ES2340327T3 - Procedimiento y aparato para operar un receptor de un sistema de posicionamiento por satelite. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para operar un aparato (25-27, 109, 110) de localización en un sistema (10, 101) de posicionamiento por satélite, que comprende: determinar y almacenar (41) una pluralidad de parámetros de corrección diferencial de pseudorrangos del GPS, cada uno con un correspondiente sello temporal de parámetros de corrección diferencial del GPS, caracterizado por: recibir (43) una o más transmisiones desde una o más unidades móviles (12, 102b, 103b, 104b), comprendiendo las transmisiones conjuntos de pseudorrangos, teniendo cada conjunto un correspondiente sello temporal de pseudorrango; y seleccionar, comparando los sellos temporales de parámetros de corrección diferencial del GPS y los sellos temporales de pseudorrangos, un parámetro de corrección diferencial del GPS y un conjunto de pseudorrangos, siendo el parámetro seleccionado de corrección diferencial del GPS para corregir el conjunto seleccionado de pseudorrangos (45).

Description

Procedimiento y aparato para operar un receptor de un sistema de posicionamiento por satélite.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para operar un receptor de un sistema de posicionamiento por satélite (SPS) y, de manera más particular, se refiere a un sistema en el que el receptor proporciona, a través de un enlace de comunicaciones sin hilos, información relativa a su posición.

Los sistemas convencionales de posicionamiento por satélite (SPS) tales como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) usan señales provenientes de satélites para determinar su posición. Los receptores GPS normalmente determinan su posición mediante el cálculo de los tiempos relativos de llegada de las señales transmitidas de manera simultánea provenientes de una multiplicidad de satélites GPS. Estos satélites transmiten, como parte de su mensaje, tanto los datos de posicionamiento del satélite como los datos sobre la hora del día más la temporización del reloj, a los que se hace referencia conjuntamente como los datos de efemérides. El proceso de búsqueda y de adquisición de las señales GPS, la lectura de los datos de efemérides para una multiplicidad de satélites y el cálculo de la localización del receptor a partir de estos datos consumen tiempo, necesitando a menudo varios minutos. En muchos casos, este largo tiempo de procesamiento es inaceptable y además limita en gran manera la vida de la batería en operaciones y aplicaciones portátiles.

Otra limitación actual de los receptores GPS actuales es que su funcionamiento está limitado a situaciones en las que claramente hay múltiples satélites a la vista, sin obstrucciones, y en las que una antena de buena calidad está colocada de manera apropiada para la recepción de dichas señales. De tal manera, son normalmente inutilizables en aplicaciones portátiles montadas sobre la estructura y en áreas en las que existe un significativo bloqueo por la vegetación o por edificaciones, y dentro de edificios.

Existen dos funciones principales de los sistemas de recepción del GPS: (1) cálculo de los pseudorrangos para los distintos satélites GPS; y (2) cálculo de la posición de la plataforma de recepción que usa estos pseudorrangos y estos datos de temporización y de efemérides de satélite. Los pseudorrangos son simplemente los retardos en el tiempo medidos entre la señal recibida desde cada satélite y un reloj local en el receptor del GPS. Las efemérides de satélite y los datos de temporización se extraen de la señal del GPS una vez que se ha adquirido y que se ha hecho su seguimiento. Como se ha declarado con anterioridad, la recogida de esta información normalmente lleva un tiempo relativamente largo (tal como de treinta segundos a varios minutos) y se debe llevar a cabo con un buen nivel de la señal recibida, a fin de conseguir bajas tasas de error.

Recientemente, los receptores del GPS se han usado con transmisores de radio, tales como un teléfono celular o un teléfono móvil en un coche, para transmitir la posición del receptor a medida que éste se desplaza. Los sistemas convencionales combinados de GPS/comunicaciones transmiten habitualmente una posición desde el transmisor de radio a una estación base situada remotamente. Habitualmente, el receptor del GPS determinará su posición y después proporcionará esa información al transmisor, que transmite entonces la posición determinada antes de que el receptor del GPS haya determinado una siguiente posición. Esto permite a un operador en la estación base situada remotamente, que recibe la posición a través de la señal de radio, seguir la ruta del receptor del GPS a medida que se desplaza a lo largo del tiempo. En una realización alternativa, descrita, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734, el receptor móvil del GPS, que incluye un transmisor de comunicaciones, transmite información de pseudorrango etiquetada con horas, en lugar de un cálculo completado de la posición (tal como la latitud, la longitud y la altitud del receptor del GPS). En este caso, la unidad móvil, que incluye al receptor del GPS, recogerá las señales del GPS y procesará esas señales para determinar los pseudorrangos para los diversos satélites que están a la vista en un instante particular, y después el transmisor transmitirá estos pseudorrangos a una estación base situada remotamente, que entonces procesará estos pseudorrangos con las etiquetas de horas de los pseudorrangos, más los datos de efemérides recogidos en, o suministrados a, la estación base a fin de determinar una posición de la unidad móvil. También, en este caso, el transmisor transmitirá un conjunto de pseudorrangos antes de que el receptor del GPS determine un siguiente conjunto de pseudorrangos.

Mientras que estos enfoques anteriores proporcionan una manera para hacer un seguimiento de la ruta de un receptor del GPS en movimiento, existen varios reparos con el uso de estas técnicas. En el caso del receptor móvil del GPS que determina su posición y que transmite la posición a una estación base situada remotamente, la unidad móvil debe tener una buena visión del cielo y recibir claramente múltiples satélites, a fin de poder calcular los pseudorrangos y leer los datos de efemérides antes de que el receptor del GPS pueda determinar su posición. Además, en el caso en el que este receptor móvil del GPS intente calcular varias posiciones y transmitirlas luego en una transmisión, este receptor habitualmente no podrá beneficiarse de las correcciones diferenciales del GPS, a menos que se almacenen temporalmente un gran conjunto de correcciones diferenciales en la estación base. Un receptor móvil del GPS que recoja una serie de muestras digitalizadas de señales del GPS y transmita la serie en una transmisión, consumirá grandes cantidades de energía de batería y puede provocar la congestión en el enlace inalámbrico, debido a la gran cantidad de datos que se están recogiendo, almacenando y transmitiendo. Véase por ejemplo, la Solicitud de Patente Europea 0 508 405.

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El documento US 5563607 describe una técnica de realizar la corrección diferencial del GPS de ajustes de posición, determinados por un errabundo (una estación móvil), sobre la base de datos de corrección de errores transmitidos por una estación base. El errabundo almacena datos de ajuste no corregidos y la hora del ajuste, y transmite una solicitud de datos de corrección de errores a una estación de referencia. La estación base responde con datos de corrección de errores válidos en el momento del ajuste, y el errabundo emplea entonces los datos de corrección de errores recibidos para calcular un ajuste diferencialmente corregido.

En el caso del receptor móvil del GPS que transmite pseudorrangos de uno en uno, el transmisor de comunicación debe arrancarse repetidamente a fin de transmitir cada conjunto de pseudorrangos después de que éstos hayan sido determinados. Esto puede tender a disminuir la vida de la batería en la unidad móvil y también puede provocar la congestión en el enlace de comunicación inalámbrica entre la unidad móvil y una estación base. Además, los costes de tiempo en el aire pueden ser altos para dicho funcionamiento.

