本发明提供的方法与设备适用于卫星定位系统参照系统。
本发明的一个方面是一种示例性方法，它使用至少两台SPS参照接收机处 理卫星定位信息。根据本方法，第一数字处理系统从具有第一已知位置的第一 SPS参照接收机接收第一卫星星历表数据，还从具有第二已知位置的第二SPS 参照接收机接收第二卫星星历表数据，再从移动SPS接收机接收多个伪距离数 据，然后利用多个伪距离数据和第一与第二卫星星历表数据中的至少一个数 据，计算该移动SPS接收机的位置信息(如纬度、经度和高度)。在本发明一特 定实施例中，第一与第二卫星星历表数据都是“原始(raw)”50bps卫星导航 信息的子集，而卫星导航信息分别由第一与第二SPS参照接收机从看得到这两 台参照接收机的卫星接收。在一个例子中，这种卫星导航信息可以是编码成GPS 信号的50位/秒数据信息，GPS信号已被参照接收机接收和译码，并以实现或 接近实行的方式发送给第一数字处理系统。
根据本发明的另一方面，卫星位置信息处理系统包括多台地点已知的卫星 定位系统(SPS)参照接收机，还包括多个数字处理系统。多台SPS参照接收机 散布在某一地区，每台接收机接收来自看得到该接收机的卫星发送的卫星星历 表数据，并将接收的卫星星历表数据发射到通信网。该系统还包括多个数字处 理系统，每个系统耦合至通信网接收至少某些经通信网发送的卫星星历表数 据。在一个实施例中，至少有两个这样的数字处理系统。第一数字处理系统接 收第一多个来自第一移动SPS接收机的伪距离，并根据这些伪距离数据和从通 信网收到的卫星星历表数据，计算第一移动SPS的第一位置信息(如纬度与经 度)。一般情况下，第一数字处理系统至少对看得见第一移动SPS接收机的那 些卫星有选择地从网中接收合适的卫星星历表数据。第二数字处理系统接收来 自第二移动SPS接收机的第二多个伪距离数据，并根据这些数据和从通信网收 到的卫星星历表数据，计算第二移动SPS接收机的第二位置信息。在本发明一 个例子中，第二数字处理系统对那些看得见第二移动SPS接收机的卫星，有选 择地从该网接收合适的卫星星历表。在本发明另一例子中，第一与第二数字处 理系统各自从该网中接收看得见该网的最新卫星星历表数据。
在本发明再一个实施例中，为了接收来自诸参照接收机的测量结果(如差 分校正值)并产生一组网络差分校正值，可对通信网耦接另一个数字处理系统。 下面进一步描述本发明的各其它方面和实施例。
附图简述
下面举例说明本发明内容，但不限于附图内容，图中同样的标号表示同类 元件。
图1示出一种小区通信系统，它有多个小区，每个小区由区站服务，每个 区站接至小区交换中心(有时称移动交换中心)。
图2示出本发明一实施例的定位服务器系统的实施方案。
图3A示出一例本发明一实施例的组合式SPS接收机与通信系统。
图3B示出一例本发明一实施例的GPS参照台。
图4示出本发明一实施例的SPS参照接收机网络。
图5A与5B是描绘本发明一实施例方法的流程图。
图6示出网络校正处理器的数据流，可用于本发明参照接收机网络的一实 施例中。
图7示出一例数据流，它与本发明一实施例的定位服务器相关。
发明内容的详细描述
本发明提出的SPS参照接收机网络，至少提供一部分如卫星星历表数据等 卫星导航信息，供数字处理系统按下述方式应用。在对该参照系统作各种细节 描述之前，先描述一下这种参照接收机的一般使用情况。因此。在讨论本发明 系统中的SPS参照接收机网络之前，先参照图1、2和3A作一初步讨论。
图1示出一例小区通信系统10，它包括多个区站，每个区站服务于特定的 地理区域或地点。这类蜂窝或小区通信系统的例子，在本领域中是众所周知的， 诸如小区电话系统。小区通信系统10包括两个小区12与14，二者都限于蜂窝 服务区11内。此外，系统10还包括小区18与20。显然，在耦接到一个或多 个蜂窝交换中心(如蜂窝交换中心24与24b)的系统10中，还可包括多个具有 对应的区站和/或蜂窝服务区的其它小区。
