TWI424184B - 信號處理方法和系統 - Google Patents

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TWI424184B TW098127367A TW98127367A TWI424184B TW I424184 B TWI424184 B TW I424184B TW 098127367 A TW098127367 A TW 098127367A TW 98127367 A TW98127367 A TW 98127367A TW I424184 B TWI424184 B TW I424184B
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Description

信號處理方法和系統
本發明涉及用於導航衛星系統(Navigation Satellite System，簡稱NSS)的信號處理，更具體地說，涉及一種對GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差進行校準的方法和系統。
全球定位系統(Global Positioning System，簡稱GPS)和全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，簡稱GLONASS)為兩大全球導航系統(Global Navigation System，簡稱GNSS)。一般地，GNSS接收器通過接收來自多個衛星的衛星廣播信號來確定它們的位置。
全面運行狀態下的GPS包括多達24個地球軌道衛星，近乎一致地每四個衛星散佈在6個圓形軌道間。每個衛星攜帶有為衛星所發射的信號提供時鐘資訊的銫或銣原子鐘。每個GPS衛星在中心頻率分別為1575.42MHz和1227.6MHz的兩個頻帶(分別表示為L1和L2)上連續發射L波段(L-band)載波信號。GPS L1信號由兩個相位正交(phase quadrature)的偽隨機雜訊碼進行4相調製(quadri-phase modulate)，稱為粗捕獲碼(coarse/acquisition code，C/A碼)和精測距碼(precision ranging code，P碼)。GPS L2信號僅由P碼進行雙相移相鍵控(BPSK)調製。C/A碼是針對每一衛星的特定的黃金代碼(gold code)，其具有1.023MHz的符率(Symbol Rate)。每一GPS衛星的C/A碼的獨特內容用於識別所接收信號的來源。P碼為相對長的精細粒度碼，具有 10*f0=10.23MHz的相關時鐘或碼片速率。完整的P碼具有259天的長度，每一衛星發射與自身對應的該完整P碼的獨特部分。用於給定GPS衛星的P碼的這部分在再次出現之前具有一個剛好一周(7.000天)的長度。GPS衛星信號包括發射GPS衛星的導航資訊，相對應的衛星接收器使用該導航資訊來確定其自身的導航資訊，諸如衛星接收器的位置和速度。
GLONASS系統使用24個衛星，每8個衛星幾乎一致地分佈於三個軌道平面。GLONASS系統在中心頻率分別為f1=(1.602+9k/16)GHz和f2=(1.246+7k/16)GHz的兩個頻帶(分別表示為L1和L2)上連續發射L波段載波信號，其中的k(=1,2,...24)為通道號或衛星編號。每一GLONASS系統在其專用的頻率上發射信號。GLONASS L1信號由碼片速率為0.511MHz的C/A碼和碼片速率為5.11MHz的P碼進行調製。GLONASS L2信號僅由P碼進行調製。對每一個GLONASS衛星來說，P碼是相同的，C/A碼也是相同的。GLONASS衛星信號包括發射GLONASS衛星的導航資訊，相對應的衛星接收器使用該導航資訊來確定其自身的導航資訊，諸如衛星接收器的位置和速度。
根據上述架構，GPS系統和GLONASS系統均使用來自多個地球軌道衛星的已編碼無線信號的傳輸。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其他缺陷和弊端對於本領域的技術人員來說是顯而易見的。
以下將結合附圖和實施例對本發明提出的用於對GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差進行校準的方法和系統進行詳細闡述。
根據本發明的一方面，本發明提出了一種信號處理方法，包括：接收多個GPS信號和多個GLONASS信號； 確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和基於所述確定的GPS導航資訊校準所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述方法進一步包括基於所述確定的GPS導航資訊生成對所述多個GLONASS信號中的一個或多個的估計。
作為優選，所述方法進一步包括使用來自所述確定的GPS導航資訊中的GPS接收器時鐘資訊來估計所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述方法進一步包括將所述多個估計的GLONASS信號中的一個或多個與所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個進行比較。
