使用電離層濾波器的gnss信號處理方法和設備的製作方法

2023-05-15 07:42:41 2

專利名稱：使用電離層濾波器的gnss信號處理方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及全球導航衛星系統領域。更具體地，本發明涉及來自具有混合數量載波頻率的GNSS衛星處的信號的處理方法和設備。
背景技術：
全球導航衛星系統(GNSQ包括全球定位系統(GPQ，GL0NASS系統，推薦的 Galileo系統和推薦的Beidou (指南針)系統。當在1995年獲得了完全的操作能力時，該全球定位系統完成了其最初的設計目標。自此在該系統上的技術進步和新的需求已經達到了現代化的效果。該GPS現代化方案涉及新的地面站和新的衛星，具有另外的導航信號和精度與可利用性的提高。具有包括新 L5頻率、GPS塊IIF-I的三頻率能力的第一個GPS衛星期望在2009年夏天發射。該新的民用L5信號期望改善信號結構以增強性能，具有比Ll和L2C信號高的傳輸功率和較寬帶寬以比L2更好地管理接口。計劃發射另外三頻率GPS衛星，具有完全的三頻率的星群，在僅僅5到7年後可能獲得。歐洲Galileo衛星系統將具有相同的三頻率能力，但是不會將他們全都免費提供。至今僅僅已發射了兩個(Galileo有效的元件衛星GIOVE-A和GI0VE-B。進一步地，該 Galileo發射日程表落後於最初計劃。中國指南針系統處於測試的早期階段，但當其最終變得可運行時可提供三頻率能力。俄羅斯的GL0NASS系統同樣期望在未來某時具有三頻率的能力。將存在過渡期，其中該GNSS衛星星群的子集將具有三頻率的能力，而剩餘部分將繼續在僅僅兩頻率上廣播。V0LLATH U.的美國專利7，432，853 「三個或更多載波的GNSS信號的模糊度估計」 提供了分布式濾波方案，其有效地發送兩個、三個或更多載波信號的模糊度估計，並致力於由兩和三或更多頻率衛星的混合星群所引起的一些課題。希望獲得處理GNSS信號的改善方法和設備，特別是用於提高來自具有混合數量載波的衛星處的GNSS信號的模糊度估計。

發明內容
為具有混合數量載波的GNSS信號的改善處理提供了依照本發明實施方案的方法和設備。一些實施方案提供了具有混合兩個和三個或更多信號的衛星處的GNSS信號的改善的模糊度估計，其中一些可由GNSS接收器觀察數據作為一個頻道的信號。依照本發明的一些實施方案，方法和設備為處理從具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號處獲得的一組GNSS信號數據而提供，包括 將使用幾何濾波器組合的幾何濾波器應用於該組GNSS信號數據，以獲取用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計的陣列和相關統計信息，將均使用了兩頻率電離層組合的一組電離層濾波器應用於該組GNSS信號數據，以獲取用於該兩頻率電離層組合的電離層濾波器模糊度估計的陣列和相關統計信息，其中每一個上述兩頻率電離層組合包括第一頻率觀察數據和第二頻率觀察數據的無幾何兩頻率電離層殘餘載波相位組合；將均使用輔助電離層組合的一組輔助電離層濾波器應用於該組GNSS數據信號，以獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計的陣列和相關統計信息，其中每一個上述輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據和該第一頻率和該第二頻率中至少一個的載波相位觀察數據，並通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列組合，準備了所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。依照一些實施方案，該幾何濾波器組合包括下列之一兩頻幾何載波相位組合，單頻載波相位和代碼組合，以及單頻載波相位和GRAPHIC組合。依照一些實施方案，該兩頻幾何載波相位組合是最小誤差組合。依照一些實施方案，該兩頻幾何載波相位組合是GPS Ll 載波頻率和GPS L2載波頻率的組合。依照一些實施方案，該單頻載波和代碼組合是GPS Ll 載波相位和GPS Ll代碼的組合。依照一些實施方案，該單頻載波相位和GPAPHIC組合的單頻是該GPS Ll載波相位。依照一些實施方案，該組電離層濾波器包括該第二衛星組的每一個衛星一個上述電離層濾波器。依照一些實施方案，該輔助電離層組合包括下列之一該第一頻率和該第三頻率的兩頻無幾何電離層載波相位組合，和該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的三頻無幾何電離層載波相位組合。依照一些實施方案，該輔助電離層組合是最小誤差組合。依照一些實施方案，該組輔助電離層濾波器包括該第一衛星組的每一個衛星一個上述輔助電離層濾波器。依照一些實施方案，將至少一個代碼濾波器應用於該組GNSS信號數據，使用各個無幾何代碼-載波組合以獲取用於該代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息。 依照一些實施方案，通過將該至少一個代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列組合來準備該組合的陣列以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。依照一些實施方案，每一個無幾何代碼-載波組合包括下列之一第一頻率代碼觀察數據與第一和第二頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第二頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第一頻率代碼觀察數據的電離層偏置；和兩頻窄道代碼組合與兩頻寬道載波相位組合。依照一些實施方案，為該第二組衛星的每一個衛星提供至少一個代碼濾波器。依照一些實施方案，將至少一組附加濾波器應用於來自於該第一組衛星處的一組 GNSS信號數據，其中每一個附加濾波器使用了至少三個頻率的無幾何和無電離層載波相位組合以獲取該無幾何和無電離層載波相位組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列包括下列之一將該附加濾波器陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息；將該附加濾波器陣列與至少一個代碼濾波器、幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。