Procedimiento para determinar una posición de un receptor móvil de un sistema de posicionamiento por satélite (SPS),

comprendiendo dicho procedimiento:

determinar (353) una pluralidad de pseudorangos de satélite entre dicho receptor móvil SPS y una pluralidad de satélites correspondiente; caracterizado por

la determinación de al menos un parámetro entre un pseudorango celular y una estimación de altitud del receptor móvil SPS, obtenida a partir de una comunicación con un sitio de célula;

la determinación (357) de una condición de fallo de al menos una de dichos pseudorangos de satélite utilizando dicho pseudorango celular o dicha estimación de altitud

Procedimiento y sistema para usar información de altitud en un sistema de posicionamiento por satélite.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de posicionamiento por satélite que usan el aumento o la ayuda de la información relativa a la altitud de un receptor de un sistema de posicionamiento por satélite.

Los sistemas convencionales de posicionamiento por satélite (SPS) tales como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de los Estados Unidos usan señales provenientes de satélites para determinar su posición. Los receptores SPS convencionales normalmente determinan su posición mediante el cálculo de tiempos de llegada relativos de las señales transmitidas de manera simultánea desde una multiplicidad de satélites GPS que orbitan la Tierra. Estos satélites transmiten, como parte de su mensaje, tanto datos de posicionamiento de satélite así como datos acerca de la temporización horaria que especifica la posición de un satélite a ciertas horas; a menudo se hace referencia a estos datos como datos de efeméride de satélite. Los receptores convencionales SPS de manera típica buscan y adquieren las señales SPS, leen los datos de efeméride para una multiplicidad de satélites, determinan los pseudorrangos para estos satélites y calculan la localización de los receptores SPS a partir de los pseudorrangos y de los datos de efeméride de los satélites.

Los sistemas SPS convencionales a veces usan ayuda de altitud para ayudar en dos situaciones: un caso de mala geometría de satélite o de carencia de medidas para posicionamiento en tres dimensiones. Para la mayoría de los casos, la mala geometría de satélite está provocada por una pobre capacidad de observación en la posición vertical. Por ejemplo, si los vectores unitarios a todos los satélites que se estén usando en la solución caen sobre un cono de ángulo mitad arbitrario, entonces es posible colocar un plano sobre la parte superior de las puntas de los vectores unitarios si los vectores unitarios solamente abarcan un espacio de dos dimensiones. El error en la tercera dirección o dimensión que es perpendicular al plano, no puede observarse; se hace referencia a esto como una condición de singularidad. En entornos de cañón urbano con edificios altos que rodean la antena del receptor GPS, los únicos satélites que son visibles son aquéllos a altos ángulos de elevación. Estas condiciones de la señal son similares a la condición de singularidad anteriormente descrita en este documento. También, los grandes errores multitrayecto tienden a causar grandes errores en la dirección vertical.

La ayuda convencional de altitud se basa en una pseudomedida de la altitud que se puede visualizar como una superficie de una esfera con su centro en el centro de la Tierra. Esta esfera tiene un radio que incluye el radio de la Tierra y una altitud con respecto a la superficie de la Tierra que está típicamente definida por un elipsoide (WGS84 es uno de los modelos elipsoidales). Existen numerosas técnicas que se encuentran disponibles para realizar la ayuda de altitud, pero todas las técnicas dependen de un conocimiento a priori de la altitud requerida para definir la superficie de una esfera que es una magnitud de la pseudomedida de altitud. De manera típica, el operador del receptor GPS puede suministrar manualmente una altitud estimada o se puede fijar a algún valor prefijado, tal como la superficie de la Tierra o se puede fijar a una altitud de una solución previa en tres dimensiones.

La tecnología GPS anterior también ha usado ayuda de altitud en el caso en el que un receptor móvil GPS reciba señales GPS pero no calcule su posición, y depende de una estación base para realizar los cálculos de la posición para ello. La Patente de los Estados Unidos número 5.225.842 describe un sistema tal que usa la ayuda de altitud con el fin de permitir el uso de solamente tres satélites GPS. La altitud estimada de manera típica se deriva de la información de correspondencia tal como una base de datos topológica o geodésica. En esta configuración, la información de altitud de una estación base también puede estar disponible.

Una debilidad de este enfoque es que una solución inicial en dos dimensiones se hace típicamente antes de que se pueda aplicar una ayuda de altitud con una estimación de altitud razonable. La altitud se puede extraer entonces de una base de datos vertical como una función de las coordenadas de la latitud y de la longitud.