在每个小区内，如小区12内，有一个无线区站或蜂窝点(如区站13)，它 包括的天线13a通过无线通信媒体与通信接收机通信，而该接收机可以与图1 所示的接收机16等移动GPS接收机组合在一起。这种配有GPS接收要和通信 系统的一例组合系统如图3A所示，可以包括GPS天线77和通信系统天线79。
每个区站耦接至蜂窝交换中心。图1中，区站13、15与19分别通过接线 13、15b与19b耦接到切换中心24，区站21通过接线21b耦接到不同的交换 中心24b。这些接线通常是各区站与蜂窝交换中心24和24b之间的导线连接。 各区站包括一根天线，用于与该区站服务的通信系统进行通信。在一实施例中， 区站可以是一个蜂窝电话区站，与该区站服务区中的移动蜂窝电话通信。显然， 一个小区内的通信系统，如小区4中的接收机22，由于阻塞(或区站21无法与 接收机22通信的其它原因)，实际上可以与小区18中的区站19通信。
在本发明一典型实施例中，移动GPS接收机16包括一个与GPS接收机集 成起来的小区通信系统，故GPS接收机与通信系统装在同一机壳里。其一个例 子是一种具有集成式GPS接收机的蜂窝电话，该接收机与蜂窝电话收发器共享 公用电路。将这种组合式系统应用于蜂窝电话通信时，就在接收机16与区站 13间实现传输。于是，从接收机16到区站13的传输就通过接线13b传播到蜂 窝交换中心24，然后再传到该中心24服务的小区中的另一个蜂窝电话，或者 通过接线30(通常为导线)经陆基电话系统/网络28传到另一个电话。显然，导 线包括光纤和其它非无线接线(如铜质电缆等)。与接收机16正在通信的另一 电话的传输，可用常规方法由蜂窝交换中心24经接线13b和区站13传回给接 收机16。
系统10中包含的远程数据处理系统26(在有些实施例中可称为GPS服务器 或定位服务器)，可利用GPS接收机收到的GPS信号确定移动GPS接收机(如接 收机16)的状态(如位置和/或速度和/或时间)。GPS服务器26可通过接线27 耦接至陆基电话系统/网络28，也可通过接线25有选择地耦接至蜂窝交换中心 24，还可通过接线25b选接到中心24b。显然，接线25和27一般是导线接线， 当然也可以是无线连接。如图所示，系统10的一种选用元件是询问终端29， 它可以包括通过网络28而耦接到GPS服务器26的另一个计算机系统。该询问 终端29可向GPS服务器26发出请求，询问某一小区中特定GPS接收机的位置 和/或速度，于是服务器26通过蜂窝交换中心与特定的GPS接收机通话，以确 定该GPS接收机的位置和/或速度，并向询问终端29报告要询问的信息。在另 一实施例中，可由移动GPS接收机用户对GPS接收机提出位置确定；例如，移 动GPS接收机用户可在小区电话上按911，表示该移动GPS接收机地点的某种 紧急状态，这就启动了以本文描述的方法所执行的定位处理。
应该指出，蜂窝或小区通信系统是一种具有一个以上发射机的通信系统， 每个发射机都服务于按实时即时预定的不同地域。一般而言，每个发射机都是 一种服务于一个小区的无线发射机，小区的地域半径小于20英里，尽管覆盖 的区域取决于特定的蜂窝系统。蜂窝通信系统有多种类别，诸如蜂窝电话、 PCS(个人通信系统)、SMR(专用移动电话)、单向与双向寻呼系统、RAM、ARDIS 和无线信息包数据系统。一般而言，把预定的地域称为小区，多个小区合在一 起称为蜂窝服务区，如图1所示的蜂窝服务区11，并把这类多个小区耦接到一 个或多个蜂窝交换中心，再由这些中心连接到陆基电话系统和/或网络。服务 区经常用于记帐。