ES2861800T3 - Método para estimar la posición de un dispositivo móvil mediante el uso de señales GNSS - Google Patents

Método para estimar la posición de un dispositivo móvil mediante el uso de señales GNSS Download PDF

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Abstract

Un método para estimar la posición de un dispositivo móvil, dicho dispositivo está equipado con un receptor GNSS que está sincronizado en el tiempo con un sistema GNSS, el método comprende las etapas de: a) proporcionar una medición de una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites GNSS que fueron recibidas, en un primer instante de tiempo, por el receptor GNSS; b) estimar una posición y una medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para un segundo instante de tiempo diferente del primer instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y segundo instantes de tiempo y, opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se han determinado que son inválidas; caracterizado porque el método comprende además las etapas de: c) para al menos una de las señales satelitales recibidas: c1) determinar una característica de propagación de señal perteneciente a dicha al menos una señal satelital mediante el uso de información contenida en esa señal satelital; c2) determinar un intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió dicha al menos una señal satelital y la posición estimada y la medición de precisión de posición; c3) determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae en el intervalo esperado determinado, y determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal inválida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae fuera del intervalo esperado determinado; y d) calcular la posición, y preferentemente la medición de precisión de posición, del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo mediante el uso de la(s) señal(es) satelital(es) válida(s).

Description

DESCRIPCIÓN
Método para estimar la posición de un dispositivo móvil mediante el uso de señales GNSS
La presente invención se refiere a un dispositivo móvil y a un método para estimar la posición de un dispositivo móvil. Más en particular, la presente invención se refiere a un método en el que la posición de un dispositivo móvil se determina mediante el uso de mediciones derivadas de las señales satelitales recibidas del Global Navigation Satellite System (GNSS).
Los receptores GNSS son bien conocidos en la técnica. Estos receptores permiten el posicionamiento de estos receptores, o los dispositivos en los que están incorporados, mediante el uso de señales de satélites que están orbitando la Tierra. Estos receptores se usan a menudo en sistemas de navegación. En lo sucesivo, las palabras "posición del dispositivo móvil" y "posición del receptor GNSS" se usarán indistintamente ya que en la mayoría de los casos habrá una relación fija entre ellos. Por ejemplo, la posición del dispositivo móvil puede referirse a la posición del centro de gravedad del dispositivo móvil. Esta posición puede encontrarse determinando primero la posición del receptor GNSS que es parte del dispositivo móvil y luego agregando el desplazamiento posicional entre el receptor GNSS y el centro de gravedad.
Los dispositivos móviles conocidos pueden equiparse con un receptor GNSS, tal como un receptor GPS, y uno o más sistemas adicionales para estimar una posición del dispositivo móvil o ayudar a estimar la posición del dispositivo móvil. La información de ambos sistemas puede combinarse para proporcionar una estimación única de la posición del dispositivo móvil.
Un ejemplo de un sistema adicional es una unidad de medición inercial (IMU) que estima una nueva posición del dispositivo móvil en base a una o más posiciones y velocidades anteriores, y un movimiento observado del dispositivo móvil. Tal IMU está incorporada en el dispositivo móvil y comprende acelerómetros y giroscopios.
Se debe señalar que la invención no excluye otros sistemas para proporcionar una estimación de la nueva posición del dispositivo móvil, incluso si estos sistemas no están incorporados en el dispositivo móvil. Por ejemplo, si el dispositivo móvil sigue una trayectoria determinada que se ha calculado mediante el uso de un sistema de navegación, las posiciones que se encuentran en esta trayectoria pueden usarse para predecir la posición del dispositivo móvil. Alternativamente, la trayectoria a seguir por el dispositivo móvil puede ser fija, por ejemplo, cuando el dispositivo móvil está incorporado en un tren que se mueve por una vía determinada.
El receptor GNSS normalmente recibe una pluralidad de señales satelitales desde los respectivos satélites GNSS que orbitan la Tierra. Para posicionar con precisión el dispositivo móvil en base a únicamente en las señales satelitales, se requiere un número mínimo de señales de diferentes satélites. Por ejemplo, en los sistemas GPS, la posición del dispositivo móvil/receptor GNSS puede calcularse mediante el uso de:
Figure imgf000002_0001
donde dn es la distancia recorrida por la señal satelital desde el satélite GNSS n hasta el receptor GNSS, c es la velocidad efectiva de la luz, tt,n es el momento en que el satélite n transmitió la señal con referencia a la hora del sistema GNSS, tr,n es la hora a la que el receptor GNSS recibió la señal del satélite n referenciada al reloj del receptor GNSS, y tc es la corrección de la hora para el reloj del receptor GNSS en relación con la hora del sistema GNSS. xn, yn y Zn se refieren a la ubicación del satélite n en el momento tt,n. x, y, z se refieren a la ubicación del receptor GNSS en tr,n. Para resolver el conjunto de ecuaciones anterior, se necesitan más de tres señales satelitales.
Como se indicó anteriormente, es conocido en la técnica combinar las diversas fuentes de información para estimar la posición del dispositivo móvil. Por ejemplo, se conocen algoritmos que combinan señales GNSS y señales IMU para calcular la posición del dispositivo móvil. Los siguientes parámetros se introducen, por ejemplo, en el algoritmo para calcular la posición del dispositivo móvil en t=t1:
n señales GNSS de n satélites recibidas en t=t1, siendo n 0, 1, 2, 3....
la posición anterior del dispositivo móvil en t=t0, con t0<t1;
el ángulo de rotación con respecto a tres ejes diferentes determinados en t=t0; y
la aceleración relativa a los diferentes ejes determinada en t=t1;
En base a los datos anteriores, el algoritmo calcula la posición en el instante de tiempo t=t1. El algoritmo conocido emplea pesaje cuando se combinan los datos GNSS y los datos IMU. Por ejemplo, si se reciben señales satelitales de un gran número (>8) de satélites, se atribuye un factor de ponderación más alto a las señales satelitales que en el caso de que se reciban señales satelitales de sólo un pequeño número (<3) de satélites. Alternativamente, la ponderación puede ser implícita, es decir, a cada señal satelital se le asigna una ponderación idéntica, pero la influencia de los datos GNSS supera a los datos IMU debido al hecho de que hay más señales satelitales disponibles.
