使用視距鏈路預測和預測量視距路徑過濾的三邊測量的方法和設備的製作方法

2023-06-20 21:39:46

專利名稱：使用視距鏈路預測和預測量視距路徑過濾的三邊測量的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及設備(如通信設備等)位置的導航和確定，並具體地說，涉及用以估計 或預測設備或接收器的位置的、使用視距(line of sight, LOS)鏈路預測和預測量LOS路 徑過濾的三邊測量的方法和設備。
背景技術：
基於三邊測量的無線電導航技術假設到達接收器的第一信號經由從發射器或發 射設備到接收器或接收設備的直接視距(LOS)路徑傳播。如果LOS信號被LOS路徑中的任 意衰減物體衰減使得其在接收器中檢測不到，則導航系統可能將來自非視距(NLOS)路徑 的信號誤認為是LOS信號。由於NLOS信號的路徑長度大於LOS路徑長度，因此根據NLOS 測量的距離估計將差了一個正量(positive amount)。在距離估計中使用多個NLOS信號 而引起的累積效應也導致正偏差，這是因為根據NLOS信號的所有距離測量均大於根據LOS 信號的距離測量。現有方法和設備初始地假設所有LOS信號都是可檢測到的，並且基於該 假設測量距離(range)。現有方法和設備試圖在測量之後濾除NLOS信號，但是這樣的後 測量(post-measurement)過濾可能導致增大的誤差概率，這是因為NLOS測距誤差(NL0S ranging error)已經被引入到位置估計中，並且由於缺乏關於路徑性能的信息和在過濾處 理中缺乏這種信息的使用。

發明內容
根據本發明的實施例，用於三邊測量的方法可以包括經由多條LOS路徑中的每一 條來接收信號，並預測每一條LOS路徑的性能。所述方法還可以包括濾除經由具有低於預 定閾值的性能的LOS路徑接收的信號。所述方法可以進一步包括使用未過濾掉的信號執行 三邊測量，以基本上確定裝置的位置。根據本發明的另一個實施例，用於三邊測量的方法可以包括對於接收器與多個發 射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測無線電鏈路性能。所述方法還可以包括選 擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無線電鏈路。所述 方法可以進一步包括使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定接收器的位置。根據本發明的另一個實施例，用於三邊測量的設備可以包括接收器，用以在相應 無線電路徑之上接收來自多個發射器中的每一個的信號。所述設備還可以包括用以預測每 一條無線電路徑的性能的模塊。可以提供過濾設備，用以濾除經由具有低於預定閾值的對 應性能的無線電路徑接收的信號。所述設備還額外地包括用以使用未過濾掉的信號來確定 所述接收器的位置的模塊。可以包括輸出設備，用以呈現所述接收器或與所述接收器相關 聯的一設備的位置。根據本發明的另一個實施例，用於三邊測量的設備可以包括一裝置，用於對於接 收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路預測無線電鏈路性能。可以提供一裝置，用於選擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無線 電鏈路。所述設備還可以包括一裝置，用於使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確 定所述接收器的位置。 根據本發明的另一個實施例，用於三邊測量的電腦程式產品可以包括計算機可 用介質，其具有在其中實施的計算機可用程序代碼。所述計算機可用介質可以包括被配置 為對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測無線電鏈路性能的 計算機可用程序代碼。