依照一些實施方案，至少一組附加濾波器包括第一衛星組的每一個衛星至少一個附加的濾波器。依照一些實施方案，使用各個無幾何輔助代碼-載波組合將至少一個輔助代碼濾波器應用於該組GNSS信號數據，以獲取用於該輔助代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且準備組合陣列包括下列之一將該附加濾波器的陣列與該幾何濾波器、 電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息，將上述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器和該至少一個代碼濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息，將上述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器、該至少一個代碼濾波器和該附加濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。依照一些實施方案，每一個輔助代碼-載波組合包括下列之一第三頻率代碼觀察數據與第一和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置；第二和第三頻率代碼觀察數據與第二和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第二和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第二和第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置；三頻窄道代碼組合與三頻寬道載波相位組合的組合，其中將該三頻寬道載波相位組合的電離層偏置匹配於該三頻代碼組合的電離層偏置。依照一些實施方案，為該第一組衛星的每一個衛星提供一個輔助代碼濾波器，依照一些實施方案，該衛星是全球定位系統(GPQ的衛星，其中該第一組衛星具有GPS載波Li、L2和L5，以及其中該第二組衛星具有GPS載波Ll和L2。


參照附圖從以下所述的實施方案中將更容易理解本發明的這些和其他方面和特徵，其中圖1用示意圖描述了實時運動定位場景，使用能夠使用不同數量的載波頻率接收 GNSS信號的GNSS流動站；圖2用示意圖描述了網絡定位場景，使用能夠使用不同數量的載波頻率接收GNSS 信號的GNSS流動站；圖3是常用完整的GNSS接收器系統的方框圖；圖4用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的高等級GNSS信號處理流程；圖5用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的濾波器結構；圖6用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的處理流程；圖7用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的可選的幾何濾波器結構；圖8用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的兩頻電離層濾波器結構；圖9用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的輔助的三或更多頻率電離層濾波器的結構；圖10用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的可選的輔助電離層濾波器結構；圖11用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的可選的代碼濾波器結構；圖12用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的三或更多頻率附加(Q)濾波器組；圖13用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的可選的輔助代碼濾波器結構；圖14用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的用於混合兩頻和三或更多頻率 GNSS信號處理的濾波器結構；圖15用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的用於混合兩頻和三或更多頻率 GNSS信號處理的處理流程；圖16用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的用於混合一頻、兩頻和三或更多頻率GNSS信號處理的濾波器結構；圖17用示意圖描述了依照本發明一些實施方案的用於混合一頻、兩頻和三或更多頻率GNSS信號處理的處理流程。
具體實施例方式綜述一般地，本發明的實施方案涉及具有2和3或更多頻帶混合的任意GNSS。對於 GPS，該三頻帶是Li，L2和L5。對於GL0NASS，該最新M衛星支持Ll和L2信號，但是，存在 GL0NASS計劃用來支持新的頻帶，標註為L3，位於在該GL0NASS-K衛星上的1164和1215MHz 之間。Galileo信號結構包括Li、E5A、E5B和E6波段。該E6波段是公共規範信號並因此不太可能為通用可獲得。可分布跟蹤該E5A和E5B信號並因此可將Galileo用於三頻操作，如果需要的話。同樣可能的是，將該E5A和B信號組合以產生具有高精度(出色的多路徑抑制)的載波相位和代碼測量。因此felileo可用於2或3頻模式。中國Beidou (指南針)衛星系統已經在研發中，但是未知該最終結構的細節。人們將期待該系統會提供最小2頻信號和期望是3個民用波段。進一步地，可在 S. Lo et. al. ,2006, GNSS album-Images and Spectral Signatures of the New GNSS Signals, INSIDE GNSS,May/June 2008，pp. 46-56 中發現現有和計劃中的GNSS信號頻譜。為了處理兩頻和三或更多頻GNSS衛星信號數據的混合，或單頻、兩頻和三或更多頻GNSS衛星信號數據的混合而描述了各種方法和設備，以產生與位置估計一樣的載波相位模糊度估計。為了說明目的，假定的是，使用中的衛星系統是GPS並因此分別在以下所述實施例中將該三個頻率標註為L1，L2和L5。所展現的方式可輕鬆地轉換成其他GNSS衛星系統的信號並假定沒有通用性的損失。擴展雙頻方案最初會存在非常少的具有三頻能力GNSS衛星(如，具有L5的GPS衛星)；大多數 GPS衛星會具有Ll和L2載波相位和可獲得的代碼觀察數據(observation)。在該階段期間，可觀看到該第三頻率作為對雙頻處理的擴展而提供。美國專利7，432，853描述了多頻載波模糊度估計的方案，該發明者共同稱其為 「分解陣列多載波模糊度解析度」(或「FAMCAR」)。該美國專利7，432，853的現有技術部分描述了兩頻載波模糊度估計的方案。這樣的兩頻方案的實施方式可將該濾波劃分為如表1 中所示。
