BRPI0318358B1 - método de determinar a localização de um terminal móvel em uma dada área, arranjo, e, terminal móvel - Google Patents

Abstract

"método de determinar a localização de um terminal móvel em uma dada área, arranjo, terminal móvel, e, produto de programa de computação". a localização de um terminal móvel (12) em uma dada área é determinada incluindo o terminal móvel (12) ambos em um sistema de posicionamento baseado em satélite e em um sistema de comunicação celular (14). o terminal móvel (12) é assim adaptado para receber sinais de satélite do sistema baseado em satélite e para ser coberto por pelo menos uma célula do sistema de comunicação celular (14). o terminal móvel (12) é configurado para determinar pelo menos aproximadamente suas coordenadas (x, y, z), incluindo uma coordenada de altitude (z) em dita área, baseado em ambos sinais de satélite recebidos do sistema baseado em satélite e informação (52) relacionada ao sistema de comunicação celular (14). uma estimativa da coordenada de altitude (z) é derivada da informação relacionada ao sistema de comunicação celular (14), por meio de que desempenho de localização satisfatório também é assegurado quando um ou mais satélites no sistema baseado em satélite não estão visíveis no terminal móvel (12).

Description

"MÉTODO DE DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM TERMINAL MÓVEL EM UMA DADA ÁREA. ARRANJO, E, TERMINAL MÓVEL" Campo da Invenção 100011 A presente invenção diz respeito a técnicas para a localização de unidades ou terminais móveis.

Descrição da Técnica Relacionada [00021 Diversas técnicas são conhecidas na técnica que possibilitam a localização de unidades móveis numa dada área. O sistema de posicionamento baseado em satélite conhecido como Sistema de Posicionamento Global (GPS) é exemplar de tais sistemas. 10003J Detectando-se e medindo-se sinais transmitidos simultaneamente por pelo menos quatro satélites à vista, e de conhecimento da posição de cada satélite na hora de transmissão, o sistema de GPS torna possível localizar um receptor móvel na superfície terrestre ou perto da mesma através de triangulação. Similarmente, medíndo-se o efeito Dopplcr nos sinais recebidos, a velocidade relativa da unidade móvel com respeito a cada um satélite também pode ser determinada, Isso é possível, pois os sitiais transmitidos dos satélites carregam dados de almanaque/efeméride que provêem informação sobre as posições e velocidades de satélite a toda hora. |00041 Para uma descrição geral do referido sistema de GPS e de suas aplicações, uma referência na literatura pode ser feita ai “Uiuferstanding GPS: Principies and Applications", EIliott D. Kaplan, cd., Artech Home Publications, 1996. f00051 Uma desvantagem de sistemas baseados em satélite tal como o GPS (e outros sistemas similares como aqueles conhecidos, como GLONASS ou GALILEO) se acha no fato de que esses sistemas quase inevitavelmente falham para prover uma localização adequada do terminal móvel naquelas situações onde informação insuficiente é recebida dos satélites, por exemplo, uma vez que menos de quatro satélites do sistema de GPS são "visíveis" pelo terminal móvel.

[0006] Dentro deste contexto, visibilidade é pretendida geralmente significar a possibilidade para um dado satélite prover sinais de intensidade suficiente para detecção pelo terminal móvel. Falta de visibilidade de um ou mais satélites do sistema de GPS é uma ocorrência frequente em áreas urbanas e, em todo o caso, naquelas áreas tendo características morfológicas prováveis para produzir áreas de sombra ou causar reflexão de sinais.

[0007] Para prover dados de localização aceitáveis também nessas situações onde só três, dois ou até mesmo apenas um satélite está visível, certos arranjos foram idealizados onde o comportamento de tempo de uma ou mais entidades desconhecidas é para ser estimado. Estas soluções são baseadas na expectativa que, por exemplo em um ambiente urbano, a coordenada z (altitude) pode mudar só lentamente e/ou a velocidade e a direção de movimento podem permanecer constantes através de um dado intervalo de tempo, enquanto também a deriva de relógio de receptor pode ser estimada. Tais suposições/predições são, porém, válidas somente através de um curto lapso de tempo (em certos casos, apenas alguns segundos).

[0008] Técnicas de localização alternativas também foram idealizadas onde por exemplo os dados de posicionamento de GPS são interpolados por meio de integração com dados providos por sistemas inerciais e/ou mapas digitais ou a natureza de certos sistemas de comunicação é explorada para localizar unidades móveis.

[0009] Por exemplo, em um sistema de comunicação celular, a fim de operar corretamente um terminal móvel, deve por meio de necessidade ser "coberto" por uma célula. Consequentemente, a localização do terminal móvel pode ser pelo menos determinada aproximadamente identificando a célula ou as células que cobrem o terminal em um dado instante de tempo. O grau de precisão da ação de localização pode ser melhorado identificando mais precisamente a posição do usuário móvel dentro de uma dada célula.

