各種實(shí)施例涉及無線通信，并且更具體地，涉及用于當(dāng)接收器的海拔的估計(jì)不可用或不準(zhǔn)確時(shí)估計(jì)三維空間中的接收器的二維位置的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、方法和機(jī)器可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)：

快速和準(zhǔn)確地估計(jì)地理區(qū)域中的物體的位置可以用于加速應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，跟蹤業(yè)務(wù)資產(chǎn)，并將消費(fèi)者關(guān)聯(lián)到附近的業(yè)務(wù)。各種技術(shù)用于估計(jì)地理區(qū)域中的物體的位置。一種這樣的技術(shù)是三角測(cè)量，其是使用幾何來使用由從地理上分布的發(fā)射器發(fā)送并稍后由該物體接收的不同信號(hào)所行進(jìn)的距離來估計(jì)物體(例如，接收器)的位置的過程。

城市環(huán)境產(chǎn)生了延長準(zhǔn)確估計(jì)物體的位置所需要的時(shí)間的挑戰(zhàn)，主要是因?yàn)椴煌盘?hào)行進(jìn)的距離大于在物體與發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器之間的實(shí)際距離。這些更長的距離是位于物體和發(fā)射器之間的建筑物反射出的信號(hào)的結(jié)果。不幸的是，這些更長的距離導(dǎo)致對(duì)物體的位置的較不準(zhǔn)確的估計(jì)和/或其間計(jì)算物體位置的足夠準(zhǔn)確的估計(jì)的更長的時(shí)間段。

在城市環(huán)境中，確定物體位置的兩個(gè)維度(例如，物體的緯度和經(jīng)度)所需的時(shí)間長度可以取為確定物體位置的三個(gè)維度(例如，物體的緯度、經(jīng)度和海拔)所需的時(shí)間那么長。這是因?yàn)槲矬w和發(fā)射器處于緯度、經(jīng)度和海拔的不同三維組合，因此必須解決所有三個(gè)維度。然而，在許多情況下，僅需要二維位置。因此，需要用于在不需要估計(jì)物體的位置的第三維度(例如，海拔)的情況下確定物體的二維位置(例如，緯度和經(jīng)度)的改進(jìn)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開中描述的各種實(shí)施例，但不一定是所有實(shí)施例，一般地涉及用于估計(jì)接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、方法、裝置和機(jī)器可讀介質(zhì)。這樣的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、方法、裝置和機(jī)器可讀介質(zhì)可以首先確定接收器的海拔的估計(jì)是否可用。當(dāng)接收器的海拔的估計(jì)可用時(shí)，可以使用接收器的海拔的估計(jì)來估計(jì)接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)。當(dāng)接收器的海拔的估計(jì)不可用時(shí)，可以使用基于發(fā)射器或其它物體的海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)。

在附圖和下面的描述中闡述了本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

附圖說明

圖1描繪了當(dāng)接收器的高度的估計(jì)不可用或不準(zhǔn)確時(shí)在其上實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)三維控制鍵的接收器的二維位置的不同實(shí)施例的定位系統(tǒng)。

圖2描繪了在圖1的定位系統(tǒng)中使用的發(fā)射器系統(tǒng)。

圖3描繪了在圖1的定位系統(tǒng)中使用的接收器系統(tǒng)。

圖4示出了用于使用一個(gè)或更多個(gè)方法來估計(jì)接收器的二維位置的過程。

圖5a示出了使用基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的過程。

圖5b示出了使用基于認(rèn)為接收器駐留其中的區(qū)域中的一個(gè)或更多個(gè)物體的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的過程。

圖6示出了使用基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的定位系統(tǒng)。

圖7描繪了用于使用基于認(rèn)為接收器駐留其中的區(qū)域中的一個(gè)或更多個(gè)物體的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的定位系統(tǒng)。

圖8描繪了在確定用于確定接收器的二維位置的各種替代海拔值中使用的數(shù)據(jù)源。

附圖中相同的附圖標(biāo)記和標(biāo)號(hào)表示相同的元件。

具體實(shí)施方式

在城市環(huán)境中，在相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)(例如，在緊急呼叫和導(dǎo)航應(yīng)用的幾秒鐘內(nèi))需要對(duì)物體位置的三維估計(jì)。估計(jì)必須在距物體的真實(shí)三維位置的特定距離內(nèi)。對(duì)于來自移動(dòng)電話的緊急呼叫，估計(jì)某人的位置通常應(yīng)在30秒內(nèi)確定，并且通常應(yīng)當(dāng)在該人的實(shí)際位置的幾米內(nèi)。然而，城市環(huán)境所產(chǎn)生的挑戰(zhàn)使得難以滿足這些要求。