作為優選，所述方法進一步包括基於所述比較生成校準信號。
作為優選，所述方法進一步包括使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號中一個或多個。
作為優選，所述方法進一步包括在進行所述校準之前，使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)處理所述生成的校準信號。
作為優選，所述方法進一步包括使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號的群延遲誤差。
根據本發明的再一方面，本發明提出了一種信號處理系統，包括：一個或多個電路，用於接收多個GPS信號和多個GLONASS信號；所述一個或多個電路確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和所述一個或多個電路基於所述確定的GPS導航資訊校準所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述一個或多個電路基於所述確定的GPS導航資訊生成對所述多個GLONASS信號中的一個或多個的估計。
作為優選，所述一個或多個電路使用來自所述確定的GPS導航資訊中的GPS接收器時鐘資訊來估計所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述一個或多個電路將所述多個估計的GLONASS信號中的一個或多個與所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個進行比較。
作為優選，所述一個或多個電路基於所述比較生成校準信號。
作為優選，所述一個或多個電路使用所述生成的校準信號校準所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述一個或多個電路在進行所述校準之前，使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)處理所述生成的校準信號。
作為優選，所述一個或多個電路使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號的群延遲誤差。
根據本發明的又一方面，本發明提出了一種機器可讀記憶體，其上存儲有電腦程式，該電腦程式包括至少一段用於提供信號處理的代碼，所述至少一段代碼由機器執行以使所述機器完成以下步驟：接收多個GPS信號和多個GLONASS信號；確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和基於所述確定的GPS導航資訊來校準所述GLONASS信號中的一個或多個。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於基於所述確定的GPS導航資訊生成對所述多個GLONASS信號中的一個或多個的估計的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於使用來自所述確定的GPS導航資訊中的GPS接收器時鐘資訊來估計所述多個GLONASS信號中的一個或多個的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於將所述多個估計的 GLONASS信號中的一個或多個與所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個進行比較的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於基於所述比較來生成校準信號的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於在進行所述校準之前，使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)來處理所述生成的校準信號的代碼。
作為優選，所述至少一段代碼包括用於使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號的群延遲誤差代碼。
100‧‧‧衛星導航系統
110a‧‧‧衛星
110b‧‧‧衛星
110c‧‧‧衛星
110d‧‧‧衛星
120‧‧‧GPS和GLONASS組合接收器
130‧‧‧接收器天線
140‧‧‧GPS接收器
150‧‧‧接收器天線
160‧‧‧GLONASS接收器
170‧‧‧接收器天線
210‧‧‧接收器前端
212‧‧‧GPS前端
214‧‧‧GLONASS前端
220‧‧‧導航處理器
222‧‧‧處理器
224‧‧‧記憶體
230‧‧‧校準信號生成器
240‧‧‧信號校準器
302‧‧‧時間轉換器(time transfer)
304‧‧‧信號估計器
306‧‧‧信號比較器
402‧‧‧誤差狀態卡爾曼濾波器
404‧‧‧信號連接器(coupler)