所述計算機可用介質還可以包括被配置為選擇相對於其他無線電鏈 路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無線電鏈路的計算機可用程序代碼。所述 計算機可用介質還可以包括被配置為使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定接 收器的位置的計算機可用程序代碼。根據本發明的再一實施例，運載工具可以包括用於定位所述運載工具的設備。所 述設備可以包括用於對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測 無線電鏈路性能的裝置；以及用於選擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能 的、用於距離測量的無線電鏈路的裝置。所述設備可以進一步包括用於使用所選擇的用於 距離測量的無線電鏈路來確定所述運載工具的位置的裝置。當聯繫附圖回顧本發明的以下非限制性詳細描述時，對於本領域技術人員來說， 如由權利要求唯一限定的本發明的其他方面和特徵將變得明顯。


圖1是使用三邊測量來確定設備或接收器的位置的示例。圖2是根據本發明的實施例的、使用LOS鏈路性能預測和預測量LOS路徑過濾的 三邊測量的方法的示例的流程圖。圖3是根據本發明的實施例的、使用三邊測量以及LOS鏈路性能預測和預測量LOS 路徑過濾來確定設備或接收器的位置的示例的圖示。圖4A和圖4B(統稱為圖4)是根據本發明的實施例的、預測LOS鏈路或路徑的性 能的方法的示例的流程圖。圖5是根據本發明的實施例的、在信號的到達時間測量之前、用以濾除性能差的 LOS鏈路的預測量LOS路徑過濾的方法的示例的流程圖。圖6是根據本發明的實施例的、能夠使用三邊測量以及LOS鏈路性能預測和預測 量LOS路徑過濾來確定位置的設備的示例的框圖。
具體實施例方式下面的實施例的詳細描述參照圖解了本發明的特定實施例的附圖。具有不同結構 和操作的其他實施例不脫離本發明的範圍。如本領域的技術人員所理解的那樣，可以將本發明實施為方法、系統或計算機程 序產品。因此，本發明可以採取完全硬體實施例、完全軟體實施例(包括固件、常駐軟體、微 代碼等)或組合軟體和硬體方面的實施例的形式，通常在此將其稱為「電路」、「模塊」或「系 統」。此外，本發明可以採取計算機可用存儲介質(其具有在所述介質中實施的計算機可用 程序代碼)上的電腦程式產品的形式。
可以利用任何合適的計算機可用或計算機可讀介質。例如，計算機可用或計算機 可讀介質可以是但不限於電子的、磁的、光的、電磁的、紅外的或半導體系統、裝置、設備或 傳播介質。計算機可讀介質的更多具體示例將包括如下具有一條或多條導線的電連接、 可攜式計算機磁碟、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存 儲器(EPR0M或快閃記憶體)、光纖、可攜式光碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲設備、諸如那些輔助 網際網路或內聯網之類的傳輸介質或磁存儲設備。注意，計算機可用或計算機可讀介質甚至 可以是其上列印程序的紙或另一合適的介質，因為程序可以經由例如紙或其他介質的光掃 描而被電子地捕獲，然後如果需要的話，以合適的方式被編譯、翻譯或另外處理，然後被存 儲在計算機存儲器中。在該文檔的上下文中，計算機可用或計算機可讀介質可以是能夠包 含、存儲、通信、傳播或傳輸由指令執行系統、裝置或設備使用或與指令執行系統、裝置或設 備有關的程序的任意介質。用於執行本發明的操作的電腦程式代碼可以以面向對象的程式語言(如Java、 Smalltalk、C++等)來編寫。然而，用於執行本發明的操作的電腦程式代碼也可以以傳 統的過程程式語言(如「C」程式語言或類似的程式語言)來編寫。程序代碼可以完全在用 戶的計算機上執行，部分地在用戶的計算機上執行、作為單機軟體包執行、部分地在用戶的 計算機上執行且部分地在遠程計算機上執行或者完全在遠程計算機或伺服器上執行。