在一些情況下，對(duì)物體位置的快速和準(zhǔn)確的二維估計(jì)可能是令人滿意的(至少是最初的)，并且可以在稍后的時(shí)間精確地確定、通過不同的方法確定或者完全不確定第三維度。在許多這樣的情況下，物體的緯度和經(jīng)度是兩個(gè)關(guān)鍵的維度，并且物體的海拔是不太重要的維度。估計(jì)物體的二維位置可能與估計(jì)物體的三維位置一樣慢，因?yàn)榇嬖谌齻€(gè)要估計(jì)的變量(例如緯度、經(jīng)度和海拔)。因此，如果第三個(gè)變量是已知的，則可以縮短估計(jì)這兩個(gè)變量的時(shí)間。不幸的是，第三個(gè)變量通常是未知的。

本公開描述了使用基于其它物體的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)物體(例如，接收器)的緯度和經(jīng)度的各種方法(例如，附近的發(fā)射器、附近的特征地理區(qū)域、附近的電話、附近的指向標(biāo)或其它類型的物體)。與知道接收器的海拔相比，使用這樣的替代海拔值可以減少以可接受的精確度水平估計(jì)接收器的二維位置所需的時(shí)間。

示例性系統(tǒng)

圖1示出了可以在其上實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的定位系統(tǒng)100。定位系統(tǒng)100包括分別經(jīng)由相應(yīng)的通信鏈路113、153和163從發(fā)射器系統(tǒng)(“發(fā)射器”)110、衛(wèi)星系統(tǒng)(“衛(wèi)星”)150和/或其它系統(tǒng)(“發(fā)射器”)110接收信號(hào)和/或向其發(fā)送信號(hào)的任何數(shù)目的接收器系統(tǒng)“節(jié)點(diǎn)”)160。接收器120還可以從其它接收器120和如服務(wù)器(連接未示出)的后端系統(tǒng)(“后端”)130接收信息和/或向其發(fā)送信號(hào)。

發(fā)射器110發(fā)射由任何接收器120接收的信號(hào)113。發(fā)射器110還經(jīng)由通信鏈路133與后端130進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，發(fā)射器110可以使用一個(gè)或更多個(gè)常見的復(fù)用參數(shù)(例如時(shí)隙、偽隨機(jī)序列或頻率偏移)來發(fā)射信號(hào)113。來自每個(gè)發(fā)射器110的每個(gè)信號(hào)113可以承載由接收器120或后端130一次提取的不同信息，其可以標(biāo)識(shí)以下內(nèi)容：發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器；該發(fā)射器的緯度、經(jīng)度和海拔(latitude,longitudeandaltitude,lla)；該發(fā)射器處或其附近的壓力、溫度和其它大氣條件；用于測(cè)量到該發(fā)射器的距離的測(cè)距信息；和其它信息。關(guān)于發(fā)射器110的附加細(xì)節(jié)在下面關(guān)于圖2提供。

接收器120可以包括使用從發(fā)射器110、衛(wèi)星150和/或節(jié)點(diǎn)160接收的信號(hào)113、153和/或163來確定定位信息的位置計(jì)算引擎(未示出)。接收器110還可以包括信號(hào)處理組件(未示出)：解調(diào)從指向標(biāo)(例如，發(fā)射器110衛(wèi)星150和/或節(jié)點(diǎn)160)接收的信號(hào)；基于對(duì)于那些信號(hào)的估計(jì)的到達(dá)時(shí)間(toa)和基于接收信號(hào)的估計(jì)行進(jìn)時(shí)間的對(duì)指向標(biāo)的范圍的測(cè)量來估計(jì)如接收信號(hào)的行進(jìn)時(shí)間的定位信息；優(yōu)化定位信息；并且使用定位信息來使用如三角測(cè)量的適當(dāng)過程來估計(jì)接收器120的位置。關(guān)于接收器120的附加細(xì)節(jié)在下面關(guān)于圖3提供。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本文所描述的方法可以使用發(fā)射器110、接收器120、后端130和/或其它組件中的任何一個(gè)或全部的處理器來執(zhí)行。

示例性發(fā)射器系統(tǒng)

圖2示出可以生成和發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器系統(tǒng)(“發(fā)射器”)200的細(xì)節(jié)。發(fā)射器200可以包括處理器210，其執(zhí)行信號(hào)處理(例如，解釋接收信號(hào)并生成用于傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)的信號(hào))。存儲(chǔ)器220可以提供用于執(zhí)行本文描述的方法的數(shù)據(jù)和/或可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)和檢索。發(fā)射器200包括用于發(fā)射和接收信號(hào)的衛(wèi)星和地面天線，并且還包括rf組件230。圖2描繪了用于接收衛(wèi)星信號(hào)的衛(wèi)星rf組件240和用于生成信號(hào)并向如接收器120的其它系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的地面rf組件250。信號(hào)的生成可以使用模擬/數(shù)字邏輯和電源電路、信號(hào)處理電路、調(diào)諧電路、緩沖器和功率放大器以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其它組件來執(zhí)行。發(fā)射器200還可以包括用于與其它系統(tǒng)交換信息的接口260。發(fā)射器200還可以包括用于感測(cè)環(huán)境狀況(例如，壓力、溫度、濕度、風(fēng)、聲音或其它)的一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境傳感器270，其可以與在接收器120處感測(cè)到的這樣的狀況進(jìn)行比較，以估計(jì)接收器120的位置。

