新的GPS接收器合并故障檢測和排除(FDE)，這使得GPS接收器能夠在存在GPS故障的情況下繼續(xù)操作。使用的測試統(tǒng)計是偽距測量余差(期望測量值和觀測的測量值之間的差)和冗余量的函數(shù)。該測試統(tǒng)計將 與閾值比較，其基于錯誤報警概率(Pfa)以及漏檢概率(Pmd)的要求來確定。在塊508，可以基于已知的參考站的地理位置以及參考站不動或靜止的事實來確認(rèn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性。在塊510，可以利用GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)或在預(yù)定時間段收集的主要導(dǎo)航數(shù)據(jù)并利用基于GPS的定位技術(shù)來確定參考站的地理位置?；贕PS的定位技術(shù)是已知的，例如可以使用簡單的最小二乘法，其通過在一段時間內(nèi)接收的測量值確定參考站位置、接收器時鐘偏差以及時鐘速率誤差。在塊512，可以確定正接收的導(dǎo)航信號的期望精度。例如，可以利用與接收的導(dǎo)航信號相關(guān)的誤差協(xié)方差矩陣確定期望精度。協(xié)方差矩陣的特征在于誤差的“方差(variance)”和“相關(guān)性”。矩陣的對角線元素是矢量中每個誤差的方差。方差越大，誤差改變的可能性越大，從而意味著更大的誤差。由于隨著時間的推移，更多的測量值被接收，對誤差的了解變得更好，從而方差會變得更小。自勘測和自校準(zhǔn)模式下正接收的導(dǎo)航信號的期望精度和參考站的位置可能持續(xù)更新，以在誤差的方差變得足夠小時允許切換到正常操作模式。圖6是根據(jù)本公開的一個實施例的操作中心600的示例的示意框圖，操作中心600可用在用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)中。操作中心600可以用作圖I中的操作中心118，并且圖2中的操作中心220的操作或功能可以在操作中心600中實現(xiàn)或者可以由操作中心600執(zhí)行。操作中心600可以包括一個接收器602或一個以上的接收器以用于接收GNSS信號，GNSS信號可以包括GPS信號或來自主要GNSS的信號以及來自其他或次要GNSS的信號。操作中心600還可以包括一個通信收發(fā)器604或一個以上收發(fā)器以用于發(fā)送和接收來自如本文所述的參考站和用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備的信號和/或消息。操作中心600還可以包括處理器606。處理器606可以控制操作中心600的總體功能和操作。處理器606可以包括處理GPS信號和數(shù)據(jù)或來自主要GNSS的信號和數(shù)據(jù)的模塊608。處理器606還可以包括一個模塊610或一個以上模塊以處理其他GNSS或次要GNSS信號和數(shù)據(jù)。處理器606還可以包括一個模塊612或一個以上裝置以合并來自多個參考站的完整性信息?？梢杂刹僮髦行膱?zhí)行對完整性信息的分析以確定有助于提供增強(qiáng)和援助服務(wù)的任何模式、趨勢或其他統(tǒng)計信息。處理器606還可以包括援助處在每個參考站的RS/0C合并勘測和校準(zhǔn)中的參考站的模塊614。連同這些，操作中心600可以從新部署的參考站接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)。操作中心600可以利用差分GPS技術(shù)或類似技術(shù)組合來自新部署的參考站的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和自之前勘測和校準(zhǔn)的參考站測量的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。差分GPS技術(shù)的示例可以包括利用雙差分偽距測量和雙差分載波相位測量校準(zhǔn)新部署的參考站。操作中心600還可以包括存儲器616。存儲器616可以存儲一個或更多數(shù)據(jù)庫。一個數(shù)據(jù)庫618可以存儲包括但未必限于每個參考站的標(biāo)識的數(shù)據(jù)，確定每個參考站的位置、每個參考站的校準(zhǔn)狀態(tài)和精度、每個參考站的差分校正參數(shù)。另一個數(shù)據(jù)庫620可以存儲與GPS或主要的衛(wèi)星星群關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)或信息。額外數(shù)據(jù)庫622-624可以存儲與其他或次要GNSS衛(wèi)星群關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。圖7是根據(jù)本公開的一個實施例可以與用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)一起使用的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700或用戶havcom裝置示例的示意框圖。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700可以是可移動的，并且可以是GPS接收器或主要GNSS接收器、次要GNSS接收器和如本文所述用于與操作中心通信并與其他通信裝置或設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音和視頻通信的通信裝置的組合。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700可以用于圖I中與系統(tǒng)100 —起使用的可移動用戶設(shè)備122。圖2中關(guān)于用戶設(shè)備238描述的的功能和操作可以在用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700中實現(xiàn)或由用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700執(zhí)行。導(dǎo)航和通信設(shè)備700適于使用來自多個不同GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)來改善以下環(huán)境中的性能來自一個GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)可能受損或由于某些其他原因使用來自至少一個其他全球?qū)Ш较到y(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)是需要的或有益的。