[00010] Em WO-A-01/86315, um sistema de localização é exposto, em que dados providos por uma rede de comunicação celular (por exemplo GSM) e um sistema de localização baseado em satélite (tal como GPS) são explorados juntamente com relação a dados derivados de um denominado sistema de informação geográfica (GIS). Isto é um sistema de computador capaz de montar, armazenar, manipular e exibir e caso contrário prover informação geograficamente referenciada, isto é, dados de vários tipos, identificados de acordo com as localizações dele.

[00011] Essencialmente, um tal sistema anterior provê dados de localização aproximados sendo gerados usando informação do sistema baseado em satélite (tipicamente, uma situação é contemplada onde os sinais de menos de quatro satélites estão disponíveis) e/ou os dados/medição obtidos da rede celular. A estimação de localização é então refinada comparando os sinais de GPS atuais disponíveis com sinais correspondentes simulados usando os dados do sistema de informação geográfica (GIS).

[00012] Tal sistema da técnica anterior tem limitações intrínsecas devido à complexidade das etapas de processamento requeridas para atualizar as predições para os sinais dos satélites levando em conta fatores tais como intensidade, componentes de trajeto múltiplo e assim por diante.

[00013] A técnica anterior em questão falha para levar em conta o fato que em todas aquelas situações onde menos de quatro satélites no sistema de GPS estão visíveis, uma estimação da coordenada z (altitude) é requerida a fim de estar em uma posição para explorar a informação restante disponível (provida por dois ou três satélites) e o grau de precisão na localização é na realidade proporcional à precisão em determinar a coordenada z.

[00014] Adicionalmente, a solução exposta em WO-A-01/86315, provê duas áreas de localização, obtidas na base de dados/medição derivada do sistema celular e do sistema de satélite, respectivamente, para ser cruzada: devido aos graus de aproximação relacionada à sua definição, as duas áreas em análise não podem ter na verdade nenhuma interseção de maneira alguma. Objetivos e Resumo da Invenção [00015] A necessidade, por conseguinte, existe de arranjos alternativos adaptados para explorar de um modo simples e mais efetivo os dados/medições disponíveis em um sistema de localização de rede de satélite/celular híbrido. Especificamente, a necessidade é sentida por arranjos que possam explorar vaniajosamente as características específicas dos dados/medições disponíveis, cspccíalmente se referindo àquelas situações onde o sistema baseado em satélite é afetado adversamente pela falta de visibilidade de um ou mais satélites.

[00016] O objetivo da presente invenção é satisfazer tais necessidades.

[00017] De acordo com a presente invenção, um objetivo dessa espécie é alcançado por meio de um método tendo as características publicadas nas reivindicações que seguem. A invenção também diz a respeito de um arranjo correspondente c um terminal móvel para uso nele, como também produtos de programa de computação carregáveis d ire! a mente na memória de pelo menos um computador e incluindo porção de código de software para executar o método da invenção e/ou o terminal móvel da invenção quando o produto é corrido em um computador.

[00018] Em resumo, o arranjo descrito aqui é um arranjo de localização híbrido baseado na integração de um sistema baseado em satélite e uma rede de comunicação celular adaptada particular mente para uso naquelas circunstâncias quando só três ou dois satélites no sistema de satélite estão visíveis, [00019] Uma concretização do arranjo exposto aqui envolve uma primeira estimativa da coordenada z sendo definida como um valor tirado de um banco de dados geográfico e relacionado a uma estimativa das duas outras coordenadas (x, y). Esta estimativa é definida na base da topologia de rede e uma análise das denominadas medições de LCS (isto é, Serviços de Localização) atualmente disponíveis em um sistema de comunicação celular tal como um sistema de GSM.

[00020] Se um tal banco de dados geográfico não estiver disponível, a estimativa da coordenada de altitude pode ser definida como por exemplo: a coordenada z correspondente da estação base mais próxima; o valor mínimo das coordenadas z de um dado conjunto de estações base adjacentes; ou um valor médio das coordenadas z destas estações base adjacentes, um tal valor médio sendo possivelmente ponderado por meio de medições de potência.

[00021] Como uma segunda etapa, a estimativa da coordenada z definida no antecedente é usada com relação à análise das medições (tempo/alcance) disponíveis do sistema de satélite. Isto conduz a definir uma área de localização aproximada (por exemplo, uma hipérbole no caso de dois satélites ou uma estimativa de localização aproximada no caso de três satélites).

[00022] Como uma etapa adicional, a área de localização aproximada definida no antecedente com relação às medições permite, por meio de análise repetida da topologia de rede e medições, a estimativa de localização x, y ser refinada ademais.

