基于多準(zhǔn)則的全球?qū)Ш叫l(wèi)星子集遞歸選擇的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，其中多個(gè)衛(wèi)星繞地球軌道運(yùn)行并廣播可被接收器用于確定相對于衛(wèi)星的定位的信息。示例衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、GL0NASS系統(tǒng)、COMPASS系統(tǒng)和伽利略定位系統(tǒng)。
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器(在本文中還簡稱為“接收器”)可以基于到多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星的偽距確定導(dǎo)航解算(例如定位和/或速度)。偽距可以是基于信號從導(dǎo)航衛(wèi)星傳播到接收器所花費(fèi)的時(shí)間和衛(wèi)星在它發(fā)送信號時(shí)的定位來確定的。對于對接收器來說可見的每個(gè)衛(wèi)星，可以計(jì)算偽距。一旦接收器已經(jīng)確定它自身與多個(gè)衛(wèi)星之間的距離(偽距)，接收器就可以通過使用多個(gè)衛(wèi)星的已知位置的三角測量來計(jì)算定位。隨著可從其計(jì)算偽距的更多衛(wèi)星增加，位置計(jì)算的精度增加。然而，由于有限的處理能力，許多接收器被限制到基于最大數(shù)目的衛(wèi)星來計(jì)算位置。例如，接收器可以被限制到基于5個(gè)衛(wèi)星來計(jì)算位置。然而，常常，多于5個(gè)衛(wèi)星對接收器來說可見。相應(yīng)地，這樣的接收器被配置成選擇可見衛(wèi)星的子集以在計(jì)算位置時(shí)使用。
[0003]在一些示例中，這樣的接收器基于接收器測量的每個(gè)維度中的幾何精度因子(⑶0P)確定使用衛(wèi)星的哪個(gè)子集最好。⑶OP涉及衛(wèi)星的相對定位。當(dāng)衛(wèi)星靠近在一起時(shí)，幾何結(jié)構(gòu)可以說是弱的，并且?guī)缀尉纫蜃?⑶0P)可以說是高的；當(dāng)衛(wèi)星相距較遠(yuǎn)且更確切地等距間隔時(shí)，幾何結(jié)構(gòu)可以說是強(qiáng)的，并且GDOP可以說是低的。為了選擇具有最低GDOP的子集，接收器將檢查可見位置當(dāng)中的子集的每個(gè)可能的成組。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于從N個(gè)衛(wèi)星的集合選擇衛(wèi)星的子集的方法。該方法包括將N個(gè)衛(wèi)星的初始集合或者N個(gè)衛(wèi)星的縮減集合設(shè)置為N個(gè)衛(wèi)星的當(dāng)前集合并且關(guān)于一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則遞歸地評估N個(gè)衛(wèi)星的當(dāng)前集合的每個(gè)N-P個(gè)衛(wèi)星的子集。如果僅一個(gè)子集滿足一個(gè)或多個(gè)第一準(zhǔn)則，則將滿足該一個(gè)或多個(gè)第一準(zhǔn)則的該一個(gè)子集選擇為N個(gè)衛(wèi)星的縮減集合。然而，如果多于一個(gè)子集滿足該一個(gè)或多個(gè)第一準(zhǔn)則，則關(guān)于一個(gè)或多個(gè)第二準(zhǔn)則評估滿足該一個(gè)或多個(gè)第一準(zhǔn)則的子集并且將優(yōu)化該一個(gè)或多個(gè)第二準(zhǔn)則的一個(gè)子集選擇為N個(gè)衛(wèi)星的縮減集合。一旦N個(gè)衛(wèi)星的縮減集合等于接收器被配置成從其計(jì)算導(dǎo)航解算的衛(wèi)星的數(shù)目，則使用N個(gè)衛(wèi)星的該縮減集合來計(jì)算導(dǎo)航解算。
【附圖說明】
[0005]附圖僅描繪了示例性實(shí)施例且因此不應(yīng)被視為在范圍中進(jìn)行限制。將通過附圖的使用、以附加的特定性和細(xì)節(jié)來描述示例性實(shí)施例。
[0006]圖1是示例衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的框圖。
[0007]圖2是用于從導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星的集合進(jìn)行衛(wèi)星選擇的方法的示例的流程圖。
[0008]圖3是用于從導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星的集合進(jìn)行衛(wèi)星選擇的方法的示例的流程圖。
[0009]按照慣例，各種所描述的特征未按比例繪制，而是被繪制成強(qiáng)調(diào)與示例性實(shí)施例相關(guān)的特定特征。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下文描述的實(shí)施例可以涉及從對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器來說可見的衛(wèi)星的集合選擇衛(wèi)星的子集并且使用衛(wèi)星的所選子集計(jì)算導(dǎo)航解算。這些系統(tǒng)和方法可以用于減少追蹤信道的數(shù)目和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器所需的要求計(jì)算能力。
[0011]圖1是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100的示例的框圖。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100包括多個(gè)衛(wèi)星102-110和一個(gè)或多個(gè)接收器120。衛(wèi)星102-110可以發(fā)送供接收器120接收的信號。接收器120可以從衛(wèi)星102-110中的一個(gè)或多個(gè)接收信號并基于信號計(jì)算導(dǎo)航解算(例如定位和/或速度)。示例衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、GL0NASS系統(tǒng)、compass和伽利略定位系統(tǒng)。