類似之前的描述，導(dǎo)航和通信設(shè)備700還適于從操作中心接收一個消息或更多個消息。來自操作中心的消息中的信息可以由導(dǎo)航和通信設(shè)備700使用以驗證至少一個其他GNSS的完整性和性能。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700可以包括用于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息和其他數(shù)據(jù)的接收器和天線702。第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可 以是GPS衛(wèi)星系統(tǒng)或主要GNSS。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700還可以包括用于從多個不同GNSS的至少一個其他GNSS或次要GNSS接收導(dǎo)航信息和其他數(shù)據(jù)的一個或更多額外的接收器704。例如，用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700可以包括用于從俄羅斯的Glonass導(dǎo)航衛(wèi)星星群、歐洲的Galileo GNSS、中國的Compass GNSS以及其他GNSS接收信號和數(shù)據(jù)的接收器和關(guān)聯(lián)的天線。在另一實施例中，用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700可以包括適于從多個不同GNSS接收信號和數(shù)據(jù)的單個接收器和關(guān)聯(lián)的天線。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700還可以包括通信收發(fā)器708以自操作中心接收一個消息或更多個消息，這與之前描述的類似。消息可以包括供用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700使用的增強(qiáng)和援助信息以利用來自至少一個其他或次要GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)向用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。收發(fā)器708還可以用于其他數(shù)據(jù)、語音或視頻通信，或者用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備可以包括一個或更多這種通信的其他收發(fā)器。如之前所述，由用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700從操作中心接收的增強(qiáng)和援助信息可以從操作中心自多個參考站中的每個參考站收集的完整性和性能數(shù)據(jù)獲得。每個參考站可以適用于從多個不同GNSS接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并且適用于為每個不同GNSS或次要GNSS監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700還可以包括存儲器710，其用于存儲包含以下數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫與完整性和性能以及用于增強(qiáng)和援助的其他信息有關(guān)的數(shù)據(jù)，包括但不限于導(dǎo)航衛(wèi)星捕獲和追蹤輔助的數(shù)據(jù)、用于不同GNSS和關(guān)聯(lián)衛(wèi)星的差分校正的數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700還可以包括處理器712。處理器712可以控制用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700的總體操作。例如，處理器712可以包括模塊714和模塊716，模塊714可操作于在處理器712上處理GPS信號和數(shù)據(jù)或來自主要GNSS的信號和數(shù)據(jù)，模塊716可操作于在處理器712上處理其他或次要GNSS信號和數(shù)據(jù)。用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備700還可以包括模塊718，其可操作于在處理器712上執(zhí)行關(guān)于來自每個GNSS或當(dāng)前正用于增強(qiáng)和援助的GNSS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)的多級完整性驗證、測試或檢查。多級完整性驗證可以包括第一級完整性驗證720，其可以涉及根據(jù)來自操作中心的涉 及GNSS的完整性和性能的一個消息或更多個消息確定第一完整性指示。第二級完整性驗證722可以包括利用RAM進(jìn)程或算法確定第二完整性指示。第三級完整性驗證724可以包括利用多傳感器整合確定第三完整性指示。利用多傳感器整合的示例可以包括利用卡爾曼濾波殘差或類似技術(shù)?？柭鼮V波是一種可用于組合(或融合)來自多個源(例如多個傳感器)的測量結(jié)果的技術(shù)。在卡爾曼濾波器中，來自多個源的測量結(jié)果或信息用于預(yù)測新的測量會是什么。接著，實際的新測量結(jié)果和預(yù)測的測量結(jié)果比較。測量的和預(yù)測的測量結(jié)果之間的差被稱為“卡爾曼濾波殘差”(也稱為“革新”)。另外，基于“協(xié)方差信息”，對“殘差”可以有多少變化有一個預(yù)期。若實際的殘差值明顯超出預(yù)期的變化范圍，那么懷疑測量結(jié)果已經(jīng)被破壞，并且這會導(dǎo)致檢測或完整性問題。也可以要求保護(hù)如下所示的額外實施例A10.用于多星群增強(qiáng)和援助的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備，其包括至少一個接收器，其用于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息，并用于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息；以及從操作中心接收消息的收發(fā)器，該消息包括由導(dǎo)航和通信設(shè)備使用的增強(qiáng)和援助信息，從而利用來自至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)給用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。