[00023] Finalmente, uma nova estimativa de posição conduz a um processo iterativo que permite a estimativa da coordenada z ser refinada ademais por meio de um banco de dados geográfico.

[00024] O arranjo descrito aqui é baseado no reconhecimento que, quando menos de quatro satélites estão visíveis em um sistema baseado em satélite tal como GPS, uma área de localização aproximada pode ser achada somente provendo uma estimativa da coordenada z. Tipicamente, os últimos dados disponíveis para z (na base da localização mais recente disponível) são usados.

[00025] A ideia básica subjacente a tal concretização é usar uma localização celular bidimensional a fim de ter coordenadas x, y aproximadas disponíveis. Estas coordenadas x, y aproximadas são então usadas para extrair de um banco de dados geográfico o valor correspondente para a coordenada z.

[00026] Como indicado, se um tal banco de dados geográfico não estiver disponível, a coordenada z pode ser estimada se referindo à altitude da estação base mais próxima, à altitude mínima ao longo de estação base adjacente ou ao valor de altitude médio das estações base adjacentes, possivelmente ponderado na base de medição de potência.

[00027] O arranjo descrito aqui não se confia na interseção de duas áreas de pesquisa definidas na base de dados obtidos pelo sistema de satélite e pelo sistema celular, respectivamente. Reciprocamente, explora principalmente a área aproximada obtida por meio de dados/medições providas pelo sistema de satélite, como estas são intrinsecamente mais precisas.

[00028] Preferencialmente, um arranjo é adotado que explora dados/medições (por exemplo, medições de potência) providas pelo sistema celular para determinar a posição dentro de uma área de pesquisa aproximada. Isto pode ser alcançado, por exemplo, comparando valores de intensidade de campo preditos por meio de um modelo de propagação com valores de intensidade de campo correspondentes como medidos no terminal móvel.

[00029] A área de pesquisa é limitada usando as medições providas por sistema de satélite (e opcionalmente, alguns dados providos pelo sistema celular). Um ponto dentro dessa área é então determinado adotando os mesmos princípios descritos no antecedente. Finalmente, a precisão da localização é determinada explorando juntamente dados providos ambos pelo sistema de satélite e pelo sistema celular.

[00030] Usando um banco de dados geográfico refina a informação relativa à coordenada z. As coordenadas bidimensionais (x, y) determinadas durante cada etapa são usadas para uma nova estimação de z que pode ser usada paia refinar uma área de pesquisa do sistema de satélite e assim posicionamento. Iteração é repetida através de várias etapas.

[00031] No caso que sinais de só dois satélites estão disponíveis, um conjunto de pontos na forma de um hiperbolóide é definido usando a diferença das duas primeiras medições de pseudo-alcance disponíveis e o grau de inexatidão é determinado por meio de análise geométrica e propagação: mais prccisamente, não apenas unia hipérbole, mas um conjunto de hipérboles com uma dada largura é considerado. Um requisito básico é que o conjunto deva incluir com uma alta probabilidade a posição verdadeira do terminal a ser localizado. O conjunto é então usado para limitar a área de pesquisa em que a posição da unidade móvel é para ser localizada. Tal ponto pode ser pesquisado dentro das áreas de pesquisa recorrendo aos mesmos métodos já mencionados no antecedente.

[00032] Final mente, no caso que só um satélite de cada vez está disponível, a solução pode ser recorrida de explorar duas medições subsequentes de um satélite ou duas medições não simultâneas de dois satélites. As duas medições assim obtidas são usadas para definir uma hipérbole como no caso de dois satélites.

Breve Descrição dos Desenhos Anexos [00033] A invenção agora será descrita, por meio só de exemplo, se referindo às figuras inclusas de desenho, em que: Figura 1 é um diagrama de bloco mostrando a arquitetura geral do sistema de acordo com a invenção;

Figura 2 é um diagrama de bloco funcional de um terminal móvel correspondente; e Figuras 3 a 5 são fluxogramas exemplificando a operação do arranjo exposto aqui.

Descrição Detalhada de Concretizações Preferidas da Invenção [00034] A descrição provida no seguinte se refere a uma concretização em que um sistema de localização baseado em satélite, tal como GPS, é integrado com um sistema de comunicação móvel celular terrestre tal como um sistema de GSM (Sistema Geral para Móvel).

[00035] Porém, o possível campo de aplicação da invenção não está limitado de maneira nenhuma a esses dois sistemas específicos mencionados. A extensão da invenção na realidade abrange a possível integração de qualquer sistema de localização baseado em satélite com qualquer sistema de comunicação terrestre celular para o propósito de localizar terminais móveis.

[00036] Referindo-se à Figura 1, um sistema de localização 10 inclui uma pluralidade de terminais móveis 12, tais como telefones celulares, cada qual terminal móvel sendo ainda configurado como uma unidade de receptor / processador de um sistema de posicionamento de GPS. Tais telefones móveis estão disponíveis comercialmente como atestado, por exemplo, pelo telefone móvel atualmente disponível sob o nome comercial Benefon Esc.

