BRPI0520295B1

BRPI0520295B1 - Método e aparelho para suportar o posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando os dados de assistência

Info

Publication number: BRPI0520295B1
Application number: BRPI0520295-7A
Authority: BR
Inventors: Jari Syrjärinne
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2019-05-28
Also published as: CA2611931C; KR20080019616A; US20080150796A1; US7701387B2; KR100978820B1; IL187768A0; BRPI0520295A8; CN101203770A; IL187768A; MX2007015693A; EP1938120A1; JP2008545985A; MY145518A; BRPI0520295A2; CN101203770B; JP5009905B2; CA2611931A1; AU2005333115B2; AU2005333115A1; WO2006134412A1

Abstract

método, aparelho e código de software para suportar o posicionamento baseado no satélite de um dispositivo móvel usando os dados de assistência. para suportar o posicionamento baseado no satélite de um dispositivo móvel (30, 40) usando os dados de assistência, as redes de comunicação convertem os parâmetros de um modelo de órbita dedicado que descreve o movimento do satélite (50, 60), cujo modelo de órbita dedicado é definido para um sistema de posicionamento baseado em um satélite particular, dentro dos parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento do satélite (50, 60). alternativamente ou em adição, a rede substitui o valor de referência que é baseado no tempo do sistema de posicionamento baseado no satélite nos parâmetros disponíveis de um modelo de órbita por um valor de referência que é baseado no tempo do sistema de comunicação. após a conversão do parâmetro e/ou a substituição do valor de referência, os parâmetros são fornecidos como parte dos dados de assistência para o sistema de posicionamento baseado no satélite. alternativamente ou em adição, um grupo de dados é transmitido em uma direção entre a disposição móvel e a rede de comunicação, que é independente do modo de posicionamento empregado.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA SUPORTAR O POSICIONAMENTO BASEADO EM SATÉLITE DE UM DISPOSITIVO MÓVEL USANDO OS DADOS DE ASSISTÊNCIA”

Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a métodos para suportar o posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência e usando os dados de assistência. A presente invenção se refere igualmente a elementos de rede para uma rede de comunicação que suporta o posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência e a dispositivos móveis que suportam o posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando os dados de assistência. A presente invenção se refere ainda a sistemas que compreendem tais elementos de rede e tais dispositivos móveis. A presente invenção se refere igualmente a códigos de software correspondentes e a produtos de programa de software correspondentes.

Fundamentos da Invenção [0002] Atualmente, existem dois sistemas de posicionamento baseado em satélite, o sistema americano GPS (Sistema de Posicionamento Global) e o sistema russo GLONASS (Sistema de Satélite de Navegação Orbital Global). Futuramente, haverá ainda um sistema europeu chamado GALILEO. Um termo geral para estes sistemas é o GNSS (Sistema de Satélite de Navegação Global).

[0003] No sistema GPS, por exemplo, mais de 20 satélites - também referidos como veículos espaciais (SV) - orbitam sobre a terra. Cada um dos satélites transmite dois sinais de portadora L1 e L2. Um destes sinais de portadora L1 é empregado para carregar uma mensagem de navegação e os sinais de código de um serviço de posicionamento padrão (SPS). A fase da portadora L1 é modulada em cada satélite com um diferente código C/A (de Aquisição Inicial). Deste modo, diferentes canais são obtidos para a transmissão por parte dos diferentes satélites. O código C/A é um código de ruído pseudo-aleatório (PRN), que espalha o espectro sobre uma largura de banda nominal de 20.46 MHz. O mesmo é repetido a cada 1023 bits, o valor epoch do código sendo 1 ms. Os bits do código C/A são também referidos como chip. A frequência da portadora do sinal L1 é ainda modulada com as informações

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 7/53 / 41 de navegação a uma taxa de bits de 50 bits/s. As informações de navegação compreendem em particular um timestamp (carimbo de tempo) que indica a hora de transmissão e os parâmetros dos dados de efemérides e almanaque.

[0004] Os parâmetros dos dados de efemérides do sistema GPS são basicamente parâmetros de órbita de satélite para um modelo de órbita polinomial de curto periodo da verdadeira trajetória do satélite. Os parâmetros são mantidos e atualizados em um servidor de controle de sistema GPS e também atualizados nos satélites. Baseado nos parâmetros dos dados de efemérides e de almanaque disponíveis, um algoritmo pode estimar a posição do satélite a qualquer momento enquanto o satélite estiver na respectiva seção descrita. Os modelos de órbita polinomiais possuem apenas um grau de liberdade, ou seja, o tempo. A base de tempo para os parâmetros dos dados de efemérides e almanaque é o tempo do sistema GPS, ou seja, o tempo de semana (TOW) do sistema GPS. O cálculo da posição de satélite é basicamente uma extrapolação das posições do satélite ao longo da órbita como uma função do tempo que se inicia a partir de uma posição inicial conhecida. A posição inicial ê também definida por meio de parâmetros nos dados de efemérides e almanaque. Um carimbo de tempo indica ainda quando o satélite está em uma dada posição orbital inicial. Os carimbos de tempo são chamados de tempo de efemérides (TOE) para os parâmetros de dados de efemérides e o tempo de aplicabilidade (TOA) para os parâmetros de dados de almanaque. Ambos os tempos TOE e TOA são referidos no tempo TOW do sistema GPS.

[0005] Os parâmetros de dados de efemérides podem geralmente ser usados apenas durante 2 a 4 horas para a determinação da posição de um satélite, devido ao ajuste de período muito curto. Por outro lado, uma precisão mais exata pode ser obtida com este ajuste curto do que com um ajuste maior. A precisão atingível é de 2 a 5 metros. Os parâmetros de dados de almanaque, em contrapartida, podem ser usados para um posicionamento de satélite inicial mesmo durante semanas, contudo eles não são adequados para o posicionamento exato corrente devido à fraca precisão resultante do ajuste de longo período e também de um número menor de parâmetros. Os dados de efemérides e almanaque são difundidos a partir dos

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 8/53 / 41 satélites de sistema GPS em um formato especificado no documento de controle de interface de sistema GPS aberto (ICD) chamado ICD-GPS-200. Atualmente, todos os receptores de sistema GPS têm de suportar este formato.

[0006] Um receptor de sistema GPS do qual a posição deve ser determinada recebe os sinais transmitidos pelos satélites naquele momento disponíveis, e detecta e monitora os canais usados por diferentes satélites baseados nos diferentes códigos C/A compreendidos. Para a aquisição e monitoramento de um sinal de satélite, um sinal recebido por uma porção de radiofrequência (RF) do receptor de sistema GPS é primeiramente convertido à banda-base. Em uma porção de bandabase, os erros de frequência, por exemplo, devidos ao efeito Doppler, são removidos por um misturador. Em seguida, o sinal é correlacionado aos códigos de réplica disponíveis para todos os satélites. A correlação pode ser feita, por exemplo, usando um filtro combinado. Os valores de correlação podem ser ainda integrados de forma coerente e/ou incoerente a fim de aumentar a sensibilidade da aquisição. Um valor de correlação que excede um valor limite indica o código C/A e a fase de código, os quais são requeridos para desespalhar o sinal e, deste modo, re-ganhar as informações de navegação.

[0007] Em seguida, o receptor determina o tempo de transmissão do código transmitido por cada satélite, geralmente baseado nos dados das mensagens de navegação decodificadas e nas contagens dos valores epoch e chip dos códigos C/A. O tempo de transmissão e o tempo medido da chegada de um sinal no receptor permitem a determinação do tempo de vôo requerido pelo sinal para se propagar do satélite para o receptor. Ao se multiplicar este tempo de vôo pela velocidade da luz, o mesmo é convertido à distância, ou faixa, entre o receptor e o respectivo satélite. Além disso, o receptor estima a posição dos satélites no momento de transmissão, geralmente baseada nos parâmetros de dados de efemérides nas mensagens de navegação decodificadas.

[0008] As distâncias computadas e as posições estimadas dos satélites então permitem um cálculo da posição corrente do receptor uma vez que o receptor se localiza em uma interseção das faixas de um conjunto de satélites.

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 9/53 / 41 [0009] De maneira similar, é uma ideia geral do posicionamento do sistema GNSS receber sinais de satélite em um receptor que deve ser posicionado, medir o tempo que os sinais levam para se propagarem a partir de uma posição de satélite estimada para o receptor, calcular a partir deste tempo de propagação a distância entre o receptor e o respectivo satélite e ainda a posição corrente do receptor, fazendo uso ainda das posições estimadas dos satélites. Pode-se esperar que o Sistema de Navegação de Satélite europeu, Galileo, venha a ter um documento ICD próprio. De acordo com o rascunho “L1 band part of Galileo Signal in Space ICD (SIS ICD)”, 2005, do Galileo Joint Undertaking, o documento ICD Galileo ficarã bem parecido com o documento GPS ICD, porém não exatamente igual. Haverá dados de efemérides e almanaque do sistema Galileo, e ambos serão relativos a um tempo de sistema Galileo.

[0010] Um posicionamento de sistema GPS pode ser feito em três modos de posicionamento diferentes. O primeiro modo é um posicionamento baseado no sistema GPS independente. Isto significa que o receptor de sistema GPS recebe sinais dos satélites de sistema GPS e calcula a partir destes sinais a sua posição sem nenhuma informação adicional de outras fontes. O segundo modo é um posicionamento de sistema GPS baseado em uma estação móvel assistida por rede. Para este modo, o receptor de sistema GPS pode ser associado a um dispositivo de comunicação móvel. O receptor de sistema GPS pode ser integrado ao dispositivo de comunicação móvel ou ser um acessório para o dispositivo de comunicação móvel. Uma rede de comunicação móvel provê dados de assistência, recebidos pelo dispositivo de comunicação móvel e transmitidos para o receptor de sistema GPS para melhorar o seu desempenho. Estes dados de assistência podem ser, por exemplo, pelo menos informações de dados de efemérides, de posição e de tempo. Os cálculos de posicionamento são feitos também neste caso no receptor de sistema GPS. O terceiro modo é um posicionamento de sistema GPS assistido por uma estação móvel baseado em rede. Para este modo, o receptor de sistema GPS é associado também ao dispositivo de comunicação móvel. Neste modo, uma rede de comunicação móvel provê pelo menos informações de assistência de aquisição e de tempo via o dispositivo de comunicação móvel para o receptor de sistema GPS de modo a suportar as medições. Os resultados da medição são em seguida providos

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 10/53 / 41 através do dispositivo de comunicação móvel para a rede de comunicação móvel, que calcula a posição. A segunda e a terceira abordagens são também referidas em comum como um sistema GPS assistido (A-GPS). Quando os dados de assistência compreendem uma posição de referência e dados de efemérides para um satélite em particular, por exemplo, o receptor de sistema GPS poderá determinar a posição e a movimentação aproximadas do satélite e, deste modo, limitar o tempo de propagação possível do sinal de satélite e a frequência Doppler corrente. Com os limites conhecidos do tempo de propagação e a frequência Doppler, ainda as fases de código possíveis que têm de ser verificadas podem ser limitadas.