因此，可以将一个以上服务区的小区连接至一个交换中心。 如图1中，小区1与2位于服务区11，小区3位于服务区13，但这三个小区 都接至交换中心24。或在有些场合中，可将一个服务区内的诸小区接到不同的 交换中心。在人口稠密区尤其如此。通常，一个服务区被定义为邻近地区内诸 小区的集合。符合上述情况的另一类蜂窝系统则以卫星为基础，蜂窝基站或区 站就是通常绕地球轨道运行的诸卫星。在这类系统中，小区扇区与服务区的移 动是时间的函数。这类系统包括Ividium、Globalstar、Orbcomm、Odyssey等。
图2示出一例GPS服务器50，可用作图1的GPS服务器26，它包括一个 数据处理单元51，可以是一种容错数字计算机系统，还包括调制解调器或其它 通信接口52、调制解调器或其它通信接口53和54。这些通信接口为图2所示 的定位服务器在三个不同网络60、62和64之间的信息交换提供接续。网络60 包括蜂窝交换中心和/或陆基电话系统或区站。在图1的这种网络例子中，GPS 服务器26代表图6的服务器50。因此，可以认为网络60包括蜂窝交换中心 24与24b、陆基电话系统/网络28、网络服务区11以及小区18与20。可以认 为网络64包括图1的询问终端29或“PSAP”，它是公共安全应答点，通常是 应答911电话紧急呼叫的控制中心。在询问终端29的情况下。该终端可用来 询问服务器26，以从位于小区通信系统中各小区内的某指定移动SPS接收机获 得状态(如位置)信息。此时，定位操作由移动GPS接收机用户以外的人启动。 在包括蜂窝电话的移动GPS接收机发出911电话呼叫的情况下，定位处理由蜂 窝电话用户启动。代表图1中GPS参照网络32的网络62是一种GPS接收机网 络，它是GPS参照接收机，用于向数据处理单元提供差分GPS校正信息，还提 供GPS信号数据，包括至少一部分卫星星历表数据等卫星导航信息。当服务器 50对极大的地区服务时，本地选择的GPS接收机如选用的GPS接收机56，可 能无法观察在整个该地区看得到诸移动SPS接收机的所有GPS卫星。因此，在 根据本发明一实施例的广阔范围内，网络62至少收集并提供部分卫星导航信 息，如卫星星历表数据与差分GPS校正数据。
如图6所示，海量存储器55耦接至数据处理单元51。一般情况下，海量 存储器55将包括用于存贮软件与数据的存储器，以便在接收来自移动GPS接 收机(如图1的接收机16)的伪距离后执行GPS位置计算。这些伪距离通常通过 区站、蜂窝交换中心和调制解调器或其它接口53接收。至少在一个实施例中， 海量存储器55还包括了软件，用于接收和利用GPS参照网络32经调制解调器 或另一接口54提供的卫星星历表数据。
在本发明一典型实施例中，选用的GPS接收机不必像图1中GPS参照网络 32(图2中的网络62)那样提供差分GPS信息，而是从看得见GPS参照网络中各 种参照接收机的诸卫星提供原始的卫星导航信息。显然，可以用常规方法将通 过调制解调器或另一接口54从该网络获得的卫星星历表数据，同从移动GPS 接收机获得的伪距离一起用于计算该移动GPS接收机的位置信息。接口52、53 和54可以是调制解调器或其它合适的通信接口，用于将数据处理单元耦接到 其它计算机系统(网络64的情况)，耦接到蜂窝通信系统(网络60的情况)，和 耦接到发射装置，如网络62中的计算机系统。在一实施例中，网络62显然包 括散布在某地域内的分散集中的GPS参照接收机。