[00037] Será geralmente assumido que os terminais 12 são distribuídos de uma maneira aleatória através de uma dada área definindo a área através da qual a ação de localização é para ser executada.

[00038] Os terminais 12 estão incluídos em uma rede de comunicação celular 14, tal como uma rede de GSM à qual um centro de localização móvel (MLC) 15 está associado.

[00039] Como mostrado na Figura 2, as características operacionais de um telefone celular e um receptor de GPS estão integradas em cada terminal 12 provendo um circuito de radiofrequência 22, um receptor/processador de GPS 23, e um circuito de controle 25 conectado a ambos o circuito de RF 22 e o receptor de GPS 23.

[00040] O circuito de controle 25 é adaptado para controlar a operação do terminal 12 na base de módulos de software incluídos no circuito de controle 25 e um cartão de SIM 27 conectado (de uma maneira conhecida) ao circuito de controle 25.

[00041] O cartão de SIM (Módulo de Identidade de Assinante) 27 é adaptado para suportar o perfil de usuário, que é informação relativa ao número de identificador do usuário (IMSI ou Identidade de Assinante Móvel Internacional), os serviços contraídos com o provedor e outras utilidades.

[00042] O circuito de controle 25 é configurado, de uma maneira conhecida, para executar periodicamente, pelo circuito de RF 22, medições de campo eletrônicas (medições de RF) dentro de um número determinado de canais de frequência e selecionar entre esses canais um número máximo de medições de RF (por exemplo, até sete no caso de um terminal de GSM) correspondendo a canais onde o terminal móvel 12 está em uma posição para decodificar um código de identificador respectivo.

[00043] Uma função é provida no circuito de controle 25, tal que, como resultado de sinais de comando adaptados para serem ativados pelo usuário do terminal, ambas medições de RF e de GPS são executadas e os resultados transmitidos para o centro de localização móvel 15, por exemplo, na forma de mensagens curtas (SMS).

[00044] A rede 14 inclui geralmente uma pluralidade de estações base (não mostradas no desenho, mas de tipo conhecido) adaptadas para permitir transferência de mensagens e comunicações dos terminais 12, localizados em pontos elementares (ou pixéis) na área em que a localização é executada, para centros de serviço, sistemas e aparelho conectado à rede 14 como é o caso do centro 15.

[00045] O centro 15 inclui uma unidade de processador tal como um computador 55 de um tipo conhecido. Experiências executadas pelos requerentes mostram que, para o propósito da invenção, um processador Pentium® III com uma CPU dupla com uma RAM em uma memória interna de 512 Mbytes e Windows® NT cumpre satisfatoriamente os requisitos de processamento da presente invenção. Associado com o computador 55 está um subsistema de disco 52, de um tipo conhecido, incluindo uma primeira área de armazenamento 52a para armazenar itens de banco de dados incluindo um banco de dados de referência como também uma segunda área de armazenamento 52b para armazenar programas a serem usados para identificar a localização dos terminais 12.

[00046] Como descrito melhor no seguinte, o centro 15 é adaptado para processar os programas armazenados na área 52b a fim de identificar na base das mensagens de SMS recebidas dos terminais 12 e dos itens de banco de dados do banco de dados de referência armazenado na área 52a, as posições dos terminais 12.

[00047] A informação de posição correspondente assim gerada é adaptada para ser transmitida para centros de serviço e/ou aos terminais 12 por meio da rede 14.

[00048] Em um possível arranjo alternativo, pelo menos parte dos programas a serem usados em identificar a localização dos terminais pode residir no cartão de SMS 27 em lugar de no circuito de controle 25.

[00049] Em uma concretização preferida, os itens de banco de dados memorizados na área 52a incluem o seguinte: um banco de dados geográfico das áreas em que os terminais 12 são para serem localizados incluindo dados sobre edifícios com uma resolução de, digamos, lOm; dados de configuração da rede celular (tais como por exemplo, localização das estações base, parâmetros dos diagramas de irradiação, e assim por diante); um banco de dados opcional incluindo dados sobre as órbitas dos satélites no sistema de GPS como também todos os outros dados requeridos para a operação correta das funções de localização.

[00050] Todos os dados considerados no antecedente são atualizados continuamente. Os módulos executando a função de localização correta estão assim em uma posição para operar corretamente nos dados disponíveis mais recentes.

[00051] O fluxograma da Figura 3 descreve o processo lógico seguido na ação de localização. Isto pode ser considerado como essencialmente incluído de quatro fases básicas designadas 100, 200, 300 e 400, respectivamente.

[00052] A primeira fase 100 inclui todas as etapas, onde o terminal móvel recebe os dados para a ação de localização.