圖1是依據本發明優選實施例的衛星導航系統示意圖；圖2是依據本發明優選實施例的GPS和GLONASS組合接收器示意圖；圖3是依據本發明優選實施例的校準信號生成器示意圖；圖4是依據本發明優選實施例的用於GPS和GLONASS組合接收器中的誤差狀態卡爾曼濾波器示意圖；圖5是依據本發明優選實施例的GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差的校準方法步驟流程圖。
本發明涉及一種對GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差進行校準的方法和系統。本發明的多個方面基於GPS和GLONASS組合接收器的GPS導航資訊來校準所接收的GLONASS信號。GPS和GLONASS組合接收器能夠接收多個GPS信號和多個GLONASS信號。GPS導航資訊可單獨地基於所接收的多個GPS信號來計算。基於GPS導航資訊來校準所接收的多個GLONASS 信號。多個GLONASS信號中的各個信號可根據GPS導航資訊進行估計。GPS和GLONASS組合接收器的GLONASS部分的時鐘資訊從相應的GPS相關時鐘資訊中獲取。用於校準GPS和GLONASS組合接收器的GLONASS部分的校準信號通過對所估計的GLONASS信號和所接收的GLONASS信號進行比較來生成。包括多個校準係數(coefficient)的校準信號由誤差狀態卡爾曼濾波器進行處理，並用於校準所接收的GLONASS信號。
圖1是依據本發明優選實施例的衛星導航系統示意圖。參考圖1可知，衛星導航系統100包括GPS和GLONASS組合接收器120、GPS接收器140、GLONASS接收器160以及多個衛星，圖中示出了衛星110a、110b、110c和110d。GPS和GLONASS組合接收器120、GPS接收器140、GLONASS接收器160分別與接收器天線130、接收器天線150、接收器天線170通信連接。
衛星110a~110d包括適當的邏輯、電路(circuitry)和/或代碼，用於生成和廣播由衛星接收器(例如，GPS和GLONASS組合接收器120、GPS接收器140、GLONASS接收器160)接收的適當射頻(RF)信號。生成的廣播RF信號用於確定導航資訊，諸如GPS和GLONASS組合接收器120、GPS接收器140、GLONASS接收器160的位置、速度和時鐘資訊。
GPS和GLONASS組合接收器120包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收由GPS和/或GLONASS衛星(例如，衛星110a~110d)兩者廣播的信號。GPS和GLONASS組合接收器120用於處理所接收的信號以識別每一衛星信號的來源衛星、確定每一識別的衛星信號到達天線130的時間、確定來源衛星(諸如衛星110a、110b、110c或110d)的當前位置。GPS和GLONASS組合接收器120能夠跟蹤多個GPS衛星和GLONASS衛星、度量(measurement)每一衛星的編碼(code)和載波相位。所接收的信號，無論是GPS還是GLONASS，均由GPS和GLONASS組合 接收器120進行處理以提供導航資訊。可基於所接收的GPS信號和/或所接收的GLONASS信號來計算導航資訊。在保持GPS和GLONASS組合接收器120的特定期望特性(諸如抗干擾能力)時，可基於GPS導航資訊來消除誤差，諸如所接收的GLONASS信號的群延遲誤差。GPS和GLONASS組合接收器120在以下初始假定的情況下運作：每一GLONASS頻帶的群延遲誤差是未知的，由此只能依賴於所接收的GPS信號。一旦從發射GPS衛星得到定位(fix)，計算出的GPS導航資訊就可用於確定所期望的GLONASS信號。
天線130包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收來自多個GPS衛星和多個GLONASS衛星的L波段信號，並將信號傳遞給GPS和GLONASS組合接收器120處理以獲得相應的導航資訊。雖然圖中示出的是單個天線，但本發明不限於此。因而，GPS和GLONASS組合接收器120可使用一個或多個天線，而不會脫離本發明的實質和範圍。
天線140包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收來自多個GPS衛星(例如衛星110a)的廣播信號，GPS接收器140用於處理所接收的衛星信號以識別每一衛星信號的來源衛星、確定每一識別的衛星信號到達天線150的時間。GPS接收器140還用於確定來源衛星(諸如衛星110a和110b)的當前位置。GPS接收器140能夠跟蹤多個GPS衛星和度量每一GPS衛星的編碼和/或載波相位。所接收的GPS信號由GPS接收器140進行處理以提供導航資訊。導航資訊可基於所接收的GPS信號來計算。
天線150包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收來自多個GPS衛星的L波段信號，並將這些信號傳送給GPS接收器140進行處理以生成相應的導航資訊。