图3A示出一种包括GPS接收机和通信系统收发机的一般组合系统。在一 个例子中，通信系统收发机是一种蜂窝电话。系统75包括带GPS天线77的GPS 接收机76和带通信天线79的通信收发机78。GPS接收机76经图3A的接线80 耦接至通信收发机78。在一种工作模式中，通信系统收发机78经天线79接收 近似多普勒信息，并将该信息经链路80提供给GPS接收机76，后者经GPS天 线77从GPS卫星接收GPS信号而作伪距离确定。然后，通过通信系统收发机 78将该伪距离发射给如图1所示GPS服务器的定位服务器(location server)。 一般是通信系统发收机78通过天线79向区站发一信号，再由该区站将此信息 传回如图1的GPS服务器26的GPS服务器。系统75各种实施例是本领域所共 知的，如美国专利5,663,734描述了一例组合式GPS接收机与通信系统，它应 用了一种改进的GPS接收机系统。另一例组合式GPS与通信系统已在1996年5 月23日提出的共同待批专利申请No.08/652,833中作了描述。图3A的系统75 及另一些具有SPS接收机的通信系统，都可应用本发明方法与本发明的GPS参 照网络一起工作。
图3B示出GPS参照台的一个实施例。很显然，每个参照台都能以这种方 式构制并耦接至通信网络或媒体。一般而言，每个GPS参照台(如图3B的GPS 参照台90)将包括一种耦接至GPS天线91的单频或双频GPS参照接收机92， 而天线91从看得见天线91的诸GPS卫星接收GPS信号。在本领域，GPS参照 接收机是众所周知的。根据本发明一实施例，GPS参照接收机至少提供两类作 为其输出的信息。将伪距离输出93提供给处理器与网络接口95，用于以常规 方式对看得见GPS天线91的那些卫星计算伪距离校正值。在本领域中，处理 器与网络接口95可以是一种常规数字计算计系统，具有用于从GPS参照接收 机接收数据的接口，这是众所周知的。处理器95通常包括设计成处理为距离 数据的软件，以对每颗看得见GPS天线91的卫星确定合适的伪距离校正值。 然后，通过网络接口将这些伪距离校正值(和/或伪距离数据输出)发送给通信 网络或媒体96，而该通信网络或媒体96还与其它GPS参照台耦接。在一个实 施例中，GPS参照接收机92还包括至少一部分卫星导航信息(如卫星星历表数 据输出94)的表示，并将该数据提供给处理器与网络接口95，再由后者将该数 据发射到通信网络96上。
在一个实施例中，每台参照接收机以高于正常速率将整个导航信息发送入 网。有些常规GPS接收机可以每隔6秒钟(可以认为是正常速率)输出原始(数 字)导航信息数据；如某些NovAtel GPS接收机具有这种能力。这类接收机将 一个子帧的导航信息数字数据(在标准GPS信号中为300位)汇集于缓冲器，然 后每隔6秒移出该缓冲器的数据(缓冲全子帧300位后)，在接收机输出端提供 这一数据。然而，在本发明一实施例中，至少一部分数字导航信息的表示是以 每隔600毫秒的速率发送入网的。这种高数据速率可以执行测量时间的方法。 如1997年2月3日提出的共同待批美国专利申请No.08/794,649中描述的方 法。在本发明该实施例中，通过只将一部分子帧(如30位)汇集在缓冲器里并 在该部分汇集后移出，可以每隔600毫秒将一部分导航信息发射入网。因此， 处理器95发射入网的数据包所含的导航信息部分，要小于一个全子帧(300位) 缓冲器所建立的包能提供的信息部分。显然，一旦缓冲汇集了该部分子帧(如 30位)，就可将该数据移出而成为通过本发明网络以极高数据速率(如512Kbps) 发射的包。然后在接收数字处理系统中从若干包中提取数据并将数据连在一起 重建完整的子帧，就重新组装好这些包(少于全子帧)。