在後 者的方案中，遠程計算機可以通過區域網(LAN)或廣域網(WAN)連接到用戶的計算機，或者 可以將所述 連接安排至外部計算機(例如，使用網際網路服務提供商經由網際網路)。下面參照根據本發明的實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖 圖示和/或框圖來描述本發明。將理解，流程示和/或框圖的每一個塊、以及流程 示和/或框圖中的塊的組合可以由電腦程式指令來實現。可以將這些電腦程式指令提 供到通用計算機、專用計算機或用以生產機器的其他可編程數據處理裝置的處理器，以便 經由計算機或其他可編程數據處理裝置的處理器而執行的指令創建用於實現在流程圖和/ 或框圖塊中指定的功能/動作的部件。這些電腦程式指令也可以存儲在計算機可讀存儲器中，其可以引導計算機或 其他可編程數據處理裝置以特定的方式運作，以便在計算機可讀存儲器中存儲的指令產 生包括實現在流程圖和/或框圖塊中指定的功能/動作的指令部件的製品(article of manufacture)0電腦程式指令也可以被載入到計算機或其他可編程數據處理裝置，以使得一系 列的操作步驟在計算機或其他可編程裝置上執行，以產生計算機實現的處理，以便在計算 機或其他可編程裝置上執行的指令提供用於實現在流程圖和/或框圖塊中指定的功能/動 作的步驟。圖1是利用三邊測量來確定設備或接收器100的位置的示例。三邊測量是以與三 角測量類似的方式、使用三角形的幾何圖形來確定物體(如通信設備、射頻(RF)或波散射 (wave scattering)物體、RF衰減物體或其他物體或設備)的相對位置的技術。不同於使 用角度測量(與至少一個已知距離一起)以計算物體位置的三角測量，三邊測量使用兩個 或更多個基準點或物體的已知位置，以及在所定位的物體或設備與每一個基準點或物體之 間的測量距離(distance)。為了僅使用三邊測量在二維平面上精確且唯一地確定點或物體 的相對位置，通常需要至少三個基準點。
在圖1的示例中，可以期望接收器100相對於發射器Tl 102、T2 104和Τ3 106的位置。測量關於Tl 102的距離Rl 108將R 100的位置收縮(narrow)到以Tl 102為中心 的圓110。測量關於T2 102的距離R2 112將R 100的可能位置收縮到兩個可能點，與圓 110和以T2 114為中心的圓116的交點對應的R 100和點114。測量關於T3106的距離 測量R3 118將提供作為圓110、116和以發射器T3 106為中心的圓120的交點的接收器R 100的精確位置。可以測量第四基準點以減少任何誤差。圖2是根據本發明的實施例的、使用LOS鏈路性能預測和預測量LOS路徑過濾的 三邊測量的方法200的示例的流程圖。在塊或模塊202中，可以從多個通信設備中的每一 個接收信號。每一個通信設備均可以是發射器、與所定位的設備相關聯的發射器或者能夠 發射信號的任意設備。可以經由視距(LOS)鏈路或路徑接收信號。同樣參照圖3，圖3是根 據本發明的實施例的、使用三邊測量以及LOS鏈路性能預測和預測量LOS路徑過濾來確定 設備300或接收器的位置的示例的圖示。設備300可以是包括通信設備、接收器等的運載 工具。運載工具可以是陸地機動車、宇航飛行器或船隻。設備302、通信設備或發射器或類 似的設備可以經由LOS路徑或路徑304發射信號。運載工具可以是陸地機動車、宇航飛行 器或船隻。設備302也可以是包括通信設備、發射器等的運載工具。LOS路徑304可以包括 衰減物體，如可能影響LOS路徑或鏈路304的性能的物體306和308。衰減物體可以是可以 在傳輸路徑或鏈路中、可能與經由該路徑或鏈路傳送的RF信號相交的、並可能引起信號能 量的某些衰減或損耗或者相反影響該鏈路或路徑的傳輸性能的任意物體。設備300也可以 經由非視距(NLOS)路徑或鏈路310接收信號。所述信號可能被同樣作為衰減物體的散射 物體312散射或反射。在塊或模塊204中，可以預測每一條LOS路徑的性能。