示例性接收器系統(tǒng)

圖3示出了接收器系統(tǒng)(“接收器”)300的細(xì)節(jié)，在接收器系統(tǒng)300處，來自指向標(biāo)(例如，圖1中的發(fā)射器110、衛(wèi)星150和節(jié)點(diǎn)160)的信號(hào)可以被接收和處理，以提取用于計(jì)算接收器300的估計(jì)位置的信息。圖3示出了控制與其它系統(tǒng)的信息交換的rf組件330。信號(hào)處理發(fā)生在衛(wèi)星rf組件340(例如，如gps芯片的gnss芯片)，地面rf組件350或其它適當(dāng)?shù)慕M件處發(fā)生，其使用諸如天線、rf電路、處理器等的單獨(dú)的或共享的資源來執(zhí)行本領(lǐng)域已知或本文另有公開的信號(hào)處理。存儲(chǔ)器320被耦合到處理器310以提供與可以由處理器310執(zhí)行的本文所描述的過程相關(guān)的數(shù)據(jù)和/或指令的存儲(chǔ)和檢索。處理器310可以形成從其它系統(tǒng)接收的信令確定定位信息的定位引擎的全部或一部分。接收器300還包括用于測(cè)量諸如壓力、溫度、濕度、慣性(例如，加速度、速度、取向)、成像、風(fēng)力、風(fēng)向、光、聲音或與接收器300相關(guān)聯(lián)的其它條件的環(huán)境狀況的一個(gè)或更多個(gè)傳感器370。輸入和輸出(i/o)組件380和390可以包括小鍵盤、觸摸屏顯示器、照相機(jī)、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器或允許用戶與接收器300交互的其它組件。

用于估計(jì)二維位置的方法

下面描述用于估計(jì)物體的二維位置的各種方法。在城市環(huán)境中關(guān)于接收器描述了這些方法的示例。即使沒有描述，也可以考慮其它物體和其它環(huán)境。

注意圖4，圖4示出了用于使用一個(gè)或更多個(gè)方法估計(jì)接收器120的二維位置的過程。如圖所示，接收器120提取由諸如發(fā)射器110和/或本地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)160的一個(gè)或更多個(gè)指向標(biāo)中的每一個(gè)發(fā)射的信號(hào)所承載的信息(410)。

從一個(gè)信號(hào)提取的信息可以指定與發(fā)射信號(hào)的指向標(biāo)相關(guān)聯(lián)的各種特性或環(huán)境狀況。作為示例，這種特性或狀況包括：指向標(biāo)的緯度、經(jīng)度和海拔(lla)；指向標(biāo)的標(biāo)識(shí)符；在指向標(biāo)處或附近(例如，在2-5米內(nèi))測(cè)量的壓力和溫度；或另一特性或條件。例如，指向標(biāo)的標(biāo)識(shí)符可以用于查找與該指向標(biāo)相關(guān)聯(lián)的附加信息，包括該指向標(biāo)所位于的區(qū)域、與該區(qū)域相關(guān)聯(lián)的高度以及其它信息。

如圖4所示，在從信號(hào)提取信息之后，接收器120或后端系統(tǒng)130選擇用于估計(jì)接收器120的緯度和經(jīng)度的方法(420)。然后，接收器120或后端系統(tǒng)130使用所選擇的方法來估計(jì)接收器120的緯度和經(jīng)度(430)。考慮用于估計(jì)緯度和經(jīng)度的各種方法，包括使用接收器120的已知海拔、使用接收器120的估計(jì)海拔或在三角測(cè)量處理期間使用替代海拔值。圖4中示出了幾種方法，包括方法420a至420e。下面描述這些方法中的每一個(gè)。

使用基于發(fā)射器的海拔的替代海拔值

在方法420a下，使用基于識(shí)別的發(fā)射器110(或其它指向標(biāo))的海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器120的二維位置(例如，緯度和緯度)。圖5a示出了使用基于一個(gè)或更多個(gè)地面發(fā)射器的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的示例性過程。在討論圖5a的過程的同時(shí)，注意圖6，圖6描繪了用于使用基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器610的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器620的二維位置的定位系統(tǒng)。