De esta manera, es deseable proporcionar un procedimiento y un sistema mejorados para proporcionar múltiples conjuntos de información de posición durante un período de tiempo a través de una unidad móvil del GPS.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona procedimientos y aparatos para operar un receptor de un sistema de posicionamiento por satélite de forma que se pueda hacer un seguimiento en el tiempo de la posición del receptor.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para operar un aparato de localización en un sistema de posicionamiento por satélite, como se declara en la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un aparato de localización para su empleo en un sistema de posicionamiento por satélite, como se declara en la reivindicación 7.

En un ejemplo de un procedimiento según la presente invención, se determina una primera pluralidad de pseudorrangos una primera vez, y se determina una segunda (y tal vez adicional) pluralidad de pseudorrangos una segunda (y tal vez adicional) vez, que tiene lugar después de la primera vez. La primera pluralidad de pseudorrangos y la segunda pluralidad de pseudorrangos se almacenan en el receptor del sistema de posicionamiento por satélite. Después de la segunda vez, la primera pluralidad de pseudorrangos y la segunda pluralidad de pseudorrangos se transmiten desde el receptor móvil del SPS.

En un ejemplo particular de un procedimiento de la presente invención, una cola de conjuntos de pseudorrangos, tomados en serie a lo largo del tiempo, se almacenan y después se transmiten al producirse la ocurrencia de un tipo de suceso predeterminado proveniente de la unidad móvil del GPS, o al producirse una condición de alarma. La transmisión ocurre en respuesta a la determinación de que ha ocurrido el tipo predeterminado de suceso, o de que ha ocurrido un estado de alarma. Habitualmente, el receptor del GPS recibirá primeras señales del GPS, a partir de las cuales se determina la primera pluralidad de pseudorrangos, y también recibirá segundas señales del GPS, a partir de las cuales se determinará la segunda pluralidad de pseudorrangos. La unidad móvil también determinará un primer tiempo de recepción, cuando se recibieron las primeras señales del GPS en la unidad móvil, y también determinará un segundo tiempo de recepción, cuando se recibieron las segundas señales del GPS en la unidad móvil. Estos tiempos de recepción serán transmitidos junto con los conjuntos de pseudorrangos. Una estación base recibirá la cola de conjuntos de pseudorrangos, bien en una transmisión de la señal o bien en forma de paquetes, y usará los pseudorrangos junto con los tiempos de recepción de los pseudorrangos y junto con los datos de efemérides, para determinar la posición en varios instantes de tiempo especificados por los tiempos de recepción de la unidad móvil del GPS. Si el tipo predeterminado de suceso (o la condición de alarma) no se produce, entonces la información de pseudorrango puede no ser transmitida, en algunas realizaciones, en ningún momento. Se describirán a continuación varios otros aspectos y realizaciones de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se ilustra, a modo de ejemplo y no de limitación, en las figuras de los dibujos que la acompañan, en los que referencias similares indican elementos similares.

La figura 1A muestra un sistema para hacer el seguimiento de la ruta de una unidad móvil del GPS según un ejemplo de la presente invención.

La figura 1B muestra un ejemplo de un procedimiento realizado por la unidad móvil del GPS a fin de que un servidor de localización remotamente situado determine la posición de la unidad móvil en varios instantes.

La figura 1C muestra un ejemplo de un procedimiento en el que un servidor de localización determina varias posiciones a partir de una cola de conjuntos de pseudorrangos tomados a lo largo del tiempo por parte de una unidad móvil.

La figura 2 muestra otro ejemplo de un sistema para hacer un seguimiento de la localización de unidades móviles a lo largo del tiempo, usando un sistema de comunicaciones basado en células.

La figura 3 muestra un ejemplo de un servidor de localización que se puede usar con un sistema de comunicación basado en células en un ejemplo de la presente invención.

La figura 4 muestra un ejemplo de un receptor móvil del GPS que se combina con un sistema de comunicación según un ejemplo de la presente invención.

La figura 5 muestra un ejemplo de una estación de referencia del GPS que se puede usar con un ejemplo de la presente invención.

Descripción detallada

La presente invención se refiere al uso de un receptor de un sistema de posicionamiento por satélite (SPS) para proporcionar información de posición a lo largo del tiempo, a fin de indicar el movimiento del receptor. La siguiente descripción y los siguientes dibujos son ilustrativos de la invención y no se deben interpretar como limitadores de la invención. Se describen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Sin embargo, en ciertos casos, detalles bien conocidos, o convencionales, no se describen en detalle a fin de evitar oscurecer de manera innecesaria la presente invención.

La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema para hacer un seguimiento de la localización de un receptor móvil del GPS a lo largo del tiempo, a medida que éste se desplaza. El receptor móvil 12 del GPS se muestra sobre un mapa en su localización actual en la carretera 11. Las anteriores localizaciones 14, 16, 18, 20, 22 y 24 también se muestran en la carretera 11. En el ejemplo particular mostrado en la figura 1A, se supone que el usuario del receptor móvil 12 del GPS ha recorrido la carretera 11, y que comenzó en la localización 14, pasando por las localizaciones 16, 18, 20, 22 y 24, y que actualmente está en la localización mostrada en la figura 1A. El receptor móvil 12 del GPS incluye un receptor del GPS, que puede ser un receptor convencional del GPS, que puede proporcionar una salida de pseudorrangos a un transmisor que sea parte de un sistema de comunicaciones tal como el sistema 78 de comunicaciones mostrado en la figura 4, que es un ejemplo del receptor móvil 12 del GPS. De manera alternativa, el receptor móvil 12 del GPS puede ser similar al receptor del GPS y al sistema de comunicaciones descritos en la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734. En cualquiera de las realizaciones, el receptor móvil 12 del GPS incluirá una memoria para almacenar los pseudorrangos y un sello temporal que indique cuándo se recibieron las señales del GPS a partir de las cuales se determinaron los pseudorrangos.

El sistema de la figura 1A incluye también un servidor 25 de localización que se comunica a través de un sistema de comunicación inalámbrica con el sistema de comunicación que está acoplado a la unidad móvil 12 del GPS o a parte de ella. La estación base 25 habitualmente incluye el almacenamiento 26 para almacenar una secuencia temporal de información diferencial del GPS y de efemérides de satélite. La estación base 25 habitualmente también incluye un receptor 27 de referencia del GPS, que puede leer los datos de efemérides de satélite de los satélites que están a la vista y también puede proporcionar la hora del GPS, y también puede proporcionar información diferencial del GPS. De esta forma, el receptor 27 de referencia del GPS puede determinar información diferencial del GPS e información de efemérides de satélite y añadirle el sello temporal con la hora del GPS, y la estación base puede almacenar entonces esto en el almacenamiento 26. Esta operación se realiza de manera repetida a lo largo del tiempo, de forma que existe una cola de datos de efemérides y de información diferencial del GPS para los distintos satélites a la vista durante un período de tiempo.