在本发明一实施例中，每个GPS参照台发射至少一部分卫星导航信息与伪 距离数据(不是伪距离校正数据)的表示。伪距离校正数据可以从特定卫星的伪 距离与星历表信息中导出。因此，GPS参照台可将伪距离校正数据或星历表(或 二者)发射入网。然而，在一较佳实施例中，伪距离数据(代替伪距离校正数据) 由每个GPS参照台发射入网，因为来自不同接收机的校正值可从不同组的星历 表数据导出，造出不同接收机的校正值有差异。根据该较佳实施例，中央校正 处理器(如图4的网络校正处理器110)使用一组一致的从任一GPS参照接收机 收到的最新星历表数据，因而避免了这些差异。该组数据由于包括一批来自多 颗卫星的星历表、距离测量结果(如伪距离)和/或校正值，因此是一致的，适 用于实时的特定瞬间。只要每组的适用时间重叠，就可把该组与其它组的数据 合并起来。
回过来参照图3B，卫星星历表数据输出94一般至少提供部分整个原始50 波特导航二进制数据，这类数据已在从每颗GPS卫星收到的实际GPS信号里作 了编码。卫星星历表数据是作为来自GPS卫星的GPS信号中每秒50位的数据 流而广播的部分导航信息，在GPSICD-200文件中有详述。处理器与网络接口 95接收这一卫星星历表数据输出94，并实时或接近实时的将它发送给通信网 络96。如下面要描述的，根据本发明的诸方面，这一发射入通信网的卫星星历 数据以后通过该网络被各定位服务器接收。
在本发明某些实施例中，为了对网络接口和通信网减低带宽要求，对定位 服务器只发送某几段卫星导航信息。而且，不要求连续提供这种数据。例如， 可将包含星历表信息的仅仅前三个子帧而不是所有5个子帧发送入通信网96， 若这三个子帧包含更新信息的话。显然，在本发明一实施例中，定位服务器可 用一个或多个GPS参照接收机发射的导航信息数据执行有关卫星数据信息的时 间的测量方法，如共同待批的美国专利申请No.08/794,649中描述的方法，该 申请由Norman F.Krasner于1997年2月3日提交。还可以理解，GPS参照接 收机92对来自看得见该接收机92的不同GPS卫星的不同GPS信号作译码，以 提供包含该卫星星历表数据的二进制数据输出94。
一般该数据包不提供给特定的定位服务器，且包括部分导航信息和从某颗 卫星收到数据的标识符；在有些实施例中，该包还可以规定一个发射参照台的 标识符。在有些实施例中，选用的GPS接收机56可能是主要的导航信息数据 源，被当地的定位服务器所用，而本发明的网络可以按要求提供信息。
图4示出一例GPS参照接收机网络，整个系统101包括耦接到通信网或媒 体103的两个定位服务器115和117，对应于图3B的通信网96。网络校正处 理器110和112也耦接至通信网103。图4示出了五个GPS参照台104、105、 106、107和108，全都耦接至通信网103。每个GPS参照台如台104对应于图 3B中的示例性GPS参照台90，而通信网103对应于图3B的通信网96。显然， 诸GPS参照台(如104-108)散布于某一地域，以便对同样可被移动GPS接收机 接收的GPS信号提供接收机覆盖。相邻参照台间的这种覆盖一般相重叠，从而 完全覆盖了整个地域。整个参照台网的地域可以扩展到全世界或其任一子集， 如城市、州、图家或大陆。每个GPS参照台(如台104)都将伪距离校正数据提 供给通信网103，而且还提供被定位服务器(如服务器115)使用的原始导航数 据信息。如下面要描述的，定位服务器的数量可能少于参照台，所以将要处理 来自广泛分布的移动GPS接收机的伪距离数据。例如，一个定位服务器可能正 在处理来自加州的一台移动GPS接收机和加州的一台参照台的伪距离数据，而 同一个定位服务器可能正在处理来自纽约的一台移动GPS接收机和纽约的一台 参照台的伪距离数据，因而单个定位服务器可能正在接收来自分布广泛的两个 或多个参照台的导航信息。如图4所示，通信网可以是诸如帧中继的数据网或 ATM网，或是其它高速数字通信网。