如圖5a所示，接收器620或后端630識(shí)別發(fā)射器610a至610d中的每一個(gè)的海拔，每個(gè)發(fā)射器610a至610d經(jīng)由信號(hào)613a至613d(510a)發(fā)射其海拔以及緯度和經(jīng)度。

接收器620或后端630確定基于發(fā)射器610a至610d(520a)的所識(shí)別的海拔中的一個(gè)或更多個(gè)的替代海拔值。在一個(gè)實(shí)施例中，替代海拔值是發(fā)射器610a至610d的識(shí)別的海拔中的最低、最高、中值或其它海拔。在另一實(shí)施例中，替代海拔值是最接近的發(fā)射器的海拔(例如，發(fā)射器610a的“海拔3”)。例如，可以使用接收器620的緯度和經(jīng)度的粗略估計(jì)(先前估計(jì)的接收器620的緯度和經(jīng)度)來確定最接近的發(fā)射器，或者可以使用在接收器620的范圍(例如，wifi、其它局域網(wǎng))內(nèi)的另一指向標(biāo)的緯度和緯度來確定最接近的發(fā)射器。在又一實(shí)施例中，替代海拔值是發(fā)射器610a至610d的兩個(gè)或更多個(gè)識(shí)別的海拔的平均或其它數(shù)學(xué)組合。當(dāng)然，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的，基于發(fā)射器610a至610d的識(shí)別的海拔的其它替代海拔值是可能的。

一旦確定了替代海拔值，接收器620或后端630就在三角測(cè)量處理期間使用該替代海拔值估計(jì)接收器620的緯度和經(jīng)度(530a)。

使用基于區(qū)域中的海拔的替代海拔值

在方法420b下，使用與接收器120被認(rèn)為位于其中的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的替代海拔值來估計(jì)接收器120的二維位置(例如，緯度和經(jīng)度)。圖5b示出了使用基于與接收器被認(rèn)為駐留在其中的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)物體的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器的二維位置的示例性過程。在討論圖5b所示的過程時(shí)，注意圖7，圖7示出了使用基于接收器720被認(rèn)為駐留在其中的區(qū)域中的一個(gè)或更多個(gè)物體的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)接收器720的二維位置的定位系統(tǒng)。此外，注意圖8，圖8描繪了存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)源中的用于在確定替代海拔值中使用的信息。

如圖5b所示，接收器720或后端730從接收器720被認(rèn)為位于其中的其它區(qū)域(例如，區(qū)域1)內(nèi)的其它區(qū)域(例如，區(qū)域1)確定區(qū)域(例如，區(qū)域2)(510b)。該確定可以以各種方式進(jìn)行。例如，接收器720的緯度和經(jīng)度的粗略估計(jì)可以指示與在區(qū)域1中相比接收器720更可能在區(qū)域2中。作為另一示例，假定已知相對(duì)于其它發(fā)射器的發(fā)射器710a至710d的位置，來自某個(gè)發(fā)射器的信號(hào)(例如，來自發(fā)射器710c的信號(hào)713c)的檢測(cè)或來自多個(gè)發(fā)射器的信號(hào)(例如，來自發(fā)射器710a至710d的信號(hào)713a至713d)的檢測(cè)可以指示與區(qū)域1相比接收器720更可能在區(qū)域2中。

在一個(gè)實(shí)施例中，接收器720或后端730使用從信號(hào)713a至713d中提取的標(biāo)識(shí)符來識(shí)別發(fā)射器710a至710d中的每一個(gè)。然后，接收器720或后端730可以參考圖8的數(shù)據(jù)源，其可以駐留在任何系統(tǒng)處，以確定哪個(gè)區(qū)域包括所識(shí)別的發(fā)射器710a、710b、710c和710d。一旦區(qū)域被識(shí)別(例如，區(qū)域1和區(qū)域2)，接收器720或后端730選擇包含最多發(fā)射器(例如，區(qū)域2，其包括發(fā)射器710b、710c和710d)的區(qū)域作為最可能包括接收器720的區(qū)域。當(dāng)然，其它選擇標(biāo)準(zhǔn)是可能的。

在另一實(shí)施例中，接收器720或后端730識(shí)別本地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)760(例如，如wi-fi網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)的廣播指向標(biāo))。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，經(jīng)由從由節(jié)點(diǎn)760廣播的信號(hào)763中提取的標(biāo)識(shí)符來識(shí)別節(jié)點(diǎn)760，并且接收器720或后端730參考圖8的數(shù)據(jù)源，以確定哪個(gè)區(qū)域包括節(jié)點(diǎn)760(例如，區(qū)域2)。然后，接收器720或后端730可以選擇節(jié)點(diǎn)760的區(qū)域作為最可能包括接收器720的區(qū)域。