權利要求
1.一種處理一組GNSS信號數據的方法，該組GNSS信號數據來自具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號，所述方法包括a.對該組GNSS信號數據應用使用幾何濾波器組合的幾何濾波器，以獲取用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，b.對該組GNSS信號數據應用一組電離層濾波器，其每一個均使用兩頻電離層組合，以獲取用於該兩頻電離層組合的電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述兩頻電離層組合包括第一頻率的觀察數據和第二頻率的觀察數據的無幾何兩頻電離層殘餘的載波相位組合；c.對該組GNSS信號數據應用一組輔助電離層濾波器，其每一個均使用輔助電離層組合，以獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息， 其中每一個所述輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據，以及第一頻率與第二頻率中的至少一個的載波相位觀察數據，和d.通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器以及該輔助電離層濾波器的陣列進行組合， 準備用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。
2.如權利要求1所述的方法，其中該幾何濾波器組合包括下列之一(1)兩頻幾何載波相位組合，(2)單頻載波相位和代碼組合，和( 單頻載波相位和GRAPHIC組合。
3.如權利要求1-2之一所述的方法，其中該兩頻幾何載波相位組合是最小誤差組合。
4.如權利要求1-3之一所述的方法，其中該兩頻幾何載波相位組合是GPSLl載波頻率和GPS L2載波頻率的組合。
5.如權利要求1-4之一所述的方法，其中該單頻載波相位和代碼組合是GPSLl載波相位和GPS Ll代碼的組合。
6.如權利要求1-4之一所述的方法，其中該單頻載波相位和GRAPHIC組合的單頻是該 GPS Ll載波頻率。
7.如權利要求1-6之一所述的方法，其中該組電離層濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述電離層濾波器。
8.如權利要求1-7之一所述的方法，其中該輔助電離層組合包括下列之一(1)該第一頻率和該第三頻率的兩頻無幾何電離層載波相位組合，和( 該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的三頻無幾何電離層載波相位組合。
9.如權利要求1-8之一所述的方法，其中該輔助電離層組合是最小誤差組合。
10.如權利要求1-9之一所述的方法，其中該組輔助電離層濾波器包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助電離層濾波器。
11.如權利要求1-10之一所述的方法，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何代碼-載波組合的至少一個代碼濾波器，以獲取用於該代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息。
12.如權利要求11所述的方法，其中準備組合陣列，包括將所述至少一個代碼濾波器的所述陣列與該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
13.如權利要求1-12之一所述的方法，其中每一個無幾何代碼-載波組合包括下列之一 (1)第一頻率代碼觀察數據與第一和第二頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第二頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第一頻率代碼觀察數據的電離層偏置；和 (2)兩頻窄道代碼組合與兩頻寬道載波相位組合。
14.如權利要求11-13之一所述的方法，其中所述至少一個代碼濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述代碼濾波器。
15.如權利要求1-14之一所述的方法，進一步包括對來自該第一組衛星的該組GNSS信號數據應用至少一組附加濾波器，其中每一個附加濾波器使用了至少三個頻率的無幾何和無電離層載波相位組合以獲取用於該無幾何和無電離層載波相位組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息；和( 將所述附加濾波器的所述陣列與所述至少一個代碼濾波器、幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述至少一組附加濾波器包括每一個第一組衛星的衛星至少一個所述附加濾波器。
17.如權利要求1-18之一所述的方法，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何輔助代碼-載波組合的至少一個輔助代碼濾波器，以獲取用於該輔助代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，( 將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器和該至少一個代碼濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，和(3)將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器、該至少一個代碼濾波器和該附加濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