All.根據(jù)權(quán)利要求AlO的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備，其中從操作中心接收的增強(qiáng)和援助信息是從操作中心自多個參考站中的每個收集的完整性和性能數(shù)據(jù)獲得的，每個參考站適于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)并適于為每個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。A12.根據(jù)權(quán)利要求AlO的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備，其進(jìn)一步包括用于執(zhí)行關(guān)于來自至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)的多級完整性驗證的模塊。A13.根據(jù)權(quán)利要求A12的用戶導(dǎo)航和通信設(shè)備，其中多級完整性驗證包括第一級完整性驗證，其包括根據(jù)來自操作中心的消息確定第一完整性指示；第二級完整性驗證，其包括根據(jù)接收器自主完整性監(jiān)視算法確定第二完整性指示；以及
第三級完整性驗證，其包括利用多傳感器整合確定第三完整性指示。以及也可以主張如下所示的進(jìn)一步實施例。A20.用于多星群GNSS增強(qiáng)和援助的方法，其包括從多個不同全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的第一全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息；從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航信息；以及從操作中心接收消息，該消息包括由導(dǎo)航和通信設(shè)備使用的增強(qiáng)和援助信息，以利用來自至少一個其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)向用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息，其中從操作中心接收的增強(qiáng)和援助信息是從操作中心自多個參考站中的每個收集的完整性 和性能數(shù)據(jù)獲得的，每個參考站適于從多個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)且適于為每個不同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。雖然本文已經(jīng)描述和說明了具體實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解打算實現(xiàn)相同目的的任何安排可以替代示出的具體實施例，并且也可理解本文的各實施例在其他環(huán)境下具有其他的應(yīng)用。這種應(yīng)用意在覆蓋本公開的任何調(diào)整或變化。所附的權(quán)利要求并非要將本公開的保護(hù)范圍限定在本文描述的具體實施例。附圖中的流程圖和框示了根據(jù)本公開各實施例可能實施的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能以及操作。在這一點上，流程圖或框圖中的每個塊可以代表一個模塊、代碼段或代碼，其包括實施指定邏輯功能(一個或更多)的一個或更多可執(zhí)行的指令。應(yīng)當(dāng)注意的是，在某些可選實施中，塊中注釋的功能可能與圖中記錄的順序不一致。例如，連續(xù)示出的兩個塊實際上可能是并行執(zhí)行的，或者取決于包含的功能，有時以相反的順序執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)注意的是，框圖和/或流程圖中的每個塊以及框圖和/或流程圖中的塊的結(jié)合可以由基于專用硬件的系統(tǒng)實施，或者由完成指定功能或行動的硬件和軟件組件的結(jié)合實施，或者由專用硬件和計算機(jī)指令的組合實施。本文所使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例，而不是為了限制本公開。正如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”以及“該/此”也同樣希望包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地表明不包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解此說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”指定陳述的特征、整體、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但不應(yīng)將一個或更多其他特征、整體、步驟、操作、元素、組件和/或其組合的存在或附加排除在外。以下權(quán)利要求的相應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、行為以及所有方法或步驟外加功能元素的等效物意在包括用于結(jié)合具體要求保護(hù)的其他權(quán)利要求要素來執(zhí)行所述功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或行為。本公開的描述僅用于描述和說明目的，而不是為了窮舉或限于本公開已經(jīng)公開的形式。在不偏離本公開范圍和精神的情況下，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，很多修改和變化是顯而易見的。選擇并描述這些實施例是為了最好地解釋本公開的原理和實踐應(yīng)用，也是為了讓本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解具有多處修改的各種實施例的公開同樣適用于預(yù)期的特定用途。