可以從塊或模塊204產生或 輸出鏈路餘量(link margin) 206、檢測概率或性能或傳輸性能的其他度量。將參照圖4更 詳細地描述用於預測LOS路徑的性能的方法400的示例。在塊204中用於預測LOS路徑的 性能的輸入可以包括發射器功率、發射器損耗、發射功率天線增益、接收天線增益、接收器 損耗、最小可檢測信號功率、所定位的發射器和接收器或設備周圍的物理環境的幾何特徵、 環境中的任意物體(如衰減物體)的電磁特性、或可能影響信號的LOS傳輸的其他參數。在塊或模塊208中，可以濾除具有差性能的鏈路(如LOS鏈路)或信號。可以選 擇具有相對於其他LOS鏈路或信號的最好性能的LOS無線電鏈路或信號用於距離測量。塊 或模塊208可以在執行到達時間測量或距離測量之前，定義預過濾器，以濾除具有低於預 定閾值的性能參數(如鏈路餘量、檢測概率或其他性能參數)的差性能LOS鏈路或信號和 /或相關聯的發射器。將參照圖5更詳細地描述過濾可以用於塊或模塊206的鏈路的方法 500的示例。在塊或模塊210中，為了執行或確定距離測量的目的，可以測量來自發射器或通 信設備的信號的到達時間。在塊或模塊212中，可以濾除經由NLOS鏈路的信號。可以提供用在過濾信號中的 關於餘量信號(marginal signal)或鏈路的信息，以減小NLOS誤差的概率。例如，為了濾 除其他信號(如，NLOS信號)的目的，可以向塊或模塊212提供鏈路餘量信息206、閾值鏈 路餘量值、檢測概率或其他鏈路性能信息。塊或模塊212可以在執行到達時間或距離測量 之後，定義用於過濾其他信號或鏈路的後過濾器。
在塊214中，可以使用剩餘的或未過濾掉的信號或路徑來執行LOS三邊測量以基 本上確定或估計接收器的位置。可以對與未過濾掉的信號對應的無線電鏈路執行距離測 量。因此，通過在塊204中預測每一個LOS鏈路或信號的性能(L0S鏈路預測)，並在塊210 中到達時間和距離的測量之前，在塊208中濾除具有差性能的鏈路或信號(預測量過濾)， 可以基本上確定或估計設備或接收器的位置。圖2中所示的本發明的實施例也可以包括在 到達時間測量或距離測量之後在塊212中 濾除信號(後過濾)。後過濾也可以包含使用關 於用於提高精度和減小誤差概率的餘量信號或鏈路的信息206，如使用用於LOS距離測量 或其他誤差的NLOS信號。三邊測量設備314可以與設備300相關聯，或者三邊測量設備314可以被集成到 設備300或接收器中。方法200可以由三邊測量設備314來實施或執行。因此，三邊測量 設備314可以用於使用LOS鏈路預測和預測量LOS路徑過濾的設備300的位置確定以及使 用預測的性能信息的後測量過濾。圖4A和4B (統稱為圖4)是根據本發明的實施例的、用於預測LOS鏈路或路徑的性 能的方法400的示例的流程圖。方法400可以用於圖2的方法200中的塊或模塊204。在 塊或模塊402中，可以估計接收設備或設備的接收天線位置以及空間方位角(attitude)或 方向。估計接收天線的位置和空間方位角可以包括從設備或某一其他數據源的存儲器檢索 (retrieve)可以用在確定接收設備或設備的接收天線的位置和空間方位角的參數組。所述 參數組可以包括天線特性、天線到接收器傳輸線特性、信號帶寬、最小可檢測信號功率或其 他參數。可以從天線或設備的之前的位置和空間方位角來估計位置和空間方位角。天線組 件或設備也可以包括慣性單元、指南針、水準儀(level)或類似裝置以感測位置和空間方 位角。在塊或模塊404中，可以估計發射設備的或發射設備的天線的位置和空間方位 角。估計發射設備或發射設備的天線的位置和空間方位角可以包含從設備或其他數據源的 存儲器檢索參數組。所述參數組可以包括天線特性、發射器到天線傳輸線特性、信號帶寬、 發射器輸出功率或其他參數。可以從設備或天線的之前的位置或空間方位角來估計發射設備或發射設備的天 線的位置和空間方位角或方向。發射設備也可以包括用以感測位置和空間方位角的裝置， 如用於感測位置和空間方位角或方向的慣性單元、指南針、水準儀或類似部件。