本發(fā)明涉及一種用于確定利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)對令人關(guān)注/感興趣的目標區(qū)域定位用的空間分辨的誤差程度的方法。

背景技術(shù)：

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)很大程度上是已知的。對此的例子是GPS(全球定位系統(tǒng))。在此基于由多個衛(wèi)星接收的信號確定當前的位置，例如通過移動電話或機動車。

恰在機動車中存在越來越多的車輛系統(tǒng)，這些車輛系統(tǒng)需要盡可能精確地確定機動車的當前位置。這尤其涉及在車對車通信(c2c通信)和車對基礎(chǔ)設(shè)施通信(c2x通信)的范圍內(nèi)的車輛系統(tǒng)。對于這種應(yīng)用，由傳統(tǒng)的GNSS接收器(GNSS-Receiver)提供的GNSS位置精度不夠，這是因為存在過大的不可靠性。因此提出在現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，用于從GNSS的應(yīng)用出發(fā)改進位置精度。

文獻DE 10 2008 020 446 A1涉及一種借助于顯著的點修正車輛位置。在此提出，探測顯著的點、即地面標志，其中，顯著的點以附屬的精確的GPS位置的形式存儲在車輛中的數(shù)據(jù)庫里。因此根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以修正定位。

當然這種方法具有缺點，即地面標志的精確的測量是非常復(fù)雜且昂貴的。因此當前不能通過GNSS實現(xiàn)廣泛使用測量到的地面標志用于改進定位。附加的是，GNSS接收器以及通過該接收器確定的GNSS位置的精度非常依賴于外部環(huán)境，從而例如在高速公路上的精度——在高速公路上存在朝向衛(wèi)星的自由視野——大于在高層建筑之間的街道中的精度，在高層建筑之間的街道中朝向衛(wèi)星的通視性受到極大限制或完全不能直接實現(xiàn)。在高層建筑之間的街道的例子中，GNSS信號——如果可能的話——僅通過所謂的多路傳播到達接收器，這又極大地降低了可實現(xiàn)的精度。因此在這些區(qū)域中的地面標志明顯比在其它區(qū)域中的地面標志更重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的是，特別為了預(yù)備用于數(shù)據(jù)庫的地面標志的檢測以改進定位，在機動車中提供一種可簡單地實施的、魯棒的可能性，用以獲取GNSS的隨位置而定的精度。

為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明提出一種用于在應(yīng)用多個分別具有用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的接收器的、至少暫時地位于目標區(qū)域中的現(xiàn)場設(shè)備——特別是機動車——的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的情況下，確定利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)對令人關(guān)注的目標區(qū)域定位用的空間分辨的誤差程度的方法，該方法包括以下步驟：

-獲取現(xiàn)場設(shè)備方面的至少一個現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，所述至少一個現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄包括目標區(qū)域中的當前的GNSS位置和被分配給該GNSS位置的誤差值，

-將現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄傳輸?shù)街醒胗嬎阊b置，

-通過在中央計算裝置中以統(tǒng)計方式評估現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，獲取并更新包含目標區(qū)域的不同的位置和/或子區(qū)域的誤差程度的誤差圖/誤差地圖。