Es importante señalar que el algoritmo existente y los sistemas existentes también son capaces de calcular una medición de precisión de posición, por ejemplo, expresada como una desviación estándar o región de confianza. El algoritmo puede procesar, además de los datos anteriores, una medición de precisión relacionada con los diversos parámetros. La posición anterior x, y, z puede asociarse, por ejemplo, con una precisión de posición Dx, Dy, Dz. Estas precisiones pueden ser diferentes entre sí y estar relacionadas con la probabilidad estadística de que la posición real del dispositivo móvil se encuentre en un intervalo dado. Por ejemplo, puede afirmarse que la probabilidad de que la verdadera posición del dispositivo móvil en la dirección x esté en el intervalo x-Dx: x+Dx corresponde al 95%, cuando Dx corresponde al doble de la desviación estándar y la distribución corresponde a una distribución gaussiana.
Para los datos de IMU, pueden identificarse varias fuentes de error que a menudo están relacionadas con la estructura mecánica o las propiedades de la unidad de IMU. Los efectos de estos errores suelen ser bien conocidos.
El posicionamiento en base a señales satelitales también está sujeto a inexactitudes y errores. Estas inexactitudes y errores se deben a posiciones inexactas de los satélites, errores desconocidos del reloj del satélite, errores desconocidos del reloj del receptor, retrasos ionosféricos desconocidos, retrasos troposféricos desconocidos, reflejos ("trayectorias múltiples") y otros problemas diversos que afectan a las observaciones, como la interferencia electromagnética. La mayoría de estos errores varían lentamente y los efectos sobre el cálculo final de la posición después del procesamiento posterior son mínimos debido al modelado adecuado y al uso de datos de referencia GNSS mediante el uso de una variedad de métodos que son bien conocidos en la técnica. Sin embargo, los problemas locales, como la interferencia de trayectos múltiples y EM, cuando están presentes, no varían lentamente.
De lo anterior, puede concluirse que existen varias fuentes de datos para calcular la posición del dispositivo móvil, por ejemplo, sistemas GNSS y otros sistemas. Una distinción importante entre estos sistemas es que los sistemas GNSS permiten la determinación de la posición del dispositivo móvil sin tener que depender de posiciones previamente determinadas, siempre que se disponga de suficientes señales satelitales. Por otro lado, la determinación de una posición en base a, por ejemplo, datos de IMU se basa en una posición y velocidad anteriores. Las posiciones determinadas mediante señales GNSS son, por lo tanto, menos susceptibles a la acumulación de errores.
Como se describió anteriormente, los errores de variación lenta en las señales GNSS pueden estimarse o predecirse bastante bien, mientras que los errores de variación rápida no pueden. En consecuencia, cuando se usa el algoritmo descrito anteriormente, es difícil tener en cuenta los errores de variación rápida. En los enfoques de la técnica anterior, estos errores solo pueden explicarse en retrospectiva. Por ejemplo, al inspeccionar una serie de posiciones determinadas, una o más posiciones pueden desviarse de la tendencia visible en la serie. Es posible que estas posiciones se hayan determinado de manera inexacta debido a errores de variación rápida en la señal GPS. Cuando se requiere el posicionamiento en tiempo real, por ejemplo como parte de un sistema de navegación, tal enfoque no es posible sin embargo, ya que la tendencia aún no se conoce completamente.
Un método para estimar una posición de un dispositivo móvil de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US 2009/058723 A1.
Por lo tanto, un objetivo es mejorar el posicionamiento de un dispositivo móvil, en donde se mitiguen o se eliminen los efectos de los errores de variación rápida en las posiciones finales calculadas.
Este objeto se logra con el método para estimar la posición de un dispositivo móvil como se define en la reivindicación 1. El dispositivo móvil está equipado con un receptor GNSS, tal como un receptor GPS, que está sincronizado con la hora del sistema GNSS. Aquí, la sincronización de tiempo implica que el reloj del receptor GNSS tiene un desplazamiento fijo y conocido con respecto a la hora del sistema GNSS. Este último tiempo se determina mediante relojes atómicos, presentes en cada satélite y sincronizados mediante el segmento terrestre de la constelación (como el GPS).
La sincronización de tiempo entre la hora del sistema GNSS y el reloj del receptor puede obtenerse cuando el receptor GNSS recibe de manera sustancialmente simultánea una cantidad suficiente de señales satelitales GNSS. Para las señales de GPS, una serie de 4 señales satelitales diferentes permitirían resolver el sistema de ecuaciones mencionado anteriormente y encontrar tc . Una vez que se establece la sincronización de tiempo, la sincronización se mantiene durante un período considerable ya que la deriva de la mayoría de los relojes de los receptores GNSS es suficientemente pequeña.
De acuerdo con la invención, el método comprende la etapa de a) proporcionar una medición de una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites GNSS que fueron recibidas, en un primer instante de tiempo, por el receptor GNSS. Como siguiente etapa b), se estima una posición y una medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) los datos de posición y movimiento obtenidos para un segundo instante de tiempo diferente del primer instante de tiempo, 2) los datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y segundo instantes de tiempo y, opcionalmente, 3) las mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se ha determinado que son inválidas. La posición se expresa normalmente en coordenadas relativas a un origen predefinido. Este sistema de coordenadas puede corresponder al sistema de coordenadas mediante el uso del sistema GNSS, aunque la invención no se limita al mismo. Además, la medición de precisión de posición puede ser diferente para las diferentes coordenadas.
De acuerdo con la invención, el método comprende una etapa c) que comprende, para al menos una de las señales satelitales recibidas, las etapas de:
c1) determinar una característica de propagación de la señal perteneciente a la al menos una señal satelital mediante el uso de información contenida en esa señal satelital;
c2) determinar un intervalo esperado para la característica de propagación de la señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió la al menos una señal satelital y la posición estimada y la medición de precisión de posición; y
c3) determinar que la al menos una señal satelital es una señal válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae en el intervalo esperado determinado, y determinar que la al menos una señal satelital es una señal inválida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae fuera del intervalo esperado determinado.
Como etapa final, el método de acuerdo con la invención comprende una etapa d) de calcular la posición, y preferentemente la medición de precisión de posición, del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo mediante el uso de la señal o señales satelitales válidas. Por lo tanto, la presente invención propone usar únicamente aquellas señales satelitales que se ha determinado que son señales válidas. Sin embargo, esta última etapa no excluye que también se usen otras fuentes de información, preferentemente no satelitales, para calcular la posición del dispositivo móvil, tal como los datos IMU.