图4还示出两个网络校正处理器110和112；在一实施例中，这些处理器 对多个参照台提供并网校正值，也可对定位服务器提供电离层数据。下面再描 述一个网络校正处理器实施例的工作情况。这些处理器通常根据具有同一适用 时间的伪距离与星成表确定合适的伪距离校正值，并把相关的各组校正值与星 历表数据合并成具有同一或重叠适用时间的一组，然后在网上再次发送该合并 值，以供耦接于该网的诸定位服务器接收。
图5A与5B以流程图形式示出本发明一实施例的方法。在该方法200中， 每个GPS参照接收机接收来自看得到特定参照接收机的卫星的卫星星历表数 据，并将该数据(导航信息)发射入通信网，诸如图4所示的分组数据网103。 在这一步骤201的典型实施例中，对来自看得见该特定参照接收机的GPS卫星 的每个GPS信号译码，以便提供该GPS信号中存在的每秒50位二进制数据流， 并以实时或接近实时的方式将它发射入通信网。在另一实施例中，如上述那样， 只将部分这种数据流发射入网。在步骤203中，每个GPS参照接收机对看得见 该参照接收机的诸GPS卫星确定伪距离的校正值；执行这一操作可以常规方式 应用控制器计算机，诸如图3B的处理器与网络接口95。然后，将这些来自每 个GPS参照接收机的伪距离校正值发射入通信网，如图4的通信网96或103。 在步骤205中，耦接至通信网(如图103)的处理器(如网络校正处理器110)接 收卫星星历表数据和伪距离校正值。网络校正处理器可按下述那样产生一组合 并的伪距离校正值并执行其它操作。然后将这些合并的伪距离校正值发射入通 信网(如网103)，以便让同样耦接至该通信网的各种定位服务器接收。
该方法继续到步骤207，其中第一定位服务器至少接收一部分来自该网络 的导航信息(如卫星星历表数据)和合并的伪距离校正值。这样，例如定位服务 器115可以接收各个GPS参照台已经发射入网的导航信息数据。这种数据通常 以接近实时的方式提供，而每个定位服务器一般将至少接收来自两个和往往更 多个参照台的卫星星历表数据。一般定位服务器对收到的卫星导航信息数据作 译码，以提供卫星时钟与星历表数据并存贮在该服务器里，让定位服务器根据 要求计算卫星位置和时钟状态。这种星历表数据用来计算某移动GPS接收机的 位置，之后接收机向看得见该移动GPS接收机的诸卫星提供伪距离。这样，在 步骤209，第一定位服务器接收来自第一移动GPS接收机的伪距离，并根据自 该网格收到的卫星星历表数据和源于第一移动GPS接收机的伪距离，确定第一 移动GPS接收机的位置。应用参照台网络能让定位服务器计算散布于相当GPS 参照接收机网络覆盖区的区域内诸移动GPS接收机的位置。因此，不是拥有位 于定位服务器的单个GPS接收机和向某个定位服务器提供星历表数据，图4所 示的分散的GPS参照台网可以让定位服务器为广泛分布的诸移动GPS接收机提 供位置计算。如图4所示，第二定位服务器也可耦接到通信网103而对诸移动 GPS接收机提供位置求解运算。显然，在一实施例中，在定位服务器115故障 时，服务器117可以是该服务器115的冗余/备用服务器。一般而言，每个定 位服务器都应是一个容错计算机系统。在因定位服务器覆盖区内人口稠密而对 特定的该定位服务器提供高数据处理需求的情况下，除了冗余的定位服务器以 外，还可将若干定位服务器布署在该地区。步骤211和213示出在本发明方法 中应用的第二定位服务器。在步骤211，第二定位服务器从通信网接收卫星星 历表数据和经校正的伪距离校正值。显然，从该网接收的卫星星历表数据，对 于看得见定位服务器117服务的相应区域内诸参照台那些卫星而言，可能是卫 星专用的。通过将首部分组(header packet)或其它寻址数据与某一参照台发 射的卫星星历表数据和经校正的伪距离校正值放在一起而将该数据提交给特 定的定位服务器，就能实现这一目的。在步骤213，第二定位服务器从第二移 动GPS接收机接收伪距离，并根据从该网接收的卫星导航信息数据和第二移动 GPS接收机始发的伪距离，确定第二移动GPS接收机的状态(如位置)。
