Sistema y procedimiento de determinación de un receptor, y un receptor asociado.

Receptor (2) de un sistema (1) de determinación de al menos una información de posicionamiento de dichoreceptor (2),

comprendiendo el sistema (1) al menos un generador (4, 6) de una señal llamada código,comprendiendo el código una componente en fase y una componente en cuadratura, comprendiendo el receptor(2):

- medios (22) de recepción del código;

- medios (35, 35C) de generación de una señal idéntica al código, llamada réplica puntual;

- medios (36) de separación temporal de la réplica puntual que comprende medios (E) de generación de unareplica temprana;

- un discriminador de código (56), capaz de determinar el desfase entre la réplica puntual y el código recibido yconectado a los medios (35, 35C) de generación de la réplica puntual y a los medios (E) de generación de lareplica temprana;

- medios (35C) de determinación de la información de posicionamiento del receptor (2) a partir del desfasedeterminado; caracterizado por el hecho de que el discriminador de código (56) es capaz de determinar eldesfase a partir de la relación siguiente:

en la cual:

- D es la salida del discriminador del bucle de código;

- IE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en fase de la señal recibidadesmodulada de su portadora;

- QE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en cuadratura de fase de la señalrecibida desmodulada de su portadora;

- IF y QF son los componentes en fase y en cuadratura de fase de la función de la réplica puntual conen la cual:

- IP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en fase de la señal recibidadesmodulada de su portadora;

- QP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en cuadratura de fase de la señalrecibida desmodulada de su portadora;

- CIF y CQF son unos componentes en fase y en cuadratura de fase de una función independiente de la réplicapuntual.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/051795.

Solicitante: CENTRE NATIONAL D'ETUDES SPATIALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2 PLACE MAURICE QUENTIN 75001 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: JEANNOT,MARC, JARDAK,NABIL, SAMAMA,NEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S19/22 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 19/00 Sistemas de posicionamiento por satélite; Determinación de la posición, de la velocidad o de la actitud por medio de señales transmitidas por tales sistemas. › Problemas relacionados con multitrayectos.
  • G01S19/30 G01S 19/00 […] › relacionado con el código.
  • G01S19/37 G01S 19/00 […] › Detalles de hardware o de software de la cadena de procesamiento de la señal.

PDF original: ES-2400865_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento de determinación de un receptor, y un receptor asociado [0001] La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de determinación de la posición de un receptor, así como al receptor asociado.

El sistema de posicionamiento global (del inglés « Global Positioning System ») más conocido por sus siglas GPS, permite a personas provistas de un receptor localizarse en tierra, mar y aire. Este sistema GPS comprende unos treinta satélites que emiten permanentemente señales electromagnéticas. Estas señales están por ejemplo constituidas por una señal de código CIA a 1, 023 MHz que modula una portadora a 1575, 42 MHz. La modulación es de tipo BPSK. La señal de código CIA es generalmente llamada código.

Un receptor de un sistema GPS capta las señales emitidas par al menos cuatro satélites y puede, calculando los tiempos de propagación de estas señales entre los satélites y él mismo, conocer su distancia con respecto a estos y, por triangulación, situar precisamente su posición en tres dimensiones. Para medir este tiempo, el receptor GPS compara la hora de emisión incluida en la señal emitida por el satélite y la de recepción de la señal por el receptor. Esta medida, tras la multiplicación por la celeridad de la señal, proporciona una pseudo distancia, asimilable a una distancia, pero que contiene un error de sincronización de los relojes del satélite y del receptor, un error debido a que atraviesa la atmósfera y un error provocado por el efecto Doppler inducido por el movimiento del satélite y del receptor. Un receptor GPS conocido se describe por ejemplo en la solicitud de patente EP 1 793 236 A.

Conociendo las posiciones de los satélites a la hora de emisión de las señales y las pseudo distancias medidas, el receptor es capaz de resolver un sistema de ecuaciones cuyas cuatro incógnitas son la posición del receptor en tres dimensiones y la diferencia de su reloj con respecto en el momento GPS. Este cálculo se resuelve a partir del momento en que se dispone de señales transmitidas por cuatro satélites.

Sin embargo, cuando el receptor se encuentra en una ciudad o en un cañón, las señales provenientes de los satélites se suelen reflejar en elementos del paisaje tales como edificios o árboles de manera que el receptor recibe varias componentes de la misma señal electromagnética. A este fenómeno se le llama fenómeno de trayectos múltiples.