在塊或模塊406中，可以估計操作環境中的或可能與發射器與接收器之間的傳輸 路徑相交的任意衰減物體的特徵或特性。特徵或特性可以包括位置、空間方位角、物理尺寸 (physical dimension)、電磁(EM)衰減特性或其他特徵、特性或參數。可以在接收設備中 存儲與任意衰減物體有關的數據。可以從操作環境的概況來確定數據。接收設備也可以包括用以在操作環境中感測、檢測和測繪物體的裝置。這種裝置 的示例可以包括RF設備、光學設備(相機等)、聲學設備、紅外設備等。所述設備可以發射 無線電、光、聲或紅外信號，並檢測來自操作環境中的或者可能與傳輸路徑或鏈路相交的任 意衰減物體的任何返回信號。接收設備也可以從能夠感測、檢測並測繪任意衰減物體的、在操作環境中的其他 設備或傳感器接收信息或數據。
在塊或模塊408中，可以使用接收設備或接收設備天線以及發射設備或發射設備 天線的估計位置和空間方位角來確定幾何LOS鏈路或路徑。在塊或模塊410中，可以確定 LOS路徑與衰減物體之間的任何交點。在塊或模塊412中，可以對於與LOS路徑相交的每一個衰減物體確定RF信號功率 衰減。RF信號功率衰減可以包括在路徑中存在物體的情況下所接收到的功率與在路徑中不 存在物體的情況下所接收到的功率的比值。在塊或模塊414中，可以確定在包括所有衰減的接收器處所接收到的功率。在 本發明的一個實施例中，使用Friss傳輸公式或通過其他方式可以確定所接收到的功率。 Friss傳輸公式可以由等式1定義 (等式1) Pr = Pt*Gt*Lt*Gr*Lr*Lpath* ( λ /4 π )其中Pr =接收到的功率(瓦特)Gt =在LOS路徑的方向中發射天線的增益Lt =發射器與發射天線之間的傳輸線中的功率衰減Gr =在LOS路徑的方向中接收天線的增益Lr =在發射器與發射天線之間的傳輸線中的功率衰減λ =無線電波的波長(米)r =發射與接收天線之間的距離(米)η =傳播指數常數，對於自由空間一般η = 2Lpath =由於沿LOS路徑的衰減物體引起的所有功率衰減之積在塊或模塊416中，可以將鏈路餘量(LM)確定為接收到的功率(P》與最小可檢 測功率(Pfflds)之間的比值(等式2)LM = Pr/Pmds在塊或模塊418中，經由顯示器或其他輸出部件可以向用戶輸出或呈現分貝(dB) 形式的鏈路餘量、檢測概率或任意類型的性能參數。方法400可以用於確定每一條LOS路 徑或鏈路的性能。圖5是根據本發明的實施例的、在信號的到達時間測量或距離測量之前濾除性能 差的LOS鏈路或信號的預測量LOS路徑過濾的方法500的示例的流程圖。方法500可以被 實施在或者用於圖2的方法200的塊或模塊208中。在塊或模塊502中，可以接收或輸入鏈路餘量(LM)。可以由方法400 (圖4)或者 從圖2中的塊204確定鏈路餘量。在塊504中，可以從其他數據源的存儲器檢索或者由用戶 輸入鏈路餘量閾值(LMth)。在塊506中，可以進行鏈路餘量是否小於鏈路餘量閾值的確定。 如果鏈路餘量小於鏈路餘量閾值，則方法500可以前進到塊508。在塊或模塊508中，可以 丟棄作為不可充分檢測LOS路徑信號的、與所述鏈路或路徑相關聯的信號，並且所述信號 不用於測量，如到達時間(TOA)、距離測量或用於定位接收器或接收設備的類似的測量。如果鏈路餘量不小於鏈路餘量閾值，則方法500可以前進到塊510。在塊510中， 可以接受信號和相關聯的鏈路作為可檢測LOS路徑，並且所述接收到的信號可以用於測量 的目的。在塊512中，可以將鏈路餘量、閾值鏈路餘量值和/或其他性能信息(圖2中的數據塊206)傳遞或傳送到後過濾器，如圖2中的模塊212，以過濾其他信號和相關聯的路徑， 如NLOS信號或路徑。圖6是根據本發明的實施例的、能夠使用三邊測量以及LOS鏈路性能預測和預測 量LOS路徑過濾來確定位置的設備600的示例的框圖。圖2的方法200、圖4的方法400和 圖5的方法500可以被實施在設備600中或由設備600執行。