[0011] Os dados de assistência para o sistema A-GPS foram especificados e padronizados para todos os sistemas de comunicação celular. A entrega de dados de assistência é feita no topo dos protocolos específicos de sistema de comunicação celular, quais sejam, o RRLP para o Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM), o IS-801 para o Acesso Múltiplo de Divisão de Código (CDMA), o RRC para o Acesso CDMA em banda larga (WCDMA) e o OMA SUPL. O modo assistido por estação móvel é atualmente empregado nas redes de acesso CDMA nos Estados Unidos para o posicionamento de chamadas de emergência.

[0012] Existem muitos aspectos comuns em todos os protocolos celulares, por exemplo, os modos de sistema GPS suportados. Ou seja, todos os protocolos celulares suportam o sistema GPS baseado em estação móvel, o sistema GPS assistido por estação móvel e o sistema GPS independente. Além disso, todos os protocolos têm uma alta dependência do sistema GPS. Conforme indicado acima, os dados de assistência providos para o sistema A-GPS por meio de uma rede de comunicação celular podem compreender dados de navegação de satélite incluindo os dados de efemérides e almanaque do sistema GPS. Todos os protocolos celulares para os dados de assistência de sistema GPS definem para este fim elementos de informação de dados de efemérides e almanaque (IE) com apenas poucas diferenças. Os elementos IE de dados de efemérides e almanaque definidos nos protocolos celulares são praticamente idênticos aos definidos no documento ICD- GPS-200. Sendo assim, os mesmos têm também as mesmas limitações e precisão esperada dos dados de efemérides e almanaque difundidos

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 11/53 / 41 pelos satélites. Esta correspondência facilita ao receptor de sistema GPS usar os dados de assistência nos cálculos de posição, e não requer praticamente nenhuma conversão ou software extra. Ainda um modelo de ionosfera de sistema GPS é enviado pelo enlace celular de acordo com todos os protocolos celulares. Os elementos de dados de assistência de sistema GPS são enlaçados ao tempo de sistema GPS de acordo com todos os protocolos celulares. Além disso, a assistência de aquisição é feita sob medida apenas para o sistema GPS e não pode ser usada para o cálculo de posição na estação móvel de acordo com todos os protocolos celulares. Finalmente, todos os elementos de dados são indexados de acordo com a constelação de satélites de sistema GPS de acordo com todos os protocolos celulares.

[0013] No entanto, ao mesmo tempo que existem muitos aspectos comuns em todos os protocolos celulares relativos ao sistema GPS, existem também diferenças. Isto significa que o software terminal que recebe os dados de assistência tem de ter uma camada de adaptação para os protocolos celulares ou suportar apenas alguns protocolos celulares. Além disso, as diferenças nos protocolos celulares, especialmente nos conteúdos das mensagens, têm efeitos sobre o desempenho do sistema A-GPS em termos do tempo para o primeiro ponto fix e da sensibilidade.

[0014] Um outro problema é que, a fim de usar os parâmetros de dados de efemérides e almanaque de modo a prever de maneira precisa as fases de código de satélite esperadas e as frequências Doppler no receptor de sistema GPS para a aquisição de sinal inicial, os dados de assistência da rede têm de incluir também uma assistência de tempo TOW de sistema GPS exata. Nas redes de sistema GSM e de acesso WCDMA, uma entrega exata do tempo TOW de sistema GPS requer o emprego das Unidades de Medição de Localização (LMU) em cada estação base celular, que conseguem obter e avaliar os sinais de sistema GPS. As unidades LMU, no entanto, são onerosas e requerem uma manutenção constante.

[0015] Além disso, os formatos dos dados de efemérides e almanaque em questão nos protocolos celulares se baseiam nos formatos definidos especificamente para o sistema GPS. Os dados de assistência serão também importantes para o sistema

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Galileo, a fim de garantir que o desempenho do sistema Galileo seja igual ao do sistema A-GPS. Pode-se esperar que o formato de dados de efemérides do sistema Galileo seja diferente dos formatos de dados de efemérides e almanaque do sistema GPS de modo que o formato dos dados de assistência do sistema GPS não possa simplesmente ser usado também no sistema Galileo. Quando os dados de efemérides do sistema Galileo são diferentes dos dados de efemérides do sistema GPS, os padrões celulares tem de ser aumentados com os elementos de informação específicos do sistema Galileo, e o uso do sistema Galileo para um posicionamento requer um software extra nos receptores. Além disso, os sistemas GPS e Galileo podem ter uma qualidade de serviço diferente, ou seja, os dados de efemérides do sistema Galileo podem ser mais precisos que os dados de efemérides do sistema GPS, resultando em uma precisão maior do posicionamento baseado no sistema Galileo. Além disso, os parâmetros de dados de efemérides dos sistemas Galileo e GPS podem ter diferentes tempos de vida. Neste caso, uma atualização simultânea dos dados de assistência não é possível, mas as atualizações dos dados de assistência precisam ser programadas independentemente para os sistemas Galileo e GPS.

[0016] Sendo assim, existem vários problemas com os dados de assistência de sistema GPS atuais.

[0017] Foi proposto aumentar os elementos de dados de assistência de sistema GPS do grupo 3GPP para os sinais do sistema Galileo, modificando a indexação dos elementos de dados de efemérides de modo que a indexação possa também incluir os satélites do sistema Galileo. O formato dos dados de efemérides seria então essencialmente igual para os satélites dos sistemas GPS e Galileo. Com estas soluções, os dados de assistência dos sistemas GPS e Galileo ficariam restritos às limitações dos correntes dados de efemérides e almanaque do sistema GPS, e ainda uma entrega de tempo TOW de sistema GPS é também requerida.

[0018] Além disso, é conhecido aumentar a precisão e a integridade dos modelos de órbita por meio de dados de correção. O Serviço de Sobreposição de Navegação Geostacionária Europeu (EGNOS) e o Sistema de Aumento de Área Remota

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 13/53 / 41 (WAAS), por exemplo, determinam os dados de correção do sistema GPS, os quais levam em conta, por exemplo, os retardos de sinal de sistema GPS causados pela atmosfera ou pela ionosfera. Os dados de correção são transmitidos através de satélites geoestacionários e os dados podem ser recebidos por meio de receptores de sistema GPS adequados, e usados para aumentar a precisão de um posicionamento baseado no sistema GPS. Além disso, as correções de sistema GPS diferencial (DGPS) foram introduzidas de modo a mitigar o efeito da disponibilidade seletiva. Elas são adequadas para remover os efeitos da atmosfera e as oscilações de posição e relógio de satélite. Contudo, as correções dos sistemas WAAS, EGNOS e DGPS são sempre ligadas a um único conjunto de efemérides. Quando são usados parâmetros orbitais de satélite de longo período ao invés dos parâmetros de dados de efemérides normais, as correções dos sistemas WAAS, EGNOS e DGPS não podem ser usadas, uma vez que as mesmas se referem aos dados de efemérides normais.

Sumário Da Invenção [0019] A presente invenção provê alternativas à provisão e ao uso convencionais dos dados de assistência para um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel.

[0020] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um primeiro método é proposto para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende a conversão dos parâmetros disponíveis na rede de comunicação de um modelo de órbita dedicado descrevendo o movimento de um satélite, cujo modelo de órbita dedicado é definido para um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O método compreende ainda a provisão dos parâmetros convertidos como parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 14/53 / 41 [0021] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, um segundo método é ainda proposto para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende receber no dispositivo móvel os dados de assistência da rede de comunicação incluindo os parâmetros de um modelo de órbita que descreve o movimento de um satélite. O método compreende ainda estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite baseado nos parâmetros recebidos do modelo de órbita comum. De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é ainda provido um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, cujo dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com a rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreende um meio de processamento. O meio de processamento é adaptado para converter os parâmetros disponíveis de um modelo de órbita dedicado que descreve o movimento de um satélite, cujo modelo de órbita dedicado ê definido para um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O meio de processamento é adaptado ainda para prover os parâmetros convertidos como parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[0022] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é provido ainda um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor adaptado para obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende ainda um componente de comunicação adaptado para receber da rede de comunicação os dados de assistência com os parâmetros de um modelo de órbita comum que descreve o movimento de um satélite. O dispositivo móvel compreende ainda um meio de processamento adaptado para estimar a posição de

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 15/53 / 41 um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite baseado nos parâmetros recebidos do modelo de órbita comum.

[0023] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é ainda proposto um sistema que compreende o elemento de rede proposto do primeiro aspecto da presente invenção e o dispositivo móvel proposto do primeiro aspecto da presente invenção.

[0024] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é ainda proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, cujo dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com a rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando executado pela unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software realiza o primeiro método do primeiro aspecto da presente invenção.

[0025] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é proposto ainda um primeiro produto de programa de software, no qual é armazenado o primeiro código de software proposto para o primeiro aspecto da presente invenção.

[0026] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é proposto um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Ao ser executado por uma unidade de processamento de um dispositivo móvel, o Código de software realiza o segundo método do primeiro aspecto da presente invenção.

[0027] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é proposto ainda um segundo produto de programa de software, no qual é armazenado o segundo código de software proposto para o primeiro aspecto da presente invenção.

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 16/53 / 41 [0028] O primeiro aspecto da presente invenção se baseia na ideia de que o formato dos parâmetros de um modelo de órbita, providos como dados de assistência para um posicionamento baseado em satélite, pode ser desacoplado do formato dos parâmetros de órbita definidos no âmbito de um respectivo sistema de posicionamento baseado em satélite. É proposto para este fim que os parâmetros de órbita disponíveis para um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular sejam convertidos em parâmetros de um modelo de órbita comum. O modelo de órbita comum pode, sem, no entanto, precisar ser definido em comum para pelo menos dois sistemas de posicionamento baseado em satélite. Deve-se notar que o termo conversão quer incluir também um re-cálculo dos parâmetros para o modelo de órbita comum.