La presente invención propone calificar una señal satelital recibida en base a si una característica de propagación de señal de esta señal se encuentra dentro de un intervalo esperado de esta característica. El alcance esperado se determina mediante el uso de la información sobre el satélite que envió la señal. Por ejemplo, el alcance puede determinarse mediante el uso de la trayectoria orbital conocida del satélite.
De acuerdo con la invención, es posible distinguir entre señales satelitales válidas e inválidas. Es probable que estas últimas señales correspondan a los errores de variación rápida mencionados anteriormente y aumentarían considerablemente la medición de precisión de posición. Por lo tanto, no tener en cuenta estas señales aumentará considerablemente la precisión del sistema. Por lo tanto, de acuerdo con la invención, la posición estimada del dispositivo móvil estará más cerca de la posición real, pero desconocida, del dispositivo móvil.
Como un ejemplo, la característica de propagación de la señal perteneciente a la al menos una señal satelital puede comprender una distancia recorrida por la respectiva señal satelital. Aquí, se observa que la distancia recorrida por la respectiva señal satelital puede considerarse equivalente al tiempo requerido por la señal satelital para cubrir esta distancia.
Además de lo anterior, la al menos una señal satelital puede comprender información relativa al instante de tiempo en el que se envió esa señal. Además, la etapa c1) puede comprender extraer un instante de tiempo enviado, en el que se envió la al menos una señal satelital, de la al menos una señal satelital. Por ejemplo, la señal satelital puede comprender datos digitales que comprenden una representación del instante de tiempo enviado.
La etapa c1) puede comprender además determinar un instante de tiempo de recepción, en el que el receptor GNSS recibió la al menos una señal satelital, y determinar la distancia recorrida en base a los instantes de tiempo de envío y recepción. Para este último cálculo, el término central en la Ec. 1 puede usarse. Aquí, se hace notar que, debido al tiempo de sincronización, el desplazamiento tc es conocido y/o puede calcularse. El instante de tiempo en el que se recibió la señal satelital, según lo determinado por el reloj del receptor GNSS, por lo tanto, puede correlacionarse con el instante de tiempo en el que se envió la señal satelital, según lo determinado por el reloj atómico del satélite GNSS.
Para determinar el alcance esperado para la característica de propagación de la señal, la etapa c2) puede comprender determinar iterativamente una posición en la que habría estado un satélite GNSS si este satélite hubiera enviado una satelital desde esa posición que habría sido recibida por el dispositivo móvil en el posición estimada y en el primer instante de tiempo, y determinar el intervalo esperado para la característica de propagación de la señal en base a la posición determinada iterativamente y la medición de precisión de posición estimada. Por ejemplo, puede adivinarse una distancia entre a) el satélite en el momento en que envió una señal satelital hipotética y b) el dispositivo móvil colocado en la posición estimada y que recibió la señal satelital hipotética. Dividir esta distancia por la velocidad efectiva de la luz da como resultado una suposición del tiempo requerido por la señal satelital hipotética para viajar desde el satélite hasta el dispositivo móvil. Restar este tiempo del tiempo en el que se recibe la señal satelital hipotética permite calcular el tiempo en el que el satélite envió la señal satelital hipotético. A su vez, este tiempo puede usarse en combinación con los datos orbitales del satélite para calcular la posición del satélite en el momento de enviar la señal satelital hipotética. Mediante el uso de esta posición calculada, puede calcularse una distancia entre el satélite y el receptor móvil. Esta última distancia puede compararse con la suposición inicial. Si esta diferencia está dentro de un umbral dado, puede suponerse que la estimación inicial de la distancia y/o la distancia calculada es correcta. Este mismo enfoque puede usarse para determinar cómo el intervalo de posición se traduce en un intervalo para la distancia entre el satélite y el dispositivo móvil. Este ejemplo se relaciona con la determinación de un intervalo para la distancia entre el satélite y el dispositivo móvil. De manera similar, podría construirse un intervalo para el tiempo requerido por la señal satelital para viajar entre el satélite y el dispositivo móvil.
Una o más de las señales satelital recibidas pueden comprender datos de efemérides que permiten calcular las posiciones de uno o más satélites GNSS en función del tiempo. Por lo tanto, el dispositivo móvil puede recibir datos para calcular las posiciones orbitales de los satélites en función del tiempo mediante el uso de la información recibida de estos mismos satélites. En una modalidad, una única señal satelital puede comprender datos suficientes para que el dispositivo móvil calcule las posiciones de todos los satélites en el sistema GNSS correspondiente. La invención no excluye otros medios de proporcionar los datos de efemérides. Tales datos pueden proporcionarse desde una fuente externa y/o pueden proporcionarse en un enfoque de posprocesamiento.
El método de acuerdo con la invención permite la calificación de señales satelitales en señales válidas e inválidas. Esta calificación se usa para calcular la posición del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo. Por ejemplo, el método puede comprender, como etapa c4), si se determina en la etapa c3) que la al menos una señal satelital es válida mientras que esta señal no se usó para estimar la posición en la etapa b), volviendo a la etapa b) al menos una vez para estimar la posición y la medición de precisión de posición correspondiente teniendo en cuenta la al menos una señal satelital validada. Alternativamente, el método puede comprender, como etapa c4), si se determina en la etapa c3) que la al menos una señal satelital no es válida mientras que esta señal se usó para estimar la posición en la etapa b), volviendo a la etapa b) en al menos una vez para estimar la posición y la medición de precisión de posición correspondiente ya no teniendo en cuenta la al menos una señal satelital invalidada.
Además, tal regreso a la etapa b) puede realizarse hasta que se haya determinado que cada señal satelital recibida sea válida o inválida y si no se han producido cambios en esta determinación en la última iteración de la etapa c3). Por lo tanto, el método puede repetirse para permitir la calificación de cada señal satelital. Esta calificación puede cambiar con el tiempo. Por ejemplo, en una situación en la que una primera señal satelital se consideró inicialmente inválida porque la distancia determinada no cayó dentro del intervalo esperado, esta misma señal puede volver a determinarse como válida debido al hecho de que la posición estimada y el intervalo correspondiente cambiaron debido a la determinación de que otras señales e eran satelitales inválidas o válidas. Por esa razón, puede resultar ventajoso repetir las etapas anteriores hasta que se haya calificado cada señal satelital y hasta que la calificación ya no cambie.