根據(jù)本發(fā)明提出，將處于使用中的、配備有GNSS接收器的現(xiàn)場設(shè)備——特別是機動車——用作一種探測器，用于收集關(guān)于以下內(nèi)容的數(shù)據(jù)：在哪些位置處或在哪些子區(qū)域中——目標區(qū)域可被分成這些子區(qū)域——能夠通過GNSS多準確地獲取位置數(shù)據(jù)。在此當然可以考慮不同地選擇目標區(qū)域和其劃分的方式，例如數(shù)字地圖的確定的國家、區(qū)段或諸如此類。目標區(qū)域例如可以通過將位置柵格化來劃分，這些位置代表位于其周圍的可以考慮的更準確的位置說明，因此現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄的GNSS位置可以對應(yīng)于該位置；當然通過這種柵格化也可以實現(xiàn)，將目標區(qū)域劃分成特別相同大小的和/或相同形狀的子區(qū)域，其中隨后檢查，被觀察的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄的GNSS位置是否在子區(qū)域內(nèi)。特別優(yōu)選地，現(xiàn)場設(shè)備是指——如已經(jīng)說明地——處于其正常運行中的機動車，該機動車當今通常具有GNSS接收器、特別是GPS接收器，該接收器在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以通過以下方式用于收集精度數(shù)據(jù)，即匯總相應(yīng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，并優(yōu)選以至少部分無線的方式傳輸?shù)街醒胗嬎阊b置，因此現(xiàn)場設(shè)備具有合適的通信裝置，在機動車的情況下，例如車對基礎(chǔ)設(shè)施通信裝置和/或用于通過因特網(wǎng)和/或移動通信網(wǎng)絡(luò)建立通信連接的可能性。

通過在此描述的方法可以以連續(xù)變差的GNSS精度識別區(qū)域。對于被定義的目標區(qū)域或具體的相應(yīng)的子區(qū)域，借助于以統(tǒng)計方式評估來合并包含在現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄中的獲得的誤差值，從而能夠?qū)崿F(xiàn)，確定在子區(qū)域中或在目標區(qū)域中的確定的位置處是否存在對于可獲得的GNSS精度的恒定的差的條件。誤差圖可以因此適宜地用于區(qū)分在位置處和/或在子區(qū)域中進行地面標志的測量的優(yōu)先次序。這表明，誤差圖可以用于說明應(yīng)該在哪些區(qū)域中優(yōu)選地測量地面標志，其例如在如通過開頭所述的文獻DE 10 2008020 446A1描述的方法中使用。通過實施根據(jù)本發(fā)明的方法首先測量下述地面標志并例如將其保存在數(shù)據(jù)庫中，在該地面標志的區(qū)域中例如由于周圍環(huán)境大大限制了GNSS精度。由此，當為了確定GNSS位置額外地考慮地面標志時，大大改進了在這些區(qū)域中的可獲得的GNSS精度，這又允許實施在機動車的車輛系統(tǒng)中的功能，所述功能依賴于范圍廣泛的、高的位置精度。

在本方法的適宜的改進方案中，僅在運動中的和/或處于運行中的現(xiàn)場設(shè)備中獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄。在靜止的現(xiàn)場設(shè)備或不處于運行中的現(xiàn)場設(shè)備、特別是機動車中可能持續(xù)地由同一個GNSS位置(或者，如果在確定中出現(xiàn)波動，由同一個子區(qū)域的相鄰的GNSS位置)提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄。這雖然可能在特定情況下有利于以統(tǒng)計方式評估，然而需要在現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)、特別是在機動車內(nèi)的計算功率和發(fā)送功率，而事實上不利于整體覆蓋。因此優(yōu)選的是，僅當現(xiàn)場設(shè)備處于運行中和/或運動時才獲取和傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄。

本發(fā)明的一個特別有利的設(shè)計方案設(shè)計為，應(yīng)用在接收器內(nèi)部確定的誤差值、特別是精度因子(DOP)作為誤差值。在此可以看出，許多已知的GNSS接收器本身已經(jīng)在其功能的范圍內(nèi)提供誤差值。因此不需要額外進行獲取，而是僅需將確定的變量合并成現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄并傳輸，這能夠以花費特別少的方式實現(xiàn)本方法。由GNSS接收器提供的誤差值的熟知的形式是所謂的DOP值(精度因子)。其中，確定導(dǎo)航衛(wèi)星的幾何結(jié)構(gòu)對于GNSS位置的精度的影響。在此，幾何方面的DOP例如被規(guī)定為在確定的GNSS位置中的誤差與在測量到的數(shù)據(jù)中的誤差之比，其中存在不同的用于確定DOP值的類型，這些類型在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)很大程度上是已知的。因此，DOP值包含關(guān)于衛(wèi)星狀況的信息，其對可實現(xiàn)的GNSS精度產(chǎn)生影響。在此，如果衛(wèi)星彼此接近或沿一個方向彼此跟隨，則例如不精確性越大，進而DOP值越大。