[0029] É uma vantagem do primeiro aspecto da presente invenção que o mesmo modelo de órbita possa ser usado para os dados de assistência de vários sistemas de posicionamento baseados em satélite. Com o modelo de órbita comum, um desempenho similar em termos de precisão pode ser obtido para todos os sistemas de posicionamento baseados em satélite. Ainda, podem ser facilmente adicionados novos sistemas de posicionamento baseados em satélite.

[0030] Deste modo, o posicionamento assistido, como o sistema A-GNSS, pode ser harmonizado em vários padrões de comunicação, por exemplo, em todos os padrões celulares. Nos dispositivos móveis, o modelo de órbita comum facilita ainda uma hibridização, por exemplo, uma hibridização de sistema Galileo-GPS que permite que um dispositivo móvel baseie os cálculos de posicionamento nos sinais de satélite dos satélites do sistema GPS e dos satélites do sistema Galileo. É ainda possível se usar o modelo de órbita comum como um único modelo de órbita para um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, por exemplo, ao invés do modelo efemérides e almanaque do sistema GPS, e igualmente como um modelo de órbita único para todos os modos de posicionamento, por exemplo, para o sistema GNSS assistido por estação móvel e para o sistema GNSS baseado em estação móvel. O uso de um modelo de órbita comum reduz, assim, o número de elementos de dados que têm de ser suportados nos padrões de comunicação. O tamanho e a complexidade de um software de posicionamento em um dispositivo

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 17/53 / 41 móvel podem ser minimizados ao se usar o modelo de órbita comum em um dispositivo móvel, possivelmente para um receptor de sistemas GPS / Galileo híbrido, que dispensa um posicionamento independente. Ou seja, no caso de o próprio dispositivo móvel não ter nenhum software que suporte o modelo de órbita comum proposto, mesmo que esta não seja uma modalidade preferida. O mesmo modelo de órbita comum poderia ainda ser usado além da provisão de dados de assistência para os sistemas de posicionamento terrestre.

[0031] É ainda uma vantagem do primeiro aspecto da presente invenção que possíveis mudanças no formato dos parâmetros dos modelos de órbita dedicados, tais como os parâmetros definidos no documento ICD-GPS-200, não precisam de mudanças nos parâmetros convertidos. A interface entre a rede de comunicação e o dispositivo móvel pode, assim, permanecer igual. Apenas a conversão de parâmetro implementado tem de ser adaptada.

[0032] É ainda uma vantagem do primeiro aspecto da presente invenção que o formato dos parâmetros convertidos não seja ligado ao formato dos parâmetros originais. A conversão, deste modo, permite a provisão de parâmetro aperfeiçoada e, assim, o aperfeiçoamento de um posicionamento assistido.

[0033] O modelo de órbita comum compreende, por exemplo, mais parâmetros que um modelo ou parâmetros de órbita dedicados tendo um comprimento maior de palavras que os parâmetros correspondentes de um modelo de órbita dedicado. Isto permite o aumento da precisão do modelo de órbita e/ou do tempo de validade dos respectivos parâmetros. Quando o modelo de órbita é mais preciso, da mesma forma o posicionamento obtenível poderá ser mais preciso. Quando os parâmetros são válidos para um tempo maior, menos atualizações são requeridas, o que economiza largura de banda no sistema de comunicação.

[0034] O Laboratório de Propulsão a Jato do Instituto de Tecnologia da Califórnia (JPL) já mostrou que é possível aumentar a precisão e a vida dos modelos de órbita de satélite ao aumentar o comprimento das palavras dos parâmetros orbitais. O Serviço Internacional de sistema GPS, IGS, do laboratório JPL, compartilha os

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 18/53 / 41 modelos de órbita de alta precisão por um período de 48 horas pela Internet. O laboratório JPL publica os então chamados dados de posição de órbita ultra rápidos que são válidos e precisos em nível de decímetro pelo menos +/- 24 h, ou seja, 24 horas adiantadas. Os dados são tipicamente em formato sp3, contendo as coordenadas de posição e a velocidade de satélite em um quadro ECEF (Earth Centered Earth Fixed), do tempo de relógio e das estimativas de precisão amostradas no mesmo intervalo, de tipicamente 15 min. Os dados não são adequados para o posicionamento do terminal como tal, mas devem ser modulados, por exemplo, por meio de um ajuste polinomial de modo a prover um conjunto compacto de parâmetros para um terminal para a posição de satélite e extrapolação de velocidade como uma função de tempo. Para o ajuste polinomial, é possível se usar o ”formato polinomial definido para os dados de efemérides do sistema GPS. A modelação é também necessária para a flutuação de relógio de satélite. O serviço IGS oferece informações precisas também para os relógios de satélite que precisam ser modelados, por exemplo, com polinomiais também. Um modelo de relógio é incluído na difusão de satélite padrão no sub- quadro 1 de acordo com o documento GPS ICD, e é provido também na assistência celular. Presume-se que o modelo de relógio seja tipicamente uma parte dos dados de efemérides, mas é ainda um modelo independente.

[0035] A Global Locate Inc. já mostrou que é possível aumentar a precisão e a vida dos modelos de órbita de satélite ao calcular o ajuste polinomial compatível com o do documento ICD-GPS-200 por meio do uso de critérios de ajuste alternativos que os usados pelo sistema GPS. O serviço de dados de efemérides de satélite da Global Locate Inc. utiliza o formato ICD-GPS-200 para carregar modelos de órbita de longo período para toda a constelação de sistema GPS. A vida do modelo de longo período pode ser muito maior que a vida dos dados de efemérides difundidos. O método mais recente, no entanto, é ainda ligado ao formato de dados de efemérides de sistema GPS.

[0036] Os parâmetros disponíveis de um modelo de órbita dedicado podem ser, por exemplo, os dados de efemérides difundidos ou outros dados orbitais, os dados de efemérides ou outros dados orbitais providos pelos segmentos de controle do

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 19/53 / 41 sistema GNSS, e/ou os dados de efemérides ou outros dados orbitais providos por uma fonte externa, tal como o serviço IGS.

[0037] O modelo de órbita comum pode se basear nas órbitas e parâmetros Keplerianos utilizados para os modelos de dados de efemérides e almanaque do sistema GPS. Mas é igualmente possível se usar várias outras representações para modelar as informações de posição de satélite. São exemplos os polinomiais de Spline, os polinomiais Hermiteanos, os polinomiais contínuos definida por trechos, etc. À guisa de exemplo, um modelo polinomial de quarta ordem pode ser ajustado à trajetória orbital de satélite verdadeira dada em um quadro ECFE. O modelo polinomial pode ser ajustado usando-se um critério que minimiza a raiz da média dos erros quadrados (RMSE). O modelo polinomial pode então ser usado para extrapolar as informações de posição de satélite encaminhadas em tempo.

[0038] Devido ao seu formato sp3, inclusive uma posição ECEF, uma velocidade ECEF e a polarização de relógio / precisões de flutuação (std), os dados de serviço IGS são fáceis de usar, por exemplo, no ajuste polinomial. A modelação pode ser feita, por exemplo, pelo ajuste polinomial de Splice ou Hermiteano de modo que os polinomiais se ajustem à posição de satélite e aos dados de velocidade pelo período das anteriores 24 a 48 h. Com o modelo de órbita comum proposto, há mais liberdade para selecionar os parâmetros comparado ao simples uso do formato polinomial definido para os dados de efemérides do sistema GPS. A ordem polinomial, o número de parâmetros e os tamanhos de palavra podem ser selecionados de acordo com a precisão desejada e a vida esperada do ajuste.

[0039] Os parâmetros de modelo de órbita comum eventualmente providos como parte dos dados de assistência podem compreender os parâmetros para toda a constelação de satélites de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, para toda a constelação de satélites de uma pluralidade de sistemas de posicionamento baseados em satélite, ou para uma parte de uma ou mais constelações de satélite, dependendo das capacidades do dispositivo móvel.

[0040] Os sistemas de posicionamento baseados em satélite suportados podem ser

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 20/53 / 41 selecionados arbitrariamente. Os mesmos podem compreender, por exemplo, os sistemas GPS, GLONASS e Galileo, porém igualmente os sistemas EGNOS e WAAS, etc.

[0041] Além dos parâmetros convertidos, os dados de assistência providos podem compreender em particular um tempo de referência, por exemplo, na forma de parâmetros de modelo de relógio, e uma localização de referência. Deve-se notar que também o próprio modelo de órbita comum poderia conter, além de um modelo para a posição de satélite e dados de velocidade, um modelo para a polarização e flutuação de relógio de satélite, uma referência de tempo para a inicialização, as estimativas de posição de satélite, a velocidade e a precisão de relógio, e, possivelmente também um modelo de atitude de satélite para a correção de rolamento de fase para um cálculo de posicionamento de ponto preciso (PPP). O quadro de coordenadas para os modelos de posição e velocidade é, com vantagem, o quadro ECFE, uma vez que a correção de rotação da terra pode ser facilmente feita em um quadro ECFE. Uma conversão para os quadros locais (Leste-NorteAcima) pode ser obtida com uma simples multiplicação da matriz. Os dados de serviço IGS podem ser compreendidos no quadro ECEF.

[0042] Além disso, os dados de assistência providos podem compreender outras informações. São exemplos as correções de sistema DGPS, as correções de Cinemática de Tempo Real (RTK). E as medições de fase de portadora para os sinais de satélite. Para um posicionamento de cinemática RTK de alta precisão, fazse referência ao documento WO 2004/000732 A1. As medições de fase de portadora e os dados de referência de cinemática RTK, por exemplo, são adequadas para suportar um posicionamento de alta precisão. Deve-se entender que as correções de cinemática RTK conhecidas para o sistema GPS podem ser adaptadas conforme necessário para o suporte de um posicionamento baseado no sistema Galileo, etc. Outros exemplos de dados de assistência são as correções de sistema EGNOS E WAAS. A difusão de dados dos satélites de sistemas EGNOS E WAAS geostacionários é difícil de receber em áreas de alta latitude. Os dados podem portanto ser providos como dados de assistência de rede, particularmente se o modelo de órbita comum for um modelo de órbita de curto período, uma vez que as

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 21/53 / 41 correções correntes de sistemas EGNOS / WAAS como tais não são adequadas para modelos de órbita de longo período. Um outro exemplo de dados de assistência adicionais são as correções diferenciais de curto período para os modelos de órbita de longo período. Um outro exemplo ainda de dados de assistência são os parâmetros de modelo de ionosfera e/ou os parâmetros de modelo de troposfera. Um outro exemplo ainda de dados de assistência são os avisos de integridade de curto período, que podem ser providos no caso de uma falha repentina do satélite, a fim de excluir o satélite do cálculo de posição. Ainda um outro exemplo de dados de assistência são os bits de dados de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite que permitem uma limpeza dos dados após solicitação de um dispositivo móvel. A limpeza de dados é um método para aumentar a sensibilidade em um receptor de sinal de satélite. Por exemplo, quando o conteúdo de dados de sistema GPS é desconhecido, é possível integrar coerentemente os sinais sistema GPS apenas para períodos de 20 ms (1 bit de sistema GPS). No caso em que os bits de dados são conhecidos, uma integração de sinal coerente pode ser continuada por diversos bits de sistema GPS, resultando em um ganho de aproximadamente 1,5dB em sensibilidade cada vez que o tempo de integração ê dobrado. Por exemplo, 40 ms (2 bits) podem resultar em um ganho de 1,5 dB, e 80 ms (4 bits) em um ganho de 3 dB.