El documento Proceedings of the ION Satellite Division, 1987, páginas 277-282, XP 009088097 Colorado Springs describe el control de integridad del GPS usando un sistema de referencia inercial.

Mientras que los enfoques anteriormente mencionados proporcionan ciertas ventajas del uso de la información de altitud, no funcionan bien en el caso de un sistema de procesado distribuido en el que un receptor GPS puede estar localizado en cualquier posición sobre un área geográfica relativamente grande. Además, estos enfoques anteriores usan información de altitud con todos los pseudorrangos disponibles incluso si falla un pseudorrango particular.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención se proporciona el procedimiento de la reivindicación 1.

Se describen también varios receptores móviles SPS y estaciones base. Varios otros aspectos y realizaciones de la presente invención se describen de manera adicional más adelante.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se ilustra a modo de ejemplo y no de manera limitadora en las figuras de los dibujos que la acompañan en los que idénticos números de referencia indican elementos similares.

La figura 1 ilustra un sistema de comunicaciones basado en células que tiene una pluralidad de células, a cada una de las cuales les da servicio un sitio de célula y cada una de las cuales está acoplada está acoplada a un centro de conmutación basado en células, al que se hace referencia a menudo como un centro de conmutación móvil.

La figura 2 ilustra una implementación de un sistema servidor de localización.

La figura 3A ilustra un ejemplo de un receptor SPS y de un sistema de comunicaciones combinados.

La figura 3B ilustra un ejemplo de una estación de referencia SPS.

La figura 4 ilustra un ejemplo de una fuente de información basada en células que se puede usar para determinar una altitud estimada de un receptor móvil SPS.

La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento que usa ayuda de altitud. La figura 5A y 5B muestran otros dos diagramas de flujo que representan procedimientos para usar la ayuda de altitud.

La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra otros procedimientos para usar la ayuda de altitud.

Descripción detallada

La siguiente descripción y los siguientes dibujos son ilustrativos de la invención y no se deben interpretar como limitadores de la innovación. Se describen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión profunda de la presente invención. Sin embargo, en ciertos casos, no se describen detalles bien conocidos o detalles convencionales con el fin de no oscurecer de manera innecesaria la presente invención en detalle.

Antes de describir los varios detalles con respecto al uso de la información de ayuda de altitud, será útil describir el contexto en el que se usa un aspecto de la presente invención. De acuerdo con esto, se proporcionará una discusión preliminar que se refiere a las figuras 1, 2, 3A y 3B antes de tratar el uso de la ayuda de altitud en un sistema de comunicaciones basado en células.

La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema de comunicaciones basado en células 10 que incluye una pluralidad de emplazamientos de célula, cada uno de los cuales está diseñado para dar servicio a una región o localización geográfica en particular. Ejemplos de dichos sistemas de comunicaciones basados en células o sistemas de comunicaciones celulares son bien conocidos en la técnica, tales como los sistemas de telefonía celulares. El sistema de comunicaciones basado en células 10 incluye dos células 12 y 14, ambas definidas para que se encuentren dentro de un área de servicio celular 11. Además, el sistema 10 incluye las células 18 y 20. Se apreciará que también se pueden incluir en el sistema 10 una pluralidad de otras células con los correspondientes emplazamientos de célula y/o áreas de servicio celulares acopladas a uno o más centros de conmutación celulares, tales como el centro de conmutación...

1. Procedimiento para determinar una posición de un receptor móvil de un sistema de posicionamiento por satélite (SPS), comprendiendo dicho procedimiento:

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicho pseudorango celular comprende una diferencia de hora de llegada de una señal de comunicación de frecuencia de radio en un sistema de comunicación celular.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha condición de fallo se determina a partir de dicho pseudorango celular o de dicha estimación de altitud que es una medida redundante.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el cual dicha condición de fallo se determina utilizando técnicas de detección y de aislamiento de fallos SPS.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha pluralidad de satélites correspondiente comprende una pluralidad de satélites en órbita en el espacio alrededor de la Tierra.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha posición se determina a partir de un algoritmo de solución de posición y en el cual si dicha condición de fallo es un estado sin fallo, dicho al menos uno de los pseudorangos de satélite de dicha pluralidad se utiliza en dicho algoritmo de solución de posición.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual si dicha condición de fallo es un estado de fallo, dicho al menos uno de los pseudorangos de satélite de dicha pluralidad no se utiliza en dicho algoritmo de solución de posición.

8. Dispositivo preparado para la puesta en marcha del procedimiento de alguna de las reivindicaciones 1 a 7.