En la etapa b), ninguna de las señales satelitales recibidas puede usarse para proporcionar una primera estimación de la posición y la correspondiente medición de precisión de posición. En este caso, la primera estimación se basa únicamente en información de otras fuentes, tal como los datos de IMU. Las etapas c1)-c4) pueden realizarse entonces consecutivamente, cada vez para un subconjunto diferente de las señales satelitales recibidas, comprendiendo el subconjunto preferentemente una única señal satelital. Esto permite calificar individualmente cada señal satelital. Una vez que una señal se califica como válida, preferentemente vuelve a calcularse la posición estimada.
En otro método ilustrativo se acuerdo con la invención, cada una de las señales satelitales recibidas se usa en la etapa b) para proporcionar una primera estimación de la posición y de la medición de precisión de posición correspondiente. Entonces, las etapas c1)-c4) pueden realizarse consecutivamente, cada vez para cada una de las señales satelitales recibidas. Alternativamente, las etapas c1)-c4) pueden realizarse consecutivamente, cada vez para una o más señales satelitales.
En otro método ilustrativo de acuerdo con la invención, todas menos una o más de las señales satelitales recibidas se usan en la etapa b) para proporcionar una primera estimación de la posición y de la medición de precisión de posición correspondiente. Entonces, las etapas c1)-c4) pueden realizarse consecutivamente, cada vez para tales todas menos una o más de las señales satelitales recibidas.
Puede determinarse una posición y una medición de precisión de posición correspondiente para una pluralidad de instantes de tiempo, comprendiendo esta pluralidad de instantes de tiempo el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo. El primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo pueden ser instantes de tiempo adyacentes temporalmente.
El método puede comprender además determinar un movimiento del dispositivo móvil entre el segundo instante de tiempo y el primer instante de tiempo, y determinar los datos de movimiento a partir del movimiento determinado. Estos datos de movimiento pueden determinarse mediante el uso de una unidad de medida inercial. Estos datos de movimiento pueden comprender, por ejemplo, una rotación y aceleración determinadas con respecto a tres ejes diferentes, y un error respectivo para estas rotaciones y aceleraciones.
La presente invención no se limita a unidades de medida inerciales para proporcionar datos de movimiento. Por ejemplo, el movimiento del dispositivo móvil puede restringirse por una o más restricciones y/o el movimiento del dispositivo móvil puede predefinirse a una trayectoria y/o velocidad particular. En estos casos, los datos de movimiento pueden derivarse de al menos una de las una o más restricciones y dicha trayectoria y/o velocidad particular. Por ejemplo, el dispositivo móvil puede incorporarse en un tren que se mueve a lo largo de una trayectoria determinada. Adicional o alternativamente, puede usarse una unidad de medición de distancia para medir una distancia recorrida entre los instantes de tiempo. Si el dispositivo móvil es transportado por un peatón, pueden imponerse restricciones al posible movimiento del dispositivo móvil entre instantes de tiempo dado que el peatón estaba corriendo o caminando.
El método de la invención puede realizarse en tiempo real, en donde es necesario determinar la posición actual del dispositivo móvil. Alternativamente, el método puede emplearse sin conexión. Por ejemplo, la etapa a) puede comprender recibir y medir una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites que se recibieron en una pluralidad de instantes de tiempo diferentes, y seleccionar un par de instantes de tiempo preferentemente temporalmente adyacentes y realizar el método descrito anteriormente mediante el uso del par seleccionado de instantes de tiempo. Cuando se trata de una gran cantidad de instantes de tiempo, puede ser suficiente establecer una sincronización de tiempo en uno o algunos de estos instantes de tiempo. Además, cuando el procesamiento real de las diversas mediciones se realiza en una etapa posterior, puede usarse una sincronización de tiempo que se establece para un instante de tiempo t3 al determinar la posición del dispositivo móvil en t=t2, con t2<t3.
Al haber realizado una gran cantidad de mediciones correspondientes a una gran cantidad de instantes de tiempo antes de aplicar el método descrito anteriormente para determinar la posición del dispositivo móvil en estos instantes de tiempo, se hace posible determinar una posición del dispositivo móvil en un instante de tiempo dado mediante el uso de medidas y otros datos correspondientes a instantes de tiempo que corresponden al futuro relativo a tal instante de tiempo dado. Este enfoque puede denominarse determinación hacia atrás de las posiciones, mientras que la determinación hacia adelante corresponde a la determinación de posiciones en instantes de tiempo mediante el uso de datos que corresponden a instantes de tiempo anteriores.
La determinación hacia atrás y hacia adelante mencionada anteriormente puede combinarse. Por ejemplo, la etapa a) puede comprender a) recibir y medir una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites que se recibieron en una pluralidad de instantes de tiempo diferentes, y b) seleccionar al menos dos instantes de tiempo temporalmente adyacentes entre dicha pluralidad de instantes instantáneos como el primer y segundo instante de tiempo y la modalidad del método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores para determinar la posición del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo. El primer instante de tiempo puede ser anterior al segundo instante de tiempo o viceversa.
La selección de al menos dos instantes de tiempo temporalmente adyacentes puede comprender seleccionar el primer instante de tiempo, el segundo instante de tiempo y un tercer instante de tiempo, en donde el primer instante de tiempo se dispone temporalmente entre el segundo y el tercer instante de tiempo. Además, la etapa b) puede comprender estimar una primera posición y la primera medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para el segundo instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y segundo instantes de tiempo y, opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se ha determinado que no sean válidas. La etapa b) puede comprender además estimar una segunda posición y una segunda medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para el tercer instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y tercer instantes de tiempo y, opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se ha determinado que sean inválidas. Además, la etapa c2) puede comprender determinar un primer intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió dicha al menos una señal satelital y la primera posición estimada y la primera medición de precisión de posición correspondiente, y determinar un segunda intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió dicha al menos una señal satelital y la segunda posición estimada y la segunda medición de precisión de posición correspondiente.