[0043] Em uma modalidade da presente invenção, o mesmo ou outro elemento de rede da rede de comunicação ainda substitui um valor de referência nos parâmetros convertidos baseado em um tempo de sistema de posicionamento baseado em satélite por um valor de referência baseado em um tempo de sistema de comunicação. Ou seja, o modelo de órbita comum se refere a uma base de tempo de sistema de comunicação, e as informações de posição de satélite podem, então, ser calculadas como uma função do tempo de sistema de comunicação ao invés de, por exemplo, um tempo de sistema GPS ou Galileo.

[0044] A base de tempo de sistema de comunicação pode ser usada quando a relação entre o sistema GNSS e os tempos de sistema de comunicação é precisamente conhecida no sentido de permitir uma previsão exata de fase de sinal e de Doppler para uma alta sensibilidade. Para o tempo de sistema de comunicação,

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 22/53 / 41 campos opcionais podem ser providos nos dados de assistência, dependendo do sistema de comunicação. As informações específicas de sistema podem ser o quadro, slot e bit para o sistema GSM, o número de quadro de sistema, o slot e chip para o acesso WCDMA, o tempo UTC para o acesso CDMA. Considerando o slot e o bit ou o chip, respectivamente, tanto no sistema GSM como no acesso WCDMA, garante-se uma resolução suficiente. Os campos podem conter ainda uma estimativa de incerteza de tempo (std) para estimar a incerteza de fase de sinal e das previsões de Doppler.

[0045] Em uma outra modalidade da presente invenção, o modelo de órbita comum é referido em duas bases de tempo, por exemplo, o tempo UTC e/ou um tempo de sistema de comunicação. O tempo UTC provê uma referência de tempo universal para qualquer sistema GNSSs e torna possível avaliar o número de rolamentos de quadro /super-quadro específicos, por exemplo, para sistemas celulares. A referência de tempo UTC é também adequado para remover o problema das diferenças de tempo de sistema GNSS. Os sistemas GPS, Galileo e Glonass possuem diferentes tempos de sistema. Sendo assim, as polarizações entre os tempos de sistema têm de ser conhecidas, quando os sistemas são usados em um posicionamento hibrido, por exemplo, usando um sinal de sistema GPS para prever a fase dos sinais de sistema Galileo. Este problema é removido ao basear o modelo em uma base de tempo comum, ou seja, o tempo UTC. As diferenças entre os tempos de sistema GNSS podem ser compensadas no modelo de relógio. Um modelo de relógio comum pode usar, por exemplo, um ajuste polinomial contínuo de segunda ordem tendo três parâmetros, polarização, flutuação e deslocamento. Isto é praticamente igual ao modelo de relógio do documento GPS ICD corrente. Ainda, qualquer outro modelo pode ser usado também. O modelo de relógio pode também incluir uma estimativa de precisão ou incerteza para o erro de relógio. O tempo UTC pode também ser um carimbo de tempo / ID para o modelo de órbita.

[0046] Os dados de assistência podem ser transmitidos para um dispositivo móvel particular, particularmente após uma solicitação por parte do dispositivo móvel. De maneira alternativa, no entanto, os mesmos podem ser também difundidos, por exemplo, em uma respectiva célula de um sistema de comunicação celular.

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 23/53 / 41 [0047] Um dispositivo móvel que recebe os dados de assistência pode então estimar uma posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros convertidos.

II.

[0048] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um primeiro método é proposto para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende a substituição na rede de comunicação de um valor de referência baseado no tempo de sistema de posicionamento baseado em satélite nos parâmetros disponíveis de um modelo de órbita que descreve o movimento de um satélite por meio de um valor de referência baseado em um tempo de sistema de comunicação. O método compreende ainda a provisão dos parâmetros que incluem o valor de referência como uma parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, um segundo método é ainda proposto para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O método compreende o recebimento no dispositivo móvel dos dados de assistência da rede de comunicação incluindo um carimbo de tempo baseado em um tempo de sistema de comunicação. O método compreende ainda a determinação no dispositivo móvel de um tempo de sistema de comunicação. O método compreende ainda a estimativa no dispositivo móvel de uma posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros dos dados de assistência baseados no tempo de sistema de comunicação determinado.

[0049] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é ainda proposto um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 24/53 / 41 assistência, cujo dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com a rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreende um meio de processamento. O meio de processamento é adaptado para substituir um valor de referência baseado em um tempo de sistema de posicionamento nos parâmetros disponíveis de um modelo de órbita que descreve o movimento de um satélite por meio de um valor de referência baseado em um tempo de sistema de comunicação. O meio de processamento é adaptado ainda para prover os parâmetros que incluem um valor de referência substituído como parte dos dados de assistência para o posicionamento baseado em satélite.

[0050] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é proposto ainda um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor de sinal de satélite adaptado para obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende ainda um componente de comunicação adaptado para receber da rede de comunicação os dados de assistência com um carimbo de tempo baseado em um tempo de sistema de comunicação. O dispositivo móvel compreende ainda um meio de processamento adaptado para determinar um tempo de sistema de comunicação. O dispositivo móvel compreende ainda um meio de processamento adaptado para estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros dos dados de assistência recebidos baseados em um tempo de sistema de comunicação determinado.

[0051] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é ainda proposto um sistema que compreende o elemento de rede proposto do segundo aspecto da presente invenção e o dispositivo móvel proposto do segundo aspecto da presente invenção.

[0052] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é ainda proposto um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 25/53 / 41 satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, cujo dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Quando executado pela unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software realiza o primeiro método do segundo aspecto da presente invenção.

[0053] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é proposto ainda um primeiro produto de programa de software, no qual é armazenado o primeiro código de software proposto para o segundo aspecto da presente invenção.

[0054] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é proposto ainda um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Ao ser executado por uma unidade de processamento de um dispositivo móvel, o código de software realiza o segundo método do segundo aspecto da presente invenção.

[0055] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é proposto ainda um segundo produto de programa de software, no qual é armazenado o segundo código de software proposto para o segundo aspecto da presente invenção.

[0056] O segundo aspecto da presente invenção se baseia na ideia de que as posições de satélite podem ser estimadas com base nos parâmetros de um modelo de órbita usando um tempo de sistema de comunicação ao invés de um tempo de sistema de posicionamento baseado em satélite. Para permitir tal estimativa, é proposto que um valor de referência dos parâmetros disponíveis baseado em um sistema de posicionamento baseado em satélite seja substituído por um tempo de sistema de comunicação baseado no valor de referência. Por exemplo, no caso dos parâmetro de dados de efemérides de sistema GPS, o tempo TOE é substituído por um tempo de sistema de comunicação e no caso dos parâmetros de dados de

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 26/53 / 41 almanaque de sistema GPS, o tempo TOA ê substituído por um tempo de sistema de comunicação. A relação entre o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite e o tempo do sistema de comunicação deve ser conhecida na rede de comunicação a fim de substituir os valores de referência conforme propostos. Porém, uma vez que a precisão para a relação de tempo não é muito estrita, a relação pode se tornar disponível à rede de diversas maneiras.

[0057] É uma vantagem do segundo aspecto da presente invenção que os dados de assistência sejam feitos independentes do tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite, e que o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite não tenha de se tornar disponível para o dispositivo móvel.

[0058] O segundo aspecto da presente invenção pode ser empregado para qualquer sistema de posicionamento baseado em satélite assistindo, por exemplo, para um sistema A-GPS ou para um sistema Galileo assistido.

[0059] Quando a rede de comunicação é uma rede de sistema GSM, por exemplo, o tempo do sistema de comunicação pode ser definido por uma combinação respectiva de um número de quadro, um slot de tempo, e de um número de bit. Quando a rede de comunicação é uma rede de acesso WCDMA, por exemplo, o tempo do sistema de comunicação poderá ser definido por um respectivo número de quadro de sistema, slot e chip. Todos os terminais celulares correntes, por exemplo, já decodificam os números de quadro de sistema. Sendo assim, as informações de tempo adequadas já se encontram disponíveis para os cálculos de posição de satélite, ou seja, para a extrapolação das posições de satélite usando um tempo de sistema de comunicação.

[0060] No caso do sistema GPS, uma extensão do corrente sistema GSM e do padrão celular de acesso WCDMA com carimbos de tempo celular torna-se fácil.

Existem ainda elementos IE e parâmetros para transferência de tempo precisa. Os mesmos parâmetros podem ser adicionados aos elementos IE dos dados de efemérides e almanaque a serem usados no Iugar do tempo TOE e TOA, mas tendo as mesmas informações temporais e uso como um tempo TOW. Este método

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 27/53 / 41 seria também compatível para trás.

[0061] Um dispositivo móvel pode receber os dados de assistência com o valor de referência substituído da rede de comunicação. Ele pode em seguida determinar um tempo de sistema de comunicação e estimar a posição de um satélite do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite usando os parâmetros dos dados de assistência baseados em um tempo de sistema de comunicação. Com as informações de posição de satélite, uma previsão precisa das fases de código e das frequências Doppler dos sinais de satélite recebidos é permitida, conforme conhecido na técnica, mesmo que um tempo de sistema de posicionamento baseado em satélite não seja provido à dispositivo móvel.