18.如權利要求17所述的方法，其中每一個輔助代碼-載波組合包括下列之一(1)第三頻率代碼觀察數據與第一和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置，( 第二和第三頻率代碼組合與第二和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第二和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第二和第三頻率代碼組合的電離層偏置，和( 三頻窄道代碼組合與三頻寬道載波相位組合的組合，其中將該三頻寬道載波相位組合的電離層偏置匹配於該三頻代碼組合的電離層偏置。
19.如權利要求1-18之一所述的方法，包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助代碼濾波器。
20.如權利要求1-19之一所述的方法，其中這些衛星是全球定位系統(GPS)的衛星，其中該第一組衛星具有GPS載波Li、L2和L5，其中該第二組衛星具有GPS載波Ll和L2。
21.一種使用機器可讀指令操作具有至少一個處理器的機器以處理一組GNSS信號數據的方法，所述GNSS信號數據來自具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號，所述方法包括a.依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器以對該組GNSS信號數據應用使用幾何濾波器組合的幾何濾波器，以據此獲取用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息；b.依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器以對該組GNSS信號數據應用一組電離層濾波器，其每一個均使用兩頻電離層組合，以獲取用於該兩頻電離層組合的電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述兩頻電離層組合包括第一頻率的觀察數據和第二頻率的觀察數據的無幾何兩頻電離層殘餘的載波相位組合；c.依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器以對該組GNSS信號數據應用一組輔助電離層濾波器，其每一個均使用輔助電離層組合，以獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據和第一頻率與第二頻率中至少一個的載波相位觀察數據，和d.依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列進行組合，以準備用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。
22.如權利要求21所述的方法，其中該幾何濾波器組合包括下列之一(1)兩頻幾何載波相位組合，(2)單頻載波相位和代碼組合，和( 單頻載波相位和GRAPHIC組合。
23.如權利要求21-22之一所述的方法，其中該兩頻幾何載波相位組合是最小誤差組I=I ο
24.如權利要求21-23之一所述的方法，其中該兩頻幾何載波相位組合是GPSLl載波頻率和GPS L2載波頻率的組合。
25.如權利要求21-M之一所述的方法，其中該單頻載波相位和代碼組合是GPSLl載波相位和GPS Ll代碼的組合。
26.如權利要求2114之一所述的方法，其中該單頻載波相位和GRAPHIC組合的單頻是該GPS Ll載波頻率。
27.如權利要求2116之一所述的方法，其中該組電離層濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述電離層濾波器。
28.如權利要求21-27之一所述的方法，其中該輔助電離層組合包括下列之一(1)該第一頻率和該第三頻率的兩頻無幾何電離層載波相位組合，和( 該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的三頻無幾何電離層載波相位組合。
29.如權利要求21- 之一所述的方法，其中該輔助電離層組合是最小誤差組合。
30.如權利要求21- 之一所述的方法，其中該組輔助電離層濾波器包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助電離層濾波器。
31.如權利要求21-30之一所述的方法，進一步包括依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器以對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何代碼-載波組合的至少一個代碼濾波器，從而獲取用於該代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息。
32.如權利要求31所述的方法，其中準備組合陣列，包括依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述至少一個代碼濾波器的所述陣列與該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
33.如權利要求21-32之一所述的方法，其中每一個無幾何代碼-載波組合包括下列之一 (1)第一頻率代碼觀察數據與第一和第二頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第二頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第一頻率代碼觀察數據的電離層偏置；和 (2)兩頻窄道代碼組合與兩頻寬道載波相位組合。
34.如權利要求21-33之一所述的方法，其中所述至少一個代碼濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述代碼濾波器。
