使用衛(wèi)星可見性數(shù)據(jù)來用于提升的位置準確性的制作方法
【專利說明】使用衛(wèi)星可見性數(shù)據(jù)來用于提升的位置準確性 睛川宜量
[0002] GPS(全球定位系統(tǒng)）信號不善于穿透密集的材料（諸如墻壁或窗戶）。運主要是 因為，在1575. 42MHz(兆赫）和1227. 60MHz(兆赫）的GI^S信號在到達建筑物表面時具有 低的皮膚深度。結(jié)果，來自GI^S衛(wèi)星的信號可完全被地面上的建筑物阻擋。
[0003] 因為一般而言，GI^S接收器需要來自至少四個衛(wèi)星的信號W準確地確定其位置，所 W當?shù)孛娼ㄖ镒钃鮼碜赃^多GI^S衛(wèi)星的信號時，接收器可在其位置準確性方面受到嚴重 影響。此外，建筑物可反射GPS信號，使得即使四個或更多個GPS衛(wèi)星的信號被接收到，位 置準確性依然可被降低。
[0004] 此外，即使在與四個衛(wèi)星的視線是可用的時，在某些場景中（諸如當GI^S接收器處 于高的建筑物之間時），具有與接收器的視線的衛(wèi)星可能在接近平行的路徑上（例如，幾何 形狀是使得角度全部接近垂直向下），導致所謂的高度精度衰減值oP)。運還降低了準確 性。 陽〇化]運樣的情況在其中街道被高樓圍繞的主城區(qū)是常見的。運有時被稱為"GI^S城市 峽谷"問題。高的樹木有時可導致類似的效應(yīng)。
[0006]
[0007] 提供本概述W便W簡化形式介紹將在W下的詳細描述中進一步描述的一些代表 性概念的選集。本概述不旨在標識出所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在 W限制所要求保護的主題的范圍的任何方式來使用。
[0008] 簡而言之，本文描述的主題的各方面設(shè)及藉此具有GI^S能力的設(shè)備接收從云服務(wù) 傳遞的與衛(wèi)星可見性相關(guān)的數(shù)據(jù)的技術(shù)。與衛(wèi)星可見性相關(guān)的數(shù)據(jù)被用于確定位置和/或 用于中止對衛(wèi)星的捜索。
[0009] 在一個方面，云服務(wù)被配置成經(jīng)由無線連接與具有GI^S能力的設(shè)備的通信。云服 務(wù)包括眾包數(shù)據(jù)處理程序，該眾包數(shù)據(jù)處理程序被配置成將來自至少一個其他具有GI^S能 力的設(shè)備的數(shù)據(jù)處理成被提供到一具有GI^S能力的設(shè)備的與位置相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0010] 在一個方面，獲得衛(wèi)星的第二集合，該第二集合對應(yīng)于被預(yù)測為在存在遮擋的情 況下具有對設(shè)備視線可見的GPS信號的衛(wèi)星。該第二集合是基于衛(wèi)星的第一集合，該第一 集合對應(yīng)于被預(yù)測為在缺乏遮擋的情況下具有被設(shè)備檢測到的GI^S信號的衛(wèi)星。該第二集 合被用于確定哪些衛(wèi)星信號更值得信任。
[0011] 結(jié)合附圖閱讀W下【具體實施方式】，本發(fā)明的其他優(yōu)點會變得顯而易見。 附圖簡沐
[0013] 作為示例而非限制，在附圖中示出了本發(fā)明，附圖中相同的附圖標記指示相同或 相似的元素，附圖中：
[0014] 圖1是根據(jù)一個示例實施例的包括云服務(wù)和具有GI^S能力的設(shè)備的架構(gòu)的表示， 其中云服務(wù)被配置成向設(shè)備提供與衛(wèi)星相關(guān)的可見性數(shù)據(jù)。
[0015] 圖2A和2B是根據(jù)一個示例實施例的表示與衛(wèi)星相關(guān)的可見性數(shù)據(jù)可如何被用于 中止對衛(wèi)星的捜索的圖。