Por lo tanto, es posible determinar una posición estimada respectiva y una medición de precisión de posición correspondiente en dependencia de si se usa el tercer o el segundo instante de tiempo como punto de partida. Estas posiciones y errores dan como resultado un intervalo esperado diferente, en dependencia de si la determinación se realiza hacia atrás o hacia adelante.
Puede ser posible combinar las diversas posiciones e intervalos determinados. Por ejemplo, la etapa c3) puede comprender determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae en el primer intervalo esperado determinado y el segundo intervalo esperado, y determinar que dicha al menos una señal satelital no es válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae fuera del primer intervalo esperado determinado y/o del segundo intervalo esperado.
El método puede comprender recibir, en un instante de tiempo dado entre dicha pluralidad de instantes de tiempo diferentes, señales satelitales de al menos cuatro satélites diferentes y calcular un desfase de tiempo entre la hora del sistema GNSS y un reloj del receptor GNSS mediante el uso de la información recibida de al menos cuatro satélites diferentes. Una vez que se han recibido suficientes señales satelitales, puede establecerse la sincronización horaria. Esto es particularmente válido para la determinación fuera de línea en la que las diversas mediciones de las señales satelitales se almacenan y procesan en una etapa posterior. De esta manera, la sincronización de tiempo que se establece relativamente tarde durante la recopilación de datos puede usarse para calcular las posiciones que corresponden a las primeras etapas de la recopilación de datos.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere a un dispositivo móvil que comprende un receptor GNSS, una memoria para almacenar una o más mediciones de señales satelitales que se han recibido mediante el uso del receptor GNSS y para almacenar una o más mediciones de la unidad de medición inercial y una unidad de procesamiento, acoplada a la memoria y configurada para implementar el método definido anteriormente para determinar una posición del dispositivo móvil.
El dispositivo móvil puede comprender medios de generación de datos de movimiento para proporcionar datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil. Los medios de generación de datos de movimiento pueden comprender una unidad de medición inercial.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invención se refiere a un soporte de datos que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por una unidad de procesamiento, provocan la implementación del método como se define anteriormente.
A continuación, se describirá la invención con más detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas, en donde:
La Figura 1 ilustra el concepto general de determinar la posición de un dispositivo móvil de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 ilustra un método para determinar iterativamente una distancia entre el satélite y el receptor de acuerdo con la presente invención;
La Figura 3 ilustra un método para determinar la posición del dispositivo móvil de acuerdo con la presente invención;
La Figura 4 ilustra otro método para determinar la posición del dispositivo móvil de acuerdo con la presente invención; y
La Figura 5 ilustra una modalidad de un dispositivo móvil de acuerdo con la presente invención.
La Figura 1 ilustra el concepto general de determinar la posición de un dispositivo móvil de acuerdo con la invención. Aquí, un receptor GNSS en movimiento tiene una posición determinada en t=t0 igual a P0. El error en esta posición se indica con el círculo 1. El receptor se está moviendo y su movimiento se describe mediante un vector M. En t=t0, el receptor ha recibido una señal 3 de un satélite GNSS que, en el momento de enviar esta señal, estaba posicionado en S0.
A continuación, la posición del receptor GNSS debe determinarse en t=t1. Con este fin, debe examinarse la validez de una señal satelital recibida en t=t1. Esta validación requiere que se estimen en primer lugar una posición y una medición de precisión de posición correspondiente del receptor GNSS en t=t1. La estimación de la posición se indica con PE, mientras que la medición de precisión de posición se indica con el círculo 2.
Existen diferentes escenarios para estimar la posición y la medición de precisión de posición asociada. Por ahora, se supone que la posición y la medición de precisión de posición del dispositivo móvil en PE se basan únicamente en los datos que estaban disponibles en t=t0. Como un ejemplo, estos datos comprenden sólo datos IMU, por ejemplo, posición P0, vector de movimiento M, y una medida del movimiento entre P0 y PE determinada por la unidad IMU.
A continuación, el proceso de validación de la señal satelital recibida en t=t1 se ilustra en la Figura 2. Como primera etapa S1, se supone una distancia d0 recorrida por una señal satelital (hipotética) 4, que podría haberse enviado en un instante de tiempo desconocido pero que se habría recibido en t=t1. Esta suposición puede basarse en estimaciones anteriores. El retardo de propagación, correspondiente al tiempo requerido por la señal 4 para propagarse desde el satélite al receptor, puede calcularse en la etapa S2 mediante el uso de td=d0/c, siendo c la velocidad efectiva de la luz. Esta velocidad puede desviarse de la velocidad de la luz en el vacío y puede explicar las diferencias entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad promedio de la luz en la atmósfera terrestre.
A continuación, el instante de tiempo t=tt en el que la señal 4 transmitida por satélite puede encontrarse mediante el uso de t=tt=t1-td. Debido a que el receptor GNSS está sincronizado en el tiempo con el tiempo del sistema GNSS, la posición del satélite en el momento de enviar la señal, es decir, SE, puede calcularse en la etapa S3 mediante el uso del instante de tiempo t=tt y mediante el uso de datos orbitales correspondientes a satélite. Los datos necesarios para este cálculo pueden proporcionarse al dispositivo móvil o pueden ya conocerse por el dispositivo móvil. Sin embargo, los datos necesarios para este cálculo, los denominados datos de efemérides, suelen estar incluidos en la propia señal satelital. No es necesario que estos datos se reciban de forma continua ya que el comportamiento orbital de un satélite puede considerarse fijo y/o predecible en un grado muy alto. Por lo tanto, puede ser suficiente si estos datos solo se proporcionan una vez.
Habiendo calculado la posición del satélite en el momento de enviar la señal satelital, en la etapa S4 puede calcularse una distancia d entre el satélite en t=tt y el dispositivo móvil en t=t1. Si la diferencia entre esta distancia y la distancia estimada d0 es menor que un umbral dado, como se determina en la etapa S5, el método puede terminar en la etapa S6. De lo contrario, se actualiza la suposición d0 en la etapa S7 y el método vuelve a la etapa S2.
De esta manera, puede calcularse una posición SE de un satélite a lo largo de una trayectoria conocida, de manera que cuando este satélite hubiera transmitido una señal al estar en esta posición, esta señal hubiera sido recibida por el dispositivo móvil en la posición PE y en el tiempo t=t1. Además, puede calcularse una distancia entre el satélite en esta posición y el receptor en la posición PE.