35.如權利要求21-34之一所述的方法，進一步包括依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以對來自該第一組衛星的該組GNSS信號數據應用至少一組附加濾波器，其中每一個附加濾波器使用了至少三個頻率的無幾何和無電離層載波相位組合以獲取用於該無幾何和無電離層載波相位組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列包括下列之一 (1)依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述附加濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息；和( 依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述附加濾波器的陣列與所述至少一個代碼濾波器、幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
36.如權利要求35所述的方法，其中所述至少一組附加濾波器包括每一個第一組衛星的衛星至少一個所述附加濾波器。
37.如權利要求21-38之一所述的方法，進一步包括依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何輔助代碼-載波組合的至少一個輔助代碼濾波器，從而獲取用於該輔助代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器以準備組合陣列，包括下列之一 (1)依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，(2)依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器和該至少一個代碼濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，和(3)依照機器可讀指令操作所述至少一個處理器，以將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器、該至少一個代碼濾波器和該附加濾波器的陣列組合，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
38.如權利要求37所述的方法，其中每一個輔助代碼-載波組合包括下列之一(1)第三頻率代碼觀察數據與第一和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置，( 第二和第三頻率代碼組合與第二和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第二和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第二和第三頻率代碼組合的電離層偏置，和C3)三頻窄道代碼組合與三頻寬道載波相位組合的組合，其中將該三頻寬道載波相位組合的電離層偏置匹配於該三頻代碼組合的電離層偏置。
39.如權利要求21-38之一所述的方法，包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助代碼濾波器。
40.如權利要求21-39之一所述的方法，其中這些衛星是全球定位系統(GPQ的衛星， 其中該第一組衛星具有GPS載波Li，L2和L5，其中該第二組衛星具有GPS載波Ll和L2。
41.一種處理一組GNSS信號數據的設備，所述GNSS信號數據來自具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號，所述設備包括a.對該組GNSS信號數據應用使用幾何濾波器組合的幾何濾波器的裝置，以獲取用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息；b.對該組GNSS信號數據應用一組電離層濾波器的裝置，所述電離層濾波器的每一個均使用兩頻電離層組合，以獲取用於該兩頻電離層組合的電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述兩頻電離層組合包括第一頻率的觀察數據和第二頻率的觀察數據的無幾何兩頻電離層殘餘的載波相位組合；c.對該組GNSS信號數據應用一組輔助電離層濾波器的裝置，所述輔助電離層濾波器的每一個均使用輔助電離層組合，以獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據和第一頻率與第二頻率中至少一個的載波相位觀察數據，和d.通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列進行組合，準備用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息的裝置。
42.如權利要求41所述的設備，其中該幾何濾波器組合包括下列之一(1)兩頻幾何載波相位組合，(2)單頻載波相位和代碼組合，和( 單頻載波相位和GRAPHIC組合。
43.如權利要求41-42之一所述的設備，其中該兩頻幾何載波相位組合是最小誤差組I=I ο
44.如權利要求41-43之一所述的設備，其中該兩頻幾何載波相位組合是GPSLl載波頻率和GPS L2載波頻率的組合。
45.如權利要求41-44之一所述的設備，其中該單頻載波相位和代碼組合是GPSLl載波相位和GPS Ll代碼的組合。
46.如權利要求41-44之一所述的設備，其中該單頻載波相位和GRAPHIC組合的單頻是該GPS Ll載波頻率。
47.如權利要求41-46之一所述的設備，其中該組電離層濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述電離層濾波器。
48.如權利要求41-47之一所述的設備，其中該輔助電離層組合包括下列之一(1)該第一頻率和該第三頻率的兩頻無幾何電離層載波相位組合，和( 該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的三頻無幾何電離層載波相位組合。
49.如權利要求41-48之一所述的設備，其中該輔助電離層組合是最小誤差組合。
50.如權利要求41-49之一所述的設備，其中該組輔助電離層濾波器包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助電離層濾波器。
51.如權利要求41-50之一所述的設備，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何代碼-載波組合的至少一個代碼濾波器的裝置，以獲取用於該代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息。
52.如權利要求51所述的設備，其中準備組合陣列的裝置包括，將所述至少一個代碼濾波器的所述陣列與該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信肩、ο