[0062] Um dispositivo móvel tendo os dados de assistência recebidos da rede de comunicação pode prover por padrão um conjunto predeterminado de itens de feedback para a rede de comunicação. Nas abordagens existentes, o conjunto de itens de feedback depende, em contrapartida, do modo de posicionamento, ou seja, se o posicionamento é uma estação móvel baseada na estação móvel assistida. Os dados de feedback podem incluir informações de posição, tais como a posição determinada do dispositivo móvel, do dispositivo móvel, como uma posição determinada do dispositivo móvel, uma velocidade determinada do dispositivo móvel, um tempo determinado de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite e incertezas de medição e/ou posição determinadas. Os dados de feedback podem incluir ainda as medições dos sinais de satélite recebidos e/ou uma relação entre um tempo de sistema de posicionamento baseado em satélite e um tempo de sistema de comunicação. Os dados de feedback podem incluir ainda as medições de Diferença de Tempo Observada (OTD) feitas nos sinais recebidos de uma pluralidade de estações de base de uma rede de comunicação. O dispositivo móvel pode retornar as medições de diferença OTD para a rede de comunicação nas unidades de segundos, ou seja, de micro ou nanossegundos, ao invés das diferenças de quadro ou sub-quadro, a fim de tornar as informações independentes.

[0063] Pode ainda ser requerido que o dispositivo móvel mantenha uma relação entre um tempo do pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 28/53 / 41 e um tempo de sistema de comunicação. Quando o dispositivo móvel obtém um ponto fixo de sistema GNSS, o mesmo pode se associar, para este fim, ao tempo do sistema de comunicação corrente, por exemplo, em termos de quadro, subquadro, slot, bit e chip, com o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite determinado. de maneira alternativa, o dispositivo móvel pode receber uma relação de tempo inicial como dados de assistência. A relação de tempo pode ser mantida, por exemplo, ao se avaliar as inform ações de diferença de tempo da rede, ao avaliar as medições de diferença OTD feitas no dispositivo móvel, e ao estabelecer um relação de tempo de UTC-celular novamente quando a incerteza da relação fica grande demais, ou ao avaliar a assistência de tempo de sistema GNSS da rede. Por exemplo, nas redes de acesso CDMA, o sistema GPS e os tempos UTC tornam-se disponíveis por padrão. Quando um dispositivo móvel tem uma relação de tempo válida, esta relação pode ser usada para melhorar o desempenho em termos de um tempo para primeiro ponto fix e de sensibilidade. Os aperfeiçoamentos de desenvolvimento podem ser obtidos com uma relação de tempo tendo uma precisão de centenas de microssegundos. A relação de tempo mantida pode ainda ser incluída em uma solicitação de dados de assistência por parte do dispositivo móvel à rede de comunicação.

[0064] A rede de comunicação pode coletar os dados de posição, os dados de relação de tempo, e as medições de diferença OTD providas como um feedback pelos dispositivos móveis a fim de criar um banco de dados de diferenças de tempo entre as estações de base. Esta base de dados pode ser usada para entregar dados de assistência exatos em tempo para os dispositivos móveis de modo a aumentar a sensibilidade sem entregar o tempo do sistema de posicionamento baseado em satélite por si só. Quando um dispositivo móvel falha em calcular uma solução de posição, as medições de sinal de satélite no feedback, caso alguma, podem também ser empregadas para estimar a posição do dispositivo móvel na rede de comunicação.

III.

[0065] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proposto um método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 29/53 / 41 móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite, e no qual a rede de comunicação é adaptada para suportar pelo menos dois modos de posicionamento diferentes. O método compreende a transmissão de pelo menos conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado em pelo menos uma direção entre o dispositivo móvel e a rede de comunicação no âmbito de um posicionamento do dispositivo móvel.

[0066] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é proposto ainda um elemento de rede para uma rede de comunicação que suporta um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, cujo dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com a rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O elemento de rede compreende um meio de processamento, adaptado para transmitir pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado para o dispositivo móvel e/ou receber pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado do dispositivo móvel no âmbito de um posicionamento do dispositivo móvel.

[0067] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é ainda proposto um dispositivo móvel que suporta um posicionamento baseado em satélite do dispositivo móvel usando dados de assistência. O dispositivo móvel compreende um receptor de sinal de satélite adaptado para obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. O dispositivo móvel compreende ainda um componente de comunicação adaptado para transmitir pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado para a rede de comunicação e/ou receber pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado da rede de comunicação no âmbito de um posicionamento do dispositivo móvel.

[0068] De acordo com o terceiro primeiro aspecto da presente invenção, é proposto

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 30/53 / 41 ainda um sistema que compreende o elemento de rede proposto do terceiro aspecto da presente invenção e o dispositivo móvel proposto do terceiro aspecto da presente invenção.

[0069] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é proposto ainda um primeiro código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Ao ser executado por uma unidade de processamento de um elemento de rede da rede de comunicação, o código de software transmite pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado para o dispositivo móvel e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado do dispositivo móvel no âmbito de um posicionamento do dispositivo móvel.

[0070] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é ainda proposto um primeiro produto de programa de software, no qual é armazenado o primeiro código de software proposto para o terceiro aspecto da presente invenção.

[0071] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é proposto ainda um segundo código de software para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel usando dados de assistência, no qual o dispositivo móvel é adaptado para se comunicar com uma rede de comunicação e obter os sinais transmitidos pelos satélites de pelo menos um sistema de posicionamento baseado em satélite. Ao ser executado por uma unidade de processamento do dispositivo móvel, o código de software transmite pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento empregado para a rede de comunicação e/ou recebe pelo menos um conjunto de dados independente de um modo de posicionamento do dispositivo móvel.

[0072] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é finalmente proposto um segundo produto de programa de software, no qual é armazenado o

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 31/53 / 41 segundo código de software proposto para o terceiro aspecto da presente invenção.

[0073] O terceiro aspecto da presente invenção prossegue a partir da consideração de que os padrões de assistência correntes provêm todas as diferentes especificações para diferentes modos de posicionamento. A fim de unificar e simplificar as especificações e o processamento, é proposto que pelo menos um conjunto de dados seja trocado entre um dispositivo móvel e uma rede de comunicação no âmbito de um posicionamento é substancialmente igual, não importando qual modo de posicionamento seja empregado.

[0074] O pelo menos um conjunto de dados pode pertencer, por exemplo, aos dados de assistência transmitidos da rede de comunicação para o dispositivo móvel. Isto permite a também provisão de que as operações realizadas no dispositivo móvel para posicionamento baseado em satélite são substancialmente iguais independente de um modo de posicionamento empregado.

[0075] O pelo menos um conjunto de dados pode ainda pertencer às informações de feedback transmitidas do dispositivo móvel para a rede de comunicação. Neste caso, o pelo menos um conjunto de dados pode compreender, por exemplo, as informações de medição para os sinais de satélite obtidos pelo dispositivo móvel. Quando o próprio dispositivo móvel determina a sua posição baseado nos sinais de satélite obtidos, a posição determinada pode ser adicionada ao conjunto de dados comum.

[0076] Deve-se notar que a posição do dispositivo móvel pode ser calculada tanto no dispositivo móvel como na rede de comunicação.

IV.

[0077] Um outro aspecto da presente invenção prossegue a partir da consideração de que ao invés de calcular qualquer tipo de dados de correção baseados em parâmetros de dados de efemérides normais, estes dados de correção podem ser calculados baseados em parâmetros de um modelo de órbita de longo período que

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 32/53 / 41 têm uma validade de pelo menos um dia. Como um resultado, os dados de correção podem ser utilizados com os parâmetros orbitais de longo período, não apenas com parâmetros de dados de efemérides de curto período. Os parâmetros podem ser providos antes dos dados de correção ou ser providos ao mesmo tempo que os dados de correção. Os dados de correção podem ser, por exemplo, dados de correção dos sistemas WAAS, EGNOS ou DGPS, mas também um outro ou um tipo novo de dados de correção.

[0078] Ainda, a precisão dos parâmetros de um modelo de órbita de longo período se degrada com o passar do tempo. Mas, com os dados de correção propostos, é possível se estender até mesmo a vida destes parâmetros orbitais de longo período.

[0079] Os dados de correção propostos permitem assim o aumento da precisão e a integridade dos modelos de órbita de longo período. Uma vez que as atualizações do modelo de órbita têm de ser menos frequentes com os dados de correção precisos, a quantidade de dados que tem de ser transferida entre uma rede de comunicação e um dispositivo móvel é reduzida e a carga sobre a largura de banda é menor. Ainda, os modelos de correção podem ser mais precisos e de períodos mais longos que os modelos existentes. Devido à natureza da disponibilidade seletiva, as correções de sistema DGPS, por exemplo, foram inicialmente desenvolvidas para serem correções de curto período e não muito precisas. Uma vez que a disponibilidade seletiva se encontra atualmente desativada, um novo tipo de correções de sistema DGPS pode ser desenhado de modo a se tornar muito preciso. Além disso, um formato único de dados de correção pode ser usado para todas as constelações de satélite, tais como os sistemas GPS, Galileo, Glonass, etc.

[0080] No lado da rede, um servidor pode calcular os dados de correção para os modelos de órbita de longo período de acordo com o terceiro aspecto da presente invenção. Os parâmetros do modelo de órbita de longo período podem ser válidos para vários dias e requerem uma determinada largura de banda ao ser transmitidos como parte dos dados de assistência para o dispositivo móvel. Os dados de correção podem ser válidos para várias horas, mas requer menos largura de bando do que uma transmissão dos parâmetros do modelo de órbita de longo período. Um

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 33/53 / 41 respectivo conjunto de dados de correção pode ser calculado de diversas maneiras. Os dados de correção em questão podem ser calculados, por exemplo, baseados em medições reais a partir das estações de referência ou baseados em modelo de sistema EGNOS/WAAS existente. A forma dos dados de correção em questão não despende de como as correções foram calculadas.

[0081] No lado de um dispositivo móvel, os dados de correção são recebidos e usados para corrigir os parâmetros de um modelo de órbita de longo período antes de uma respectiva estimativa de uma posição de satélite é realizada. A implementação do dispositivo móvel pode usar os dados de correção providos de maneira similar às correções de sistema DGPS convencionais. No entanto, o cálculo de uma quantidade de correção de pseudo-faixa por satélite depende do modelo de correção.

[0082] O modelo empregado para computar os dados de correção pode ser, por exemplo, algum modelo polinomial de alto grau, como um polinomial de 2‘ ou 3a ordem, um polinomial contínuo definida por trechos, ou ainda um modelo mais complexo.

[0083] Deve-se entender que o cálculo proposto dos dados de correção pode ser usado com cada qual dentre o primeiro aspecto da presente invenção, o segundo aspecto da presente invenção ou o terceiro aspecto da presente invenção.