Sin embargo, solamente la componente de la señal con visibilidad directa permite determinar la posición del receptor puesto que las señales reflejadas son representativas del trayecto satélite-zona de reflexión, zona de reflexión-receptor. Es por lo tanto necesario « eliminar » los componentes de la señal provenientes de las reflexiones.

Sin embargo, la presencia de estas señales reflejadas es imprevisible. Cada señal reflejada alcanza el receptor GPS después de un determinado tiempo con respecto a la señal directa puesto que viaja una distancia mayor. Este tiempo representa un retardo suplementario que caracteriza el trayecto reflejado. Este último está también caracterizado por la fase de su portadora que es generalmente diferente de la fase portadora de la señal directa. Además un trayecto reflejado tiene una amplitud generalmente inferior a la de la señal directa principalmente a causa de las pérdidas de potencia por reflexión. A continuación, una señal reflejada se caracteriza por su retardo, su fase y su amplitud.

La posición calculada por el receptor GPS en presencia de trayectos múltiples es diferente de su posición real. Por lo tanto, los trayectos múltiples inducen un error en el cálculo de la pseudo-distancia que se transforma en un error de la posición.

La presente invención tiene como objetivo el de proponer un receptor capaz de determinar una posición precisa del receptor, incluso en presencia de trayectos reflejados (o trayectos múltiples) .

A tal efecto, la invención tiene por objeto un receptor de un sistema de determinación de al menos una información de posicionamiento de dicho receptor, comprendiendo el sistema al menos un generador de una señal llamada código, comprendiendo el receptor:

- medios de recepción del código;

- medios de generación de una señal idéntica al código, llamada réplica puntual;

- medios de separación temporal de la réplica puntual que comprende medios de generación de una replica temprana;

- un discriminador de código capaz de determinar el desfase entre la réplica puntual y el código recibido;

- medios de determinación de la información de posicionamiento del receptor a partir del desfase determinado;

caracterizado por el hecho de que el discriminador de código está conectado a los medios de generación de la réplica puntual y a los medios de generación de la replica temprana, y en el cual el discriminador de código es capaz de determinar el desfase a partir de la replica temprana y de una función de la réplica puntual.

Según unos modos particulares de realización, el receptor comprende una o varias de las características 5 siguientes, tomadas aisladamente o en combinación:

-los medios de generación de la replica temprana son capaces de desplazar la réplica puntual temprana en una duración predefinida y en el cual la función de la réplica puntual varía en función de la llamada duración predefinida ponderada por un factor predefinido;

- los medios de separación comprenden unos medios de generación de una replica con retraso capaces de

desplazar la réplica puntual con la misma duración predefinida, y en el cual el discriminador de código está conectado a los medios de generación de la replica con retraso, variando la función de la réplica puntual en función de la replica temprana y de la replica con retraso;

- el código comprende una componente en fase y una componente en cuadratura de fase, el discriminador de código es capaz de determinar el desfase a partir de la relación siguiente:

en la cual: . D es la salida del discriminador del bucle de código; . IE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en fase de la señal recibida

desmodulada de su portadora;

. QE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

. IF y QF son los componentes en fase y en cuadratura de fase de la función de la réplica puntual; con en la cual:

. //2 es la duración del intervalo temporal definido entre la réplica puntual y una u otra de la replica temprana y de la replica con retraso;

. IP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

. QP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en cuadratura de fase de la señal 30 recibida desmodulada de su portadora;

. es una función de correlación entre la replica con retraso y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora; y

. QL es una función de correlación entre la replica con retraso y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora.

- el código comprende una componente en fase y una componente en cuadratura de fase, el discriminador de código es capaz de determinar el desfase a partir de la relación siguiente:

en la cual: . D es la salida el discriminador del bucle de código;

. IE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora; . QE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en cuadratura de fase de la señal

recibida desmodulada de su portadora; . IF y QF son los componentes en fase y en cuadratura de fase de la función de la réplica puntual; con

en la cual:

. IP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en fase de la señal recibida 10 desmodulada de su portadora;

. QP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

. //2 es la duración del intervalo temporal definido entre la réplica puntual y una u otra de la replica temprana y de la replica con retraso;

. A0 es la amplitud del trayecto directo; . Ak es la amplitud del késimo trayecto múltiple recibido por el receptor;

. 80 es la fase del trayecto directo . 8k es la fase del késimo trayecto múltiple recibido por el receptor;