53.如權利要求41-52之一所述的設備，其中每一個無幾何代碼-載波組合包括下列之一 (1)第一頻率代碼觀察數據與第一和第二頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第二頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第一頻率代碼觀察數據的電離層偏置；和 (2)兩頻窄道代碼組合與兩頻寬道載波相位組合。
54.如權利要求51-53之一所述的設備，其中所述至少一個代碼濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述代碼濾波器。
55.如權利要求41-M之一所述的設備，進一步包括對來自該第一組衛星的該組GNSS 信號數據應用至少一組附加濾波器的裝置，其中每一個附加濾波器使用了至少三個頻率的無幾何和無電離層載波相位組合，以獲取用於該無幾何和無電離層載波相位組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，其中準備組合陣列的裝置包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置， 以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息；和(2) 將所述附加濾波器的所述陣列與所述至少一個代碼濾波器、幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
56.如權利要求55所述的設備，其中所述至少一組附加濾波器包括每一個第一組衛星的衛星至少一個所述附加濾波器。
57.如權利要求41-56之一所述的設備，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何輔助代碼-載波組合的至少一個輔助代碼濾波器的裝置，以獲取用於該輔助代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列的裝置包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，(2)將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器和該至少一個代碼濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，和( 將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器、該至少一個代碼濾波器和該附加濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
58.如權利要求57所述的設備，其中每一個輔助代碼-載波組合包括下列之一(1)第三頻率代碼觀察數據與第一和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置，( 第二和第三頻率代碼組合與第二和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第二和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第二和第三頻率代碼組合的電離層偏置，和( 三頻窄道代碼組合與三頻寬道載波相位組合的組合，其中將該三頻寬道載波相位組合的電離層偏置匹配於該三頻代碼組合的電離層偏置。
59.如權利要求41-58之一所述的設備，包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助代碼濾波器。
60.如權利要求41-59之一所述的設備，其中這些衛星是全球定位系統(GPS)的衛星， 其中該第一組衛星具有GPS載波Li、L2和L5，其中該第二組衛星具有GPS載波Ll和L2。
61.一種處理一組GNSS信號數據的設備，所述GNSS信號數據來自具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號，所述設備包括具有相關存儲器的至少一個處理器和多個濾波器，所述濾波器包括a.使用幾何濾波器組合的幾何濾波器，以由該組GNSS信號數據生成用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，b.一組電離層濾波器，其每一個均使用兩頻電離層組合，以由該組GNSS信號數據獲取用於該兩頻電離層組合的電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述兩頻電離層組合包括第一頻率的觀察數據和第二頻率的觀察數據的無幾何兩頻電離層殘餘的載波相位組合；c.一組輔助電離層濾波器，其每一個均使用輔助電離層組合，以由該組GNSS信號數據獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息，其中每一個所述輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據和第一頻率與第二頻率中至少一個的載波相位觀察數據，和d.組合器，通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列進行組合，準備用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的組合陣列和相關統計信息。
62.如權利要求61所述的設備，其中該幾何濾波器組合包括下列之一(1)兩頻幾何載波相位組合，(2)單頻載波相位和代碼組合，和( 單頻載波相位和GRAPHIC組合。
63.如權利要求61-62之一所述的設備，其中該兩頻幾何載波相位組合是最小誤差組
64.如權利要求61-63之一所述的設備，其中該兩頻幾何載波相位組合是GPSLl載波頻率和GPS L2載波頻率的組合。
65.如權利要求61-64之一所述的設備，其中該單頻載波相位和代碼組合是GPSLl載波相位和GPS Ll代碼的組合。
66.如權利要求61-64之一所述的設備，其中該單頻載波相位和GRAPHIC組合的單頻是該GPS Ll載波頻率。
67.如權利要求61-66之一所述的設備，其中該組電離層濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述電離層濾波器。
