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专利名称：一种用于移动终端定位的方法
技术领域：
本发明涉及用于移动单元或者终端定位的技术。
背景技术：
现有技术中已知有允许在给定区域中定位移动单元的许多技术。称为全球定位系统(GPS)的基于卫星的定位系统是这种系统的例子。
通过检测和测量由至少四个观察卫星同时发送的信号，以及知道每个卫星在发送时的位置，所述GPS系统可以通过三角测量定位在地球表面或者靠近地球表面的移动接收器。类似地，通过测量所接收的信号上的多普勒效应，还可以确定移动单元相对于每个卫星的相对速度。这是可能的，因为从所述卫星发送的信号传送了始终提供关于卫星位置与速度的信息的历书(almanac)/星历表(ephemeris)数据。
为了概述所述GPS系统及其应用，可以参考Elliott D.Kaplan，ed.，Artech House Publications，1996年的“Understanding GPSPrinciples Applications”。
诸如GPS(以及诸如称为GLONASS或者GALILEO的其它类似系统)的基于卫星的系统的缺点是，那些系统几乎必定不能在下面的情况下提供对移动终端的充分定位，其中在所述情况下不能从所述卫星接收到足够的信息，例如因为小于四个的GPS系统的卫星是由移动终端“可见的”。
在这种环境内，可见性通常意味着给定的卫星提供足够强度的信号用于检测移动终端的概率。所述GPS系统的一个或多个卫星的可见性缺乏经常出现在市区中，总之是在那些具有可能产生阴影区或者引起信号反射的地貌特征的区域中。
为了在其中仅有三个、两个乃至仅仅一个卫星是可见的那些情况下也提供可接受的定位数据，已经设计了特定的布置(arrangement)，其中将估计一个或多个已知实体的时间行为。这些解决办法是基于这样的预期的，即，例如在城市环境中，z坐标(高度)可以仅缓慢地改变、和/或运动的速度与方向可以在给定的时间间隔保持恒定，同时还可以估计接收器时钟漂移。然而这些假定/预测仅在短的时间上(在某些情况下仅是几秒)是有效的。
还设计有其它定位技术，其中例如所述GPS定位数据是通过对由惯性系统提供的数据进行积分的方式而被内插的，和/或为了定位移动单元而采用数字映射或者特定通信系统的特性。
例如，在蜂窝通信系统中，为了正确地运行，移动终端必须由小区“覆盖”。因此，所述移动终端的位置可以通过识别在给定瞬间覆盖所述终端的小区或者多个小区来至少近似地确定。所述定位动作的精确度可以通过更精确地识别在给定小区内的移动用户的位置来改善。
在WO-A-01/86315中公开了一种定位系统，其中由蜂窝通信网络(例如GSM)与基于卫星的定位系统(诸如GPS)提供的数据连同从所谓的地理信息系统(GIS)导出的数据一起被使用。这是一种计算机系统，其能够组合、存储、处理和显示以及另外提供地理参考信息，即根据其位置识别的各种类型的数据。
基本上，这种现有的系统提供了通过使用来自于基于卫星的系统(典型地，期望是其中来自少于四个卫星的信号可用的情况)的信息和/或从所述蜂窝网络获得的数据/测量而产生近似的定位数据。然后通过比较实际可利用的GPS信号与通过使用来自地理信息系统(GIS)的数据所仿真的相应信号来改进(refine)所述位置估计。
由于通过考虑到诸如强度、多径分量等因素来提高对来自卫星的信号的预测所要求的处理步骤的复杂性，这种现有技术的系统具有固有的限制。
所述的现有技术未能考虑到这样的事实，即，在其中在所述GPS系统中小于四个卫星是可见的所有情况下，需要对所述z坐标(高度)进行估计以便能够利用剩余的可用信息(由两个或者三个卫星提供的信息)，以及在所述定位中的精确度实际上与对z坐标进行确定的精确性成比例。
另外，在WO-A-01/86315中公开的解决方案提供了分别基于从蜂窝系统与卫星系统导出的数据/测量而获得的两个将要相交的定位区由于近似度涉及它们的定义，因此，所述的两个区域实际上可以根本没有交集。

发明内容
因此需要有适于在混合的卫星/蜂窝网络定位系统中以简单和更有效的方式利用可用数据/测量的可选布置。特别地，需要有可以有利地利用所述可用数据/测量的特定特征的布置，尤其是通过参照其中基于卫星的系统受一个或多个卫星的可见性缺乏的不利影响的情况。
本发明的目的是满足这些需要。
根据本发明，这种目的是借助于具有在随后权利要求中阐述的特征的方法来实现的。本发明还涉及一种相应的布置和其中使用的移动终端，以及可直接装载在至少一个计算机的存储器中的计算机程序产品，该计算机程序产品包括当所述产品在计算机上运行时用于执行本发明方法和/或本发明移动终端的软件代码部分。
总之，在这里描述的布置是根据基于卫星的系统和蜂窝通信网络的整合的混合定位布置的，该布置特别适合用于在所述卫星系统中仅三个或者两个卫星可见时的环境。
在这里公开的所述布置的实施例包含被定义为取自地理数据库并和其它两个坐标(x，y)的估计有关的值的z坐标的第一估计。所述估计是基于在诸如GSM系统的蜂窝式通信系统中当前可用的网络拓扑和所谓的LCS(也就是定位业务)测量的分析来定义的。
如果这种地理数据库是不可用的，则所述高度坐标的估计例如可以被定义为-最近基站的相应z坐标，-给定的邻近基站组的z坐标中的最小值，或者
-这些邻近基站的z坐标的平均值，这种平均值可能通过功率测量而被加权。