[0084] Qualquer elemento de rede dentre o primeiro, o segundo ou o terceiro aspectos da presente invenção pode ser, por exemplo, um servidor de rede ou uma estação de base da rede de comunicação. A rede de comunicação no primeiro, no segundo ou no terceiro aspectos da presente invenção pode ser, por exemplo, uma rede de comunicação celular, como uma rede de sistema GSM, uma rede de acesso WCDMA ou uma rede de acesso CDMA, etc., mas igualmente uma rede não celular, como uma rede WLAN, uma rede BluetoothT *, ou uma rede WiMax, etc. Os dispositivos móveis do primeiro, segundo ou terceiro aspectos da presente invenção podem compreender um dispositivo de comunicação móvel, como um telefone móvel, no qual um receptor de sinal de satélite é integrado. De maneira alternatíva,

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 34/53 / 41 o receptor de sinal de satélite pode ser um dispositivo acessório para o dispositivo de comunicação móvel.

[0085] Deve-se entender que todos os detalhes descritos para o primeiro aspecto da presente invenção podem também ser combinados com modalidades do segundo aspecto da presente invenção, ou vice versa.

Breve Descrição Dos Desenhos [0086] Outros objetos e aspectos da presente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir considerada em conjunto com os desenhos em anexo.

[0087] A Figura 1 é um diagrama em blocos esquemático de um sistema que suporta o sistema A-GNSS; e [0088] A Figura 2 é um fluxograma ilustrando uma operação do sistema da Figura 1.

Descrição Detalhada Da Invenção [0089] A Figura 1 é um diagrama em blocos esquemático de um sistema que suporta o sistema A-GNSS de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema evita a necessidade de se prover um tempo de sistema GNSS como dados de assistência e unifica os dados de assistência providos.

[0090] O sistema compreende uma estação de base 10 e um servidor de rede 20 de uma rede de sistema GSM ou de qualquer outra rede de comunicação celular. O sistema compreende ainda uma primeira estação móvel (MS1) 30, uma segunda estação móvel (MS2) 40, satélites de sistema GPS (GPS SV) 50 e satélites de sistema Galileo (GPS SV) 60.

[0091] A estação de base 10 provê uma interface de rádio para as estações móveis 20, 30 localizadas em sua proximidade. Ela compreende uma unidade de processamento 11 capaz de executar vários componentes de código de software implementados, incluindo um componente de recuperação de parâmetro 12. Um

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 35/53 / 41 componente de substituição de tempo de referência 13, um componente de montagem de mês 14 e um componente de transmissão de feedback 15.

[0092] O servidor de rede 20 pode ser acessado por meio de várias estações de base 10 da rede de comunicação celular.

[0093] Além disso, o mesmo é conectado a um servidor de controle de sistema GPS e a um servidor de controle de sistema Galileo (não mostrado). O mesmo compreende uma memória 21 que armazena um banco de dados e uma unidade de processamento 22 capaz de executar vários componentes de código de software implementados, incluindo um componente de computação de parâmetros 23, um componente de atualização de banco de dados 24 e um componente de estimativa de posição 25.

[0094] A primeira estação móvel 30 é um dispositivo móvel que inclui um receptor de sistema GPS 31. O receptor de sistema GPS 31 compreende um componente de aquisição e monitoramento 32, que pode ser realizado em hardware e/ou em software. Por exemplo, para os sinais de aquisição e monitoramento recebidos dos satélites de sistema GPS 50, as tarefas de medição de sinal, incluindo as tarefas de correlação, podem ser feitas por um hardware sob o controle de um código de software executado por uma unidade de processamento do receptor de sistema GPS 31.

[0095] A estação móvel 30 inclui ainda um dispositivo celular 35 como um componente de comunicação celular. Um dispositivo celular é um módulo que compreende todos os componentes requeridos para uma comunicação móvel convencional entre o telefone móvel 30 e uma rede de comunicação celular e que pode ainda ser aumentada com funções adicionais. O dispositivo celular 35 é ou compreende, para este fim, uma unidade de processamento de dados capaz de executar vários componentes de código de software implementados. Na modalidade apresentada, estes componentes de código de software incluem um componente de aplicação 36, um componente de avaliação de mensagem 37 e um componente de estimativa de posição 38. A aplicação realizada pelo componente de aplicação 36

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 36/53 / 41 pode ser qualquer aplicação que requeira informações relativas à posição, por exemplo, uma aplicação de navegação ou uma aplicação que garante que serviços específicos sejam oferecidos a um usuário da estação móvel 30 em locais específicos, etc. Deve-se entender que, de maneira alternativa, o componente de aplicação 36 e o componente de estimativa de posição 38 podem ser executados por alguma outra unidade de processamento, por exemplo, por meio de uma unidade de processamento do receptor de sistema GPS 31.

[0096] A segunda estação móvel 40 tem um desenho similar à da primeira estação móvel 30, mas ao invés de um receptor de sistema GPS, a mesma inclui um receptor de sistema Galileo adaptado para obter e monitorar os sinais recebidos dos satélites de sistema Galileo 60. De maneira alternativa, a segunda estação móvel 40 pode compreender, por exemplo, um receptor de sistemas GPS e Galileo híbrido.

[0097] A determinação das informações de posição para uma estação móvel 30, 40 no sistema da Figura 1 será a seguir descrita com referência à Fig2. A Figura 2 é um fluxograma que ilustra, no lado esquerdo, uma operação em uma das estações móveis 30, 40, no meio, uma operação na estação de base 10, e, à direita, uma operação do servidor de rede 20.

[0098] O servidor de rede 20 recebe a intervalos regulares os parâmetros de dados de efemérides e almanaque de sistema GPS a partir do servidor de controle de sistema GPS para todos os satélites de sistema GPS disponíveis 50, e os parâmetros de sistema Galileo correspondentes a partir do servidor de controle de sistema Galileo para todos os satélites de sistema Galileo 60 disponíveis. Os parâmetros de sistema GPS atendem ao documento GPS ICD e pertencem, assim, a um modelo de órbita de dados de efemérides e almanaque específico de sistema GPS, respectivamente. Os parâmetros de sistema Galileo atendem a um documento Galileo ICD e pertencem, assim, a um modelo de órbita específico ao sistema Galileo. O servidor de rede 20 pode ainda receber informações adicionais a partir do servidor de controle de sistema GPS a partir do servidor de controle de sistema Galileo ou de uma outra entidade. Tal outra entidade pode prover, por exemplo, as correções de sistemas EGNOS e WAAS difundidas pelos satélites dos sistemas

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EGNOS e WAAS geostacionários.

[0099] O componente de computação de parâmetro 23 converte os parâmetros de sistema GPS recebidos em parâmetros de um modelo de órbita comum (etapa 201). Além disso, o mesmo converte os parâmetros de sistema Galileo recebidos em parâmetros do mesmo modelo de órbita comum. O satélite para o qual os respectivos parâmetros são válidos pode ser identificado, por exemplo, usando os índices que contêm não apenas a rede PRN, mas também uma ID de constelação. O modelo de órbita comum é um especificação que descreve os parâmetros orbitais e os algoritmos para calcular as informações de posição de satélite, como, posição, velocidade e aceleração dos satélites dos sistemas GPS e Galileo, e possivelmente também dos satélites de qualquer outro sistema GNSS, como os sistemas GLONASS, EGNOS e/ou WAAS. Além disso, o modelo de órbita comum pode permitir o cálculo de correções aos sinais de satélite devido à flutuação de relógio. Foi observado que qualquer dado de correção, incluindo os dados de correção do tipo WAAS, EGNOS e/ou DGPS, pode ser calculado especificamente para o modelo de órbita comum empregado.

[0100] Para a conversão de parâmetros, os parâmetros de diferentes sistemas GNSS são unificados, ou seja, o número de parâmetros e o tamanho de palavras dos parâmetros são exatamente iguais para os sistemas GPS e Galileo, etc. Os parâmetros do modelo de órbita comum podem ser válidos ainda para um período de tempo maior que os parâmetros de dados de efemérides do sistema GPS. Além disso, os mesmos podem definir a posição dos satélites mais precisamente que, por exemplo, o modelo de órbita de dados de almanaque do sistema GPS. Isto pode ser obtido, por exemplo, por meio do uso de parâmetros ou por meio do uso de tamanhos maiores de palavras que os definidos para os parâmetros transmitidos pelos satélites. Sendo assim, o modelo de órbita comum pode ainda ser o único modelo de órbita, por exemplo, para o sistema GPS. Deve-se entender que a conversão dos parâmetros compreende ainda um re-cálculo dos parâmetros.

[0101] Os parâmetros gerados do modelo de órbita comum para um respectivo satélite compreendem um valor de referência, que constitui um tempo de referência

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 38/53 / 41 para as informações incluídas baseadas no tempo de sistema do sistema GNSS ao qual o satélite pertence, exatamente como o tempo TOE para os dados de efemérides de sistema GPS, ou como o tempo TOA para os dados de almanaque do sistema GPS. Por exemplo, para um satélite do sistema GPS, o tempo de referência se baseia na contagem do tempo TOW do sistema GPS, como o tempo TOE ou o tempo TOA.

[0102] Neste caso, o componente de aplicação 36 de uma estação móvel 30, 40 poderá precisar alguma informação relativa à posição. Para obter as informações requeridas, o mesmo poderá solicitar dados de assistência para o sistema GPS e/ou para o sistema Galileo da rede de comunicação celular (etapa 301). A solicitação de assistência indica o tipo de sistema GNSS suportado pela estação móvel 30, 40.

[0103] Quando a estação de base 10 recebe a solicitação de assistência, o componente de recuperação de parâmetro 12 instrui o servidor de rede 20 para prover os parâmetros do modelo de órbita comum para os satélites 50, 60 do sistema GNSS suportado ou do sistema GNSSs que se encontra correntemente visível no local da estação de base 10 (etapa 101). A instrução compreende uma identificação da estação de base 10 e uma identificação dos sistemas GNSS e GNSSs.