68.如權利要求61-67之一所述的設備，其中該輔助電離層組合包括下列之一(1)該第一頻率和該第三頻率的兩頻無幾何電離層載波相位組合，和( 該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的三頻無幾何電離層載波相位組合。
69.如權利要求61-68之一所述的設備，其中該輔助電離層組合是最小誤差組合。
70.如權利要求61-69之一所述的設備，其中該組輔助電離層濾波器包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助電離層濾波器。
71.如權利要求61-70之一所述的設備，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何代碼-載波組合的至少一個代碼濾波器的裝置，以獲取用於該代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息。
72.如權利要求71所述的設備，其中準備組合陣列的裝置包括，將所述至少一個代碼濾波器的所述陣列與該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信肩、ο
73.如權利要求61-72之一所述的設備，其中每一個無幾何代碼-載波組合包括下列之一 (1)第一頻率代碼觀察數據與第一和第二頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第二頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第一頻率代碼觀察數據的電離層偏置；和 (2)兩頻窄道代碼組合與兩頻寬道載波相位組合。
74.如權利要求71-73之一所述的設備，其中所述至少一個代碼濾波器包括每一個第二組衛星的衛星一個所述代碼濾波器。
75.如權利要求61-74之一所述的設備，進一步包括對來自該第一組衛星的GNSS信號數據組應用至少一組附加濾波器的裝置，其中每一個附加濾波器使用了至少三個頻率的無幾何和無電離層載波相位組合，以獲取用於該無幾何和無電離層載波相位組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列的裝置包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息；和 (2)將所述附加濾波器的所述陣列與所述至少一個代碼濾波器、幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
76.如權利要求75所述的設備，其中所述至少一組附加濾波器包括每一個第一組衛星的衛星至少一個所述附加濾波器。
77.如權利要求61-78之一所述的設備，進一步包括對該組GNSS信號數據應用使用各個無幾何輔助代碼-載波組合的至少一個輔助代碼濾波器的裝置，以獲取用於該輔助代碼-載波組合的模糊度估計陣列和相關統計信息，並且其中準備組合陣列的裝置包括下列之一 (1)將所述附加濾波器的所述陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器和輔助電離層濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，(2)將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器和該至少一個代碼濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息，和( 將所述至少一個輔助代碼濾波器的陣列與該幾何濾波器、電離層濾波器、輔助電離層濾波器、該至少一個代碼濾波器和該附加濾波器的陣列相組合的裝置，以獲取用於所有載波相位觀察數據的模糊度估計的所述組合陣列和相關統計信息。
78.如權利要求77所述的設備，其中每一個輔助代碼-載波組合包括下列之一(1)第三頻率代碼觀察數據與第一和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第一和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第三頻率代碼觀察數據的電離層偏置，( 第二和第三頻率代碼組合與第二和第三頻率載波相位組合的組合，其中，將該第二和第三頻率載波相位組合的電離層偏置匹配於該第二和第三頻率代碼組合的電離層偏置，和C3)三頻窄道代碼組合與三頻寬道載波相位組合的組合，其中將該三頻寬道載波相位組合的電離層偏置匹配於該三頻代碼組合的電離層偏置。
79.如權利要求61-78之一所述的設備，包括每一個第一組衛星的衛星一個所述輔助代碼濾波器。
80.如權利要求61-79之一所述的設備，其中這些衛星是全球定位系統(GPS)的衛星， 其中該第一組衛星具有GPS載波Li，L2和L5，其中該第二組衛星具有GPS載波Ll和L2。
81.一種指示計算機實施權利要求1-40之一的方法的電腦程式。
82.—種計算機可用介質，具有其中所表現的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼適於被執行以實施根據權利要求1-40之一的方法。
全文摘要
提供了處理一組GNSS信號數據的方法和設備，該組GNSS信號數據來自具有至少三個載波的第一組衛星的信號和具有兩個載波的第二組衛星的信號。幾何濾波器使用幾何濾波器組合以獲取用於該幾何濾波器組合的幾何濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息。電離層濾波器使用兩頻電離層組合以獲取用於該兩頻電離層組合的電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息。每一個兩頻電離層組合包括第一頻率的觀察數據和第二頻率的觀察數據的無幾何兩頻電離層殘餘的載波相位組合。輔助電離層濾波器使用輔助電離層組合以獲取用於該輔助電離層組合的輔助電離層濾波器模糊度估計陣列和相關統計信息。每一個輔助電離層組合使用了第三頻率的載波相位觀察數據和第一頻率與第二頻率中至少一個的載波相位觀察數據。通過將該幾何濾波器和該電離層濾波器和該輔助電離層濾波器的陣列進行組合，模糊度估計的組合陣列準備用於所有載波相位觀察數據和相關統計信息。
文檔編號G01S19/23GK102326095SQ201080008532
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月16日 優先權日2009年2月22日
發明者N·C·塔爾波特, U·沃爾拉特 申請人:天寶導航有限公司