GLONASS接收器160包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收由GLONASS衛星(例如衛星110c)所廣播的信號。 GLONASS接收器160用於處理所接收的衛星信號以識別每一衛星信號的來源衛星、確定每一識別的衛星信號到達天線170的時間、確定諸如衛星110c和110d的來源衛星的當前位置。GLONASS接收器160能夠跟蹤多個GLONASS衛星和度量每一GLONASS衛星的編碼和/或載波相位。所接收的GLONASS信號由GLONASS接收器160進行處理以提供導航資訊。導航資訊可基於所接收的GLONASS信號來確定。
天線170包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收來自多個GLONASS衛星的L波段信號，並將這些信號傳送給GLONASS接收器160進行處理以生成相應的導航資訊。
在操作過程中，GPS和GLONASS組合接收器120接收多個衛星信號，諸如來自GPS衛星110a、110b和GLONASS衛星110c、110d的信號。GPS和GLONASS組合接收器120用於識別每一衛星信號的來源衛星。例如，每一GLONASS衛星根據其衛星識別編號(satellite vehicle identification number，SV.sub.--ID)進行識別，該衛星識別編號從GLONASS曆書資料中獲得，其與特定GLONASS衛星的載波傳輸頻率相關。每一GPS衛星可通過匹配和關聯此特定GPS衛星的GPSP碼的獨特部分來識別。一旦在發射GPS衛星和GLONASS衛星上成功建立同步或鎖定，GPS和GLONASS組合接收器120就可對每一識別衛星信號(通過天線130接收的GPS信號和/或GLONASS信號)進行編碼和載波相位度量。
GPS和GLONASS組合接收器120用於處理所接收的GPS信號以及生成GPS和GLONASS組合接收器120的GPS導航資訊。基於GPS導航資訊和校準信號對各個GLONASS信號進行估計，其中該校準信號反映與所接收的GLONASS信號相關的群延遲變化(variations)。校準信號可基於將所估計的GLONASS信號和實際接收的GLONASS信號進行比較而獲得。校準信號用於通過抵 消相關的群延遲誤差來校準所接收的GLONASS信號。GLONASS導航資訊可基於校準的GLONASS信號來計算。GPS和GLONASS組合接收器120用於生成GPS導航資訊、GLONASS導航資訊、和/或GPS導航資訊與GLONASS導航資訊的組合。
許多應用，諸如汽車導航、飛機導航和科學應用，都得益于同一個衛星接收器中兩種系統的使用。GPS和GLONASS組合接收器可以提供高級別(high degree)的系統級完整性(system-wide integrity)。例如，如果GPS或GLONASS中的一個遭遇了系統級(system-wide)故障，那麽GPS和GLONASS組合接收器將繼續由剩下的GPS或GLONASS作業系統來運行。當GPS系統和GLONASS系統均處於運行狀態時，為探測系統級故障，對二者的度量比較會一直進行。系統級故障不僅包括衛星的故障，還包括出現嚴重射頻干擾的運作環境的故障。影響一個系統的無線干擾不一定會影響另一個系統，因為GPS和GLONASS運行在不同的頻帶上。碼相位(亦即衆所周知的偽距(pseudo-range))度量一般在GPS和GLONASS組合接收器中處理以提供高精度的定位、速度和時間度量。根據實現的需要，對於GPS和GLONASS組合接收器來說，需要包括專用濾波器和放大器部分以防止例如可能的干擾。GPS和GLONASS組合接收器設計中的濾波器、放大器和其他有源部分的特定特性可引起群延遲失真(也就是群延遲在接收帶寬上的變化)，從而導致碼相位度量的誤差。
圖2是依據本發明優選實施例的GPS和GLONASS組合接收器的示意圖。參考圖2所示，GPS和GLONASS組合接收器120包括接收器前端210、導航處理器220、校準信號生成器230和信號校準器240。接收器前端210包括GPS前端212和GLONASS前端214。導航處理器220包括處理器222和記憶體224。GPS和GLONASS組合接收器120與接收天線130通信連接。儘管圖中只示出了一個天線，本發明並不局限於此。總之，GPS和GLONASS 組合接收器120可使用一個或多個天線，並不背離本發明多個實施例的精神和範圍。
接收器前端210包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過接收器天線130接收並處理衛星廣播信號以生成基帶信號，以適於在GPS和GLONASS組合接收器120中進行進一步處理。
GPS前端212包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過接收器天線130接收GPS衛星廣播信號並將其轉換為GPS基帶信號，該GPS基帶信號適於在GPS和GLONASS組合接收器120中進一步處理以獲得導航資訊，不管是基於GPS還是基於組合GPS和GLONASS。
GLONASS前端214包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過接收器天線130接收GLONASS衛星廣播信號並將其轉換為GLONASS基帶信號，該GLONASS基帶信號適於在GPS和GLONASS組合接收器120中進一步處理以獲得導航資訊，不管是基於GLONASS還是基於組合GPS和GLONASS。