En otras realizaciones, el receptor 27 del GPS se puede sustituir por una fuente remota del mismo tipo de información que este receptor proporciona al servidor 25 de la estación base. Por ejemplo, una pequeña red de receptores del GPS se puede utilizar para proporcionar dicha información a un gran número de estaciones base dispersas geográficamente, reduciendo de esta manera el número total de receptores de referencia del GPS necesarios.

La figura 1B muestra un ejemplo de un procedimiento según la presente invención. Este procedimiento comienza en la etapa 31, en la que las señales del GPS son recibidas por la unidad móvil del GPS y se determina una pluralidad de pseudorrangos para una pluralidad de satélites del GPS. Como se ha explicado con anterioridad, el receptor del GPS puede ser un receptor convencional que utiliza la correlación de hardware para determinar los pseudorrangos. De manera alternativa, los pseudorrangos se pueden determinar de la manera descrita en la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734. Como en otra alternativa más, las señales del GPS se pueden recibir y digitalizar y almacenar junto con un sello temporal que indica la hora a la que se recibieron las señales. En este caso, se transmitirán estas señales digitalizadas, en lugar de los pseudorrangos. Esta alternativa requiere una mayor memoria y un mayor ancho de banda de transmisión, a fin de almacenar y transmitir esta cantidad considerablemente mayor de datos. En la etapa 33, a la pluralidad de pseudorrangos se le pone un sello temporal, y esta pluralidad de pseudorrangos se almacena junto con el correspondiente sello temporal. El sello temporal se puede obtener mediante la lectura de la hora del GPS proveniente de las señales del GPS recibidas por la unidad móvil, o bien se puede obtener en ciertos casos cuando el sistema de comunicación empleado para comunicar mensajes entre la unidad móvil 12 y la estación base 25 utilice el sistema de comunicación celular CDMA. Las señales de CDMA incluyen la hora como parte de la señal, y el sistema de comunicación y la unidad móvil 12 pueden leer esta hora y usarla para sellar temporalmente la hora de recepción de las señales del GPS a partir de las cuales se determinan los pseudorrangos. Otro procedimiento para determinar la hora de recogida de las señales del GPS a partir de las cuales se determinan los pseudorrangos se describe en la Patente de los Estados Unidos, en trámite junto con la presente, número 5.812.087, presentada el 3 de febrero de 1997 por Norman F. Krasner.

En un ejemplo de un procedimiento según la presente invención, se determina si ha ocurrido un tipo predeterminado de suceso (o si se ha producido una condición de alarma), como se muestra en la etapa 35. Si bien se comprenderá que este paso es optativo, habitualmente será usado a fin de determinar si transmitir o no los pseudorrangos que se hayan almacenado junto con sus correspondientes sellos temporales. Si el tipo predeterminado de suceso no ha ocurrido (o no ha ocurrido la condición de alarma) entonces el procesamiento vuelve a la etapa 31, en la que se reciben señales adicionales del GPS y se determinan pseudorrangos adicionales. Hasta que ocurra el tipo predeterminado de suceso (o una condición de alarma), el procesamiento continúa de manera cíclica a través de las etapas 31, 33 y 35, recogiendo de ese modo una pluralidad de pseudorrangos tomados en diferentes instantes, cada uno con su propio sello temporal, todos los cuales se almacenan en la memoria en la unidad móvil 12. Un ejemplo de esta memoria se muestra como la memoria 81 en la figura 4. Cuando ocurra el tipo predeterminado de suceso, la etapa 35 prosigue en la etapa 37, en la que los pseudorrangos almacenados y los correspondientes sellos temporales se transmiten a través de un sistema de comunicación inalámbrica, tal como una señal de comunicación basada en células de CDMA al servidor de localización. También, como se muestra en la etapa 37, la memoria que almacena los pseudorrangos y los sellos temporales es borrada para esa parte de la memoria. Esto permitirá recoger otro conjunto de pseudorrangos junto con sus correspondientes sellos temporales, y almacenarlos y transmitirlos posteriormente.

Este procedimiento proporciona un buen número de ventajas sobre la técnica anterior de determinación de una posición en cada punto, y después transmitir estas posiciones. También tiene ventajas con relación a otro ejemplo en el que se determinan varias posiciones a lo largo del tiempo, pero no se transmiten, y luego se transmiten después de que se haya obtenido una recogida de posiciones. El intentar determinar la posición de la unidad móvil requerirá una vista adecuada del cielo, así como una capacidad adecuada para leer las señales provenientes de suficientes satélites, a fin de obtener los datos de efemérides del satélite. Además, dicho procedimiento no admite el uso de información diferencial del GPS (DGPS), que mejorará la precisión del cálculo de la posición (a menos que se use el enlace de comunicación para transmitir los datos DGPS, lo que empleará más potencia). Con el procedimiento de la presente invención, la unidad móvil solamente necesita determinar los pseudorrangos a lo largo del tiempo. De esta manera no se necesita ser capaz de leer los datos de efemérides de satélite. Con las técnicas de procesamiento mejoradas descritas en la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734, es posible obtener pseudorrangos para suficientes satélites en la mayoría de los casos, incluso cuando el cielo esté obstruido o las señales sean débiles. La cola de pseudorrangos, y la transmisión solamente al producirse la ocurrencia de un suceso, minimiza el "tiempo en el aire" de la transmisión, pero permite la determinación bajo demanda de un historial de las posiciones del móvil.

En el ejemplo mostrado en la figura 1A, el receptor móvil 12 del GPS recibirá señales del GPS en las posiciones 14, 16, 18, 20, 22, 24, y su posición actual, y determinará los pseudorrangos a partir de esas señales y almacenará esos pseudorrangos junto con el correspondiente sello temporal en la memoria. Si el tipo predeterminado de suceso es la recolección del séptimo conjunto de señales a partir de las cuales se determinan los pseudorrangos, entonces la unidad móvil 12 transmitirá todos los siete pseudorrangos y los correspondientes sellos temporales en la posición mostrada en la figura 1A para la unidad móvil 12. Existen otros numerosos posibles sucesos predeterminados que podrían provocar la transmisión de la secuencia de pseudorrangos con sellos temporales. Uno, como ya se ha mencionado, es que ya se haya alcanzado un cierto número de pseudorrangos almacenados. Otro tipo predeterminado de suceso puede ser un sensor o una alarma que detecte una condición de alarma o alguna otra condición, y que provoque la transmisión de los pseudorrangos almacenados. Un tal ejemplo es la detección en un coche de un accidente, o el hecho de que se haya inflado un airbag, o el hecho de que se haya activado la alarma del coche. Otro suceso predeterminado puede ser que la estación base pida la transmisión de los pseudorrangos almacenados a fin de intentar localizar la posición actual del receptor móvil del GPS, así como la anterior posición indicada en la cola de pseudorrangos con sellos temporales. Otro suceso predeterminado puede ser que se haya alcanzado el límite de memoria para el almacenamiento de pseudorrangos. Otro suceso predeterminado puede ser que haya transcurrido un período de tiempo predeterminado desde la última transmisión de pseudorrangos. Si se varía este tiempo, también puede provocar una correspondiente variación en el número de pseudorrangos guardados, mediante la variación del intervalo entre las señales del GPS recogidas y procesadas para determinar los pseudorrangos. En otro ejemplo de un suceso predeterminado, puede ser meramente el usuario que pulsa un botón en el receptor móvil del GPS.