作为第二步骤，上面定义的所述z坐标的估计是和对来自所述卫星系统的可用的(时间/范围)测量的分析一起被使用的。这使得定义了近似的定位区域(例如在两个卫星情况下的双曲线(hyperbole)或者在三个卫星情况下的近似定位估计)。
作为另一个步骤，在上面就所述测量而定义的近似定位区域允许借助于对所述网络拓扑和测量的重复分析来进一步改进所述定位估计x，y。
最后，新的位置估计导致了允许借助于地理数据库来进一步改进所述z坐标的估计的迭代处理。
在这里描述的布置是基于这样的认识的，即当在诸如GPS的基于卫星的系统中小于四个卫星是可见的时，可以仅通过提供所述z坐标的估计来查找近似的定位区域。典型地，使用(基于可用的最新定位)对于z可用的最新数据。
在这种实施例下的基本思想是为了具有可用的近似x、y坐标而使用二维蜂窝定位。这些近似的x，y坐标然后被用于从地理数据库提取用于所述z坐标的相应值。
如所指出的那样，如果这种地理数据库是不可用的，则可以通过参照最近基站的高度、沿邻近基站的最低高度或者可能基于功率测量而被加权的邻近基站的平均高度值来估计所述z坐标。
在这里描述的布置不依赖于在分别通过所述卫星系统和通过所述蜂窝系统而获得的数据的基础上所定义的两个搜索区的交集。相反地，其主要利用通过由所述卫星系统提供的数据/测量所获得的近似区域，因为这些数据测量实际上是更精确的。
优选地采取那些利用由所述蜂窝系统提供的用于确定在近似搜索区内的位置的数据/测量(例如功率测量)的布置。这可以例如通过比较借助于传播模型预测的场强值和在所述移动终端测量的相应场强值来实现。
所述搜索区域是通过使用由卫星系统提供的测量(以及可选地，由所述蜂窝系统提供的一些数据)所限定的。在所述区域内的点然后通过采用上面描述的相同原理而被确定。最后，所述定位的准确性是通过联合地利用由所述卫星系统和所述蜂窝系统二者提供的数据来确定的。
使用地理数据库来改进与所述z坐标有关的信息。在每个步骤期间确定的二维(x，y)坐标被用于可以用于改进所述卫星系统的搜索区域以及由此进行定位的z的新估计。迭代在多个步骤上重复。
在仅来自两个卫星的信号是可用的情况下，以双曲面形式的一组点是通过使用两个可用的第一伪范围(pseudo-range)测量的差值来定义的，不精确程度是借助于几何与传播分析确定的更确切地说，不仅考虑一条双曲线，还考虑具有给定宽度的一组双曲线。基本要求是所述组必须以高概率包括所要定位的终端的实际位置。所述组然后用于限定所述移动单元的位置将被定位到的搜索区域。这种点可以通过采用上面已经提到的相同方法在所述搜索区域内被搜索。
最后，在一次仅仅一个卫星是可用的情况下，可以采用所述解决方案来利用来自一个卫星的两个连续的测量或者来自两个卫星的两个非同时的测量。由此获得的两个测量用来定义在两个卫星情况下的双曲线。


现在将参照附图，仅以例子的方式描述本发明，其中图1示出了根据本发明的系统的一般结构的框图，图2是相应移动终端的功能框图，以及图3至5是举例说明这里公开的布置的操作的流程图。
具体实施例方式
以下提供的描述参照其中诸如GPS的基于卫星的定位系统与诸如GSM(通用移动系统)系统的陆地蜂窝移动通信系统相整合的实施例。
然而，本发明可能的应用领域决不限于所提及的上述两个特定系统。本发明的范围实际上包含用于定位移动终端的任何基于卫星的定位系统与任何蜂窝陆地通信系统的可能的整合。
参考图1，定位系统10包括多个移动终端12，例如蜂窝电话，每个这种移动终端还被配置为GPS定位系统的接收器/处理器单元。这种移动电话是在商业上可获得的，例如以商标Benefon Esc的现行的移动电话。
通常假定所述终端12以随机方式分布在给定区域上，所述给定区域限定了在其上要执行所述定位动作的区域。
所述终端12被包括在诸如GSM网络的蜂窝通信网络14中，该网络是与移动定位中心(MLC中心)15关联的。
如图2所示，通过提供射频电路22、GPS接收器/处理器23以及连接到所述RF电路22和所述GPS接收器23二者的控制电路25，蜂窝电话与GPS接收器的操作特点被集成在每个终端12中。
所述控制电路25适合基于包括在所述控制电路25与被连接(以已知方式)至所述控制电路25的SIM卡27中的软件�？槔纯刂扑�述终端12的操作。
所述SIM(用户身份模块)卡27适合于支持所述用户简档(profile)，也就是涉及用户的标识符号码(IMSI或者国际移动用户身份)、与提供商和其它公共事业实体订立的业务的信息。
所述控制电路25以已知方式被配置为经由所述RF电路22在确定数量的频率信道内周期地执行电场测量(RF测量)，以及在所述信道中选择与其中移动终端12能够解码相应标识符代码的信道相对应的最大数量的RF测量(例如在GSM终端的情况下到达七个)。
在所述控制电路25中提供了一种功能，以使得作为适合于由所述终端的用户启动的命令信号的结果，执行RF和GPS测量，以及所述结果被发送至所述定位中心15，例如以短消息(SMS)的形式被发送。
所述网络14通常包括多个基站(在附图中未示出，但是是已知类型的)，其适合于允许从位于在执行定位的地区中的基本点(或者象元(pixel))处的终端12到被连接到所述网络14的如所述中心15的业务中心、系统与设备进行消息传送与通信。