導航處理器220包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於處理通過接收器前端210接收的衛星信號並為每一接收的衛星信號提取資訊從而為GPS和GLONASS組合接收器120提供導航資訊。
處理器222包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於確定來自所接收的衛星信號(已由相應的GLONASS前端210和GPS前端212處理過)的導航資訊。該導航資訊基於GPS或基於GLONASS。處理器222可使用各種演算法將GPS資訊和GLONASS資訊組合為組合導航資訊。組合導航資訊是基於GPS導航資訊，通過消除誤差(諸如所接收的GLONASS信號中的群延遲誤差)來生成。
記憶體224包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於存儲資訊，諸如將由處理器222所使用的可執行指令和資料。可執行指令包括使能使用獲取的衛星信號計算(自動地或回應請求/指令)導航資訊的演算法。資料包括校準信號，其包括用於校準所接收的 GLONASS信號的多個校準係數。記憶體224包括RAM、ROM、低延遲非易失性記憶體諸如快閃記憶體和/或其他合適的電子資料記憶體。
校準信號生成器230包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於生成包含多個校準係數的校準信號。校準信號生成器230可將GPS導航資訊轉換為相應的GLONASS導航資訊。與相應的GLONASS導航資訊相關的期望的GLONASS信號被估計。在校準信號生成器230中對期望的GLONASS信號與實際所接收的GLONASS信號進行比較以確定每一接收的GLONASS信號的群延遲誤差。這些群延遲誤差可用作為所生成的校準信號的校準係數，所生成的校準信號被傳送至信號校準器240，通過動態抵消所接收的GLONASS信號的群延遲誤差來校準所接收的GLONASS信號。
信號校準器240包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過對所接收的GLONASS信號和來自校準信號生成器230的校準信號進行組合來消除來自所接收的GLONASS信號的群延遲誤差。信號校準器240將校準後的GLONASS信號傳送至導航處理器220，以產生GLONASS導航資訊或組合GPS和GLONASS導航資訊。
在操作過程中，來自GPS衛星(諸如110a和110b)以及GLONASS衛星(諸如110c和110d)的多個衛星信號由GPS和GLONASS組合接收器120的天線130接收。GPS和GLONASS組合接收器120能夠識別和確定每一衛星信號的來源衛星。依據所接收的衛星信號的類型，在天線130處度量所接收的衛星信號，並分別傳送至GPS前端212或GLONASS前端214。接收的GPS信號通過GPS前端212解調制並轉換為基帶信號後傳送至導航處理器220。導航處理器220中的處理器222使用存儲在記憶體224中的多種演算法來計算GPS和GLONASS組合接收器120的GPS導航資訊。計算出的GPS導航資訊被傳送至校準信號生成器230。 校準信號生成器230基於GPS導航資訊來估計GLONASS信號。在校準信號生成器230中對估計的GLONASS信號和實際接收的GLONASS信號進行比較。確定最終誤差，諸如每一GLONASS信號的群延遲誤差。這些群延遲誤差用於生成校準信號，且生成的校準信號將傳送至信號校準器240。信號校準器240用於通過抵消GLONASS信號的群延遲誤差來即時校準所接收的GLONASS信號。
圖3是依據本發明優選實施例的校準信號生成器示意圖。參考圖3所示，校準信號生成器230包括時間轉換器(time transfer)302、信號估計器304和信號比較器306。
時間轉換器302包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於獲取由GPS導航方案決定的接收器時鐘偏移，並將GPS-GLONASS系統時間基準偏差(time reference bias)加至該接收器時鐘偏移上。
信號估計器304包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於估計與給定的導航資訊相對應的GLONASS信號。與所估計的GLONASS信號相關的時鐘資訊可以是來自時間轉換器302的已轉換接收器時鐘偏移。
信號比較器306包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於比較所估計的GLONASS信號和實際所接收的GLONASS信號，以生成例如每一接收的GLONASS信號的群延遲誤差。最終的群延遲誤差作為校準係數輸出至信號校準器240。