設備600可以包括處理器和 控制邏輯單元602等，以控制設備600的操作並且執行預定功能，如確定或估計設備600的 位置。在用於位置確定的處理器602上三邊測量模塊604可以是可操作的。三邊測量模 塊604可以使用LOS鏈路預測和預測量LOS路徑過濾來確定或估計設備600的位置。可以 分別將圖2、4和5的方法200、400和500實施在三邊測量模塊604中。在用以執行其他操作(如接收和發射信號)的處理器和控制邏輯單元602上其他 模塊606、軟體等可以是可操作的。為此，設備600可以包括無線電發射器608和無線電接 收器610。發射器608和接收器610可以分別經由天線組件612發射和接收信號。因此，可 以從其他通信設備614等發射和接收信號。所發射和所接收的信號可以與衰減物體相交， 與關於圖3在之前所述的類似。設備600也可以包括用以感測設備600或天線組件612的空間方位角和位置的一 個或多個裝置616。如之前所討論的那樣，用以感測設備600的空間方位角和位置的裝置 616的示例可以包括慣性單元、指南針、水準儀或其他裝置。設備600也可以包括用以感測、檢測和測繪可能與設備600接收到的任意信號相 交的、操作環境中的或者接近於設備600的任意衰減物體的一個或多個裝置618。用以感 測、檢測和測繪任意衰減物體的裝置618的示例可以包括用以感測、檢測和測繪接近於設 備600的任意衰減設備的RF設備、光學設備、聲學設備、紅外設備或類似設備。可以作為設 備600的組件來形成或提供裝置616和618，或者裝置616和618可以是與設備600相關聯 的分離的單元。設備600也可以包括電源620。電源620可以是允許移動操作的電池或其他能源
存儲設備。設備600可以進一步包括存儲器622，其用於存儲可由用於位置確定的三邊測量 模塊604使用的數據。存儲器622可以存儲數據或信息，如天線特性、天線到接收器傳輸線 特性、信號帶寬、最小可檢測信號功率、衰減物體特性和其他參數或特性。設備600也可以包括用以允許用戶與設備600交互並控制設備600的用戶接口 624。用戶接口 624可以包括提供音頻信號(如，語音通信或其他音頻信號)的揚聲器626、 以及從用戶接收語音信號或接收其他音頻信號的麥克風628。用戶接口 624也可以包括用 於向用戶呈現信息(如，位置信息、鏈路性能信息(鏈路餘量、檢測概率等)和與設備600 的操作有關的其他信息)的顯示器630。用戶接口 624可以進一步包括鍵區632、鍵盤、功能鍵、操縱杆或其他接口部件，以 允許控制設備600的操作或者執行所選功能(如，位置確定、通信或其他功能)的命令的輸 入。附圖中的流程圖和框解了根據本發明的各個實施例的系統、方法和計算機程 序產品的可能實現方案的架構、功能性和操作。在這一點上，流程圖或框圖中的每一個塊均可以表示模塊、片段、或部分代碼，其包括用於實現指定的邏輯功能的一條或多條可執行指 令。還應該注意的是，在一些可替代的實現方案中，塊中標註的功能可能以與在圖中標註的 順序不相稱的順序發生。例如，事實上，根據所涉及的功能性而定，基本上可以同時執行連 續示出的兩個塊，或者有時可以以相反的順序執行塊。還要注意的是，框圖和/或流程 示中的每個塊以及框圖和/或流程示中塊的組合可以由執行特定功能或動作的、基於 專用硬體的系統或專用硬體和計算機指令的組合來實現。在此使用的術語僅用於描述特定實施例的目的，而並非旨在限制本發明。如在此 使用的單數形式「一個」或「所述」也旨在包括複數形式，除非上下文明顯指示。將進一步理 解，當在該說明書中使用時，術語「包括」指定所聲明的特徵、整數、步驟、操作、元件和/或 組件的存在，但不排除其一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或組的存 在或添加。儘管在此已經圖解並描述了特定實施例，但本領域的技術人員應該理解，可以以 用於實現相同目的而計算的任意配置來替換所示的特定實施例，並且本發明在其他環境中 具有其他應用。本申請旨在覆蓋本發明的任何改編或變化。下面的權利要求決非旨在將本 發明的範圍限制到在此描述的特定實施例。