所述中心15包括诸如已知类型的计算机55的处理器单元。由申请人所进行的实验显示，为了实现本发明的目的，具有双CPU的Pentium��III处理器和以512MByte内存的RAM及Windows��NT一起能令人满意地满足本发明的处理需要。与计算机55关联的是已知类型的盘子系统(disk subsystem)52，包括用于存储包含参考数据库的数据库项的第一存储区域52a、以及存储用于标识所述终端12的位置的程序的第二存储区域52b。
如下面更好描述的那样，为了基于从所述终端12接收的SMS消息和存储在所述区域52a中的参考数据库的数据库项来识别所述终端12的位置，所述中心15适合于处理所述区域52b中存储的程序。
由此产生的相应的位置信息适合借助于所述网络14被发送至业务中心和/或被发送至所述终端12。
在另一种可能的布置中，用于识别所述终端位置的程序的至少一部分可以存在于所述SMS卡27中，而不是在所述控制电路25中。
在优选实施例中，存储在所述区域52a中的数据库项包括以下内容-所述终端12所处的所述区域的地理数据库，包括以例如10m的分辨率的关于建筑的数据，-所述蜂窝网络的配置数据(诸如基站的定位，辐射图的参数等)，-包括关于在GPS系统中的卫星轨道的数据、以及用于正确操作所述定位功能所需的所有其它数据的可选数据库。
上文中考虑的所有数据是不断更新的。适当地执行所述定位功能的�？橛纱四芄徽�确地对最新的可用数据进行操作。
图3的流程图描述了之后跟随有所述定位动作的逻辑进程。这可以看成主要包括分别标记为100、200、300和400的四个基本阶段。
第一阶段100包括所述移动终端接收用于所述定位动作的数据的所有步骤。
这包括GPS测量/数据(伪范围、“空间飞行器”或SV的标识符/参数等)，以及包括来自蜂窝网络的包括诸如小区全球身份(CGI)、时间前置量(TA)、网络测量报告(NMR)、观测时间差(OTD)等的参数的测量/数据。
先前提及的每个及全部参数的意义和重要性对于本领域普通技术人员是十分熟知的，在这里不需要详细说明。
第二阶段200使得确定第一近似的二维定位区域。所述结果是通过分析由蜂窝网络提供的拓扑结构和测量来实现的。
在随后的阶段300中，得出所述终端的高度(z坐标)的估计。
这是经由所述网络14通过定位中心15从存储在52a的地理数据库开始而获得的。
在缺少这种数据库时，为了产生对于z的第一估计，可以借助于各种方法，例如-设置所述z坐标等于基站(BTS)的地点相对于海平面的高度，所述基站当前正服务于寻求定位的移动终端，-设置所述z坐标等于靠近所述移动终端的基站(例如服务基站和与其邻近的基站)相对于海平面的高度的最小值，或者-设置所述z坐标等于靠近所述移动终端的基站相对于海平面的高度的平均值。
可能地，所述平均值可以作为加权平均值而被计算，其中加权是由所述终端从接近的基站接收的功率的函数，其中较远的基站对所述平均值提供较小的贡献。
在所述阶段400中，所述移动终端12的三维位置坐标(x，y，z)是通过分析由所述蜂窝系统和所述GPS系统二者提供的所述蜂窝网络的拓扑结构和所述测量来确定的。
在标记为500的随后阶段中，估计先前确定的定位的精确度。
如果发现精确度已经是满意的(这例如可以借助于和所述迭代处理的收敛程度有关的阈值而实现)，则把确定的坐标作为给出所述终端估计位置的坐标。
否则，如果拓扑的数据库是可用的，则所述定位动作的精确度通过借助于迭代处理来改进。
这种处理主要可以包括在每个步骤从所述地理数据库52a中提取与其它坐标的最新计算值相对应的所述z坐标的新的估计，所述其它坐标也就是x与y坐标。
图4详述了构成阶段400的分别标记为410与420的两个基本子阶段。
在第一个子阶段410期间，搜索区域是通过使用由所述GPS系统提供的数据/测量(伪距离，SV参数等)以及所述z估计来确定的。
随后，在所述子阶段420中，三维的位置坐标是通过分析所述蜂窝式网络拓扑结构和分析例如由功率测量所提供的测量来确定的。
在这里公开的布置基本上实现了数据合成(fusion)技术，就精确度和可利用性而言，与先前使用的传统的基于卫星的和陆地定位的技术相比较，其适于提供改善的结果，而没有引起增加的系统复杂性。
令人感兴趣的是，与其它混合技术(诸如当前称为GPS加增强型小区ID信息的技术)相比，在这里公开的布置并不是规定为对由这两种方法获得的分别的平面上的最终定位估计求交集。
相反地，在这里公开的解决方案是基于对通过所述GPS系统和所述GSM系统在不同阶段中获得的粗略测量的联合且协调的利用的。
在这里公开的解决方案特别适合于特征在于所述GPS系统的减少的可利用性的那些操作情况(例如市区、室内应用等)，也就是其中可以可靠检测与测量的卫星信号的数量少于四个(典型地是1、2或3个GPS测量)的操作情况。在这里描述的解决方案还适合用于其中用户在固定位置并且在GPS信号的数量本身不足以确定所述点(例如1、2或3个卫星在可见情况下)的区域中打开他或她的终端的环境(可以认为是很坏的情况)中。
在这里公开的所述布置的应用的值得注意的情况是其中仅仅两个卫星是可见的情形。
在那种情况下，在所述阶段410期间获得的搜索区域将是双曲线区段。
用于计算所述用户坐标的全部GPS导航系统包括四个以下类型的等式(每一个用于一个卫星i)ρi=(xSi-xU)2+(ySi-yU)2+(zSi-zU)2+c·δtU]]>其中-ρi是由接收器测量的伪范围(PR)；这主要受与传播路径有关的不准确性的影响电离层/对流层延迟、衰落、多路径等。