[0104] Em seguida, o componente de computação de parâmetro 23 do servidor de rede 20 determina os satélites 50, 60 que são correntemente visíveis no local da estação de base 10 e que pertencem aos sistemas GNSS ou GNSSs indicados (etapa 202). A posição corrente dos satélites pode ser determinada por meio dos parâmetros de modelo de órbita gerados. Os satélites correntemente visíveis em uma estação de base identificada 10 podem então ser facilmente determinados, quando uma associação entre a respectiva identificação de todas as estações de base e sua localização é armazenada no servidor de rede 20, por exemplo, no banco de dados da memória 21. O componente de computação 23 do parâmetro seleciona os parâmetros de modelo de órbita para os satélites correntemente visíveis e provê os mesmos à estação de base 10, possivelmente junto com informações adicionais. Tais informações adicionais podem compreender, por

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 39/53 / 41 exemplo, correções dos sistemas DGPS e RTK, correções dos sistemas EGNOS e/ou WAAS, correções diferenciais de curto período, avisos de integridade de curto período e medições de fase de portadora. Após uma solicitação especial por parte de uma estação móvel 30, 40 encaminhada pela estação de base 10, as informações adicionais podem também compreender bits de dados para uma limpeza de dados.

[0105] O componente de recuperação de parâmetro 12 da estação de base 10 recebe as informações providas e provê as mesmas para o componente de substituição de tempo de referência 13.

[0106] O componente de substituição de tempo de referência 13 da estação de base 10 substitui o tempo de referência baseado no sistema GNSS dos parâmetros de modelo de órbita para cada satélite visível 50, 60 por um tempo de referência baseado em sistema celular (etapa 102). No caso de a rede de comunicação celular ser uma rede GSM, o tempo de referência baseado em sistema celular pode compreender, por exemplo, uma constelação de um número de quadro, um slot de tempo, ou um número de bits (FN, TS, BN}, que representa o tempo de referência baseado em sistema GNSS. No caso da rede de comunicação celular ser uma rede de acesso WCDMA, o tempo de referência baseado em sistema celular pode compreender, por exemplo, um número de quadro de sistema (SFN), um slot ou um chip, os quais representam o tempo de referência baseado no sistema GNSS.

[0107] Para poder substituir o tempo de referência baseado em sistema GNSS por um tempo de referência baseado em sistema celular, a estação de base 10 tem de conhecer a relação corrente entre o tempo de sistema GNSS e o tempo do sistema de comunicação celular. Existem várias alternativas de se prover a estação de base 10 com esta relação, uma vez que a exigência sobre a precisão da relação não é muito estrita. É suficiente se ter uma relação com uma precisão de 10 a 100 pm, ou ainda uma precisão de 1 ms. Um satélite se movimenta a aproximadamente 3,8 km/s, de modo que o erro de posição na posição do satélite em 1 ms é de 4 metros no máximo, o que é insignificante.

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 40/53 / 41 [0108] Em uma primeira alternativa, uma unidade LMU é associada à estação de base 10. Neste caso, a unidade LMU pode determinar o tempo de GNSS e provê o mesmo para a estação de base 10. A estação de base 10 pode então determinar a própria relação. Deve-se notar, no entanto, que seria muito oneroso se prover todas as estações de base da rede com uma unidade LMU própria.

[0109] Em uma segunda alternativa, existe apenas uma unidade LMU disponível na rede de comunicação celular, e as diferenças de tempo para todas as estações de base 10 são medidas pela rede de comunicação celular no local desta unidade LMU. Por exemplo, uma única estação de base na rede pode ser equipada com uma unidade LMU a fim de criar uma relação entre um tempo de sistema GNSS e um tempo de sistema de comunicação celular. A diferença de tempo entre a estação de base equipada com unidade LMU e todas as demais estações de base 10 da rede é medida a fim de criar um tempo de sistema GNSS para a relação de tempo de sistema de comunicação celular para cada estação de base 10 na rede de comunicação celular. As diferenças de tempo podem ser medidas, por exemplo, por meio da coleta e avaliação das medições de diferença OTD registradas por padrão pelas estações móveis 30, 40 para a rede de comunicação celular.

[0110] Em uma terceira alternativa, existe igualmente apenas uma unidade LMU disponível na rede de comunicação celular, e as diferenças de tempo são medidas com uma solução Matrix. Nesta alternativa, as estações móveis 30. 40 são utilizadas para medir as diferenças de tempo de estação de base baseadas nas medições de diferença OTD. A Cambridge Positioning Systems Ltd. (CPS), por exemplo, propôs um método de posicionamento e manutenção de tempo usando este método. Este método compreende, mais especificamente, a medição das diferenças de tempo de estação de base na estação móvel, a manutenção de um banco de dados correspondente na estação móvel, e o uso deste banco de dados para o posicionamento e manutenção de tempo de sistema GPS. O método é chamado Enhaced-GPS (E-GPS). O uso do método E-GPS permite que a rede de comunicação celular obtenha as diferenças de tempo no sistema celular entre a estação de base de unidade LMU e as demais estações de base 10, quando as diferenças de tempo determinadas nas estações móveis 30, 40 são reportadas para

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 41/53 / 41 a rede de comunicação celular.

[0111] Em uma quarta alternativa, nenhuma unidade LMU é requerida na rede de comunicação celular. Ao invés disso, a estação móvel 30, 40 provê a relação entre o tempo de sistema GNSS e o tempo de sistema de comunicação celular. Quando a estação móvel 30, 40 já tem uma relação válida a partir da sessão de posicionamento anterior ou da solução E-GPS, esta informação pode ser enviada para a rede de comunicação celular juntamente com a solicitação de assistência. Algumas opções para a obtenção e manutenção de uma relação de tempo válido em uma estação móvel 30, 40 serão descritas em mais detalhes abaixo com referência à etapa 306. A estação de base 10 pode, neste caso, usar a relação de tempo provida pela estação móvel 30, 40 a fim de calcular o tempo de referência baseado no sistema celular para os parâmetros de modelo de órbita.

[0112] A associação de um tempo de sistema GNSS a um tempo de sistema de comunicação celular foi também descrita nas Patentes U.S. Ns. 6 678 510 B2 e 6 748 202 B2, as quais a mesma se refere.

[0113] Quando o tempo de referência baseado no sistema GNSS nos parâmetros de modelo de órbita para cada satélite visível 50, 60 do sistema GNSS suportado foi substituído por um tempo de referência baseado em sistema celular respectivo, o componente de montagem de mensagem 14 monta uma mensagem para cada um destes satélites 50, 60 (etapa 103). A mensagem é igual para qualquer tipo de modo de posicionamento. A mensagem inclui os Elementos de Informação (IE) com os parâmetros de modelo de órbita, incluindo o tempo de referência substituído. Além disso, a mesma pode incluir um local de referência, ou seja, a localização conhecida da estação de base 10. Ainda, a mesma pode incluir quaisquer informações providas pelo servidor de rede 20, as informações providas por alguma outra entidade, ou as informações geradas na própria estação de base 10.

[0114] As mensagens são em seguida transmitidas para a estação móvel 30, 40.

[0115] Deve-se notar que, de maneira alternativa, a estação de base 10 poderia

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 42/53 / 41 montar tais mensagens a intervalos regulares para todos os satélites respectivamente visíveis 50, 60 e difundir as mensagens para todas as estações móveis 30, 40 localizadas na célula servida pela estação de base 10.

[0116] O componente de avaliação de mensagem 37 da estação móvel 30, 40 recebe as mensagens e decodifica o número de quadro, o slot de tempo e o numero de bits a fim de determinar o tempo de sistema de comunicação celular. Além disso, o mesmo extrai as informações incluídas nas mensagens recebidas (etapa 302). Uma indicação do tempo de sistema de comunicação celular, possivelmente com relação ao tempo local, e as informações extraídas, incluindo os parâmetros de modelo de órbita, são providas para o componente de estimativa de posição 38.

[0117] O componente de estimativa de posição 38 conhece os algoritmos do modelo de órbita comum. Baseado nestes algoritmos, o componente de estimativa de posição 38 extrapola a respectiva trajetória de satélite como uma função do tempo de sistema de comunicação celular corrente usando os parâmetros de modelo de órbita, e possivelmente levar em consideração as correções diferenciais de curto período, etc. (etapa 303). Baseado na trajetória de satélite obtida, o componente de estimativa de posição 38 pode limitar o tempo de propagação possível do sinal de satélite e a frequência Doppler ocorrente de uma maneira convencional. Com os limites conhecidos do tempo de propagação e a frequência Doppler, também as possíveis fases de código que têm de ser verificadas podem ser limitadas. Tais limitações de fase de código são realizadas para todos os satélites para os quais os parâmetros de modelo de órbita foram providos, com exceção aqueles para os quais um aviso de integridade de curto período foi provido em adição. Um aviso de integridade de curto período pode ser provido pelo servidor de rede 20 via a estação de base 10 sempre que existe uma falha repentina do satélite.

[0118] O componente de estimativa de posição 38 encaminha as limitações de fase de código determinadas e possivelmente outras informações incluídas nas mensagens recebidas para o componente de aquisição e monitoramento 32. O componente de aquisição e monitoramento 32 adquire os satélites visíveis (etapa 304). As informações são usadas de uma maneira convencional de modo a acelerar

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 43/53 / 41 uma aquisição dos sinais de satélite por meio da limitação das opções de pesquisa. O componente de aquisição e monitoramento 32 pode também ser responsável pela decodificação dos dados de navegação nos sinais de satélite adquiridos. O componente de aquisição e monitoramento 32 provê os resultados de medição, incluindo qualquer dado de navegação decodificado, para o componente de estimativa de posição 38.

[0119] O componente de estimativa de posição 38 pode agora determinar a posição da estação móvel 30, 40 de uma maneira convencional (etapa 305). Ou seja, determina pseudo-faixas aos satélites 50, 60 dos quais foram obtidos sinais. Além disso, o mesmo determina as posições exatas de satélite baseadas nos dados de navegação decodificados no momento de transmissão dos sinais, o que é indicado nos dados de navegação decodificados e refinados por meio dos resultados de medição. O componente de estimativa de posição 38 neste caso usa as pseudofaixas juntamente com as posições de satélite determinadas para estimar a posição da estação móvel. O componente de estimativa de posição 38 pode igualmente determinar de maneira convencional qualquer outra informação de posição desejada, tal como velocidade, tempo do sistema GNSS, incertezas de medição e posição, etc. As informações relativas à posição determinada podem em seguida ser providas ao componente de aplicação 36 para o uso pretendido.

[0120] Por padrão, o componente de estimativa de posição 38 da estação móvel 10 provê as informações relativas de posição determinadas, os resultados de medição recebidos e uma relação entre o tempo de sistema de comunicação celular e o tempo de sistema GNSS como os dados de feedback para a rede de comunicação. Os dados de feedback são sempre iguais, independente do modo de posicionamento empregado, exceto que a posição da estação móvel 10 pode ser apenas provida caso a mesma seja determinada pela estação móvel 10. Os dados de feedback são encaminhados pelo componente de encaminhamento de feedback 15 da estação de base 10 para o servidor de rede 20 (etapa 104).