图6示出一例数据流，它与网络校正处理器(如图4的处理器110)有关。 每个网络校正处理器都将来自多个参照台的校正值合并成一组校正值(和调节 值)，对定位服务器应用具有基本上同样的适用时间。在一实施例中，若一个 特定的定位服务器无法从一特定网络校正处理器接收校正数据，它可向不同地 点的备用网络处理器请求同样的信息。一旦到达某个网络校正处理器，每个校 正组就在存储器中缓存供查找。需要时可使用。大气误差消除后，请校正值合 并起来对卫星时钟与位置误差(包括SA抖动)引起的测距误差作最佳评估。然 后将这些合并的网络校正值与关键的电离层数据和最新的导航信息一起发射 给有关观察的卫星。在一特定实施例中，将该信息发送给所有指定的定位服务 器(已被指定为来自网络校正处理器的诸校正值的地址)。由于每个卫星载体在 一实施例中由一台以上参照接收机跟踪，所以可以检查每组网络校正值来保证 内部一致性。这样，可将来自第一参照台的伪距离校正值对同一颗卫星对比来 自邻近参照台的伪距离校正值而保证内部一致性。如图6所示，参照台301代 表在地域上分散的参照台，如图4的台104-108。在一实施例中，将伪距离校 正数据303和至少包括一部分包含在GPS信号里的50位数据流发送给网络校 正数据器，后者提出电离参数310并对单信号出现时间(single epoch)309建 立一校正组。消除大气延迟，建立合并校正值316。这里描述的各种操作的数 据流还示于图6。
图7示出一侧有关定位服务器的数据流，它示出相对该定位服务器位于远 地的系统的至少三个不同部分。参照接收机网401对应于图4的参照台104- 108。这些参照台经通信网(如图4的网103)耦接至该定位服务器。参照接收机 网401经数据网403提供校正值和/或伪距离数据，还经该数据网提供至少一 部分导航信息405。该导航信息一般包括所谓的卫星星历表数据，在一实施例 中为来自每颗GPS卫星的GPS信号里的50波特数据流。校正值在校正处理器 中经合并和内部一致性检查，作为校正值408或选用的地域校正值，经通信网 传到定位服务器。导航信息数据407用于提取星历表数据，以对移动GPS接收 机作状态(如位置)计算。可用来自地域海拔数据库411的高度估算帮助状态(如 位置)计算410。定位服务器通常以连续为基础经通信网(如网103)接收校正数 据和导航信息数据。因此，卫星星历表数据源既非来自与定位服务器一同定位 的地方GPS接收机，也非来自图4中参照台104-108的GPS参照接收机网。 在此方法中，定位服务器服务于很大一块地域，这是与该定位服务器一同定位 的参照GPS接收机做不到的。
定位服务器在不断从GPS参照接收机网接收至少一部分卫星导航信息数据 和校正数据的同时，还接受对移动GPS接收机(示为客户424)位置的请求。与 移动GPS接收机的联系通常始于数据交换。一般而言，多谱勒数据423提供给 移动GPS接收机424(基于来自该移动接收机或蜂窝元件的近似位置数据)，然 后移动GPS接收机将伪距离数据425提供给定位服务器上的客户接口420。如 上所述，这种定位处理可以由移动GPS接收机通过按911而启动(在蜂窝电话 情况下)，或可由被认为对应于图1的访问终端29的远地操作员422启动。如 图7所示，通过客户接口420将多普勒测算414从定位服务器提供给移动GPS 接收机424。而后者一般以伪距离数据425作出响应，并与星历表数据一起确 定其位置。可用普通GPS接收机中任一种常规位置算法作位置计算，然后将示 为导航求解414的这一位置提供给客户接口420，而后者可通过执行模块 421(通常为软件模块)再把这一信息传递给远地操作员422。在一实施例中，远 地操作员422是PSAP(公共安全应答点)，它是应答911电话呼叫的控制中心。