[00053] Isto inclui medições/dados de GPS (pseudo-alcances, identificadores/parâmetros do "veículo espacial" ou SV e assim por diante) como também medições/dados da rede celular incluindo parâmetros tais como a identidade global de célula (CGI), o avanço de temporização (TA), o relatório de medição de rede (NMR), diferença de tempo observada (OTD), e assim por diante.

[00054] O significado e sentido de cada e todo parâmetro previamente mencionado são bem conhecidos àqueles de habilidade na técnica e não requerem uma descrição detalhada aqui.

[00055] A segunda fase 200 conduz a determinar uma primeira área de localização bidimensional aproximada. Este resultado é alcançado analisando a topologia e as medições providas pela rede celular.

[00056] Na fase subsequente 300, uma estimativa é derivada da altitude (coordenada z) do terminal.

[00057] Isto é obtido pela rede 14 iniciando do banco de dados geográfico armazenado em 52a com o centro de localização móvel 15.

[00058] Na ausência de tal banco de dados, vários métodos podem ser empregados a fim de gerar uma primeira estimativa para z, por exemplo: a coordenada z é fixada igual à altitude com respeito ao nível do mar do local de estação base (BTS) que está servindo atualmente o terminal móvel buscando localização; a coordenada z é fixada igual ao valor mínimo das altitudes com respeito ao nível do mar das estações base mais próximas ao terminal móvel (por exemplo, a estação base de serviço e as estações base adjacentes a ela); ou a coordenada z é fixada igual a um valor médio das altitudes com respeito ao nível do mar das estações base mais próximas ao terminal móvel.

[00059] Possivelmente, o valor médio pode ser computado como uma média ponderada, onde ponderação é uma função da potência recebida pelo terminal das estações base mais próximas, com as estações mais remotas provendo uma contribuição menor ao valor médio.

[00060] Na fase 400, as coordenadas de localização tridimensionais (x, y, z) do terminal móvel 12 são determinadas analisando a topologia da rede celular e as medições providas ambos pelo sistema celular e pelo sistema de GPS.

[00061] Em uma fase subsequente designada 500, o grau de precisão de localização previamente determinada é estimado.

[00062] Se precisão for achada já ser satisfatória (que pode ser alcançado, por exemplo, por meio de um limiar relacionado ao grau de convergência do processo de iteração), as coordenadas determinadas são tomadas como aquelas dando a posição estimada do terminal.

[00063] No negativo, e se um banco de dados topológico estiver disponível, o grau de precisão da ação de posicionamento é refinado empregando um processo iterativo.

[00064] Essencialmente, um tal processo pode envolver em cada etapa extrair do banco de dados geográfico 52a uma nova estimativa da coordenada z correspondendo ao valor computado mais recente para as outras coordenadas, isto é, x e y.

[00065] Figura 4 detalha as duas subfases básicas, designadas como 410 e 420, respectivamente, incluídas na fase 400.

[00066] Durante a primeira subfase 410, uma área de pesquisa é determinada usando-se os dados/medições providas pelo Sistema de GPS (pseudo-alcances, parâmetros de SV e assim por diante) como também a estimativa de z.

[00067] Subsequentemente, na subfase 420, as coordenadas de localização em três dimensões são determinadas analisando a topologia de rede celular e analisando as medições providas por exemplo, por medições de potência.

[00068] O arranjo exposto aqui implementa essencialmente uma técnica de fusão de dados adaptada para prover resultados melhorados em termos de precisão e disponibilidade em comparação com técnicas de localização baseadas em satélite e terrestres convencionais previamente usadas, sem dar origem a uma complexidade de sistema aumentada.

[00069] De forma interessante, em comparação a outras técnicas híbridas (tal como a técnica atualmente referida como GPS mais Informação de ID de Célula Aumentada), o arranjo exposto aqui não provê cruzar as estimativas de posicionamento finais através de planos separados obtidos pelos dois métodos.

[00070] Reciprocamente, a solução exposta aqui é baseada na exploração junta e coordenada das medições grosseiras obtidas em fases diferentes pelo sistema de GPS e pelo sistema de GSM.

[00071] A solução exposta aqui é particularmente adaptada para aqueles cenários operacionais caracterizados por uma disponibilidade reduzida do sistema de GPS (por exemplo, áreas urbanas, aplicações em recinto fechado, e similares) isto é, cenários operacionais onde o número dos sinais de satélite que podem ser detectados confiantemente e medidos é menos que quatro (tipicamente 1, 2 ou 3 medições de GPS). A solução descrita aqui também é adaptada para uso naquelas circunstâncias (que podem ser consideradas como a situação pior) onde o usuário está em uma posição fixa e liga seu terminal em lima área onde o número de sinais de GPS seria per se insuficiente para determinar o ponto (por exemplo 1, 2 ou 3 satélites em uma condição de visibilidade), 100072J Um cetiãrio notável de aplicação do arranjo exposto aqui é o caso onde só dois satélites estão visíveis, [00073] Nesse caso, a área de pesquisa obtida durante a fase 410 seria um setor hiperbólico.