[0016] 圖3是根據(jù)一個示例實施例的與衛(wèi)星相關(guān)的可見性數(shù)據(jù)可被用于縮窄位置的表 /J、-〇
[0017] 圖4是根據(jù)一個示例實施例的對應(yīng)于與衛(wèi)星相關(guān)的可見性數(shù)據(jù)的天空小片可如 何被用于提供位置數(shù)據(jù)的表示。
[0018] 圖5是表示移動設(shè)備形式的示例計算環(huán)境的方框圖，其中本文所描述的發(fā)明主題 的各方面可被并入該計算環(huán)境中。
[0019] 圖6是表示示例性非限制聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的框圖，其中可實現(xiàn)本文所描述的各種實施 例。
[0020] 圖7是表示其中可實現(xiàn)本文所描述各實施例的一個或多個方面的示例非限制計 算系統(tǒng)或運行環(huán)境的框圖。
[0021] 詳細描沐
[0022] 本文中描述的技術(shù)的各個方面一般設(shè)及使用衛(wèi)星可見性信息來提升位置估計準 確性和/或節(jié)省能量。一個方面設(shè)及基于反射的GI^S信號來確定衛(wèi)星可見性。另一方面設(shè) 及使用對應(yīng)于天空視界匹配的眾包數(shù)據(jù)來確定天空地圖。
[0023] 應(yīng)當理解，本文中的任何示例均是非限制的。例如，盡管移動設(shè)備被用作用于實現(xiàn) 本文中描述的技術(shù)的合適的設(shè)備的一個示例，但是更固定的（例如，內(nèi)置或部分內(nèi)置）汽車 設(shè)備可被使用。因此，本發(fā)明不限制于在此描述的任何具體的實施例、方面、概念、結(jié)構(gòu)、功 能或示例。相反，在此所描述的實施例、方面、概念、結(jié)構(gòu)、功能或示例中的任何一個都是非 限制性的，并且本發(fā)明可W按一般包括協(xié)助、提醒和通知的計算機相關(guān)駕駛體驗中提供益 處和優(yōu)點的各種方式來使用。
[0024] 圖1是顯示出一個示例架構(gòu)的組件的示例框圖，該示例架構(gòu)包括運行各種GPS相 關(guān)應(yīng)用106(包括例如傳統(tǒng)的地圖繪制/導航應(yīng)用W及本文中描述的一個或多個衛(wèi)星可見 性應(yīng)用）的移動設(shè)備102(例如，在移動的車輛中）移動設(shè)備102被禪合到云服務(wù)108,例 如，該云服務(wù)108與應(yīng)用106中的至少一個一起工作來提供改進的位置信息（如果可能的 話）。
[00巧]移動設(shè)備102可被實現(xiàn)在智能電話中，如在圖1中一般表示的。替代于智能電話， 可W理解可使用另一設(shè)備。例如，應(yīng)用或類似的邏輯/代碼可在禪合到或具有互聯(lián)網(wǎng)連接 的專用GI^S設(shè)備上運行或在內(nèi)置到車輛中的設(shè)備上運行；（例如，作為常見的內(nèi)置車輛導航 或娛樂系統(tǒng)的一部分）等。
[0026] 如本文中描述的，GPS/衛(wèi)星應(yīng)用106中的一個或多個經(jīng)由包括天線的GPS設(shè)備接 收來自可見（視線）GPS衛(wèi)星的GPS數(shù)據(jù)110,并接收來自服務(wù)108的云數(shù)據(jù)112W及將云 數(shù)據(jù)112發(fā)送到服務(wù)108。也可在GI^S數(shù)據(jù)110中接收到反射的衛(wèi)星信息。通過使用本文 中描述的各種數(shù)據(jù)，服務(wù)108能夠與應(yīng)用106 -起工作來經(jīng)常提供改進的位置準確性（包 括在城市峽谷的場景中）W及在某些場景中節(jié)省能量。