權(quán)利要求
1.一種用于多星群全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)即GNSS增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)，其包括 多個參考站，每個參考站適于從多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)并為每個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)； 操作中心，其接收從所述多個參考站的每個參考站傳輸?shù)乃鐾暾院托阅軘?shù)據(jù)；以及 通信網(wǎng)絡(luò)，其用于將來自所述操作中心的消息傳輸?shù)接脩舻膶?dǎo)航和通信設(shè)備以用于所述導(dǎo)航和通信設(shè)備的增強(qiáng)和援助。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述操作中心適于整合和分析來自每個所述參考站的所述完整性和性能數(shù)據(jù)，并且適于基于對整合的完整性和性能數(shù)據(jù)的分析生成并發(fā)送所述消息到所述用戶的所述導(dǎo)航和通信設(shè)備，所述消息包括可由所述導(dǎo)航和通信設(shè)備用于增強(qiáng)和援助的信息以利用導(dǎo)航和通信設(shè)備從至少一個所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)為用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)航和通信設(shè)備適于使用來自多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)來改善以下環(huán)境的性能其中來自一個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)受損并要求使用來自至少一個其他全球?qū)Ш较到y(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并且其中來自所述操作中心的消息中的所述信息可用于驗證所述至少一個其他全球?qū)Ш较到y(tǒng)的完整性和性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述參考站包括 一個或更多接收器，其從所述多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的每個接收所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 處理器或硬件與軟件組件的組合，用于處理來自所述多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而監(jiān)視每個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完整性和性能數(shù)據(jù)并生成差分校正；以及 傳輸所述完整性和性能數(shù)據(jù)以及所述差分校正到所述操作中心的通信收發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述參考站適于選擇性地操作在多種模式的一種模式中，所述多種模式包括自勘測和自校準(zhǔn)模式、參考站/操作中心即RS/OC合作勘測和校準(zhǔn)模式以及正常操作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中操作在自勘測和自校準(zhǔn)模式的所述參考站適于 執(zhí)行接收器自主完整性監(jiān)視； 基于已知的所述參考站的位置和所述參考站的靜止而確認(rèn)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性； 利用預(yù)定時間段內(nèi)收集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定所述參考站的位置；以及確定被接收的多個導(dǎo)航信號的期望精度，其中所述參考站的位置和被接收的所述導(dǎo)航信號的期望精度在所述自勘測和自校準(zhǔn)模式中被持續(xù)更新以允許切換到所述正常操作模式<
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中在所述RS/OC合作勘測和校準(zhǔn)模式下操作的所述參考站適于向操作中心提供全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)，所述操作中心利用之前勘測的來自其它參考站的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)和來自在所述RS/OC合作勘測和校準(zhǔn)模式下操作的參考站的偽距和載波相位測量數(shù)據(jù)而確定所述參考站的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中操作在正常模式下的所述參考站適于執(zhí)行對被使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的連續(xù)完整性監(jiān)視，其中連續(xù)監(jiān)視完整性包括預(yù)測當(dāng)前被使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距，其中所述偽距利用來自當(dāng)前被使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)、參考站的已知方位以及來自其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的時鐘估計來預(yù)測； 把預(yù)測的偽距和當(dāng)前被使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的測量的偽距作比較，從而確定任意差值；以及 響應(yīng)于所述差值超出預(yù)定閾值而確定存在完整性問題。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述操作中心包括 輔助處在每個參考站的RS/OC合并勘測和校準(zhǔn)中的參考站的模塊，其中所述操作中心 從新部署的參考站接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 利用差分技術(shù)組合來自所述新部署的參考站的所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)和來自之前勘測和校準(zhǔn)的參考站的測量的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，其中所述差分技術(shù)包括使用雙差分偽距測量和雙差分載波相位測量；以及 其中所述操作中心進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包括每個參考站的標(biāo)識、每個參考站的位置、每個參考站的校準(zhǔn)狀態(tài)和精度、針對每個參考站的差分校正參數(shù)以及涉及每個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信息。