特別優(yōu)選的是，應(yīng)用至少一個在計算航跡導(dǎo)航法的范圍內(nèi)獲取的誤差值、特別是誤差橢圓作為誤差值。計算航跡導(dǎo)航法(英文“dead reckoning(航位推測法)”)是在現(xiàn)有技術(shù)中已知的并且基于合并的定位的方式，在其中也引入現(xiàn)場設(shè)備的、特別是機動車的本身運動，這例如可以通過借助于慣性傳感裝置獲取的里程表數(shù)據(jù)描述。由此得出的本身運動估算被與GNSS位置合并，其中在此也已知的是，在合并過程中持續(xù)地計算誤差值，該誤差值說明在GNSS位置和基于本身運動估算的位置之間的偏差。該誤差值可以——如在現(xiàn)有技術(shù)中原則上已知地——被總結(jié)成所謂的誤差橢圓。這種誤差橢圓也在計算航跡導(dǎo)航法(“航位推測法”)的情況下優(yōu)選地是包含在現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄中的誤差值。

一特別優(yōu)選的設(shè)計方案設(shè)計為，在GNSS接收器內(nèi)部確定的誤差值、特別是至少一個DOP，和由計算航跡導(dǎo)航法中推導(dǎo)出的誤差值、特別是誤差橢圓，這兩者都被添加給現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，從而現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄包含不同的誤差說明并且中央計算裝置可以執(zhí)行改進的統(tǒng)計方式的誤差分析。

適宜地，可以以被觸發(fā)的方式啟動和/或周期性地進行記錄用于以后的傳送和/或現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄的傳送。因為頻繁地通過GNSS接收器獲取GNSS位置，因此當實際上將各個測量點作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄傳輸時，可能特別在機動車的情況下產(chǎn)生非常高的數(shù)據(jù)量。因此例如可以采用通過循環(huán)周期限定的抽樣，其中優(yōu)選的是，適宜地選擇并傳送GNSS位置和對應(yīng)的誤差值作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，為此可以以相關(guān)性的標準進行評估。具體地可以設(shè)計為，基于評估誤差值的相關(guān)性標準，特別是基于誤差值超過閾值，實現(xiàn)觸發(fā)。以這種方式最終為誤差值確定閾值，在多個誤差值的情況下在必要時也確定多個閾值，該一個或多個閾值表明，直到何種精度不需要中央計算裝置方面的檢測。如果根據(jù)本發(fā)明的方法的目的例如區(qū)分在于進行地面標志的測量的優(yōu)先次序，則在測量中省去其中GNSS位置足夠精確的區(qū)域，以便避免獲取花費、傳輸花費和評估花費或使這些花費保持在較小程度。在誤差圖中，高誤差值的區(qū)域最后表現(xiàn)為“熱點(Hot-spots)”的形式，這些區(qū)域可以被快速地分配。

優(yōu)選地，在以統(tǒng)計方式評估的范圍內(nèi)考慮附屬于位置和/或子區(qū)域的誤差值的時間變化和/或針對附屬于位置和/或子區(qū)域的誤差值應(yīng)用時間上的低通濾波。通過也考慮時間變化的方式，可以確定，在子區(qū)域中或在位置處是否存在對于可獲得的GNSS精度的恒定的差的條件或者是否可能僅存在臨時干擾，例如通過天氣影響和/或臨時的負面的衛(wèi)星狀況。提到的濾波也實現(xiàn)了，盡可能地去除了進一步觀察中的誤差值的各個錯誤測量值、進而去除了偏差值。在此當然也可以使用其它原則上已知的方法，用于在以統(tǒng)計方式評估時找出所謂的“偏差值”并將其從觀察中去除。