一旦接收器720的區(qū)域被識(shí)別，接收器720或后端730就確定與所識(shí)別的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的替代海拔值(520b)。在一個(gè)實(shí)施例中，替代海拔值是該區(qū)域中的表面的最低、最高、中值或其它海拔。例如，區(qū)域1的地面表面是“海拔2”(見建筑790a)，并且區(qū)域2的地面在“海拔1”(見建筑物790b和790c)和“海拔2”(見建筑790d)之間。作為示例，圖8示出了區(qū)域2的四個(gè)替代海拔值，包括“海拔1”(例如，圖7所示的最低地面海拔)、“海拔海拔1”(例如，圖7中所示的最常見的地面海拔)、圖7所示的三個(gè)地面海拔的平均值以及“海拔x”(例如，針對(duì)區(qū)域2指定的預(yù)定海拔)。當(dāng)然，可以考慮除了區(qū)域的地面以外的表面，包括區(qū)域中的建筑物和其它物體的地板表面?；谠摰貐^(qū)其它海拔的其它替代海拔值也是可能的。

應(yīng)當(dāng)理解，指向標(biāo)可以廣播替代海拔值，以避免從數(shù)據(jù)源查找替代海拔值。例如，節(jié)點(diǎn)760可以廣播替代海拔值。

一旦確定了替代海拔值，則接收器720或后端730在三角測(cè)量處理(530b)期間使用該替代海拔值來估計(jì)接收器720的緯度和經(jīng)度。

使用對(duì)接收器海拔的高精度估計(jì)

在方法420c下，使用基于在接收器120處收集的壓力測(cè)量以及在一個(gè)或更多個(gè)發(fā)貨世界110處收集的壓力測(cè)量的接收器的估計(jì)海拔來估計(jì)接收器120的二維位置(例如，緯度和緯度)。在2011年11月14日提交的美國專利申請(qǐng)13/296,067中提供了方法420c的其它細(xì)節(jié)，且出于所有目的，除其內(nèi)容與本公開的內(nèi)容相沖突之外，將其整體并入本文。

使用基于接收器的歷史海拔的替代海拔值

在方法420d下，使用接收器120的歷史海拔估計(jì)來估計(jì)接收器120的二維位置(例如，緯度和緯度)。例如，接收器120的歷史海拔估計(jì)可以隨時(shí)間被跟蹤以基于接收器的過去行為來確定在一天的特定時(shí)間和一周中的某些天中接收器120何時(shí)可能在以及在何處。作為示例，圖8示出了接收器在先前時(shí)間(例如，時(shí)間-1到時(shí)間-n)的歷史海拔(z)。

在方法420d下，可以使用接收器120的歷史海拔估計(jì)來確定接收器120在一周的特定日期和特定時(shí)間的二維位置，接收器120的歷史海拔估計(jì)是在前一周期間的一周中的某一天并且在一天的具體時(shí)間時(shí)候或其附近(例如，閾值量的分鐘)被估計(jì)的。使用這樣的歷史海拔估計(jì)可以提供比使用來自方法420a的指向標(biāo)的海拔或與來自方法420b的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的海拔更準(zhǔn)確的替代海拔值。

使用基于三角測(cè)量的接收器海拔估計(jì)

在方法420e下，接收器120的三維位置(例如，緯度、經(jīng)度和海拔)被估計(jì)為目標(biāo)函數(shù)的一部分。

選擇方法

任何上述方法的選擇可以取決于接收器120或后端130可用哪些方法。在一些實(shí)施例中，僅一種方法是可用的，并且接收器120或后端130必須使用該方法來確定接收器120的緯度和經(jīng)度。在其它實(shí)施例中，多于一種的方法是可用的，并且接收器120或后端130選擇方法中的一個(gè)或更多個(gè)以在確定接收器120的緯度和經(jīng)度中使用。在一些情況下，將來自兩個(gè)或更多個(gè)方法的估計(jì)緯度和經(jīng)度相組合(例如，被平均)以確定緯度和經(jīng)度的最終估計(jì)。在其它情況下，比較來自兩個(gè)或更多個(gè)方法的估計(jì)的緯度和經(jīng)度，以確定其是否在彼此之間的可接受量內(nèi)，并且因此彼此證實(shí)。