-(xSi，ySi，zSi)是通过使用星历表参数获得的第i个卫星的坐标，-(xu，yu，zu)是用户终端12的未知坐标，和-δtu是接收器时钟相对于“GPS定时”标度的未知偏移(其中c是光速)。
如果仅关于两个卫星的两个等式是可用的，则用上面在所述步骤300期间考虑的其中一种技术来设置所述坐标z(zu＝z*u)，并且与所述时钟偏移有关的问题通过算出两个伪距离测量的差以便抵消由时钟产生的公差而被免除。
以下等式是由此获得的，其表示焦点集中在两个卫星的双曲面的交集，所述平面zu＝z*uρ1-ρ2=(xS1-xU)2+(yS1-yU)2+(zS1-zU*)2-(xS2-xU)2+(yS2-yU)2+(zS2-zU*)2]]>然后在所述平面(xu，yu，zu＝z*u)中，这种等式表示双曲线。
通过考虑适合于被适当地模型化的不准确性的各个源，一种源从双曲线传递到双曲线区段。这种区段对应于在阶段410期间确定的搜索区域。
对于在所述阶段410期间确定双曲线区段，由接收器引入的对不准确性的贡献以及与传播和几何上的影响等有关的贡献都被考虑。
图5的流程图详述了上面描述的混合迭代定位过程中所包括的各个步骤。这例如可以适用于在基于卫星的系统(例如GPS)中的两个卫星是可见的情形。
从步骤1000开始，在步骤1002中获得由所述蜂窝网络使得可用的测量和数据。在步骤1004中评估用于位置坐标x0，y0，z0的第一组值。
特别地，这是借助于从所述蜂窝网络得出的拓扑结构数据而针对所述高度坐标z0来进行的。对于其它两个坐标，也就是x0，y0，借助于在所述蜂窝网络中所采用的定位技术，例如借助于功率测量来获得所述估计。通常，这可以是上面考虑的技术中的任何一种。
然后在步骤1006中，关于适合于和从所述蜂窝网络导出的测量/数据相结合的GPS测量/数据的可用性来进行检查。
如果没有这样的测量/数据是可用的(步骤1006的否定输出)，则上面导出的对位置坐标x0、y0、z0的初始估计被采用作为在步骤1008中的定位结果。
如果所述步骤1006产生肯定的结果，则在步骤1010中获得从所述GPS系统导出的测量/数据，以及在步骤1012中通过使用所述GPS测量/数据和对所述高度坐标(即z0)有效的最新值而导出可能包括所要定位的点的双曲线区段。通过适当地评估影响上述等式的不确定性贡献，可以导出那些以高概率包括所要定位的终端的位置的双曲线区段。
在标记为1014的随后步骤中，再次通过处理所述蜂窝网络的定位(例如功率)测量而估计经度坐标x与纬度坐标y。然而，在这种情况下，通过使用所述GPS测量/数据在所述步骤1012中导出的双曲线区段内执行所述估计(即所述终端12的二维位置x，y)。
在步骤1016中，在其中要执行定位的区域上对把所述高度坐标(即z)与其它两个坐标(即x与y)相链接的地理(区域)数据库项的可用性进行检查。
如果没有所述类型的地理信息是可用的(步骤1016的否定输出)，则在步骤1014导出的经度与纬度坐标的两个值(即x1与y1)与对高度坐标可用的最新估计(即z0)一起被用作所述定位动作的结果。这发生在标记为1008的步骤中。
如果所述步骤1016产生肯定的结果，在步骤1020中通过搜索所述地理数据库、以及把z1标识为和x1与y1(即在步骤1014获得的经度与纬度坐标的两个值)对应的高度坐标的值来获得对所述z坐标的新的估计，即z1。
在步骤1022中计算在所计算的最新定位数据(即x1，y1，z1)与先前获得的定位数据(即x0，y0，z0)之间的距离。所计算的距离和指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值相比较。
如果所述距离低于所述阈值(步骤1022的肯定输出)，则把所计算的最新的定位数据(即x1，y1，z1)用作所述定位动作的最终结果。这发生在标记为1024的步骤中。
所述步骤1022的否定输出指示所述距离高于所述阈值，进而指示所述定位动作的精确程度还是不满意的。
在后者的情形下，所述系统进展回到步骤1012，由此开始迭代处理。
为了通过使用可用的最新估计(通常标记为zi-1)来确定(新的)双曲线区段，所述处理通常包括采用在步骤1010中获得的所述GPS测量/数据用于重复步骤1012。
所述新的双曲线区段然后用于步骤1014以导出对于经度与纬度坐标的新的值(通常标记为xi与yi)。
这些新的值xi与yi然后用于所述步骤1020以通过所述地理数据库来识别用于z的新的值，也就是zi。
如果步骤1022的比较显示xi，yi，zi至xi-1，yi-1，zi-1(即所述位置坐标的先前估计)的距离小于精确度阈值，则在步骤1024中采用最新计算的值xi，yi，zi作为所述定位动作的结果。
如果步骤1022的比较显示xi，yi，zi至xi-1，yi-1，zi-1的距离仍然高于所述精确度阈值，则所述系统再次进展回到步骤1012，执行在所述迭代定位处理中的新的步骤。
当然，所述精确度阈值越低(即在所述定位动作中所要求的精确程度越高)，作为迭代处理来重复步骤1012至1022的可能性就越高。
因此，为了在所要求的精确度与在所述系统上施加的处理负荷与时间之间实现合理的折中，应谨慎地设置所述精确度阈值。