La posición SE mencionada anteriormente se calculó en base a una posición discreta PE. En la práctica, la estimación de la posición está asociada con una medición de precisión de posición determinada, como se indica en el círculo 2. Esta medición de precisión de posición puede traducirse en un intervalo esperado para la distancia d entre el satélite en t=tt y el dispositivo móvil en t=t1.
El intervalo mencionado anteriormente puede usarse para determinar si la señal satelital realmente recibida en t=t1 puede considerarse una señal válida. La señal satelital recibida incluye información sobre el momento en que se envió la señal. Como el dispositivo móvil está sincronizado en el tiempo, el receptor móvil puede determinar el retardo de propagación de la señal. Al multiplicar este retraso por una velocidad efectiva conocida de la luz, puede determinarse una distancia observada entre el satélite y el receptor. Si la distancia observada cae dentro del intervalo mencionado anteriormente, la señal satelital puede considerarse una señal válida y podría usarse para calcular la posición del receptor móvil en t=tl. Si la distancia observada no cae dentro del intervalo mencionado anteriormente, la señal satelital se considera una señal inválida y no debe tenerse en cuenta al calcular la posición del receptor móvil en t=tl.
La Figura 3 ilustra un método para determinar la posición del dispositivo móvil en t=tl mediante el uso de una pluralidad de señales satelitales recibidas. Como primera etapa S10, se estiman la posición y el error asociado. Esta estimación se basa en los datos de posición y los datos de movimiento del dispositivo móvil en t=t0, y los datos de movimiento que describen el movimiento del dispositivo móvil entre t=t0 y t=tl. Los datos de movimiento pueden obtenerse mediante el uso de una unidad de medición inercial. Pueden usarse datos adicionales. Por ejemplo, pueden usarse las señales satelitales recibidas en t=t1, para las que aún no se ha establecido si estas señales pueden considerarse válidas o inválidas. Pueden usarse ninguna, una o algunas, o todas las señales satelitales, como se aclarará más adelante.
Una vez que se estiman la posición y la medición de precisión de posición, se determina un intervalo de distancia en la etapa S11 para al menos una de las señales satelitales recibidas. Esta etapa puede realizarse de la manera que se ilustra en la Figura 2. Como siguiente etapa S12, el(los) tiempo(s) en los que el satélite(s) enviaron la señal(es) satelital(es), es decir, t=tt, se extraen de la(s) señal(es) satelital(es). Esto también permite determinar la distancia recorrida por la(s) señal(es) satelital(es). En la etapa S13, se determina si la(s) distancia(s) determinada(s) en la etapa S13 cae(n) dentro del intervalo respectivo determinado en la etapa S11. Si la distancia correspondiente a una señal satelital cae en el intervalo correspondiente, entonces se determina que esta señal satelital es válida en la etapa S14. A la inversa, si la distancia correspondiente a una señal satelital cae fuera del intervalo correspondiente, entonces se determina que esta señal satelital no es válida en la etapa S15.
Cuando se realiza una calificación, se determina, en la etapa S16, si es necesario volver a calcular la posición estimada y la medición de precisión de posición. Esto puede aplicarse, por ejemplo, si no se ha tenido en cuenta una señal validada al estimar la posición o si se tuvo en cuenta una señal invalidada. Si se determina que debe realizarse un nuevo cálculo, el método vuelve a la etapa S10. Si no es así, el método continúa en la etapa S17 con el cálculo de la posición y la medición de precisión de posición del dispositivo móvil mediante el uso de las señales satelitales validadas y el método termina en la etapa S18. La invención no excluye que la posición estimada en la ejecución final del etapa S10 se tome como la posición que se determina en la etapa S17. Alternativamente, la posición estimada en S10 y la posición calculada en la etapa S17 pueden depender de diferentes fuentes de datos. Por ejemplo, es posible que la posición calculada en la etapa S17 se determine únicamente en base a señales satelitales validadas, siempre que se hayan recibido suficientes señales, mientras que la posición estimada en la etapa S10 también puede basarse en datos de IMU.
En las etapas 13-16 descritas anteriormente, se determina si puede determinarse que una señal satelital recibida es válida o inválida y si es necesario volver a calcular la posición estimada. Aquí, son posibles varios escenarios en dependencia de cómo se estimaron inicialmente las mediciones de posición y de precisión de la posición en la etapa S10:
1. Estimación inicial en base a todas las señales satelitales
En este caso, si se determina que una señal satelital dada no es válida, el proceso puede volver a proporcionar una nueva estimación de posición, sin embargo, ya no se tiene en cuenta la señal invalidada. Como resultado de no usar más esta señal, la estimación de posición cambia. Como resultado, la nueva estimación de posición estará más cerca de la posición verdadera pero desconocida. Alternativamente, solo se proporciona una nueva estimación de posición después de que se hayan calificado todas las señales. Por lo tanto, después de cada estimación de posición, se califican todas las señales en lugar de solo una. El proceso puede terminar cuando el estado de calificación de cada una de las señales satelitales, es decir, aún no calificado, válido o inválido, ya no cambia.
2. La estimación inicial no se basa en ninguna de las señales satelitales
En este caso, si se determina que una señal satelital dada es válida, el proceso puede volver a proporcionar una nueva estimación de posición ahora teniendo en cuenta la señal validada. Como resultado de usar esta señal, la estimación de posición cambia. Alternativamente, solo se proporciona una nueva estimación de posición después de que se hayan calificado todas las señales. Por lo tanto, después de cada estimación de posición, se califican todas las señales en lugar de solo una. El proceso puede terminar cuando el estado de calificación de cada una de las señales satelitales, es decir, aún no calificado, válido o inválido, ya no cambia.
3. La estimación de la posición inicial se basa en todas las señales satelitales menos una
En este caso, si se determina que la señal satelital no usada para determinar la posición estimada es válida, el proceso vuelve a proporcionar una nueva estimación de posición ahora teniendo en cuenta la señal validada pero excluyendo una señal satelital diferente, aún no calificada. Como resultado de usar esta señal y excluir otra señal, la estimación de posición cambia. Si se determina que la señal satelital no es válida, ya no se considerará.
Después de proporcionar una nueva estimación de posición, el proceso se repite hasta que se califica cada una de las señales satelitales. El proceso puede terminar cuando el estado de calificación de cada una de las señales satelitales, es decir, aún no calificado, válido o inválido, ya no cambia.