權利要求
一種用於三邊測量的方法，包括經由多條LOS路徑中的每一條來接收信號；預測每一條LOS路徑的性能；濾除經由具有低於預定閾值的性能的LOS路徑接收的信號；以及使用未過濾掉的信號執行三邊測量，以基本上確定裝置的位置。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括測量每一個信號的到達時間。
3.根據權利要求2所述的方法，其中在測量每一個信號的到達時間之前執行濾除經由 具有低於預定閾值的性能的LOS路徑接收的信號。
4.根據權利要求1所述的方法，進一步包括濾除經由NLOS路徑接收的信號。
5.根據權利要求1所述的方法，進一步包括在執行到達時間測量之後提供用於過濾信 號的預測路徑性能。
6.根據權利要求1所述的方法，其中預測每一條LOS路徑的性能包括預測每一條LOS 路徑的鏈路餘量。
7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括對於每一個信號測量到達時間，其中在測量每一個信號的到達時間之前，執行濾除經 由具有低於預定閾值的性能的LOS路徑接收的信號；以及 在執行到達時間測量之後濾除任意其他信號。
8.根據權利要求7所述的方法，進一步包括在執行到達時間測量之後，提供用在濾除 任意其他信號中的預測路徑性能。
9.根據權利要求1所述的方法，進一步包括確定每一條LOS路徑與任意衰減物體之間的任意交點； 對於每一個衰減物體確定RF信號功率衰減；以及 對於每一條LOS路徑預測鏈路餘量。
10.根據權利要求1所述的方法，進一步包括估計接收天線位置和空間方位角。
11.根據權利要求1所述的方法，進一步包括估計發射天線位置和空間方位角。
12.根據權利要求1所述的方法，進一步包括估計裝置的操作環境中的任意信號衰減 物體的特徵組，其中所述特徵組包括在操作環境中的位置、物理尺寸以及電磁衰減特性。
13.根據權利要求1所述的方法，進一步包括響應於大於或等於預定鏈路餘量閾值的 鏈路餘量，接受可用於執行三邊測量的任意信號。
14.一種用於三邊測量的方法，包括對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測無線電鏈路性能；選擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無線電鏈 路；以及使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定接收器的位置。
15.根據權利要求14所述的方法，進一步包括對於每一條無線電鏈路確定鏈路餘量和 檢測信號的概率中的至少一個。
16.根據權利要求14所述的方法，進一步包括提供關於用在過濾信號中的任意餘量信 號或無線電鏈路的信息，以減小NLOS誤差的概率。2
17.根據權利要求14所述的方法，進一步包括過濾具有低於預定閾值的鏈路餘量的任 意無線電鏈路。
18.根據權利要求14所述的方法，進一步包括在對於每一條無線電鏈路預測無線電鏈 路性能時考慮任意衰減物體。
19.根據權利要求18所述的方法，其中考慮任意衰減物體包括確定每一條無線電鏈路與任意衰減物體之間的任意交點；以及對於每一個衰減物體確定信號功率衰減。
20.根據權利要求14所述的方法，進一步包括確保對於位置確定來說，能夠選擇最少 三個可檢測信號源。
21.根據權利要求14所述的方法，進一步包括執行預測量和後測量過濾。
22.一種用於三邊測量的設備，包括接收器，用以在相應無線電路徑之上接收來自多個發射器中的每一個的信號；用以預測每一條無線電路徑的性能的模塊；過濾設備，用以濾除經由具有低於預定閾值的對應性能的無線電路徑接收的信號；用以使用未過濾掉的信號來確定所述接收器的位置的模塊；以及輸出設備，用以呈現所述接收器或與所述接收器相關聯的設備的位置。
23.根據權利要求22所述的設備，進一步包括用以感測所述設備或接收器的空間方位 角和位置的設備。