当然，在不违背本发明的基本原理的情况下，相对于仅以举例方式描述与示出的内容，所述实施例及细节还可以显著地变化，而不脱离如随后的权利要求所定义的本发明的范围。具体地，应当理解，假设所述移动终端具备必要的处理能力与功率，则包含在移动终端12的定位处理中的处理步骤实际上可以全部或几乎全部地在所述移动终端12上被执行。然而，所包含的处理任务可以至少部分地被传送到定位中心15的计算机55。在该情况下，所述网络14可以用来确保在所述移动终端12处与在所述移动定位中心15处实现的处理�？橹�间的数据传送。
权利要求
1.一种用于确定在给定区域中的移动终端(12)的位置的方法，该方法包括以下步骤在基于卫星的定位系统中和在蜂窝通信系统(14)中包括所述移动终端(12)，由此所述移动终端(12)适合于从所述基于卫星的系统接收卫星信号，并且由所述蜂窝通信系统(14)的至少一个小区所覆盖，其特征在于，所述方法包括以下步骤基于从所述基于卫星的系统接收的卫星信号和与所述蜂窝通信系统(14)有关的信息(52)二者来至少近似地确定所述移动终端(12)的坐标(x，y，z)，其中所述坐标包括高度坐标(z)，以及所述高度坐标(z)的估计是从与所述蜂窝通信系统有关的所述信息导出的。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-提供包括数据库项的地理数据库(52a)，所述数据库项将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域中的所述移动终端(14)的二维定位坐标的给定组(xi，yi)，-经由所述移动终端(12)访问所述地理数据库(52a)，由此由所述移动终端基于所述卫星信号而至少近似确定的所述定位坐标(x，y，z)是通过从所述地理数据库(52a)导出的所述信息而被改进的。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-在所述蜂窝通信系统(14)中识别接近所述移动终端(12)的至少一个基站，所述接近的基站具有关联的高度坐标，和-使用所述接近的基站的高度坐标作为所述高度坐标(z)的所述估计。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-在所述蜂窝通信系统(14)中识别邻近于所述移动终端(12)的多个基站，每个所述邻近的基站具有相应的高度坐标，-针对所述邻近的基站确定所述高度坐标的最小值，和-使用所述最小值作为所述高度坐标(z)的所述估计。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-在所述蜂窝通信系统(14)中识别邻近于所述移动终端(12)的多个基站，每个所述邻近的基站具有相应的高度坐标，-就所述邻近的基站来确定对于所述相应的高度坐标的平均值，和-使用所述平均值作为所述高度坐标(z)的所述估计。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-执行功率测量，以针对每个所述邻近的基站为所述移动终端提供相应的功率值，和-作为所述相应的高度坐标值的加权平均值来确定所述平均值，所述加权是针对每个所述邻近的基站所确定的所述功率值的函数。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述定位坐标(x，y，z)是由随后的定位步骤(1012至1022)以迭代的方式确定的，所述高度坐标的新改进的估计(zi)被用于所述迭代处理中的每个步骤。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息来提供(1004)所述终端(12)的近似的二维定位(x，y)，和-通过利用所述二维定位和所述高度坐标(z)的所述估计，基于所述卫星信号来确定(400，1020)所述移动终端(12)的所述定位坐标(x，y，z)。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述确定步骤包括-基于所述卫星信号和所述高度坐标(z)的所述估计来最初地确定(1012)所述移动终端(12)的定位坐标的搜索区域，和-随后(420)基于和所述蜂窝通信系统(14)有关的信息在所述搜索区域内识别所述定位坐标(x，y，z)。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-以双曲线点集的形式来定义所述定位坐标(x，y，z)的搜索区域，和-通过使用和所述蜂窝通信系统(14)有关的所述信息在所述双曲线点集内确定所述定位坐标(x，y，z)。