La figura 1C muestra un ejemplo de las operaciones realizadas según un procedimiento de la presente invención en un servidor de localización, tal como el servidor 25 de localización. El procedimiento de la figura 1C comienza en la etapa 41, en la que el receptor de localización determina y almacena una pluralidad de correcciones diferenciales del GPS para cada uno de una serie de puntos en el tiempo, y también almacena un sello temporal para cada correspondiente pluralidad de correcciones diferenciales del GPS. Como se ha descrito anteriormente en el sistema de la figura 1A, el servidor 25 de localización puede recibir o determinar las correcciones diferenciales del GPS desde el receptor de referencia del GPS que tenga una localización conocida. En el caso en el que la estación base y la unidad móvil usen comunicaciones por radio punto a punto (y no un sistema basado en células ampliamente dispersas), el receptor de referencia del GPS habitualmente está cosituado con el servidor de localización y también habitualmente tiene a la vista los mismos satélites que las unidades móviles que están siendo sometidas a seguimiento por parte del servidor 25 de localización. El receptor 27 de referencia del GPS puede determinar las correcciones diferenciales del GPS de manera convencional, y también puede proporcionar la hora del GPS que indica el punto en el tiempo en el que se recibieron las señales del GPS, a partir de las cuales se determinaron las correcciones diferenciales del GPS, y proporcionar este conjunto de informaciones para cada punto en el tiempo al servidor de localización que provoca que esta información se almacene en el almacenamiento 26. Se comprenderá que la etapa 41 tendrá lugar habitualmente de manera repetida durante el procedimiento global mostrado en la figura 1C. Esto es, la operación descrita en la etapa 41 se repetirá y estará ocurriendo de manera continuada a fin de obtener una cola de correcciones diferenciales del GPS y los correspondientes sellos temporales para cada una de las correcciones. Esto permitirá hacer recogidas diferenciales del GPS durante un período ampliado de tiempo de trayecto de una unidad móvil, tal como la unidad móvil 12. Por ejemplo, si la unidad móvil 12 tarda una hora para viajar desde la posición 14 a su actual posición, más allá de la posición 24 mostrada en la carretera 11, entonces puede que al menos se necesite una hora de correcciones diferenciales del GPS. Sin embargo, si existe un límite en la duración requerida para determinar el historial de posiciones de cada uno de los móviles, entonces el tamaño de la cola de estas correcciones se puede mantener pequeño (por ejemplo, la cola puede corresponder al último período de un minuto).

Se apreciará que cuando una estación base (servidor de localización) da servicio a una gran área geográfica, puede que se requiera una red de referencia de receptores de referencia del GPS que proporcionen correcciones diferenciales sobre la totalidad de la red. Esto se describe de manera adicional más adelante. Volviendo de nuevo a la figura 1C, en la etapa 43 el servidor de localización recibe una transmisión que contiene varios conjuntos de pseudorrangos y el correspondiente sello temporal para cada uno de los conjuntos. Se apreciará que mientras los pseudorrangos y los sellos temporales se pueden transmitir en una transmisión, esta transmisión puede ser sobre varios paquetes de datos, o bien se puede interrumpir, aunque para los fines de la presente invención ésta puede seguir siendo considerada una única transmisión de la cola de pseudorrangos que han sido sellados temporalmente. En la etapa 45, el servidor de localización selecciona la corrección diferencial del GPS más apropiada para su uso con cada uno de los conjuntos de pseudorrangos, mediante la comparación de los sellos temporales para las correcciones diferenciales del GPS y los sellos temporales para cada conjunto de pseudorrangos. En efecto, el servidor de localización determina la corrección diferencial del GPS cuyo tiempo de aplicabilidad esté más próximo en el tiempo al sello temporal del pseudorrango. Después de seleccionar la corrección diferencial del GPS apropiada, se corrige el conjunto de pseudorrangos con estas correcciones diferenciales del GPS. Se apreciará que, si bien la realización preferida usa esta cola de correcciones diferenciales del GPS, no es necesario poner en práctica ciertas realizaciones de la presente invención. En la etapa 47, el servidor de localización determina una posición de la unidad móvil transmisora del GPS a partir de cada conjunto de pseudorrangos corregidos y del correspondiente sello temporal. De esta manera, el servidor de localización puede determinar que la unidad móvil 12 estuvo en la posición 14 en el instante indicado por el sello temporal asociado a los pseudorrangos obtenidos cuando la unidad móvil estaba en la posición 14, y el servidor de localización también puede determinar las posiciones 16, 18, 20, 22, 24 y su localización actual, y determinar la hora en la que la unidad móvil estaba en estas posiciones. De esta manera, el servidor de localización puede ser capaz de hacer un seguimiento del movimiento de la unidad móvil en el espacio y en el tiempo. Esta información se usa en la etapa 49 de varias maneras diferentes. Por ejemplo, la estación base puede proporcionar servicios de custodio o información de encaminamiento al operador de la unidad móvil 12, mediante la retransmisión de información de ayuda a la unidad móvil 12 a través del sistema de comunicación inalámbrica.

Tener un historial temporal de los pseudorrangos a partir de los que se calculan un historial de posiciones en el tiempo permite que el servidor haga un seguimiento de la posición y de la velocidad del móvil. Esto es importante para localizar un móvil en una situación de emergencia, tal como un accidente de tráfico en el que la antena del móvil haya quedado incapacitada.

Si bien la descripción precedente por lo general supone un sistema de comunicación punto a punto entre el sistema de comunicación de la unidad móvil 12 y el sistema de comunicación de la estación base 25, se comprenderá que el sistema de comunicación puede ser un sistema de comunicación basado en células, como se describe más adelante.