[0027] 注意，移動設(shè)備102可使用任意輸入和輸出機制來與用戶交換信息。顯示器可輸 出可見信息并且如果是觸敏的，還可接收來自用戶的觸摸輸入。揚聲器可輸出音頻數(shù)據(jù)，諸 如口述的導航方向等。如可理解的，其他輸入和輸出機制可被使用。例如，用戶輸入可包括 (包括經(jīng)由自然用戶界面（NUI))接收到的任意輸入數(shù)據(jù)，其中NUI-般指使得用戶能夠W "自然"方式與設(shè)備交互的任意界面技術(shù)，該"自然"方式諸如不受由輸入設(shè)備（諸如鼠標、 鍵盤、遙控器等）施加的人工限制。NUI的示例包括基于語音識別、觸摸和指示筆識別、屏 幕上和屏幕附近的姿勢識別、空中姿勢、頭部和眼睛跟蹤、語音和語言、視覺、觸摸、包括運 動姿勢在內(nèi)的姿勢、W及機器智能的那些方法。運動姿勢檢測可使用加速計/巧螺儀、臉部 識別、3D顯示器、頭、眼W及凝視跟蹤、沉浸式增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（所有運些都提供 更為自然的界面），W及用于通過使用電場感測電極巧EG和相關(guān)方法）感測腦部活動的技 術(shù)。
[0028] 在云服務(wù)108的一個實現(xiàn)中，如圖1中顯示的，預(yù)測程序112能夠使用各種數(shù)據(jù) 113-116 (W及可能的其他數(shù)據(jù)）來在許多情況下改進移動設(shè)備102的位置準確性。例如， GI^S衛(wèi)星的可用性可經(jīng)由云108中的離線模擬來獲得。該程序（或一分開的程序）也可經(jīng) 常節(jié)省設(shè)備能量，如W下描述的。還在圖1中顯示的是眾包數(shù)據(jù)處理118,其對接收自用戶 的數(shù)據(jù)進行操作，如也在W下描述的。注意，本文中描述的處理中的至少一些可被移動設(shè)備 102執(zhí)行。
[0029] 如本文中之后使用的，其信號在給定時間和位置被GI^S接收器觀察到的衛(wèi)星集合 (即，設(shè)備的捕捉到的集合）被表示為M.
[0030] 考慮不具有地形數(shù)據(jù)（例如，至少一個數(shù)字表面模型值SM))的視線衛(wèi)星，其中運 樣的衛(wèi)星的集合被稱為S1。換言之，S1包括在假設(shè)沒有遮擋（而不管是否實際存在遮擋） 的情況下在給定位置和時間的衛(wèi)星。通過在圖1中顯示為衛(wèi)星數(shù)據(jù)115的一部分的衛(wèi)星星 歷信息，其信號在給定時間在任一位置可用的衛(wèi)星集合S1可被獲得，而不考慮地形結(jié)構(gòu)。 注意，因為GI^S衛(wèi)星的星歷的不準確性隨著時間而增加，并且星歷消息至少需要30秒來傳 送，如果接收器最近已經(jīng)被使用，則該接收器的首次定位時間（TTF巧較短。
[0031] 在一個實現(xiàn)中，集合S1包括具有在水平線W上最少十度仰角的衛(wèi)星集合，其與在 大多數(shù)Gl^s接收器中設(shè)置的十度的仰角掩模一致。S1可通過使用視線光線追蹤、將每個衛(wèi) 星的位置與地圖中屯、進行比較來獲得。不需要精確的接收器位置。由此，捕捉到的集合M 是S1的子集（或等于S1的全集），即M€別。注意，S1還可從GPS消息的歷書分量中導 出。然而，對歷書的傳輸需要超過12分鐘，由此其僅與具有慢的GI^S信號獲取的非常舊的 接收器相關(guān)。具有更快獲取時間的現(xiàn)代接收器通常捜索所有GI^S衛(wèi)星。
[0032] 如果地形結(jié)構(gòu)信息（例如，圖1中被顯示為數(shù)字表面模型113的DSM)也被知曉， 則服務(wù)108 (或進行接收的設(shè)備）可計算衛(wèi)星集合S2,其信號在給定時間在任一位置經(jīng)由視 線可用。通