24.根據權利要求22所述的設備，進一步包括至少一個用以感測、檢測和測繪各條無 線電路徑中的任意衰減物體的設備。
25.根據權利要求22所述的設備，進一步包括存儲器，其中所述存儲器包括與所述接 收器相關聯的天線的天線特性、天線到接收器傳輸線特性、可接收帶寬參數、最小可檢測信 號功率參數以及與各條無線電路徑中的任意衰減物體相關聯的特性中的至少一個。
26.根據權利要求22所述的設備，所述過濾設備在執行用於確定所述接收器的位置的 任意測量之前濾除信號。
27.一種用於三邊測量的設備，包括用於對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路預測無線電鏈路 性能的裝置；用於選擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無線電 鏈路的裝置；以及用於使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定所述接收器的位置的裝置。
28.根據權利要求27所述的設備，進一步包括預過濾器，用以在用於確定所述接收器 的位置的任意測量之前，過濾具有低於預定水平的預測性能的任意無線電鏈路。
29.根據權利要求27所述的設備，進一步包括後過濾器，用以在用於確定所述接收器 的位置的任意測量之後，減小NLOS誤差。
30.根據權利要求29所述的設備，進一步包括一裝置，用於向所述後過濾器提供無線 電鏈路性能信息。
31.根據權利要求27所述的設備，其中與運載工具相關聯地使用所述設備，以尋找所 述運載工具的位置。
32.一種用於三邊測量的電腦程式產品，所述電腦程式產品包括計算機可用介質，其具有在其中實施的計算機可用程序代碼，所述計算機可用介質包括被配置為對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測無線電 鏈路性能的計算機可用程序代碼；被配置為選擇相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無 線電鏈路的計算機可用程序代碼；以及被配置為使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定接收器的位置的計算機可 用程序代碼。
33.根據權利要求32所述的電腦程式產品，進一步包括被配置為對於每一條無線電 鏈路確定鏈路餘量和檢測信號概率中的至少一個的計算機可用程序代碼。
34.根據權利要求33所述的方法，進一步包括被配置為過濾具有低於預定閾值的鏈路 餘量的任意無線電鏈路的計算機可用程序代碼。
35.根據權利要求32所述的方法，進一步包括被配置為執行預測量和後測量過濾的計 算機可用程序代碼。
36.一種運載工具，包括用於定位所述運載工具的設備，其中所述設備包括用於對於接收器與多個發射器中的每一個之間的每一條無線電鏈路，預測無線電鏈路 性能的裝置；用於選擇具有相對於其他無線電鏈路來說具有最好的預測性能的、用於距離測量的無 線電鏈路的裝置；以及用於使用所選擇的用於距離測量的無線電鏈路來確定所述運載工具的位置的裝置。
37.根據權利要求36所述的運載工具，進一步包括預過濾器，用以在用於確定所述接 收器的位置的任意測量之前，過濾具有低於預定水平的預測性能的任意無線電鏈路。
38.根據權利要求36所述的運載工具，進一步包括後過濾器，用以在用於確定所述接 收器的位置的任意測量之後，減小NLOS誤差。
全文摘要
用於三邊測量的方法可以包括經由多條LOS路徑中的每一條接收信號，並預測每一條LOS路徑的性能。所述方法也可以包括濾除經由具有低於預定閾值的性能的LOS路徑接收的信號。所述方法可以進一步包括使用未過濾掉的信號來執行三邊測量，以基本上確定設備的位置。
文檔編號G01S19/26GK101960329SQ200780046355
公開日2011年1月26日 申請日期2007年12月12日 優先權日2006年12月14日
發明者詹姆斯·M·博恩霍爾特 申請人:波音公司