La figura 2 muestra un ejemplo de un sistema 101 de la presente invención. El sistema incluye un sistema de comunicación basado en células que incluye una pluralidad de sedes celulares, cada una de las cuales está diseñada para dar servicio a una región o localización geográfica particular. Ejemplos de tales sistemas de comunicación, de base celular, o basados en células, son bien conocidos en la técnica, tales como los sistemas de telefonía basados en células. Se apreciará que la figura 2 no se ha dibujado para mostrar un solapamiento de células. Sin embargo, la zona de cobertura de la señal de las células puede solaparse de hecho. El sistema de comunicación basado en células, como el que se muestra en la figura 1, incluye tres células 102, 103 y 104. Se apreciará que una pluralidad de células, con las correspondientes sedes celulares, y / o áreas de servicio celular, también se pueden incluir en el sistema 101 y se pueden acoplar a uno o más centros de conmutación basados en células, tales como el centro 105 de conmutación de móviles y el centro 106 de conmutación de móviles. Dentro de cada una de las células, tal como la célula 102, existe una estación base de célula inalámbrica (a la que se hace referencia a veces como una sede celular) tal como la estación base celular 102a, que está diseñada para comunicarse a través de un medio de comunicación inalámbrica, usando las señales de comunicación basadas en células con un sistema de comunicación, que incluye habitualmente un receptor y un transmisor para la comunicación mediante el uso de las señales de comunicaciones basadas en células y un receptor móvil del GPS. Este sistema combinado de comunicación y receptor móvil del GPS proporciona un sistema combinado tal como el receptor 102b mostrado en la figura 2. Un ejemplo de tal sistema combinado, que tiene un receptor del GPS y un sistema de comunicación, se muestra en la figura 4 y puede incluir tanto la antena GPS 77 como un sistema 79 de antena de sistema de comunicación. Cada sede celular está acoplada habitualmente a un centro de conmutación de móviles. En la figura 2, las bases celulares 102a y 103a están acopladas al centro 105 de conmutación a través de las conexiones 102c y 103c, respectivamente, y la base celular 104a está acoplada a un centro 106 distinto de conmutación de móviles a través de la conexión 104c. Estas conexiones son habitualmente conexiones por línea fija entre la respectiva base celular y los centros 105 y 106 de conmutación de móviles. Cada base celular incluye una antena para la comunicación con los sistemas de comunicación a los que se da servicio por medio de la sede/base celular específica. En un ejemplo, la sede celular puede ser una sede celular de telefonía celular que se comunica
con teléfonos móviles celulares (integrados con un receptor del GPS) en el área al que da servicio la sede celular.

En una realización típica de la presente invención, el receptor móvil del GPS, tal como el receptor 102b, incluye un sistema de comunicación basado en células, que está integrado con el receptor del GPS de forma que tanto el receptor del GPS como el sistema de comunicación estén encerrados dentro de la misma carcasa. Un ejemplo de esto es un teléfono celular que tenga un receptor del GPS integrado, que comparta los circuitos comunes con el transceptor de teléfono celular. Cuando se usa este sistema combinado para las comunicaciones de telefonía celular, las transmisiones ocurren entre el receptor 102b y la base celular 102a. Las transmisiones desde el receptor 102b a la base celular 102a se propagan entonces por la conexión 102c al centro 105 de conmutación de móviles y después bien a otro teléfono celular en una célula a la que dé servicio el centro 105 de conmutación de móviles, o bien a través de una conexión (típicamente por cable) a otro teléfono, a través del sistema/red 112 de telefonía terrestre. Se apreciará que el término cableado incluye la fibra óptica y otras conexiones que no sean inalámbricas, tales como el cableado por cobre, etc. Las transmisiones desde el otro teléfono que esté en comunicación con el receptor 102a son transportadas desde el centro 105 de conmutación de móviles a través de la conexión 102c y la base celular 102a de vuelta al receptor 102b de una manera convencional.

En el ejemplo de la figura 2, cada centro de conmutación de móviles (MSC) está acoplado a al menos un centro regional de servicio de mensajes cortos (SMSC) a través de una 115 red de comunicación a la que se hace referencia en una realización como la Red del Sistema de Señalización Número 7 (SS7). Esta red está diseñada para permitir pasar mensajes cortos (por ejemplo, información y datos de control) entre elementos de la red de telefonía. Se comprenderá que la figura 2 muestra un ejemplo y que es posible que varios MSC estén acoplados a un SMSC regional. La red 115 interconecta los MSC 105 y 106 a los SMSC regionales 107 y 108. El ejemplo de la figura 2 muestra también dos servidores 109 y 110 de localización del GPS que están acoplados al SMSC regional 107 y al SMSC regional 108 a través de la red 115. En una realización del sistema distribuido de la figura 2, la red 115 puede ser una red permanente de datos conmutados por paquetes que interconecte varios SMSC y MSC regionales con varios servidores de localización del GPS. Esto permite que cada SMSC regional actúe como un encaminador para encaminar las peticiones de servicios de localización a cualquier servidor de localización del GPS que se encuentre disponible en el caso de congestión en un servidor de localización o de un fallo de un servidor de localización. De esta manera, los SMSC 107 pueden encaminar las peticiones del servicio de localización desde el receptor móvil 102b del GPS (por ejemplo, el usuario del receptor móvil 102b del GPS marca 911 en el teléfono celular integrado) al servidor 110 de localización del GPS si el servidor 109 de localización está congestionado o tiene un fallo, o en cualquier caso es incapaz de dar servicio a la petición del servicio de localización.

Cada servidor de localización del GPS está acoplado habitualmente a una red de área amplia de estaciones de referencia del GPS que proporcionan correcciones diferenciales del GPS y datos de efemérides de satélite a los servidores de localización del GPS. Esta red de área amplia de estaciones de referencia del GPS, mostrada como la red 111 de referencia del GPS, está acoplada habitualmente a cada uno de los servidores de localización del GPS a través de una red dedicada de datos por conmutación de paquetes. Así, el servidor 109 de localización recibe datos desde la red 111 a través de la conexión 109a y el servidor 110 recibe datos desde la red 111 a través de la conexión 110a. La red 111 de referencia puede estar acoplada a la red 112 de comunicación. De manera alternativa, se puede usar un receptor del GPS de referencia en cada uno de los servidores de localización para proporcionar efemérides de satélite y hora del GPS al servidor de localización del GPS. Como se muestra en la figura 2, cada servidor de localización del GPS está acoplado también a una red de comunicación, tal como una red telefónica pública conmutada (RTPC) 112 a la que están acoplados dos servidores 114 y 116 de aplicación.

Los dos servidores de localización del GPS son utilizados, en una realización, para determinar la posición de un receptor móvil del GPS (por ejemplo, el receptor 102b) usando señales del GPS recibidas por el receptor móvil del GPS.

Cada servidor de localización del GPS recibirá pseudorrangos desde un receptor móvil del GPS, y datos de efemérides de satélite desde la red de referencia del GPS, y calculará una ruta de posiciones para el receptor móvil del GPS, y luego estas posiciones se transmitirán a través de la red 112 (por ejemplo, la red telefónica pública conmutada, RTPC) a uno (o ambos) Servidores de Aplicación, en los que se presentan las posiciones (por ejemplo, se visualizan en un mapa) a un usuario en el Servidor de Aplicación. Normalmente, el servidor de localización del GPS calcula, pero no presenta (por ejemplo, mediante visualización), las posiciones en el servidor de localización del GPS. Un servidor de aplicación puede enviar una solicitud para las posiciones de un receptor particular del GPS en una de las células, a un servidor de localización del GPS, que entonces inicia una conversación con un receptor móvil particular del GPS a través del centro de conmutación de móviles, a fin de determinar la ruta de posiciones del receptor del GPS e informar de estas posiciones a la aplicación particular. En otra realización, un usuario de un receptor móvil del GPS puede iniciar una determinación de posición para un receptor del GPS; por ejemplo, el usuario del receptor móvil del GPS puede pulsar 911 en el teléfono celular para indicar una situación de emergencia en la localización del receptor móvil del GPS, y esto puede iniciar un proceso de localización de la manera descrita en este documento.