[0012]接收器120可以包括耦合到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備124的一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備122。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備124可以包括指令126，指令126在由一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備122執(zhí)行時(shí)可以使一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備122執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作，諸如以下關(guān)于圖2和圖3描述的動(dòng)作。如本文所使用的，接收器120被配置成當(dāng)存儲(chǔ)器124包括在由處理設(shè)備122執(zhí)行時(shí)使處理設(shè)備122執(zhí)行功能的指令126時(shí)執(zhí)行功能。
[0013]在示例中，一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備122可以包括中央處理單元(CPU)、微控制器、微處理器(例如數(shù)字信號處理器(DSP))、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或其它處理設(shè)備。一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備124可以包括用于存儲(chǔ)處理器可讀指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何適當(dāng)?shù)奶幚砥骺勺x介質(zhì)。合適的處理器可讀介質(zhì)可以包括諸如磁或光學(xué)介質(zhì)之類的有形介質(zhì)。例如，有形介質(zhì)可以包括常規(guī)硬盤、壓縮盤(例如只讀或可重寫)、易失性或非易失性介質(zhì)(諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，包括但不限于同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)、雙數(shù)據(jù)速率(DDR)RAM、RAMBUS動(dòng)態(tài)RAM (RDRAM)、靜態(tài)RAM (SRAM)等)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)和閃速存儲(chǔ)器等。合適的處理器可讀介質(zhì)還可以包括經(jīng)由諸如網(wǎng)絡(luò)和/或無線鏈路之類的通信介質(zhì)傳遞的諸如電、電磁和數(shù)字信號之類的傳輸介質(zhì)。而且，應(yīng)當(dāng)理解，處理器可讀介質(zhì)可以被集成到接收器120中，如在例如RAM中，或者可以是可向接收器120提供對其的訪問的分離項(xiàng)，如在例如諸如壓縮盤或閃速驅(qū)動(dòng)器之類的便攜式介質(zhì)中。
[0014]接收器120還可以包括耦合到處理設(shè)備122且被配置成感測來自衛(wèi)星102-110的信號的天線128。在示例中，接收器120可以包括用于向用戶提供信息的一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備130。輸出設(shè)備130可以包括顯示器、揚(yáng)聲器、觸覺反饋生成器、燈和其它輸出機(jī)制。在示例中，接收器120可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備132。輸入設(shè)備132可以包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸傳感器、語音傳感器和其它輸入機(jī)制。在示例中，接收器120可以被集成到諸如例如飛機(jī)之類的較大設(shè)備中。
[0015]圖2是用于基于一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則從對接收器120來說可見的衛(wèi)星的集合選擇衛(wèi)星的子集并且使用衛(wèi)星的所選子集計(jì)算導(dǎo)航解算的方法200的流程圖。方法200包括:從對接收器120來說可見的N個(gè)衛(wèi)星102-110的集合接收多個(gè)信號(框202)，然后遞歸地減少集合中的衛(wèi)星的數(shù)目(N)(框204-210)。也就是說，通過從N個(gè)衛(wèi)星的集合丟棄一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星來減少N個(gè)衛(wèi)星的集合中的衛(wèi)星的數(shù)目。當(dāng)?shù)竭_(dá)框210時(shí)，該方法進(jìn)行回到框204以再次執(zhí)行框206-210，這次具有N個(gè)衛(wèi)星的縮減集合(也就是說，N個(gè)衛(wèi)星的集合從上次循環(huán)減少了在上次循環(huán)中丟棄的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星)。相應(yīng)地，框206-210的每個(gè)連續(xù)循環(huán)在比框206-210的先前循環(huán)更小的數(shù)目(N)的衛(wèi)星上進(jìn)行操作。這樣，通過框206-210的連續(xù)調(diào)用遞增地減少集合中的衛(wèi)星的數(shù)目(N)。一旦N被減少到接收器120被配置成從其計(jì)算導(dǎo)航解算的衛(wèi)星的數(shù)目，就使用N個(gè)衛(wèi)星的剩余子集確定導(dǎo)航解算。在示例中，方法200可以具有所設(shè)置的頻率。該頻率可以是預(yù)定義頻率(等距時(shí)刻)或者在通過一個(gè)或多個(gè)條件確定的不均等分布的時(shí)刻中。在示例中，條件可以是:當(dāng)以下在框208之下討論的閾值之一接近于被超過時(shí)。在另一示例中，條件可以是:當(dāng)以下在框208之下討論的閾值之一正在快速逼近時(shí)。在另一示例中，方法200可以在接收器120被初始化之后執(zhí)行。在另一示例中，方法200可以在被接收器120利用的衛(wèi)星不再對接收器120來說可見時(shí)執(zhí)行，因?yàn)獒槍邮掌?20的所有可見衛(wèi)星的集合已經(jīng)改變。類似地，在另一示例