[00074] O sistema de navegação de GPS completo para calcular as coordenadas de usuário é incluído de quatro equações (uma para cada satélite i) do tipo; onde: pi é o pseudo-alcance (PR) como medido pelo receptor; isto é afetado principalmente por inexatidões relacionadas ao caminho de propagação: atrasos i o no/t ropo sfér i cos, desvanecí mento, trajeto múltiplo e assim por diante; (Xsi, ySj, zSi) são as coordenadas do i-ésimo satélite, obtidas usando os parâmetros de efeméride; (xL„ yLl, zu) são as coordenadas desconhecidas do terminal do usuário 12; e &lj é a compensação desconhecida do relógio de receptor com respeito à escala de “tempo de GPS” (onde c é a velocidade da luz).

[00075] Se somente duas equações relativas a dois satélites estiverem disponíveis, a coordenada z (zu= z*u) é fixa com unia das técnicas consideradas no antecedente durante a etapa 300 e o problema relacionado à compensação de relógio é dispensado efetuando-se a diferença das duas medições de pseudo-alcance de forma que o erro comum devido ao relógio se cancele, [00076] A equação seguinte c assim obtida, que representa a interseção de um hiperboloide, tendo seus focos centrados nos dois satélites, com o plano zu = z*u: e, então, no plano (xtl, y„, zu = ζ*Ή), tal equação representa uma hipérbole.

[000771 Levando-se em conta as várias fontes de inexatidão, que são adaptadas para serem modeladas eorretainenie, uma passa de urna hipérbole para um setor hiperbólico. Tal setor corresponde à área de pesquisa determinada durante a fase 410.

[00078] Para determinar o setor hiperbólico durante a fase 410, contribuições para inexatidão introduzida pelo receptor são levadas cm conta junto com as contribuições relacionadas à propagação e os efeitos geométricos e assim por diante.

[00079J O fluxograma da Figura 5 detalha as várias etapas envolvidas no processo de localização iterativo híbrido esboçado no antecedente. Isto pode se aplicar por exemplo, ao caso onde dois satélites no sistema baseado em satélite (por exemplo, GPS) estão visíveis.

[00080J Iniciando de uma etapa 1000, em uma etapa 1002, as medições e os dados feitos disponíveis pela rede celular são adquiridos. Em uma etapa 1004, um primeiro conjunto de valores para as coordenadas de localização xo, yo, Zo é avaliado.

[00081 ] Es pecí fica mente, isto é feito para a coordenada de altitude z« por meio de dados de topologia derivados da rede celular. Para as duas outras coordenadas, isto é, x(í, y(J, a estimativa é obtida por meio da técnica de localização adotada na rede celular, por exemplo, através de medições de potência. Em princípio, isto pode ser qualquer das técnicas consideradas no antecedente.

[00082] Em uma etapa 1006, uma verificação c então feita sobre a disponibilidade de medíções/dados de GPS adaptados para serem integrados com as medições/dados derivados da rede celular.

[00083] Se nenhuma daquelas medições/dados estiverem disponíveis (resultado negativo da etapa 1006), a estimativa inicial para as coordenadas de localização xo, yo, zo como derivada no antecedente é tomada como o resultado de localização em uma etapa 1008.

[00084] Se a etapa 1006 produzir um resultado positivo, em uma etapa 1010, as medições/dados derivados do sistema de GPS são adquiridos, e em uma etapa 1012, um setor hiperbólico provável de incluir o ponto a ser localizado é derivado usando as medições/dados de GPS e o valor mais recente disponível para a coordenada de altitude (isto é, zo). Avaliando corretamente as contribuições de inexatidão que afetam a equação acima referenciada, um setor hiperbólico pode ser derivado que inclui com um alto grau de probabilidade a posição do terminal a ser localizado.

[00085] Em uma etapa subsequente designada 1014, as coordenadas de longitude e latitude x e y são estimadas novamente processando as medições de localização (por exemplo, potência) da rede celular. Neste caso, porém a estimativa (isto é, o posicionamento bidimensional x, y do terminal 12) é executada dentro do setor hiperbólico derivado na etapa 1012 usando as medições/dados de GPS.

[00086] Em uma etapa 1016, uma verificação é feita sobre a disponibilidade de itens de banco de dados geográfico (territorial) ligando a coordenada de altitude (isto é, z) às outras duas coordenadas (isto é, x e y) através da área onde a localização é para ser executada.