Se debe hacer notar que un sistema de comunicación de base celular, o basado en células, es un sistema de comunicación que tiene más de un transmisor, cada uno de los cuales da servicio a un área geográfica diferente, que está predefinida en cualquier instante en el tiempo. Habitualmente, cada transmisor es un transmisor inalámbrico que da servicio a una célula que tiene un radio geográfico de menos de 32 km, aunque el área cubierta depende del sistema celular particular. Existen numerosos tipos de sistemas de comunicación celular, tales como teléfonos celulares, PCS (sistema de comunicaciones personales), SMR (radio móvil especializada), sistemas de radiobúsqueda bidireccionales y unidireccionales, RAM, ARDIS y sistemas inalámbricos de datos en paquetes. Habitualmente, se hace referencia a las áreas geográficas predefinidas como células, y una pluralidad de células están agrupadas entre sí dentro de un área de servicio celular, y estas pluralidades de células están acopladas a uno o más centros de conmutación celular que proporcionan las conexiones a los sistemas y/o redes de telefonía terrestres. Un área de servicio a menudo se usa con fines de facturación. Así, puede ser el caso que células en más de un área de servicio estén conectadas a un centro de conmutación. De manera alternativa, a veces es el caso que células dentro de un área de servicio estén conectadas a diferentes centros de conmutación, especialmente en áreas densas de población. En general, un área de servicio se define como una colección de células en estrecha proximidad geográfica entre sí. Otra clase de sistemas celulares que se adapta a la anterior descripción es la que está basada en satélites, en los que las estaciones base celulares, o las sedes celulares, son satélites que habitualmente están orbitando la Tierra. En estos sistemas, los sectores celulares y las áreas de servicio pueden ser muy grandes y desplazarse en función del tiempo. Ejemplos de dichos sistemas incluyen el Iridium, Globalstar, Orbcomm y Odyssey.

La figura 3 muestra un ejemplo de un servidor 50 de localización del GPS que se puede usar como el servidor 109 del GPS o el servidor 110 del GPS de la figura 2. El servidor 50 del GPS de la figura 3 incluye una unidad 51 de procesamiento de datos, que puede ser un sistema de ordenador digital tolerante a fallos. El servidor 50 del SPS también incluye un módem u otra interfaz 52 de comunicación, y un módem u otra interfaz 53 de comunicación y un módem u otra interfaz 54 de comunicación. Estas interfaces de comunicación proporcionan la conectividad para el intercambio de información a y desde el servidor de localización mostrado en la figura 3 entre tres redes diferentes, que se muestran como las redes 60, 62 y 64. La red 60 incluye el centro o los centros de conmutación de móviles y / o los conmutadores del sistema de telefonía terrestre, o las sedes celulares. Un ejemplo de esta red se muestra en la figura 2, en la que el servidor 109 del GPS representa el servidor 50 de la figura 3. De esta forma, la red 60 se puede considerar como incluyendo los centros 105 y 106 de conmutación móviles y las células 102, 103 y 104. La red 64 se puede considerar que incluye los Servidores 114 y 116 de Aplicación, que son cada uno de ellos, generalmente, sistemas de ordenador con interfaces de comunicación, y también pueden incluir uno o más "PSAP", (Punto de Respuesta de Seguridad Pública) que es típicamente el centro de control que responde a las llamadas del teléfono de emergencia 911. La red 62, que representa la red 111 de referencia del GPS de la figura 2, es una red de receptores del GPS que son receptores de referencia del GPS diseñados para proporcionar información de corrección diferencial del GPS, y también para proporcionar datos de señal del GPS, que incluyen los datos de efemérides de satélite, a la unidad de procesamiento de datos. Cuando el servidor 50 da servicio a un área geográfica muy grande, un receptor GPS optativo local, tal como un receptor optativo 56 del GPS, puede no ser capaz de observar todos los satélites GPS que están a la vista de los receptores móviles del SPS en toda esta área. De acuerdo con esto, la red 62 recoge y proporciona datos de efemérides de satélite y datos de corrección diferencial del GPS sobre un área amplia según la presente invención.

Como se muestra en la figura 3, se acopla un dispositivo 55 de almacenamiento masivo a la unidad 51 de procesamiento de datos. Habitualmente, el almacenamiento masivo 55 incluirá almacenamiento para datos y software para realizar los cálculos de la posición del GPS después de recibir los pseudorrangos de los receptores móviles del GPS, tales como el receptor 102b de la figura 2. Estos pseudorrangos se reciben normalmente a través de la sede celular y del centro de conmutación de móviles, y del módem o de otra interfaz 53. El dispositivo 55 de almacenamiento masivo incluye también un software, al menos en una realización, que se emplea para recibir y para usar los datos de efemérides de satélite proporcionados por la red 32 de referencia del GPS a través del módem o de otra interfaz 54. El dispositivo de almacenamiento masivo 55 incluirá también habitualmente una base de datos o un almacenamiento 55a que especifica una cola de efemérides de satélite con sellos temporales y correcciones diferenciales del GPS, como se ha descrito con anterioridad.

En una realización típica de la presente invención, el receptor optativo 56 del GPS no es necesario, ya que la red 111 de referencia del GPS de la figura 2 (mostrada como la red 62 de la figura 3) proporciona la información diferencial del GPS y los correspondientes sellos temporales, así como proporciona los mensajes de datos de satélite en bruto provenientes de los satélites que están a la vista de los diversos receptores de referencia en la red de referencia del GPS. Se apreciará que los datos de efemérides de satélite obtenidos de la red a través del módem o de otra interfaz 54 se pueden usar de una manera convencional con los pseudorrangos obtenidos del receptor móvil del GPS, a fin de calcular la información de posición para el receptor móvil del GPS. Las interfaces 52, 53 y 54 pueden ser cada una de ellas un módem u otra interfaz de comunicación adecuada para acoplar la unidad de procesamiento de datos a otros sistemas de ordenador en el caso de la red 64, y a sistemas de comunicación de base celular en el caso de la red 60, y a dispositivos de transmisión, tales como sistemas de ordenador en la red 62. En una realización, se apreciará que la red 62 incluye una colección dispersa de receptores de referencia del GPS, dispersados sobre una región geográfica. En algunas realizaciones, la información del GPS de corrección diferencial obtenida de un receptor cerca de la sede celular o del área de servicio celular que está en comunicación con el receptor móvil del GPS a través del sistema de comunicación de base celular, proporcionará información de corrección diferencial del GPS que es apropiada para la localización aproximada del receptor móvil del GPS.

La figura 4 muestra un sistema combinado generalizado que incluye un receptor del GPS y un transceptor de un sistema de comunicación. En un ejemplo, el transceptor del sistema de comunicación es un teléfono celular. El sistema 75 incluye un receptor 76 del GPS que tiene una antena 77 del GPS y un transceptor 78 de comunicación que tiene una antena 79 de comunicación. El receptor 76 del GPS está acoplado al transceptor 78 de comunicación a través de la conexión 80 mostrada en la figura 4.