客户接口420管理定位服务器与客户(如移动GPS接收机)间的通信链路。 在一实施例中，执行接口把一个客户接口目标分配给每个移动GPS接收机。客 户接口一般可在地方服务上由软件操作实现。通常也在定位服务器上软件操作 的执行模块421，分配诸接口解决远地操作请求，还控制与外部数据库的接口， 执行网络管理和其它必需的外部交互作用。特定的定位服务器通常提供多个远 地操作员接口，例如可以提供标准帧中继、x.25和TCP/IP网接续，以满足远 地操作员的要求。
虽然上述已经设想了一种特定的结构(其中移动SPS接收机从SPS卫星接 收SPS信号，并对这些卫星确定伪距离，再将伪距离连同时间标记发送给定位 服务器，由后者确定该移动接收机的位置)，但是本发明显然可以采用其它结 构。例如，移动SPS接收机可通过接收SPS信号并确定伪距离，而且接收和应 用卫星星历表数据(如来自定位服务器的数据，该服务器根据由与该移动SPS 接收机通信的区站所确定的该接收机的近似位置，发送有关的卫星星历表数 据)，可以确定其自己的位置。在本例中，定位服务器从参照网的诸接收机接 收卫星星历表数据，根据对移动接收机定位的请求，通过小区通信系统(如蜂 窝电话系统)向该移动接收机发射有关的卫星星历表数据。有关的卫星星历表 数据一般根据该移动接收机的近似位置确定；该近似地点可由与该移动接收机 建立了小区无线通信链路的区站的地点确定。定位服务器可用区站提供的标识 符确定近似地点；在Norman F.Krasner于1997年4月15日提交的共同待批 美国专利申请No.08/842,559中，描述了各种确定和应用该近似定位的技术， 该申请包括在此作参照。近似定位将确定在观察范围内的诸卫星，然后定位服 务器通过移动交换中心与区站向该移动接收机发射这些卫星的卫星星历表数 据。本例中，定位服务器还可向移动SPS接收机发射多普勒测算数据和/或卫 星年历和/或伪距离校正值。
虽然已参照GPS卫星描述了本发明的方法和设备，但是它们显然同样适用 于利用准卫星或卫星与准卫星(pseudolites)组合的定位系统。准卫星是广播 以L波段载波信号调制的PN码(类似于GPS信号)的地面发射机，通常与GPS 时间同步，每台发射机可分配一种独特的PN码而被远地接收机识别。在无法 得到绕地球轨道运行的卫星的GPS信号的场合中，如隧道、矿井、大数或其它 封闭区，Pseudolites是有用的。这里的术语“卫星”试图包括准卫星或其等 效物，而GPS信号试图包括来自准卫星或其等效的GPS类信号。
在上述讨论中，已参照专利申请“美国全球定位卫星(GPS)”系统描述了 本发明。然而很清楚，这些方法同样适用于类似的卫星定位系统，特别是俄国 的Glonass系统。Glonass系统与GPS系统的主要差异在于，通过应用略微不 同的载频而不是应用不同的伪随机码，使不同卫星的发射相互区分开来。在此 情况下，基本上上述所有的电路与算法都适用，只是在处理新的卫星的发射时， 要用对应于不同载频的不同指数乘法器对数据作预处理。这里的术语“GPS” 包括此类卫星定位系统，其中包括俄国的Glonass系统。
在上述说明书中，已参照特定的示例性实施例描述了本发明，显然，在不 背离权利要求书所限定的本发明的广义精神与范围的情况下，可对本发明作各 种修正和变化。因此，本说明书和附图被视作示例而并非有限制的意义。
相关申请
本申请是Norman F.krasner于1997年4月15日提出的美国专利申请序 号No.08/842,559的部分续展申请。
发明的技术背景