[0121] O componente de atualização de banco de dados 24 do servidor de rede 20 pode coletar as informações de posição, a relação entre o tempo de sistema de

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 44/53 / 41 comunicação celular e o tempo de sistema GNSS e ainda as medições de diferença OTD a fim de criar e atualizar um banco de dados 21 das diferenças de tempo entre várias estações de base (etapa 203). Este banco de dados 21 pode ser usado para liberar dados de assistência precisos em tempo para as estações móveis 30, 40 de modo a aumentar a sensibilidade sem entregar o tempo de sistema GNSS por si só.

[0122] O componente de cálculo de posicionamento 25 do servidor de rede pode usar resultados de medição nos dados de feedback, se algum, para estimar a posição da estação móvel 30, 40, no caso de estação móvel 30, 40 falhar em calcular uma própria posição (204).

[0123] A estação móvel 30, 40 pode também manter a relação entre o tempo de sistema de comunicação celular e o tempo de sistema GNSS por padrão (etapa 306). Isto pode ser feito quando a estação móvel 30, 40 obtém um ponto fixo de sistema GNSS válido e é capaz de associar o tempo de sistema de comunicação celular, por exemplo, em termos de quadro, sub-quadro, slot, bit, e chip, ao tempo de sistema GNSS ou recebe a relação inicial como dados de assistência. Neste caso, a estação móvel 30, 40 pode reconstruir ou recuperar o tempo GNSS a qualquer momento exatamente ao estimar o tempo gasto desde o último ponto fixo do sistema GNSS usando o tempo de sistema de comunicação celular e assumindo que a estação móvel 30, 40 não se movimenta de uma célula para a outra, a relação entre o tempo de sistema GNSS e o tempo de sistema de comunicação celular tem de ser criado novamente com base em um novo ponto fixo de sistema GNSS. De maneira alternativa, a relação existente pode ser atualizado com a diferença de tempo entre estação de base que serve a célula anterior e a estação de base que serve a célula corrente. A diferença de tempo pode ser obtida a partir da assistência de rede de diferença OTD, pressupondo que exista um banco de dados de diferença de tempo disponível. A diferença de tempo pode ainda ser obtida a partir das medições de diferença OTD que o próprio terminal realiza. A diferença de tempo pode ainda ser obtida a partir da diferença das medições de avanço de sincronização e/ou o tempo de volta completa nas células anterior e corrente.

[0124] Ainda, de maneira alternativa, a relação de tempo pode ser mantida, por

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 45/53 / 41 exemplo, a partir da assistência de tempo de sistema GPS da rede de comunicação celular. Nas redes de acesso CDMA, por exemplo, o tempo de sistema GPS é disponível por padrão.

[0125] Quando a estação móvel 30, 40 tem uma relação de tempo de sistema de comunicação GNSS para celular válida, esta relação pode ser usada para aumentar o desempenho em termos de tempo para primeiro ponto fixo e sensibilidade. A relação de tempo de sistema de comunicação de sistema GNSS para celular tendo uma precisão de centenas de microssegundos é suficiente para estes aperfeiçoamentos de desempenho.

[0126] A estação móvel 30, 40 pode retornar as medições de diferença OTD realizadas para a rede de comunicação celular com cada solicitação para os dados de assistência (etapa 301). A mesma pode retornar as medições de diferença OTD, por exemplo, nas unidades de segundos, em particular microssegundos ou nanossegundos, ao invés de diferenças de quadro ou sub-quadro, a fim de tornar as informações independentes do tempo de sistema de comunicação celular.

[0127] Nota-se que a modalidade descrita constitui apenas uma dentre uma Variedade de modalidades possíveis da presente invenção. Por exemplo, ao invés do sistema GPS e/ou sistema Galileo, outros sistemas ou sistemas GNSS adicionais podem ser igualmente suportados. Conforme acima mencionado, ao invés de uma rede de sistema GSM, qualquer outro tipo de rede de comunicação celular pode ser também empregado. Ainda, um processamento pode ser deslocado entre diferentes elementos. À guisa de exemplo, a substituição de tempo de referência pode igualmente ser feita centralmente para todas as estações de base no servidor de rede. Além disso, as informações providas podem variar. Ainda, ao invés de um novo modelo de órbita, os modelos de órbita de dados de efemérides de sistema GPS e/ou de dados de almanaque de sistema GPS podem ser usados apropriada os satélites sistema GPS e ainda para outros satélites de sistema GNSS. Ainda, um ou mais modelos padronizados diferentes para um outro sistema GNSS especifico poderiam ser usados. Além disso, a substituição de tempo de referência não é requerida, no caso de o tempo de sistema GNSS se tornar prontamente disponível

Petição 870190008514, de 25/01/2019, pág. 46/53 / 41 nas estações móveis, etc.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Um método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30) utilizando dados de assistência, o referido método compreendendo no referido dispositivo móvel (30):

- receber dados de assistência a partir de uma rede de comunicação (20) incluindo parâmetros de um modelo orbital descrevendo um movimento de um satélite (50) de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular;

- em que os referidos parâmetros possuem um formato que é diferente de um formato de parâmetros de um modelo orbital definido para o referido sistema de posicionamento por satélite, ou foram derivados de uma outra fonte de dados de transmissão por satélite;

caracterizado por

- receber correções diferenciais para os referidos parâmetros recebidos do referido modelo orbital; e

- corrigir os referidos parâmetros recebidos do referido modelo orbital com base nas referidas correções diferenciais.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema orbital do qual os parâmetros são recebidos é mais preciso que o referido modelo orbital definido pelo referido sistema de posicionamento baseado em satélite.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda o referido dispositivo móvel (30) estimar a posição do referido satélite (50) com base nos referidos parâmetros do referido modelo orbital.

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4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a estimativa de uma posição do referido dispositivo móvel (30) no referido dispositivo móvel (30) utilizando os referidos parâmetros recebidos do referido modelo orbital.
5. Um método para suportar um posicionamento baseado em satélite de um dispositivo móvel (30) com dados de assistência, o referido método compreendendo:

- obter em uma rede de comunicação (20) parâmetros de um modelo orbital descrevendo um movimento de um satélite (50) de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em que os referidos parâmetros obtidos possuem um formato diferente de um formato de parâmetros de um modelo orbital definido para o referido sistema de posicionamento baseado em satélite, ou são derivados de outra fonte de dados de transmissão via satélite; e

- fornecer os referidos parâmetros obtidos como parte dos dados de assistência para o referido posicionamento baseado em satélite a pelo menos um dispositivo móvel (30);

caracterizado por

- fornecer adicionalmente correções diferenciais para os referidos parâmetros obtidos ao referido pelo menos um dispositivo móvel (30), em que as referidas correções diferenciais permitem que um dispositivo móvel (30) corrija os referidos parâmetros.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o referido modelo orbital a partir do qual os parâmetros são obtidos ser mais preciso do que o referido modelo orbital definido para o referido sistema de posicionamento por satélite.

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7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o referido método compreender ainda proporcionar dados de correção para o referido modelo orbital a partir do qual os parâmetros são obtidos para o referido pelo menos um dispositivo móvel (30).
8. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender ainda estimar na referida rede de comunicação (20) uma posição de um dispositivo móvel (30) para a qual os referidos parâmetros obtidos são fornecidos utilizando uma retroalimentação [feedback] do referido dispositivo móvel (30).
9. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os referidos dados de assistência serem transmitidos para um dispositivo móvel em particular (30) a pedido do referido dispositivo móvel (30).
10. Um aparelho (30) que suporta um posicionamento por satélite do referido aparelho (30) utilizando dados de assistência, o referido aparelho (30) compreendendo:

- um componente de comunicação (35, 37) adaptado para receber dados de assistência de uma rede de comunicação (20), incluindo parâmetros de um modelo orbital descrevendo um movimento de um satélite (50) de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em que os referidos parâmetros possuem um formato que é diferente de um formato de parâmetros de um modelo orbital definido para o referido sistema de posicionamento baseado em satélites, ou foram derivados de outra fonte que não dados de satélite de transmissão;

caracterizado por

- os referidos dados de assistência incluírem ainda correções diferenciais para os referidos parâmetros do referido modelo orbital; e

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- o referido aparelho (30) compreender ainda uma unidade de processamento (35, 38) adaptada para corrigir os referidos parâmetros recebidos do referido modelo de órbita com base nas referidas correções diferenciais.
11. Aparelho (30) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o referido componente de comunicação (35, 37) estar ainda adaptado para receber dados de correção para os referidos parâmetros recebidos do referido modelo orbital, o referido aparelho compreendendo um componente de processamento (35, 38) adaptado para corrigir os referidos parâmetros recebidos do referido modelo orbital com base nos referidos dados de correção.
12. Aparelho (30) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender um componente de processamento (35, 38) adaptado para estimar uma posição do referido aparelho utilizando parâmetros recebidos do referido modelo orbital.
13. Um aparelho (20) para suportar um posicionamento por satélite de um dispositivo móvel com dados de assistência, o referido aparelho (20) compreendendo:

- um componente de processamento (22) adaptado para obter parâmetros de um modelo orbital descrevendo um movimento de um satélite (50) de um sistema de posicionamento baseado em satélite em particular, em que os referidos parâmetros obtidos possuem um formato diferente de um formato de parâmetros de um modelo orbital definido para o referido sistema de posicionamento por satélite, ou são derivados a partir de uma outra fonte de dados de transmissão por satélite; e adaptado para fornecer os referidos parâmetros obtidos como parte dos dados de assistência para o referido posicionamento baseado em satélite a pelo menos um dispositivo móvel (30);

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14.
15.

caracterizado por

- o referido componente de processamento (22) estar ainda adaptado para fornecer correções diferenciais para os referidos parâmetros obtidos como parte de dados de assistência ao referido pelo menos um dispositivo móvel (30), em que as referidas correções diferenciais permitem que um dispositivo móvel (30) corrija os referidos parâmetros.

Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o referido componente de processamento (22) estar ainda adaptado para fornecer dados de correção para o referido modelo orbital a partir do qual são obtidos parâmetros para o referido pelo menos um dispositivo móvel (30).

Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o referido componente de processamento (22) estar ainda adaptado para estimar uma posição de um dispositivo móvel (30) para o qual os referidos parâmetros obtidos são fornecidos utilizando uma retroalimentação [feedback] do referido dispositivo móvel (30).