11.根据权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息来确定(1004)所述位置坐标的第一组值(x0，y0，z0)，-从所述基于卫星的系统获得(1010)所述卫星信号，以及从其中导出可能包括所述移动终端(12)的区域，-通过以下步骤提供所述位置坐标的新的一组值(x1，y1，z1)-i)基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息而实现在可能包括所述移动终端(12)的所述区域内的所述移动终端(12)的二维定位(x，y)，和-ii)访问所述地理数据库(52a)，以及将所述高度坐标的相应值(z1)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(x1，y1)。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-确定(1022)在所述位置坐标的所述新的一组值(x1，y1，z1)和所述位置坐标的所述第一组值(x0，y0，z0)之间的距离，和-将所述距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则开始迭代处理，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标(z)可用的最新值而被重新定义，以及重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)、以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述重新定义的区域上实现的。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-确定(1022)在当前迭代步骤之前(xi-1，yi-1，zi-1)和之后(xi，yi，zi)可用的所述位置坐标的值的组之间的距离，和-将所述距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则运行另外的迭代步骤，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标可用的最新值(zi)而进一步被重新定义，以及还重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述进一步重新定义的区域上实现的。
14.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括基于从所述基于卫星的系统的少于三个的卫星所接收的卫星信号来至少近似地确定所述坐标(x，y，z)的步骤。
15.一种布置，包括；-基于卫星的定位系统，-蜂窝通信系统(14)，和-至少一个移动终端(12)，其适合于在给定区域中从所述基于卫星的系统接收卫星信号，并且由所述蜂窝通信系统(14)的至少一个小区所覆盖，其特征在于，其包括至少一个处理模块(25，55)，所述处理�？楸慌渲贸捎糜诨�于从所述基于卫星的系统接收的卫星信号和与所述蜂窝通信系统(14)有关的信息(52)来至少近似地确定所述移动终端(12)的包括高度坐标(z)的坐标(x，y，z)，所述至少一个�？�(25，55)被配置成用于从和所述蜂窝通信系统有关的所述信息中导出所述高度坐标(z)的估计。
16.根据权利要求15的布置，其特征在于，其包括包含数据库项的地理数据库(52a)，所述数据库项将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域中的所述移动终端(14)的二维定位坐标的给定组(xi，yi)，以及所述至少一个�？�(25，55)被配置成用于访问所述地理数据库(52a)，由此基于所述卫星信号至少近似确定的所述定位坐标(x，y，z)通过从所述地理数据库(52a)导出的信息而被改进。
17.根据权利要求15的布置，其特征在于-所述蜂窝通信系统(14)包括接近所述移动终端(12)的至少一个基站，所述接近的基站具有关联的高度坐标，和-所述至少一个模块(25，55)被配置成用于使用所述接近的基站的高度坐标作为所述高度坐标(z)的所述估计。
18.根据权利要求15的布置，其特征在于-所述蜂窝式通信系统(14)包括邻近于所述移动终端(12)的多个基站，每个所述邻近的基站具有相应的高度坐标，-所述至少一个模块(25，55)被配置成用于使用所述邻近基站的所述高度坐标的最小值和在所述邻近基站上的所述相应的高度坐标的平均值之一作为所述高度坐标(z)的估计。
19.根据权利要求18的布置，其特征在于，所述至少一个�？�(25，55)被配置成用于执行功率测量，以针对每个所述邻近的基站为所述移动终端提供相应的功率值；以及作为所述相应的高度坐标值的加权平均值来确定所述平均值，所述加权是针对所述邻近基站所确定的所述功率值的函数。
20.根据权利要求15的布置，其特征在于，其包括至少一个�？�(25，55)，所述�？楸慌渲贸捎糜谕ü�随后的定位步骤(1012至1022)以迭代方式来确定所述定位坐标(x，y，z)，所述高度坐标(zi)的新改进的估计被用于所述迭代处理中的每个步骤。
21.根据权利要求15的布置，其特征在于，其包括至少一个�？�(25，55)，所述�？楸慌渲贸捎糜�-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息来提供(1004)所述终端(12)的近似的二维定位(x，y)，和-通过利用所述二维定位和所述高度坐标(z)的所述估计，基于所述卫星信号来确定(400，1020)所述移动终端(12)的所述定位坐标(x，y，z)。
22.根据权利要求21的布置，其特征在于，其包括至少一个�？�(25，55)，所述模块被配置成用于-基于所述卫星信号和所述高度坐标(z)的所述估计来最初地确定(1012)所述移动终端(12)的定位坐标的搜索区域，和-随后(420)基于和所述蜂窝通信系统(14)有关的信息在所述搜索区域内识别所述定位坐标(x，y，z)。