. 8 es la fase del generador de la portadora... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Receptor (2) de un sistema (1) de determinación de al menos una información de posicionamiento de dicho receptor (2) , comprendiendo el sistema (1) al menos un generador (4, 6) de una señal llamada código, comprendiendo el código una componente en fase y una componente en cuadratura, comprendiendo el receptor

(2) :

- medios (22) de recepción del código;

- medios (35, 35C) de generación de una señal idéntica al código, llamada réplica puntual;

- medios (36) de separación temporal de la réplica puntual que comprende medios (E) de generación de una replica temprana;

- un discriminador de código (56) , capaz de determinar el desfase entre la réplica puntual y el código recibido y conectado a los medios (35, 35C) de generación de la réplica puntual y a los medios (E) de generación de la replica temprana;

- medios (35C) de determinación de la información de posicionamiento del receptor (2) a partir del desfase

determinado; caracterizado por el hecho de que el discriminador de código (56) es capaz de determinar el 15 desfase a partir de la relación siguiente:

en la cual:

- D es la salida del discriminador del bucle de código;

-IE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en fase de la señal recibida 20 desmodulada de su portadora;

-QE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

-IF y QF son los componentes en fase y en cuadratura de fase de la función de la réplica puntual con

en la cual:

-IP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

-QP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

- CIF y CQF son unos componentes en fase y en cuadratura de fase de una función independiente de la réplica puntual.

2. Receptor (2) según la reivindicación 1, en el cual los medios (E) de generación de la replica temprana son capaces de desplazar la réplica puntual temprana en una duración predefinida (//2) y en el cual la función de la réplica puntual varía en función de la llamada duración predefinida (//2) ponderada por un factor predefinido.

3. Receptor (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el cual los medios de separación (36) comprenden unos medios (L) de generación de una replica con retraso capaces de desplazar la réplica puntual con la misma duración predefinida (//2) , y en el cual el discriminador de código (56) está conectado a los medios

(L) de generación de la replica con retraso, variando la función de la réplica puntual en función de la replica temprana y de la replica con retraso.

4. Receptor (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual

- los componentes en fase y en cuadratura de fase IF y QF de la función de la réplica puntual satisfacen la relación siguiente:

en la cual:

-//2 es la duración del intervalo temporal definido entre la réplica puntual y una u otra de la replica temprana y de la replica con retraso;

- es una función de correlación entre la replica con retraso y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora; y

-QL es una función de correlación entre la replica con retraso y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora.

5. Receptor (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual los componentes en fase y en 10 cuadratura de fase IF y QF de la función de la réplica puntual; con en la cual: -//2 es la duración del intervalo temporal definido entre la réplica puntual y una u otra de la replica temprana y de la replica con retraso.

15. A0 es la amplitud del trayecto directo;

-Ak es la amplitud del késimo trayecto múltiple recibido por el receptor;

- es la fase del trayecto directo

-8k es la fase del késimo trayecto múltiple recibido por el receptor;

- es la fase del generador de la portadora local de la señal electromagnética cuando el bucle de la portadora 20 está en equilibrio;

- N es el número de trayectos múltiples recibidos por el receptor.

6. Sistema (1) de determinación de al menos una información de posicionamiento de un receptor (2) , comprendiendo el sistema (1) al menos un generador (4, 6) de una señal llamada código, caracterizado por el hecho de que el sistema (1) comprende además un receptor (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Procedimiento de determinación de al menos una información de posicionamiento de un receptor (2) que pertenece a un sistema (1) que comprende al menos un generador (4, 6) de una señal llamada código, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes realizadas por el receptor (2) :

- recepción del código generado por el generador (2) ;

- generación de una señal idéntica al código, llamada réplica puntual.

30. separación temporal de la réplica puntual para generar al menos una replica temprana;

- determinación de un desfase entre la réplica puntual y el código recibido;

- determinación de la información de posicionamiento del receptor a partir del desfase determinado; caracterizado por el hecho de que el desfase se determina a partir de la relación siguiente:

en la cual: - D es la salida del discriminador del bucle de código;

-IE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

-QE es una función de correlación entre la replica temprana y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

-IF y QF son los componentes en fase y en cuadratura de fase de la función de la réplica puntual en la cual:

-IP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

- QP es una función de correlación entre la réplica puntual y la componente en cuadratura de fase de la señal recibida desmodulada de su portadora;

-CIF y CQF son unos componentes en fase y en cuadratura de fase de una función independiente de la réplica puntual.

FIG. 3


 

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