[00087] Se nenhuma informação geográfica deste tipo estiver disponível (resultado negativo da etapa 1016), então os dois valores para as coordenadas de longitude e latitude derivados na etapa 1014 (isto é, xi e yi) são tomados juntos com a estimativa mais recente disponível para a coordenada de altitude (isto é, zo) como o resultado da ação de localização. Isto ocorre em uma etapa designada 1008.

[00088] Se as etapas 1016 produzirem um resultado positivo, em uma etapa 1020, uma nova estimativa para a coordenada z isto é, zi é obtida pesquisando o banco de dados geográfico e identificando zi como o valor da coordenada de altitude correspondendo a xi e yi, (isto é, os dois valores para as coordenadas de longitude e latitude derivadas na etapa 1014).

[00089] Em uma etapa 1022, a distância é calculada entre os dados de localização mais recentes calculados (isto é, xi, yi, zi) e aqueles previamente disponíveis (isto é, xo, yo, zo). A distância calculada é comparada com um limiar indicativo do grau de precisão procurado na ação de localização.

[00090] Se a distância for mais baixa do que o limiar (resultado positivo da etapa 1022), os dados de localização mais recentes calculados (isto é, xi, yi, zi) são tomados como o resultado final da ação de localização. Isto ocorre em uma etapa designada 1024.

[00091] Um resultado negativo da etapa 1022 indica a distância ser mais alta do que o limiar, que por sua vez indica o grau de precisão da ação de localização ainda não sendo satisfatório.

[00092] Neste caso anterior, o sistema evolui de volta à etapa 1012, assim iniciando um processo iterativo.

[00093] Este processo envolve, essencialmente, explorar as medições / dados de GPS adquiridos na etapa 1010 para repetir a etapa 1012 de maneira a determinar um (novo) setor hiperbólico usando-se a estimativa mais recente disponível (geralmente designada zi_i).

[00094] Este novo setor hiperbólico é então usado na etapa 1014 para derivar novos valores (geralmente designados Xi e yO para as coordenadas de longitude e latitude.

[00095] Estes novos valores Xi e y, são então usados na etapa 1020 para identificar pelo banco de dados geográfico um novo valor para z, isto é, Zj.

[00096] Se a comparação da etapa 1022 mostrar que a distância de Xi, yi, Zi a Xi_i, yi_i, zm (isto é, a estimativa prévia das coordenadas de localização) é menos do que o limiar de precisão, então os valores computados mais recentes Xi, yi, Zi são tomados na etapa 1024 como o resultado da ação de localização.

[00097] Se a comparação da etapa 1022 mostrar que a distância de Xi, yi, Zi a Xi_i, yi_i, z\.\ ainda é mais alta do que o limiar de precisão, o sistema uma vez mais evolui de volta à etapa 1012 e uma nova etapa no processo de localização iterativo é executada.

[00098] Naturalmente, quanto mais baixo é o limiar de precisão (isto é, quanto mais alto o grau de precisão buscado na ação de localização), mais alta é a probabilidade de que as etapas 1012-1022 são repetidas como um processo iterativo.

[00099] Consequentemente, o limiar de precisão é ajustado de maneira judiciosa a fim de alcançar um compromisso sensato entre a precisão buscada e a carga de processamento e tempos impostos no sistema.

[000100] Naturalmente, sem prejuízo para o princípio subjacente dessa invenção, as concretizações e detalhes podem variar, também significativamente, com respeito ao que foi descrito e mostrado, somente por meio de exemplos, sem partir da extensão da invenção conforme definida pelas reivindicações que seguem. Mais especificamente, será apreciado que as etapas de processamento envolvidas no processo de localização do terminal móvel 12 poderíam, de fato, ser executadas em sua totalidade ou quase em sua totalidade no terminal móvel 12, contanto que esteja equipado com capacidade e potência de processamento necessárias. As tarefas de processamento envolvidas podem, porém, ser pelo menos parcialmente transferidas ao computador 55 do centro de localização móvel 15. Neste caso, rede 14 pode ser utilizada para assegurar transferência de dados entre os módulos de processamento implementados no dito terminal móvel 12 e no dito centro de localização móvel 15.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Método de determinar a localização de um terminal móvel (12) em uma dada área, compreendendo a etapa de incluir dito terminal móvel (12) em um sistema de posicionamento baseado em satélite e em um sistema de comunicação celular (14). por meio do qual dito terminal móvel (12) é adaptado para receber sinais de satélite a partir de dito sistema baseado em satélite e para ser coberto por pelo menos uma célula de dito sistema de comunicação celular (14), o método incluindo a etapa de: - determinar, através de uma estimativa, as coordenadas (x, y, z) de dito terminal móvel (12) com base em sinais de satélite recebidos de dito sistema baseado em satélite e informação (52) relacionada a dito sistema de comunicação celular (14), em que ditas coordenadas incluem uma coordenada de altitude (z) e uma estimativa de dita coordenada de altitude (z) é derivada de dita informação relacionada a dito sistema de comunicação celular; sendo caracterizado por incluir adicional mente as etapas dc: - identificar, em dito sistema de comunicação celular (14), uma pluralidade de estações base adjacentes a dito terminal móvel (12), cada dita estação base adjacente tendo uma respectiva coordenada de altitude, - determinar: - o mínimo de ditas coordenadas de altitude para ditas estações base adjacentes, ou - um valor médio para ditas respectivas coordenadas dc altitude através de ditas estações base adjacentes, e - usar dito valor mínimo ou médio como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z),