23.根据权利要求22的布置，其特征在于，其包括至少一个�？�(25，55)，所述�？楸慌渲贸捎糜�-以双曲线点集的形式来定义所述定位坐标(x，y，z)的搜索区域，和-通过使用和所述蜂窝通信系统(14)有关的所述信息在所述双曲线点集内确定所述定位坐标(x，y，z)。
24.根据权利要求16的布置，其特征在于，其包括至少一个模块(25，55)，所述�？楸慌渲贸捎糜�-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息来确定(1004)所述位置坐标的第一组值(x0，y0，z0)，-从所述基于卫星的系统获得(1010)所述卫星信号，以及从其中导出可能包括所述移动终端(12)的区域，-通过以下方式来提供所述位置坐标的新的一组值(x1，y1，z1)-i)基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息而实现在可能包括所述移动终端(12)的所述区域内的所述移动终端(12)的二维定位(x，y)，和-ii)访问所述地理数据库(52a)，以及将所述高度坐标的相应值(z1)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(x1，y1)。
25.根据权利要求24的布置，其特征在于，其包括至少一个模块(25，55)，所述�？楸慌渲贸捎糜�-确定(1022)在所述位置坐标的所述新的一组值(x1，y1，z1)和所述位置坐标的所述第一组值(x0，y0，z0)之间的距离，和-将所述距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则开始迭代处理，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标(z)可用的最新值而被重新定义，以及重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)、以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述重新定义的区域上实现的。
26.根据权利要求25的布置，其特征在于，其包括至少一个�？�(25，55)，所述�？楸慌渲贸赏ü�以下步骤来进行所述迭代处理-确定(1022)在当前迭代步骤之前(xi-1，yi-1，zi-1)和之后(xi，yi，zi)可用的所述位置坐标的值的组之间的距离，和-将距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则运行另外的迭代步骤，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标可用的最新值(zi)而被进一步重新定义，以及还重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)、以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的所述二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述进一步重新定义的区域上实现的。
27.一种在基于卫星的定位系统和蜂窝通信系统(14)中使用的移动终端(12)，所述移动终端(12)适合于在给定区域中从所述基于卫星的系统接收卫星信号，并且由所述蜂窝通信系统(14)的至少一个小区所覆盖，其特征在于，所述至少一个移动终端包括处理�？�(25)，该处理�？楸慌渲贸苫�于从所述基于卫星的系统接收的卫星信号和与所述蜂窝通信系统(14)有关的信息(52)来至少近似地确定在所述区域中的移动终端的包括高度坐标(z)的坐标(x，y，z)，以及其中所述处理�？�(25)被配置成用于从和所述蜂窝通信系统有关的所述信息中导出所述高度坐标(z)的估计。
28.根据权利要求27的终端，其特征在于，所述终端适合于在操作上与包括数据库项的地理数据库(52a)相关联(14)，所述数据库项将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域中的所述移动终端(14)的二维定位坐标的给定组(xi，yi)，以及所述移动终端(12)被配置成用于访问所述地理数据库(52a)，由此由所述移动终端基于所述卫星信号而至少近似确定的所述定位坐标(x，y，z)通过从所述地理数据库(52a)导出的所述信息而被改进。
29.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成使用在所述蜂窝通信系统(14)中的接近的基站的高度坐标作为所述高度坐标(z)的所述估计。
30.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成使用对于在所述蜂窝通信系统(14)中的多个邻近基站的高度坐标的最小值和在所述邻近基站上所述相应的高度坐标的平均值之一作为所述高度坐标(z)的估计。
31.根据权利要求30的终端，其特征在于，其被配置成执行功率测量，以针对每个所述邻近的基站为所述移动终端提供相应的功率值；以及作为所述相应的高度坐标值的加权平均值来确定所述平均值，所述加权是针对每个所述邻近的基站所确定的所述功率值的函数。