在操作過程中，GPS和GLONASS組合接收器120的GPS導航資訊由導航處理器220基於解調後的接收GPS信號進行計算，並轉至校準信號生成器230。在時間轉換器302中提取與GPS導航資訊相關的時鐘資訊並將其轉換為相應于GLONASS衛星系統的GLONASS接收器時鐘偏移。信號估計器304利用轉換的GLONASS接收器時鐘偏移來估計各個與GPS導航資訊相對應的GLONASS信號。信號比較器306將每個接收的GLONASS信號與 相應的估計GLONASS信號進行比較。基於該比較，由信號比較器306生成與每一接收的GLONASS信號相對應的群延遲誤差。生成的相對應的群延遲誤差作為校準信號從校準信號生成器230中輸出，並用於校準所接收的GLONASS信號的群延遲誤差。
圖4是依據本發明優選實施例的用於GPS和GLONASS組合接收器的誤差狀態(error state)卡爾曼濾波器示意圖。參考圖4所示，信號校準器240包括誤差狀態卡爾曼濾波器402和信號連接器(coupler)404。
信號校準器240包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過消除相關的群延遲誤差來改善或優化所接收的GLONASS信號準確度。
誤差狀態卡爾曼濾波器402包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於即時地提供GPS和GLONASS組合接收器120中所接收GLONASS信號群延遲變化的最優估計。誤差狀態卡爾曼濾波器402指示所接收的GLONASS信號中的群延遲變化多久達到穩定。誤差狀態卡爾曼濾波器402產生適當的調整量以用於抵消所接收的GLONASS信號的群延遲變化。與誤差狀態卡爾曼濾波器402相關的誤差狀態被定義為包括來自GPS和GLONASS組合接收器120中每一接收的GLONASS信號的群延遲誤差。最初，群延遲誤差是未知的並被估計為例如0。指示出此時誤差狀態卡爾曼濾波器402幾乎不使用GLONASS度量來導航。隨著濾波過程的繼續，群延遲誤差就會變得可知，誤差狀態卡爾曼濾波器402主要使用GLONASS度量來導航。誤差狀態卡爾曼濾波器402確保群延遲誤差的逐漸變化。誤差狀態卡爾曼濾波器402在使用校準係數的同時，連續地更新校準係數。
信號連接器404包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於將實際接收的GLONASS信號和來自誤差狀態卡爾曼濾波器402的估計的群延遲變化結合以產生各個校準GLONASS信號。接收的 GLONASS信號中的群延遲誤差由信號連接器404抵消和/消除。信號連接器404用於將校準後的GLONASS信號傳送至GPS和GLONASS組合接收器120中的導航處理器220。處理器222使用校準的GLONASS信號生成GLONASS相關導航資訊。
在不脫離本發明多種實施例的範圍的情況下，誤差狀態卡爾曼濾波器402可用多種方式實現。例如，如圖4所示，來自誤差狀態卡爾曼濾波器402的校準資訊可應用於誤差狀態卡爾曼濾波器402外部。對於計算方案，校準資訊還可反饋至誤差狀態卡爾曼濾波器402。
圖5是依據本發明優選實施例的GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差的校準步驟流程圖。參考圖5，校準步驟開始於步驟502，GPS和GLONASS組合接收器120選擇跟蹤的衛星。在步驟510中，GPS和GLONASS組合接收器120開始對從相應的GPS衛星接收的GPS信號進行度量。在步驟512中，GPS和GLONASS組合接收器120從所接收的GPS信號中提取導航資訊。所提取的導航資訊傳送至導航處理器220以產生用於GPS和GLONASS組合接收器120的GPS導航資訊，該過程在步驟510和/或步驟522中進行。
在步驟520中，GPS和GLONASS組合接收器120開始對從相應GLONASS衛星接收的GLONASS信號進行度量。在步驟522中，確定所接收的GLONASS信號是否需要校準。若所接收的GLONASS信號需要校準以抵消相應的群延遲誤差的變化，則進入步驟524，基於在步驟512中計算的GPS導航資訊來估計GLONASS信號。在步驟526中，生成校準信號，該信號包括用於校準所接收的GLONASS信號的校準係數。在步驟528中，基於所生成的校準信號對所接收的GLONASS信號進行計算。在步驟530中，提取來自校準GLONASS信號的導航資訊，並基於校準的GLONASS信號來確定GLONASS導航資訊。然後進入步驟520。 在步驟522中，當所接收的GLONASS信號不需要校準時，則進入步驟530，基於實際接收的GLONASS信號來確定GLONASS導航資訊，然後進入步驟520。
本發明提供一種用於在GPS和GLONASS組合接收器中對群延遲誤差進行校準的方法和系統。根據本發明的多個實施例，GPS和GLONASS組合接收器通過天線130接收多個GPS信號和多個GLONASS信號。GPS和GLONASS組合接收器中的導航處理器220基於所接收的GPS信號來計算GPS導航資訊。基於GPS導航資訊來校準所接收的多個GLONASS信號。信號估計器304基於GPS導航資訊生成多個GLONASS信號中的每一個信號的估計。與GPS導航資訊相關的時鐘資訊在時間轉換器302處被轉換為相應的來自于GLONASS衛星系統的時鐘資訊。轉換的時鐘資訊用於在信號估計器304中對多個GLONASS信號中的每一個信號進行估計。在信號比較器306中，將估計的多個GLONASS信號與相應的接收的多個GLONASS信號進行比較以產生包括多個校準係數的校準信號。校準信號被傳送至信號校準器240以抵消所接收的多個GLONASS信號的群延遲誤差。校準信號由誤差狀態卡爾曼濾波器402進行處理並用於校準所接收的多個GLONASS信號。