具體地例如可以設(shè)計為，在有限的時間段內(nèi)，特別是在包括少于一天的時間段內(nèi)，舍棄在位置處和/或在子區(qū)域中的相對于在公差區(qū)間外的其它的、更長的時間段的平均值有偏差的誤差值。這能夠?qū)崿F(xiàn)，去除進一步的觀察中的所述的對于GNSS精度的臨時的、罕見的、負面影響，例如天氣現(xiàn)象，并且因此整體上獲得對于在位置處和/或在子區(qū)域中的實際的GNSS精度的可信值。

在適宜的改進方案中可以設(shè)計為，至少一個表征用于獲取GNSS位置的接收器的接收器數(shù)據(jù)也作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄的一部分被傳輸。這表明，現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄也可以包含關(guān)于以下內(nèi)容的信息，即使用哪個種類或哪個型號的GNSS接收器來獲取GNSS位置。例如可以添加GNSS接收器的儀器類型ID作為接收器數(shù)據(jù)，從而可以區(qū)分不同的接收器。然后可以設(shè)計為，根據(jù)接收器數(shù)據(jù)把誤差值分類，分開地以統(tǒng)計方式評估屬于一類的誤差值。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也就可以按照接收器的儀器類型進行過濾，從而可以分析通過不同的GNSS接收器對精度的影響。例如隨后可以確定，很少出現(xiàn)的、特定的GNSS接收器是否唯一地在在目標區(qū)域中的確定的子區(qū)域中和/或確定的位置處顯示出問題和諸如此類，從而例如還可以完善優(yōu)先次序。

一般來說可以考慮一種在應(yīng)用多個分別具有用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的接收器的、至少暫時地位于目標區(qū)域中的現(xiàn)場設(shè)備——特別是機動車——的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的情況下，用于確定利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)對令人關(guān)注的目標區(qū)域定位用的空間分辨的誤差程度的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場設(shè)備的控制器設(shè)計為用于，獲取至少一個現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，所述至少一個現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄包括目標區(qū)域中的當前的GNSS位置和被該GNSS位置配屬的誤差值，并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄傳輸?shù)街醒胗嬎阊b置，其中，中央計算裝置設(shè)計為用于，從數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)框架中首先通過以統(tǒng)計方式評估現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄獲取包含目標區(qū)域的不同的位置和/或子區(qū)域的誤差程度的誤差圖，并基于新出現(xiàn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄使該誤差圖保持更新。該系統(tǒng)因此包括現(xiàn)場設(shè)備、例如具有相應(yīng)的設(shè)計形式的機動車車隊，該系統(tǒng)還包括中央計算裝置。中央計算裝置可以是包括一個或多個計算機的服務(wù)器，該服務(wù)器通過因特網(wǎng)和/或移動通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備、特別是機動車連接。

附圖說明

由在下面描述的實施例中以及根據(jù)附圖得出本發(fā)明的其它優(yōu)點和細節(jié)。其中示出：

圖1示出用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)，

圖2示出現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄的示意圖，和

圖3示出誤差圖的原理圖。

具體實施方式

圖1示出系統(tǒng)1的原理圖，在該系統(tǒng)中可以實施根據(jù)本發(fā)明的方法。該系統(tǒng)包括機動車2的車隊，該機動車用作現(xiàn)場設(shè)備并且都具有用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、在此為GPS的GNSS接收器3。GNSS接收器3除了當前的GNSS位置——該位置從通過不同的衛(wèi)星接收的信號中獲取——之外還提供對應(yīng)的誤差值、即精度因子(DOP)。該值被轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的機動車的控制器4，該控制器還執(zhí)行所謂的“航位推測法(dead reckoning)”、即計算航跡導(dǎo)航法，將從有關(guān)機動車2的本身運動的數(shù)據(jù)中獲得的用于當前的位置和GNSS位置的本身運動估算合并到該計算航跡導(dǎo)航法中，為此使用相應(yīng)機動車2的在這里未詳細示出的慣性傳感裝置的全息測量數(shù)據(jù)。在這種計算中同樣出現(xiàn)誤差值，該誤差值當前被總結(jié)在誤差橢圓中。