三角測(cè)量

使用各種技術(shù)來估計(jì)接收器的二維或三維位置，包括三角測(cè)量，其是使用幾何來使用由不同接收器從不同位置(例如不同緯度，經(jīng)度和海拔)處的不同指向標(biāo)(例如，發(fā)射器、衛(wèi)星或其它地面天線)接收的“測(cè)距”信號(hào)行進(jìn)的距離來估計(jì)接收器的位置的過程。如果測(cè)距信號(hào)的發(fā)送和接收時(shí)間是已知的，則這些時(shí)間乘以光速的差將提供由該測(cè)距信號(hào)行進(jìn)的距離的估計(jì)。這些距離估計(jì)通常被稱為“測(cè)距”測(cè)量，其可以包括x、y和z分量。在2012年3月6日發(fā)出的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利8,130,141和2011年11月14日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?3/296,067中描述了基于來自指向標(biāo)的信令來估計(jì)接收器的位置的方法，其全部內(nèi)容并且出于所有目的并入本文中，除非其內(nèi)容與本公開的內(nèi)容相悖。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)和理解，用于估計(jì)接收器相對(duì)于指向標(biāo)的二維或三維位置的不同方法，包括使用三角測(cè)量的方法。通過簡(jiǎn)化的示例，可以將接收器的三維位置(x，y和z)確定為三個(gè)球體的表面相交的點(diǎn)，其中每個(gè)球體基于對(duì)應(yīng)于不同位置的不同指向標(biāo)的測(cè)距測(cè)量來調(diào)整尺寸。三個(gè)球體的等式可以表示如下：

r1²＝x²+y²+z²,

r2²＝(x-d)²+y²+z²,

r3²＝(x-i)²+(y-j)²+z²,

其中x，y和z被求解以滿足所有三個(gè)方程。然而，應(yīng)當(dāng)注意，如果將接收器的海拔(z)設(shè)置為替代海拔值，則接收器的位置的兩個(gè)維度(x和y)可以比接收器的位置的三個(gè)維度(x、y和z)被更快速地估計(jì)。因此，通過將接收器的海拔設(shè)置為替代海拔值，而不是接收器的估計(jì)海拔，可以更快地確定緯度和經(jīng)度的估計(jì)。使用這樣的替代海拔值被認(rèn)為是違反直覺的，因?yàn)樘娲０沃悼赡懿蝗缃邮掌鞯暮０蔚墓烙?jì)精確，但是在特定情況下，估計(jì)二維所需的減少的時(shí)間被認(rèn)為具有優(yōu)于海拔的更高精度的估計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)注意，替代海拔值可以結(jié)合測(cè)距測(cè)量使用，以便于估計(jì)接收器的位置。例如，當(dāng)對(duì)衛(wèi)星使用測(cè)距測(cè)量時(shí)，本文所描述的替代海拔值(例如，地面發(fā)射器的海拔、與地理區(qū)域相關(guān)聯(lián)的海拔或甚至另一附近的接收器)仍然可以被視為是接收器的海拔，以簡(jiǎn)化三角測(cè)量計(jì)算，使得僅使用測(cè)距測(cè)量來計(jì)算接收器的緯度和經(jīng)度。還認(rèn)為使用從具有從另一指向標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(例如，衛(wèi)星)得到的測(cè)距測(cè)量的一個(gè)指向標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(例如，地面發(fā)射器)導(dǎo)出的替代海拔值是違反直覺的，但是為有利的。

雖然這里的討論通常涉及基于海拔的替代值來估計(jì)緯度和經(jīng)度，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以在假設(shè)第三坐標(biāo)的替代值的同時(shí)估計(jì)緯度、經(jīng)度和海拔的任何兩個(gè)坐標(biāo)。

方法與系統(tǒng)的其它方面

本文公開的功能和操作可以被整體或部分地由機(jī)器(例如，處理器、計(jì)算機(jī)或本領(lǐng)域已知的其它適當(dāng)?shù)难b置)在一個(gè)或更多個(gè)位置處實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或更多個(gè)方法，這增強(qiáng)了這些機(jī)器以及包含這些機(jī)器的計(jì)算設(shè)備的功能。還考慮了實(shí)現(xiàn)適于執(zhí)行以執(zhí)行方法的程序指令的非瞬時(shí)機(jī)器可讀介質(zhì)。由一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行程序指令使得處理器執(zhí)行方法。

注意，本文描述的方法步驟可以是與順序無關(guān)的，并且因此可以以與所描述的不同的順序執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)注意，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，本文所述的不同的方法步驟可以被組合以形成任何數(shù)目的方法。還應(yīng)當(dāng)注意，本文描述的任何兩個(gè)或更多個(gè)步驟可以同時(shí)執(zhí)行。本文公開的任何方法步驟或特征可以由于如實(shí)現(xiàn)降低的制造成本、較低功耗和提高的處理效率等各種原因而被明確地限制于權(quán)利要求。

通過示例而不是限制的方式，方法和處理器或其它部件可以包括：確定接收器海拔的高精度估計(jì)是否可用；當(dāng)所述接收器海拔的高精度估計(jì)可用時(shí)，使用所述接收器海拔的高精度估計(jì)來估計(jì)所述接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)；以及當(dāng)所述接收器的海拔的高精度估計(jì)不可用時(shí)，使用基于一個(gè)或更多個(gè)物體而不是所述接收器的一個(gè)或更多個(gè)海拔的替代海拔值來估計(jì)所述接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)。