10.一種用于多星群全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)即GNSS增強(qiáng)和援助的方法，其包括 由多個參考站監(jiān)視來自全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完整性和性能數(shù)據(jù)； 傳輸來自所述多個參考站的每個的所述完整性和性能數(shù)據(jù)到操作中心； 由所述操作中心整合和分析來自所述參考站中的每個的所述完整性和性能數(shù)據(jù)；基于對整合的完整性和性能數(shù)據(jù)的分析生成消息，所述消息包括可由用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備用于增強(qiáng)和援助的信息以利用導(dǎo)航和通信設(shè)備從所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)為用戶提供全球方位和導(dǎo)航信息；以及發(fā)送所述消息到用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括由所述用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備利用來自其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，所述其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)由所述導(dǎo)航和通信設(shè)備在預(yù)定條件下使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括 由每個參考站利用所述參考站接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和參考站的已知地理位置生成本地差分校正；以及 由每個參考站確定從所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中由每個參考站確定導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性的步驟包括 自所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 確定來自其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的時鐘估計； 利用從全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和時鐘估計以及所述參考站的已知位置來預(yù)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距； 測量全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距； 把預(yù)測的偽距和測量的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距作比較，從而確定任何差值；響應(yīng)于所述差值大于預(yù)定閾值而呈現(xiàn)完整性驗證故障的指示；以及 響應(yīng)于所述差值未超過所述預(yù)定閾值而呈現(xiàn)完整性驗證通過的指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括 勘測和校準(zhǔn)每個參考站，其中所述勘測和校準(zhǔn)每個參考站包括 由新部署的參考站傳輸全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的偽距和載波相位測量到操作中心； 測量來自與新部署的參考站相鄰的之前勘測和校準(zhǔn)的參考站的偽距和載波相位測量，從而確定新部署的參考站的地理位置；以及 組合來自新部署的參考站的測量和來自之前勘測和校準(zhǔn)的參考站的測量，從而確定新部署的參考站的精確位置以及勘測和校準(zhǔn)新部署的參考站。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括利用差分技術(shù)組合新部署的參考站的測量和之前勘測和校準(zhǔn)的參考站的測量，其中利用所述差分技術(shù)包括利用雙差分偽距測量和雙差分載波相位測量。
全文摘要
一種用于多星群全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)和援助的系統(tǒng)，其可包括多個參考站。每個參考站適于從多個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)并適于為每個不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)監(jiān)視完整性和性能數(shù)據(jù)。操作中心可以接收從多個參考站的每個傳輸?shù)耐暾院托阅軘?shù)據(jù)。通信網(wǎng)絡(luò)可以將來自操作中心的消息傳輸給用戶的導(dǎo)航和通信設(shè)備用于導(dǎo)航和通信設(shè)備的增強(qiáng)和援助。
文檔編號G01S19/08GK102713672SQ201080062320
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者J·A·特卡瓦, J·R·班尼特, K·卡西米, M·A·里佐, R·T·瑟維斯, R·李 申請人:波音公司