La memoria 81 almacena una cola de pseudorrangos determinados y los correspondientes sellos temporales, como se ha descrito con anterioridad. Esta memoria 81 está acoplada al receptor 76 del GPS, y puede estar acoplada también al transceptor de comunicación (por ejemplo, la memoria es de puerto dual). En una modalidad de funcionamiento, el transceptor del sistema 78 de comunicación recibe información de Doppler aproximada a través de la antena 79 y proporciona esta información de Doppler aproximada por el enlace 80 al receptor 76 del GPS, que realiza la determinación del pseudorrango mediante la recepción de las señales del GPS provenientes de los satélites del GPS a través de la antena 77 del GPS. Los pseudorrangos determinados se transmiten entonces a un servidor de localización del GPS a través del transceptor 78 del sistema de comunicación. Habitualmente, el transceptor 78 del sistema de comunicación envía una señal a través de la antena 79 a una sede celular, que transfiere entonces esta información de vuelta al servidor de localización del GPS. Se conocen ejemplos de varias realizaciones para el sistema 75 en la técnica. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734 describe un ejemplo de un receptor del GPS y un sistema de comunicación combinados, que utiliza un sistema receptor mejorado del GPS. Otro ejemplo de un GPS y de un sistema de comunicación combinados se ha descrito en la Patente de los Estados Unidos número 6.092.363, presentada el 23 de mayo de 1996. La mayoría de los receptores del GPS más convencionales se pueden modificar para funcionar como el receptor 76 en la figura 4, aunque los receptores, tales como aquéllos descritos en la Patente de los Estados Unidos número 5.663.734, pueden proporcionar un rendimiento mejorado. El sistema 75 de la figura 4, así como numerosos sistemas de comunicación alternativos que tengan receptores del SPS, pondrá habitualmente el sello con la hora de la recepción de señales del GPS a partir de las cuales se determinan los pseudorrangos. En particular, el sistema 75 puede usar la hora del GPS (recibida o estimada a partir de los satélites del GPS) o usar la hora proveniente de transmisiones de CDMA (en una realización preferida) para sellar la hora de recepción en la unidad móvil de señales del SPS.

La figura 5 muestra una realización para una estación de referencia del GPS. Se apreciará que cada estación de referencia puede estar construida de esta manera y puede estar acoplada a la red o al medio de comunicación. Habitualmente, cada estación de referencia del GPS, tal como la estación 90 de referencia del GPS de la figura 5, incluirá un receptor 92 de referencia del GPS de doble frecuencia, que está acoplado a una antena 91 del GPS que recibe las señales del GPS provenientes de los satélites del GPS que están a la vista de la antena 91. Los receptores de referencia del GPS son bien conocidos en la técnica. El receptor 92 de referencia del GPS, según una realización de la presente invención, proporciona al menos dos tipos de información como salidas del receptor 92. Las salidas 93 de pseudorrango son entregadas a un procesador e interfaz 95 de red, y estas salidas de pseudorrango (y la hora a la que se recibieron las señales del SPS, a partir de las cuales se determinaron los pseudorrangos de referencia) se usan para calcular las correcciones diferenciales de pseudorrangos de la manera convencional para aquellos satélites que estén a la vista de la antena 91 del GPS. El procesador y la interfaz 95 de red puede ser un sistema convencional de ordenador digital que tenga interfaces para recibir datos provenientes de un receptor de referencia del GPS, como se conoce bien en la técnica. El procesador 95 incluirá habitualmente software diseñado para procesar los datos de pseudorrango a fin de determinar la corrección apropiada de pseudorrango para cada uno de los satélites que esté a la vista de la antena 91 del GPS. Estas correcciones de pseudorrango (y sus correspondientes sellos temporales) se transmiten después, a través de la interfaz de red, a la red o al medio 96 de comunicación al que también están acopladas otras estaciones de referencia del GPS. El receptor 92 de referencia del GPS también proporciona una salida 94 de datos de efemérides de satélite. Estos datos se entregan al procesador y a la interfaz 95 de red, que transmiten después estos datos por la red 96 de comunicación, que está incluida en la red 111 de referencia del GPS de la figura 2.

La salida 94 de datos de efemérides de satélite proporciona habitualmente al menos parte de todos los datos binarios en bruto de navegación a 50 baudios codificados en las señales GPS efectivas recibidas desde cada uno de los satélites del GPS. Estos datos de efemérides de satélite son parte del mensaje de navegación que es difundido como el flujo de datos a 50 bits por segundo en las señales del GPS provenientes de los satélites del GPS, y que se describen con más detalle en el documento GPS ICD-200. El procesador y la interfaz 95 de red reciben esta salida 94 de datos de efemérides de satélite y la transmiten en tiempo real o casi en tiempo real a la red 96 de comunicaciones. Como se describirá a continuación, estos datos de efemérides de satélite que se transmiten a la red de comunicaciones se reciben posteriormente a través de la red en varios servidores de localización del GPS de acuerdo con aspectos de la presente invención.

En ciertas realizaciones de la presente invención, solamente ciertos segmentos del mensaje de navegación, tales como el mensaje de datos de efemérides de satélite, se pueden enviar a los servidores de localización a fin de rebajar los requisitos de ancho de banda para las interfaces de red y para la red de comunicación. Habitualmente, además, puede que no sea necesario proporcionar estos datos de una manera continua. Por ejemplo, solamente se pueden transmitir de una manera regular a la red 96 de comunicación, en tiempo real o casi en tiempo real, las tres primeras tramas que contengan información de efemérides, en lugar de las cinco tramas completas juntas. Se apreciará que en una realización de la presente invención, el servidor de localización puede recibir el mensaje de navegación completo que se transmite desde uno o más receptores de referencia del GPS, a fin de realizar un procedimiento para medir el tiempo relacionado con los mensajes de datos de satélite, tal como el procedimiento descrito en la Patente de los Estados Unidos, en trámite junto con la presente, número 5.812.087, presentada el 3 de febrero de 1997, por Norman F. Krasner. Como se utiliza en este documento, el término "datos de efemérides de satélite" incluye datos que solamente son una parte del mensaje de navegación del satélite (por ejemplo, mensaje de 50 baudios) transmitido por un satélite del GPS, o al menos una representación matemática de estos datos de efemérides de satélite. Por ejemplo, el término datos de efemérides de satélite se refiere a una parte del mensaje de datos de 50 baudios codificado en la señal del GPS transmitida desde un satélite del GPS. También se comprenderá que el receptor 92 de referencia del GPS descodifica las diferentes señales del GPS a partir de los diferentes satélites del GPS que están a la vista del receptor 92 de referencia, a fin de proporcionar la salida 94 de datos binarios que contiene los datos de efemérides de satélite.

Cuando se usa un procedimiento de la presente invención para hacer un seguimiento de una ruta, a lo largo del tiempo, de una unidad móvil con el sistema basado en células de la figura 2, un servidor de localización puede seguir el movimiento de una unidad móvil particular desde una célula a otras varias células. Debido a la interconectividad de dicho sistema, incluso la recepción de las señales provenientes de una unidad móvil que comiencen en la célula 102 puede ser seguido por parte del mismo servidor de localización incluso después de que la unidad móvil se haya desplazado a la célula 104. De manera alternativa, un servidor de localización puede transferir sus datos de ruta, indicando las posiciones y las horas que se hayan determinado para una unidad móvil particular, a otro servidor de localización que se hace cargo del seguimiento de la unidad móvil a medida que se desplaza desde una sede celular o centro de servicio celular a otra sede celular o centro de servicio celular.