在一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)可以是在實(shí)際海拔的期望米數(shù)內(nèi)(例如，在三米內(nèi))的高精度估計(jì)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，估計(jì)接收器的海拔的處理器必須在所有估計(jì)的某一百分比中確定那些海拔的高精度估計(jì)(例如，其中大于或等于所有估計(jì)的90％是高精度測(cè)量，使得處理器確定十個(gè)估計(jì)將確定在實(shí)際海拔的所需數(shù)米內(nèi)的九個(gè)高精度估計(jì)值)。

當(dāng)然，有不同的方法來確定高精度估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器基于接收到機(jī)會(huì)信號(hào)(例如，限于樓層的局域網(wǎng)信號(hào)、rf標(biāo)簽和其它選項(xiàng))知道它所處的樓層，并且該知識(shí)用于獲得接收器的海拔的高精度估計(jì)，其可以用于估計(jì)緯度和經(jīng)度。在另一實(shí)施例中，接收器的海拔的高精度估計(jì)基于接收器處的壓力的測(cè)量以及一個(gè)或更多個(gè)地面發(fā)射器處的壓力的一個(gè)或更多個(gè)測(cè)量值，接收器從該地面發(fā)射器接收一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)(例如，測(cè)距信號(hào))。

在一個(gè)實(shí)施例中，替代海拔值基于來自一組地面發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器的海拔，接收器從該地面發(fā)射器接收至少一個(gè)信號(hào)(例如，測(cè)距信號(hào))。

方法和處理器或其它裝置可以進(jìn)一步地或可選地包括：從地面發(fā)射器組確定每個(gè)發(fā)射器的海拔，其中替代海拔值是最低、最高、平均、中值或各個(gè)發(fā)射器海拔的最常見海拔。

方法和處理器或其它裝置可以進(jìn)一步地或替代地包括：確定地面發(fā)射器組中的每個(gè)發(fā)射器的海拔，其中替代海拔值是來自地面發(fā)射器組中的最接近接收器的發(fā)射器的海拔。

在一個(gè)實(shí)施例中，替代海拔值基于物體(例如，自然表面或人造表面)而不是已知接收器駐留其中的地理區(qū)域中的接收的海拔。

在一個(gè)實(shí)施例中，地理區(qū)域的海拔基于地理區(qū)域中的兩個(gè)或更多個(gè)海拔的數(shù)學(xué)組合。

在一個(gè)實(shí)施例中，替代海拔值基于接收器的海拔的一個(gè)或更多個(gè)歷史估計(jì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)歷史海拔對(duì)應(yīng)于除了當(dāng)天之外的一天或多天期間的接收器的海拔。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)歷史海拔對(duì)應(yīng)于在與接收器位于估計(jì)精度和緯度坐標(biāo)時(shí)的一天中的時(shí)間開始的預(yù)定量內(nèi)的一天中的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)間的接收器的海拔。

方法和處理器或其它裝置可以進(jìn)一步或者可選地包括：使用地面發(fā)射器的海拔中的兩個(gè)或更多個(gè)、接收器駐留其中的地理區(qū)域的表面的海拔或接收器的歷史海拔來估計(jì)接收器的緯度坐標(biāo)和經(jīng)度坐標(biāo)。

方法和處理器或其它裝置可以進(jìn)一步或替代地包括：比較兩個(gè)或更多個(gè)海拔；基于比較選擇兩個(gè)或更多個(gè)海拔中的第一海拔；以及使用兩個(gè)或更多個(gè)海拔中的第一海拔而不是其余海拔來估計(jì)接收器的緯度坐標(biāo)和經(jīng)度坐標(biāo)。

方法和處理器或其它裝置可以進(jìn)一步地或替代地包括：基于兩個(gè)或更多個(gè)海拔的數(shù)學(xué)組合來確定替代海拔值。

通過示例而不是限制的方式，一個(gè)或更多個(gè)裝置可以包括執(zhí)行本文公開的方法或特定步驟的硬件模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)裝置包括：確定模塊，被配置為確定接收器的海拔的高精度估計(jì)是否可用；以及估計(jì)模塊，被配置為當(dāng)接收器的海拔的高精度估計(jì)可用時(shí)，使用接收器的海拔的高精度估計(jì)來估計(jì)接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)，并且當(dāng)接收器的海拔的高精度估計(jì)不可用時(shí)，使用替代海拔值來估計(jì)接收器的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)，其基于一個(gè)或更多個(gè)物體而不是接收器的一個(gè)或更多個(gè)海拔。確定模塊包括用于接收用于執(zhí)行確定的信息的一個(gè)或更多個(gè)輸入以及用于發(fā)送指定確定的信息的一個(gè)或更多個(gè)輸出。估計(jì)模塊包括用于接收用于估計(jì)緯度和經(jīng)度的信息的一個(gè)或更多個(gè)輸入、以及用于發(fā)送指定估計(jì)緯度和經(jīng)度的信息的一個(gè)或更多個(gè)輸出。