控制器4現(xiàn)在設(shè)計為用于，將圖2中示意性示出的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5匯總，該現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄現(xiàn)在包含描述GNSS接收器3的類型的接收器數(shù)據(jù)6、當前的GNSS位置7和附屬于GNSS位置7的誤差值8?，F(xiàn)在應(yīng)用精度因子9以及誤差橢圓10作為誤差值8。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5的獲取在此僅在相應(yīng)的機動車2恰好在運行中、即特別是行駛時才進行。在此不必對于每個記錄的GNSS位置創(chuàng)建現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5，而是周期性地創(chuàng)建現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄和/或按照相關(guān)性標準進行評估，在例如超過對誤差值的規(guī)定的閾值的不精確性時創(chuàng)建現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄就足夠了。

通過通信連接11將現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5傳輸?shù)街醒胗嬎阊b置12、例如服務(wù)器。為此相應(yīng)地通過控制器4操控機動車2的通信裝置13。至少部分無線地、通過移動通信網(wǎng)絡(luò)及因特網(wǎng)進行傳輸。

在中央計算裝置12上收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5。全部的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5在此都涉及特定的目標區(qū)域，在GNSS獲取的精度方面檢查該目標區(qū)域，例如確定的國家，其中，相應(yīng)的選擇同樣可以引入機動車2中的決定中，即是否應(yīng)創(chuàng)建現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5。當然也可能的是，不整理關(guān)于目標區(qū)域的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5。為了創(chuàng)建誤差圖，根據(jù)包含在現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)內(nèi)部的GNSS位置7將現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5分配給子區(qū)域，同時也將現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄5根據(jù)接收器數(shù)據(jù)6歸類到不同的類別，從而在進一步的過程中例如可以確定，精度問題是否僅在確定的接收器中存在或諸如此類。

隨后可以在計算裝置12方面以統(tǒng)計方式評估數(shù)據(jù)，其中，分開地以統(tǒng)計方式評估不同類別的數(shù)據(jù)。在此，將用于相同的子區(qū)域的不同機動車2的誤差值合并，從而獲得總結(jié)的、說明子區(qū)域中的一般的精度的誤差程度。在此也觀察誤差值的時間變化，以便例如排除臨時的、罕見的影響，例如差的天氣條件，其僅暫時地用于影響精度。

也在偏差值方面可以以已知的方式進行分析。在此要指出，當然也可以考慮以下實施方式，其中評估考慮了不同的天氣狀態(tài)和諸如此類，其中，計算裝置12例如可以從因特網(wǎng)中調(diào)用用于子區(qū)域的相應(yīng)天氣數(shù)據(jù)。明顯可以任意準確地進行評估。

圖3示例性地且僅原理性說明地示出誤差圖14的局部13，該誤差圖可以借助于所述方法獲得。在那里可以看到目標區(qū)域的三個局部區(qū)域15、16、17，其以不同的陰影線儲存，因此具有不同精度范圍內(nèi)的誤差程度。這種局部區(qū)域15、16、17通常由多個子區(qū)域組成，這些子區(qū)域例如可以被限定為，在該子區(qū)域中經(jīng)過目標區(qū)域設(shè)置柵格或諸如此類。

在局部區(qū)域15中，高速公路18經(jīng)過開放的地區(qū)，從而在此得到極好的精度。在局部區(qū)域16中有少量建筑，所以精度略微下降。在局部區(qū)域17中的精度非常差，在該局部區(qū)域中可以看到高層建筑，這些建筑屏蔽衛(wèi)星和/或用于被接收的、反射的信號。

這種誤差圖14例如可以被用于確定，應(yīng)該以何種優(yōu)先次序在哪些子區(qū)域中測量地面標志。這些被測量的、具有高精確性的GNSS位置的地面標志可以被存儲在數(shù)據(jù)庫中并且在該區(qū)域中由機動車2調(diào)用較低的精度，以便改進在那里的定位的精度。