Aunque los procedimientos y el aparato de la presente invención se han descrito con referencia a satélites del GPS, se apreciará que las revelaciones son igualmente aplicables a sistemas de posicionamiento que utilicen pseudolitos o una combinación de satélites y pseudolitos. Los pseudolitos son transmisores con base en tierra que difunden un código PN (similar a una señal del GPS) modulado sobre una señal portadora de banda L, generalmente sincronizada con la hora del GPS. A cada transmisor se le puede asignar un único código PN, de forma que permita la identificación por parte de un receptor remoto. Los pseudolitos son útiles en situaciones en las que las señales del GPS provenientes de un satélite en órbita pudiesen no estar disponibles, tal como en túneles, minas, edificios o en otras áreas cerradas. El término "satélite" según se usa en este documento, está concebido para incluir pseudolitos o equivalentes de pseudolitos, y el término señales del GPS, según se usa en este documento, está concebido para incluir señales similares a las señales del GPS provenientes de pseudolitos o de equivalentes de pseudolitos.

En la exposición precedente, la invención se ha descrito con referencia a la aplicación sobre el sistema de Posicionamiento Global por Satélite (GPS) de los Estados Unidos. Debería ser evidente, sin embargo, que estos procedimientos son igualmente aplicables a sistemas similares de posicionamiento por satélite y, en particular, al sistema ruso Glonass. El sistema Glonass se diferencia principalmente del sistema GPS en que las emisiones desde los diferentes satélites se diferencian unas de otras mediante la utilización de frecuencias portadoras ligeramente diferentes, en lugar de utilizar diferentes códigos pseudoaleatorios. En esta situación, esencialmente todos los circuitos y los algoritmos descritos con anterioridad son aplicables, con la excepción de que cuando se procesa la emisión de un nuevo satélite, se usa un multiplicador exponencial diferente correspondiente a las diferentes frecuencias de portadora, para preprocesar los datos. El término "GPS" usado en este documento incluye dichos sistemas alternativos de posicionamiento por satélite, incluyendo el sistema ruso Glonass.

Claims (14)

1. Un procedimiento para operar un aparato (25-27, 109, 110) de localización en un sistema (10, 101) de posicionamiento por satélite, que comprende:

determinar y almacenar (41) una pluralidad de parámetros de corrección diferencial de pseudorrangos del GPS, cada uno con un correspondiente sello temporal de parámetros de corrección diferencial del GPS, caracterizado por:

recibir (43) una o más transmisiones desde una o más unidades móviles (12, 102b, 103b, 104b), comprendiendo las transmisiones conjuntos de pseudorrangos, teniendo cada conjunto un correspondiente sello temporal de pseudorrango; y

seleccionar, comparando los sellos temporales de parámetros de corrección diferencial del GPS y los sellos temporales de pseudorrangos, un parámetro de corrección diferencial del GPS y un conjunto de pseudorrangos, siendo el parámetro seleccionado de corrección diferencial del GPS para corregir el conjunto seleccionado de pseudorrangos (45).

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2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el conjunto seleccionado de parámetros de corrección tiene un correspondiente sello temporal de parámetros de corrección que es el más próximo al sello temporal de pseudorrango correspondiente al conjunto seleccionado de pseudorrangos.

3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual la determinación de los parámetros de corrección incluye recibir los parámetros de corrección.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual los parámetros de corrección son distintas correcciones del sistema de posicionamiento global, y cada sello temporal de parámetros de corrección es una hora del GPS que indica cuándo se determinó el correspondiente parámetro de corrección.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende adicionalmente:

corregir el conjunto seleccionado de pseudorrangos utilizando el parámetro de corrección seleccionado; y

determinar (47) una posición de la unidad móvil (12, 102b, 103b, 104b) asociada al conjunto corregido de pseudorrangos (47).

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6. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente proporcionar (49) servicios de red o servicios de aplicación basados en la posición de la unidad móvil (12, 102b, 103b, 104b).

7. Un aparato (25-27, 109, 110) de localización para su empleo en un sistema (10, 101) de posicionamiento por satélite, que comprende:

medios para determinar y almacenar (27, 26, 51, 55, 92) una pluralidad de parámetros de corrección diferencial de pseudorrangos del GPS, cada uno con un correspondiente sello temporal de parámetros de corrección diferencial del GPS, caracterizado por:

medios para recibir (25, 102a, 103a, 104a, 107a, 108a) una o más transmisiones de una o más unidades móviles (12, 102b, 103b, 104b), comprendiendo las transmisiones conjuntos de pseudorrangos, teniendo cada conjunto un correspondiente sello temporal de pseudorrango; y

medios para seleccionar (51, 95), comparando los sellos temporales de parámetros de corrección diferencial del GPS y los sellos temporales de pseudorrangos, un parámetro de corrección y un conjunto de pseudorrangos, siendo el parámetro seleccionado de corrección diferencial del GPS para corregir el conjunto seleccionado de pseudorrangos.

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8. El aparato (25-27, 109, 110) de localización de la reivindicación 7, en el cual el medio para seleccionar (51, 95) comprende adicionalmente medios para seleccionar el parámetro de corrección con un correspondiente sello temporal de parámetro de corrección que sea el más próximo al sello temporal de pseudorrango correspondiente al conjunto seleccionado de pseudorrangos.

9. El aparato (25-27, 109, 110) de localización de las reivindicaciones 7 u 8, en el cual los parámetros de corrección son correcciones diferenciales del sistema de posicionamiento global, y cada sello temporal de parámetros de corrección es una hora del GPS que indica cuándo se determinó el correspondiente parámetro de corrección.

10. El aparato (25 - 27, 109, 110) de localización de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende adicionalmente:

medios para corregir el conjunto seleccionado de pseudorrangos utilizando el parámetro de corrección seleccionado; y

medios para determinar (51, 95) una posición de la unidad móvil (12, 102b, 103b, 104b) asociada al conjunto corregido de pseudorrangos.

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11. El aparato de localización de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente medios transmisores (25, 102a, 103a, 104a) para transmitir información de posición de la unidad móvil (12, 102b, 103b, 104b).

12. El aparato de localización de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el cual el medio para seleccionar es un procesador (51, 95).

13. Un sistema de comunicación que comprende una pluralidad de unidades móviles (12, 102b, 103b, 104b) y una pluralidad de aparatos (25, 26, 27, 109, 110) de localización según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el cual al menos uno de los aparatos de localización determina información de posición de al menos una de las unidades móviles sobre la base del conjunto corregido de pseudorrangos.

14. Un programa de ordenador que comprende medios de código de ordenador adaptados para realizar las etapas del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 cuando dicho programa se ejecuta en un procesador.