一些實(shí)施例中的其它特征的示例

“接收器”可以是計(jì)算設(shè)備(例如，移動(dòng)電話、平板電腦、pda、膝上型計(jì)算機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、跟蹤標(biāo)簽)的形式。接收器還可以采用計(jì)算機(jī)的任何組件的形式，包括處理器。

接收器的處理也可能在服務(wù)器上發(fā)生。

本文描述的說明性方法可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知或稍后開發(fā)的適當(dāng)?shù)挠布蛴商幚砥鲌?zhí)行的固件或軟件或者硬件、軟件和固件的任何組合來實(shí)現(xiàn)、執(zhí)行或以其它方式控制、，軟件和固件。軟件可能是可下載在或不可下載在特定系統(tǒng)。一旦加載到機(jī)器上，這種軟件就改變?cè)摍C(jī)器的操作。

執(zhí)行這里描述的方法的系統(tǒng)可以包括實(shí)現(xiàn)這些方法的一個(gè)或更多個(gè)手段。例如，這樣的裝置可以包括處理器或在執(zhí)行指令(例如，以軟件或固件體現(xiàn)的)時(shí)執(zhí)行本文公開的任何方法步驟的其它硬件。處理器可以包括計(jì)算機(jī)或計(jì)算設(shè)備、控制器、集成電路、“芯片”、芯片上的系統(tǒng)、服務(wù)器、其它可編程邏輯器件、其它電路或其任何組合或者被包括在其中。

“存儲(chǔ)器”可以由機(jī)器(例如，處理器)訪問，使得機(jī)器可以從/向存儲(chǔ)器讀取/寫入信息。存儲(chǔ)器可能與機(jī)器是一體的或與機(jī)器分離的。存儲(chǔ)器可以包括實(shí)現(xiàn)有機(jī)器可讀程序代碼(例如，指令)的非瞬時(shí)機(jī)器可讀介質(zhì)，其適于執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)本文公開的任何或全部方法和方法步驟。存儲(chǔ)器可以包括任何可用的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括可移除、不可移除、易失性和非易失性介質(zhì)，例如集成電路介質(zhì)、磁存儲(chǔ)介質(zhì)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或任何其它計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。如本文所使用的，機(jī)器可讀介質(zhì)包括所有形式的機(jī)器可讀介質(zhì)，除非這種介質(zhì)被認(rèn)為是非法定的(例如，瞬時(shí)傳播信號(hào))之外。

本文公開的所有信息可以由數(shù)據(jù)表示，并且該數(shù)據(jù)可以使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)源上并由處理器處理的任何協(xié)議在任何通信路徑上傳送。數(shù)據(jù)的傳輸可以使用各種電線、電纜、無線電信號(hào)和紅外光束、甚至更多種類的連接器、插頭和協(xié)議(即使沒有示出或明確描述)來執(zhí)行。系統(tǒng)可以使用任何通信技術(shù)彼此交換信息。數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)和碼片等可以由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或粒子或光場(chǎng)或粒子來表示。

被示為矩形的系統(tǒng)圖中的特征可以指硬件、固件或軟件。注意，鏈接兩個(gè)這樣的特征的線可以說明這些特征之間的數(shù)據(jù)傳輸。這種傳輸可以在這些特征之間直接發(fā)生或通過中間特征發(fā)生。如果沒有線連接兩個(gè)特征，則除非另有說明，否則預(yù)期在這些特征之間傳輸數(shù)據(jù)。

在包括性意義上(即不限于)，而不是排他性的意義(即僅由它組成)上，這些詞語包括、包含等將被排除。使用單數(shù)或復(fù)數(shù)的數(shù)字也分別包括復(fù)數(shù)或單數(shù)。在具體實(shí)施方式中使用的詞語或和詞語和涵蓋在列表中的任何項(xiàng)目和所有項(xiàng)目。詞語一些、任何和至少一個(gè)是指一個(gè)或更多個(gè)。術(shù)語可以在本文中用于指示示例，而不是要求——例如，可以執(zhí)行操作或可能具有特征的物體不需要在每個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行該操作或具有該特征，但是該物體在至少一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行該操作或具有該特征。

注意，術(shù)語“gps”可以指任何全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(gnss)，諸如glonass、galileo和compass/beidou，反之亦然。

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)涉及2004年10月29日提交的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)62/069,990，標(biāo)題為“用于估計(jì)接收器二維位置的系統(tǒng)和方法(systemsandmethodsforestimatingatwo-dimensionalpositionofareceiver)”，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。