本發明的另一實施例提供一種機器和/或電腦可讀記憶體和/或介質，其上存儲的機器代碼和/或電腦程式具有至少一個可由機器和/或電腦執行的代碼段，使得機器和/或電腦能夠實現本文所描述的對GPS和GLONASS組合接收器的群延遲誤差的進行校準的步驟。
總之，本發明可用硬體、軟體或硬體和軟體的組合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集成的方式實現，或將不同的元件置於多個相互相連的電腦系統中以分立的方式實現。任何電腦系統或其他適於執行本發明所描述方法的裝置都是適用的。 典型的硬體和軟體的組合為帶有電腦程式的專用電腦系統，當該程式被裝載和執行，就會控制電腦系統使其執行本發明所描述的方法。
本發明還可嵌入電腦程式產品中，包含能夠確保本發明所描述方法執行的所有特徵。一旦裝載於電腦系統中，該產品就能夠執行這些方法。本發明中的電腦程式可為任何形式、任何語言、代碼或符號，具有一組指令使得系統具有直接或按以下一種或兩種方式執行特定功能的資訊處理能力：a)轉換為另一種語言、代碼或符號；b)以不同的物質方式再現。
通過上述實施例對本發明進行了詳細的闡述，應當理解的是對本領域普通技術人員來說，可對其進行多種變換而不脫離本發明的保護範圍。另外，在本發明的教導下還可進行多種修改以適應特定場合和材料而不脫離本發明的保護範圍。所以，本發明並不限於所描述的具體實施例，所有落入本發明權利要求的保護範圍內的實施例都包括在內。
100‧‧‧衛星導航系統
110a‧‧‧衛星
110b‧‧‧衛星
110c‧‧‧衛星
110d‧‧‧衛星
120‧‧‧GPS和GLONASS組合接收器
130‧‧‧接收器天線
140‧‧‧GPS接收器
150‧‧‧接收器天線
160‧‧‧GLONASS接收器
170‧‧‧接收器天線

Claims (10)

  1. 一種信號處理方法，其特徵在於，包括：接收多個GPS信號和多個GLONASS信號；確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和基於所述確定的GPS導航資訊校準所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的信號處理方法，其中，包括基於所述確定的GPS導航資訊生成所述多個GLONASS信號中的一個或多個的估計。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的信號處理方法，其中，包括使用來自所述確定的GPS導航資訊中的GPS接收器時鐘資訊來估計所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的信號處理方法，其中，包括將所述多個估計的GLONASS信號中一個或多個與所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個進行比較。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的信號處理方法，其中，包括基於所述比較生成校準信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的信號處理方法，其中，包括使用所述生成的校準信號來校準所述接收的多個GLONASS信號中的一個或多個。
  7. 一種信號處理系統，其特徵在於，包括：一個或多個電路，用於接收多個GPS信號和多個GLONASS信號；所述一個或多個電路係可操作以確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和所述一個或多個電路係可操作以基於所述確定的GPS導航資訊校準所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的信號處理系統，其中，所述一個 或多個電路係可操作以基於所述確定的GPS導航資訊生成對所述多個GLONASS信號中的一個或多個的估計。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的信號處理系統，其中，所述一個或多個電路係可操作以使用來自所述GPS導航資訊中的GPS接收器時鐘資訊來估計所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
  10. 一種機器可讀記憶體，其特徵在於，其上存儲有電腦程式，該電腦程式包括至少一段用於提供信號處理的代碼，所述至少一段代碼由機器執行以使所述機器完成以下步驟：接收多個GPS信號和多個GLONASS信號；確定所述多個GPS信號的GPS導航資訊；和基於所述確定的GPS導航資訊來校準所述多個GLONASS信號中的一個或多個。
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