En los ejemplos mencionados anteriormente, las señales satelitales se califican directamente después de recibirse. Por lo tanto, este método puede aplicarse en tiempo real, donde se requiere información de posición actualizada lo antes posible, por ejemplo, en sistemas de navegación. Sin embargo, en algunas circunstancias, solo es necesario determinar dónde ha estado el dispositivo móvil. Por ejemplo, el dispositivo móvil puede ser una cámara montada en un vehículo usada para grabar imágenes de los alrededores de ese vehículo. Estas imágenes pueden usarse para construir una base de datos de, por ejemplo, una ciudad. En estas aplicaciones, solo se requiere determinar la posición de la cámara cuando tomó las respectivas imágenes. Esta posición no necesita ser conocida en el momento real de tomar las imágenes.
Para estas aplicaciones, las mediciones de las señales satelitales recibidas pueden almacenarse en varios instantes de tiempo. En un enfoque de posprocesamiento, el método descrito anteriormente puede usarse para determinar las posiciones. Sin embargo, al tener todas las medidas disponibles para todos los instantes de tiempo, ahora es posible trabajar hacia adelante y hacia atrás. Por ejemplo, la posición en un instante de tiempo t=t1 puede determinarse mediante el uso de datos correspondientes a un instante de tiempo t=t2, donde t2>t1. Este último caso corresponde a la estimación hacia atrás, mientras que el método descrito junto con la Figura 3 corresponde a la estimación hacia adelante.
Los métodos de predicción hacia atrás y hacia adelante pueden combinarse. Esto se ilustra en la Figura 4. Aquí, para determinar la posición en la posición t=t1, pueden usarse datos de t=t0 y datos de t=t2. En comparación con el método que se ilustra en la Figura 3, se determinan dos intervalos en las etapas S11_1 y S11_2. El primer intervalo, determinado en la etapa S11_1, se basa en un análisis directo, en donde se usan datos de un instante de tiempo anterior, en la etapa S10_1, para estimar una primera posición y mediciones de precisión de posición en un instante de tiempo actual. El segundo intervalo, determinado en la etapa S11_2, se basa en un análisis hacia atrás, en donde se usan datos de un instante de tiempo futuro, en la etapa S10_2, para estimar una segunda posición y medición de precisión de posición en el instante de tiempo actual.
La etapa S13* difiere de la etapa S13 en que ahora se determina si la distancia observada de la señal satelital cae tanto en el primer intervalo como en el segundo. Solo si lo hace, la señal satelital se considera válida.
Al igual que en la Figura 13, pueden procesarse varias señales satelitales simultáneamente y existen diferentes métodos para estimar la posición y la medición de precisión de posición, como se explicó con relación a la Figura 3.
La Figura 5 ilustra una modalidad de un dispositivo móvil 100 de acuerdo con la presente invención. Comprende una unidad de procesamiento 110 que está acoplada a un receptor GNSS 120, una unidad de medida inercial 130 y una memoria 140. Aquí, la memoria 140 se configura para contener una o más mediciones de señales satelitales que se han recibido mediante el uso del receptor GNSS y para contener una o más mediciones de la unidad de medida inercial. La unidad de procesamiento 110 se configura para implementar el método definido anteriormente para determinar una posición del dispositivo móvil.
La invención no excluye los sistemas en los que se distribuye la funcionalidad. Por ejemplo, el dispositivo móvil solo puede incluir la unidad IMU, el receptor GNSS y una memoria para almacenar las diversas medidas. El procesamiento real de los resultados puede llevarse a cabo en una ubicación alejada del dispositivo móvil.
En una aplicación típica, el dispositivo móvil o el sistema mencionado anteriormente se monta o puede montarse en o sobre un vehículo, como un automóvil.
Aunque la presente invención se ha descrito mediante el uso de realizaciones de la misma, el experto en la técnica comprenderá que la presente invención no se limita a estos ejemplos sino que son posibles varias modificaciones sin desviarse del alcance de la invención que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para estimar la posición de un dispositivo móvil, dicho dispositivo está equipado con un receptor GNSS que está sincronizado en el tiempo con un sistema GNSS, el método comprende las etapas de:
a) proporcionar una medición de una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites GNSS que fueron recibidas, en un primer instante de tiempo, por el receptor GNSS;
b) estimar una posición y una medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para un segundo instante de tiempo diferente del primer instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y segundo instantes de tiempo y, opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se han determinado que son inválidas;
caracterizado porque el método comprende además las etapas de:
c) para al menos una de las señales satelitales recibidas:
c1) determinar una característica de propagación de señal perteneciente a dicha al menos una señal satelital mediante el uso de información contenida en esa señal satelital;
c2) determinar un intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSs que transmitió dicha al menos una señal satelital y la posición estimada y la medición de precisión de posición;
c3) determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae en el intervalo esperado determinado, y determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal inválida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae fuera del intervalo esperado determinado; y
d) calcular la posición, y preferentemente la medición de precisión de posición, del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo mediante el uso de la(s) señal(es) satelital(es) válida(s).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la característica de propagación de la señal perteneciente a dicha al menos una señal satelital comprende una distancia recorrida por la respectiva señal satelital o un tiempo requerido por dicha al menos una señal satelital para recorrer dicha distancia;
en donde dicha al menos una señal satelital comprende preferentemente información relativa al instante de tiempo en el que se envió esa señal, y en donde la etapa c1) comprende:
extraer el instante de tiempo enviado en el que dicha al menos una señal satelital fue enviada desde dicha al menos una señal satelital;
determinar el instante de tiempo de recepción en el que el receptor GNSS recibió dicha al menos una señal satelital;
determinar la distancia recorrida o el tiempo requerido para recorrer dicha distancia en base a los instantes de tiempo enviados y recibidos.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa c2) comprende:
determinar iterativamente una posición en la que habría estado un satélite GNSS si este satélite hubiera enviado una señal satelital desde esa posición que habría sido recibida por el dispositivo móvil en la posición estimada y en el primer instante de tiempo;
determinar el intervalo esperado para la característica de propagación de la señal en base a la posición determinada iterativamente y la medición de precisión de posición estimada.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una o más de las señales satelitales recibidas comprenden datos de efemérides que permiten calcular las posiciones de uno o más satélites GNSS en función del tiempo.