2. Método, dc acordo com a reivindicação 1, caracterizado por dito valor médio ser usado como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z), o método incluindo adicional mente as etapas de: - efetuar medições de potência, provendo, para cada dita estação base adjacente, um respectivo valor de potência para dito terminal móvel, e - determinar dito valor médio como uma média ponderada dos ditos respectivos valores de coordenadas de altitude, a ponderação sendo urna função dos ditos valores de potência determinados para cada dita estação base adjacente,

3. Arranjo, incluindo: - um sistema de posicionamento baseado em satélite. - um sistema de comunicação celular (14), e - pelo menos um terminal móvel (12) adaptado para receber em uma dada área, sinais de satélite de dito sistema baseado em satélite e para ser coberto por pelo menos uma célula de dito sistema de comunicação celular (14). incluindo pelo menos um módulo de processamento (25, 55), módulo este sendo configurado para determinar através de uma estimativa as coordenadas (x, y, z), incluindo uma coordenada de altitude (z), de dito terminal móvel (12) com base cm sinais de satélite recebidos dc dito sistema baseado em satélite e informação (52) relacionada a dito sistema de comunicação celular (14), dito pelo menos um módulo (25, 55) configurado para derivar unia estimativa de dita coordenada de altitude (z) de dita informação relacionada a dito sistema de comunicação celular, caracterizado pelo fato de que - o mencionado sistema de comunicação celular (14) inclui uma pluralidade de estações base adjacentes ao dito terminal móvel (12), cada dita estação base adjacente tendo uma respectiva coordenada dc altitude, - dito pelo menos um módulo (25, 55) é ainda configurado para determinar: - o mínimo de ditas coordenadas de altitude para ditas estações base adjacentes, ou - um valor médio para ditas respectivas coordenadas de altitude através de ditas estações base adjacentes, e - dito pelo menos um módulo (25, 55) sendo ainda configurado adícíonuimente para usar dito valor mínimo ou médio como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z).

4. Arranjo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por dito pelo menos um módulo (25, 55) ser configurado para usar dito valor médio como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z), aquele pelo menos um módulo (25, 55) sendo ainda configurado para efetuar medições de potência, provendo, para cada dita estação base adjacente, um respectivo valor de potência para o dito terminal móvel, e determinar aquele valor médio como uma média ponderada de ditos respectivos valores de coordenadas de altitude, a ponderação sendo uma função de referidos valores de potência determinados para cada dita estação base adjacente,

5. Terminal móvel (12) para uso num sistema de posicionamento baseado em satélite e um sistema de comunicação celular (14), o terminal móvel (12) sendo adaptado para receber em uma dada área sinais de satélite de dito sistema baseado em satélite c para ser coberto por pelo menos uma célula de dito sistema de comunicação celular (14), em que o mencionado pelo menos um terminal móvel inclui um módulo de processamento (25) que é configurado para determinar, através de uma estimativa, as coordenadas (x, y, z). incluindo uma coordenada de altitude (z) do terminal móvel em dita área, com base em sitiais de satélite recebidos de dito sistema baseado em satélite e em informação (52) relacionada a dito sistema de comunicação celular (14), e em que dito módulo dc processamento (25) é configurado para derivar uma estimativa da referida coordenada de altitude (z) de dita informação relacionada ao referido sistema de comunicação celular, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de processamento é ainda configurado para determinar: - o valor mínimo de coordenadas de altitude para uma pluralidade de estações base adjacentes em dito sistema de comunicação celular, ou - um valor médio para ditas respectivas coordenadas de altitude através de ditas estações base adjacentes, e - o referido módulo de processamento sendo ainda configurado adicional mente para usar dito valor mínimo ou médio como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z).

6. Terminal, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por dito módulo de processamento ser configurado para usar dito valor médio como dita estimativa de dita coordenada de altitude (z), o módulo de processamento sendo ainda configurado para efetuar medições de potência, provendo, para cada dita estação base adjacente, um respectivo valor de potência para dito terminal móvel, e determinar o dito valor médio como uma média ponderada daqueles respectivos valores de coordenadas de altitude,a ponderação sendo uma função de ditos valores de potência determinados para cada dita estação base adjacente.