32.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成由随后的定位步骤(1012至1022)以迭代的方式来确定所述定位坐标(x，y，z)，所述高度坐标的新改进的估计(zi)被用于所述迭代处理中的每个步骤。
33.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息提供(1004)所述终端(12)近似的二维定位(x，y)，和-通过利用所述二维定位和所述高度坐标(z)的所述估计，基于所述卫星信号来确定(400，1020)所述移动终端(12)的所述定位坐标(x，y，z)。
34.根据权利要求33的终端，其特征在于，其被配置成-基于所述卫星信号和所述高度坐标(z)的所述估计而最初地确定(1012)所述移动终端(12)的定位坐标的搜索区域，和-随后(420)基于和所述蜂窝通信系统(14)有关的信息在所述搜索区域内识别所述定位坐标(x，y，z)。
35.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成-以双曲线点集的形式来定义所述定位坐标(x，y，z)的所述搜索区域，和-通过使用和所述蜂窝通信系统(14)有关的所述信息在所述双曲线点集内确定所述定位坐标(x，y，z)。
36.根据权利要求27的终端，其特征在于，其被配置成-基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息来确定(1004)所述位置坐标的第一组值(x0，y0，z0)，-从所述基于卫星的系统获得(1010)所述卫星信号，以及从其中导出可能包括所述移动终端(12)的区域，-通过以下步骤来提供所述位置坐标的新的一组值(x1，y1，z1)-i)基于和所述蜂窝通信系统有关的所述信息而实现在可能包括所述移动终端(12)的所述区域内的所述移动终端(12)的二维定位(x，y)，和-ii)访问所述地理数据库(52a)以及将所述高度坐标的相应值(z1)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的所述二维定位坐标(x1，y1)。
37.根据权利要求36的终端，其特征在于，其被配置成-确定(1022)在所述位置坐标的所述新的一组值(x1，y1，z1)和所述位置坐标的所述第一组值(x0，y0，z0)之间的距离，和-将所述距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则开始迭代处理，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标(z)可用的最新值而被重新定义，以及重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)、以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述重新定义的区域上实现的。
38.根据权利要求37的终端，其特征在于，其被配置成通过以下步骤来进行所述迭代处理-确定(1022)在当前迭代步骤之前(xi-1，yi-1，zi-1)和之后(xi，yi，zi)可用的所述位置坐标的值的组之间的距离，和-将所述距离与指示在所述定位动作中所要达到的精确程度的阈值进行比较(1022)，和-如果所述距离高于所述阈值，则运行另外的迭代步骤，其中可能包括所述移动终端(12)的所述区域基于来自所述基于卫星的系统的所述卫星信号和对于所述高度坐标可用的最新值(zi)而被进一步重新定义，以及还重复所述步骤，即，实现所述二维定位(x，y)、访问所述地理数据库(52a)以及将所述高度坐标的相应值(zi)关联到所述区域内的所述移动终端(14)的所述二维定位坐标(xi，yi)，其中二维定位(x，y)的所述步骤是在所述进一步重新定义的区域上实现的。
39.一种计算机程序产品，其可直接装载在至少一个计算机的存储器中，并且包括用于执行权利要求1至14中的任何一种方法的软件代码部分。
40.一种计算机程序产品，其可直接装载在计算机的存储器中，并且包括用于实现权利要求27至38中的任何一个终端的软件代码部分。
全文摘要
在给定区域中的移动终端(12)的位置是通过在基于卫星的定位系统中和在蜂窝式通信系统(14)中均包括移动终端(12)来确定的。所述移动终端(12)由此适合于从所述基于卫星的系统接收卫星信号，以及由所述蜂窝通信系统(14)的至少一个小区所覆盖。所述移动终端(12)被配置成基于从所述基于卫星的系统接收的两个卫星信号和与所述蜂窝式通信系统(14)有关的信息(52)来至少近似地确定其坐标(x，y，z)，该坐标包括在所述区域中的高度坐标(z)。所述高度坐标(z)的估计是从与所述蜂窝式通信系统(14)有关的信息导出的，由此当所述基于卫星的系统中的一个或多个卫星在移动终端(12)处为不可见时，也确保有满意的定位性能。
文档编号G01S19/46GK1788211SQ03826641
公开日2006年6月14日 申请日期2003年6月17日 优先权日2003年6月17日
发明者贾恩卢卡·博伊罗, 戴维·卡瓦洛 申请人:意大利电信股份公司