5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:
c4) si se determina en la etapa c3) que dicha al menos una señal satelital es válida mientras que esta señal no se usó para estimar la posición en la etapa b), volver a la etapa b) al menos una vez para estimar la posición y la medición de precisión de posición correspondiente teniendo en cuenta dicha al menos una señal satelital validada; o
c4) si se determina en la etapa c3) que dicha al menos una señal satelital no es válida mientras que esta señal se usó para estimar la posición en la etapa b), volver a la etapa b) al menos una vez para estimar la posición y la medición de precisión de posición correspondiente sin ya no tener en cuenta dicha al menos una señal satelital invalidada;
en donde dicho regreso a la etapa b) se realiza preferentemente hasta que se haya determinado que cada señal satelital recibida es válida o inválida y si no se han producido cambios en esta determinación en la última iteración de la etapa c3).
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde, en la etapa b):
ninguna de las señales satelitales recibidas se usa para proporcionar una primera estimación de la posición y la medición de precisión de posición correspondiente, en donde las etapas c1)-c4) se realizan preferentemente de forma consecutiva, cada vez para un subconjunto diferente de las señales satelitales recibidas, el subconjunto que comprende preferentemente una sola señal satelital; o
cada una de las señales satelitales recibidas se usa para proporcionar una primera estimación de la posición y el error de posición correspondiente, en donde las etapas c1)-c4) se realizan preferentemente de forma consecutiva, cada vez para cada una de las señales satelitales recibidas; o
todas menos una o más de las señales satelitales recibidas se usan para proporcionar una primera estimación de la posición y la medición de precisión de posición correspondiente, en donde las etapas c1)-c4) se realizan preferentemente de forma consecutiva, cada vez para todas menos una o más de las señales satelitales recibidas.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se determina una posición y una medición de precisión de posición correspondiente para una pluralidad de instantes de tiempo, dicha pluralidad de instantes de tiempo que comprende dicho primer instante de tiempo y dicho segundo instante de tiempo;
en donde el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo son preferentemente instantes de tiempo temporalmente adyacentes.
8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además las etapas de:
a) determinar un movimiento del dispositivo móvil entre el segundo instante de tiempo y el primer instante de tiempo;
b) determinar los datos de movimiento del movimiento determinado;
el método que comprende preferentemente además el uso de una unidad de medida inercial para determinar los datos de movimiento, en donde los datos de movimiento comprenden preferentemente una rotación y aceleración determinadas con respecto a tres ejes diferentes, y un error respectivo para estas rotaciones y aceleraciones; y/o
en donde el movimiento del dispositivo móvil está preferentemente restringido por una o más restricciones y/o en donde el movimiento del dispositivo móvil está predefinido a una trayectoria y/o velocidad particular, y en donde los datos de movimiento se derivan de al menos una de la una o más restricciones y dicha trayectoria y/o velocidad particular.
9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa a) comprende:
a) recibir y medir una o más señales satelitales GNSS de los respectivos satélites que se recibieron en una pluralidad de diferentes instantes de tiempo;
b) seleccionar al menos dos instantes de tiempo temporalmente adyacentes entre dicha pluralidad de instantes de tiempo como el primer y segundo instantes de tiempo y realizar el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores mediante el uso del par seleccionado de instantes de tiempo para determinar la posición del dispositivo móvil en el primer instante de tiempo.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dicha selección de al menos dos instantes de tiempo temporalmente adyacentes comprende seleccionar el primer instante de tiempo, el segundo instante de tiempo y un tercer instante de tiempo, en donde el primer instante de tiempo está temporalmente dispuesto entre el segundo y tercer instantes de tiempo;
en donde la etapa b) comprende:
estimar una primera posición y la primera medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para el segundo instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y segundo instantes de tiempo, y opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se han determinado que sean inválidas; y
comprende estimar una segunda posición y una segunda medición de precisión de posición correspondiente del dispositivo móvil para el primer instante de tiempo mediante el uso de: 1) datos de posición y movimiento obtenidos para el tercer instante de tiempo, 2) datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil entre el primer y el tercer instante de tiempo, y opcionalmente, 3) mediciones de una o más de las señales satelitales recibidas que no se han determinado que sean inválidas;
en donde la etapa c2) comprende:
determinar un primer intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió dicha al menos una señal satelital y la primera posición estimada y la primera medición de precisión de posición correspondiente;
determinar un segundo intervalo esperado para dicha característica de propagación de señal en base al comportamiento orbital del satélite GNSS que transmitió dicha al menos una señal satelital y la segunda posición estimada y la segunda medición de precisión de posición correspondiente;
en donde la etapa c3) comprende determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal válida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae en el primer intervalo esperado determinado y el segundo intervalo esperado, y determinar que dicha al menos una señal satelital es una señal inválida si la característica de propagación de la señal correspondiente cae fuera del primer intervalo esperado o del segundo intervalo esperado determinado.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, que comprende recibir, en un instante de tiempo dado entre dicha pluralidad de instantes de tiempo diferentes, señales satelitales de al menos cuatro satélites diferentes y calcular un desfase de tiempo entre la hora del sistema GNSS y un reloj del receptor GNSS mediante el uso de al menos cuatro satélites diferentes recibidos.
12. Un dispositivo móvil (100), que comprende:
un receptor GNSS (120);
una memoria (140) para retener una o más mediciones de señales satelitales que se han recibido mediante el uso del receptor GNSS y para retener una o más mediciones de una unidad de medida inercial; y una unidad de procesamiento (110), acoplada a la memoria, y configurada para implementar el método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para determinar una posición del dispositivo móvil.
13. El dispositivo móvil de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además medios de generación de datos de movimiento para proporcionar datos de movimiento relacionados con el movimiento del dispositivo móvil.
14. El dispositivo móvil de acuerdo con la reivindicación 13, en donde los medios de generación de datos de movimiento comprenden una unidad de medición inercial (130).
15. Un soporte de datos que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por la unidad de procesamiento (110) en el dispositivo móvil (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, provocan la implementación del método según se define en cualquiera de las reivindicaciones 1-11.
ES18731540T 2017-05-22 2018-05-22 Método para estimar la posición de un dispositivo móvil mediante el uso de señales GNSS Active ES2861800T3 (es)

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