本发明涉及全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)领域。更具体地，本发明涉及减轻在gnss中的多径干扰的领域。
背景技术：
1、gnss是利用从绕地球轨道运行的一个或更多个卫星星座发送的信号的卫星导航系统。gnss接收器被配置为接收卫星信号并处理它们以确定导航解算。这种导航解算通常包括接收器的位置和速度以及精确的时间。这可以被称为位置、速度和时间或pvt。gnss已被证明是高度准确的。然而，因为gnss信号是电磁的，所以它们可能被诸如山脉、高楼和密集树叶的物体阻挡。
2、多径是gnss接收器的主要误差源，并且可以在直接gnss信号被阻挡并且仅反射卫星信号由gnss接收器的天线接收的情况下发生。然而，当由特定卫星发送的gnss信号通过两个或更多个路径行进到gnss接收器的天线时，也可能发生多径效应。在被称为多径干扰的这种情况下，gnss接收器截取直接或视线(line-of-sight，los)分量以及一个或更多个非视线(non-line-of-sight，nlos)分量。后者可以由从诸如山脉或建筑物的对象反射的信号引起。行进不同路径的信号可能经历衰落和相移，这可能导致测量误差和/或损害用于估计处理gnss信号时的时间延迟的相关函数形状。在一些环境(诸如城市谷环境)中，gnss信号可能经受大量的多径干扰，这可能导致显著的gnss测量误差。
3、用于减轻gnss中的多径干扰的典型方法涉及对各个受影响导航测量结果的检测和校正。通常，这在信号处理阶段期间完成。这种方法可能不总是表现良好。例如，严重的多径干扰倾向于以难以可靠建模的方式使测量结果失真。因此，如果信号严重降级或如果关于降级信号的性质的假设(诸如，相位误差的均匀性)不准确，那么个个测量结果的检测及校正可能不产生准确结果。
4、因此，需要一种用于减轻gnss中的多径干扰的改进技术。
技术实现思路
1、期望提供一种减轻多径信号的方法。存在多个不同的gnss信号，每个gnss信号具有尤其基于它们的码片速率和它们的扩频的不同特性。由于不同的特性，一些信号对多径干扰适应性更强，因为更容易区分信号的不同部分。
2、因此，一些信号可能对多径干扰适应性强(resilient)：如果来自这些信号的数据与来自对多晶干扰适应性不太强的已知(归因于其特性)的那些信号的数据之间存在较大差异，那么其可能指示多径干扰正在发生。在这些情况下，可以从位置的计算中排除对多径干扰适应性不太强的一个或更多个信号。
3、该方法使用来自先前时期(或时间段)的数据来预测当前时期期间的位置。基于来自空间飞行器的单个信号将距预测位置的距离与伪距进行比较：这被称为残差。如果信号受多径干扰影响，则在预测位置(或基于预测位置的距离)和测量位置(或伪距)之间可能存在比如果信号不受多径影响的情况更大的差异。
4、通过比较已知对多径干扰适应性更强的信号的残差和已知对多径干扰适应性不太强的信号的残差，可以推断存在多径干扰的可能性。
5、已知l5信号由于其更快的码片速率而对多径干扰适应性强。另一方面，l1和l2信号由于它们较慢的码片速率而更容易受多径干扰影响。
6、根据第一方面，提供了一种减轻全球导航卫星系统gnss接收器中的多径干扰的方法，所述方法包括：
7、从至少发送l5信号和l1和/或l2频带信号的多个空间飞行器接收gnss信号；
8、针对每个l5信号和l1和/或l2信号，基于该信号确定伪距；
9、确定来自每个空间飞行器的每个l5信号和l1和/或l2信号的残差，其中，残差是伪距与基于来自先前时间段的数据对空间飞行器的估计测量结果的差；
10、基于l1/l2信号的残差与l5信号的残差之间的比较来确定统计量；
11、如果统计量高于预定阈值，则基于信号的子集来确定位置，并且如果统计量不高于预定阈值，则至少基于l1和/或l2信号和l5信号来确定总体位置，该子集包括l5信号，并且其中从该子集排除l1和/或l2信号中的至少一者。
12、因此，本发明提供了一种识别位置受多径干扰影响的可能性的方法。如果确定位置可能受多径干扰影响，则可以基于已知不太受多径干扰影响的信号来确定位置。因此，可以仅使用排除至少一个l1和/或l2信号的信号子集来进行位置确定。以此方式，减轻多径干扰的影响且实现改进的gnss定位。
13、在这种情况下，术语“统计量”是指数学上生成的结果，例如分布，其中，所述结果可以被呈现为相对于预定限制或阈值(或相对于另一个预定限制或阈值)的绝对或离散值。结果还可以取决于其它变量，这些变量不是先前提到的残差之间的比较的一部分和/或是所述残差的变量。
14、可选地，从用于确定位置的子集排除来自还存在l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号。来自这些空间飞行器的l5信号将已经用于位置确定，因此排除对应的l1和/或l2信号不会减少在位置确定中使用的空间飞行器的数量。
15、替代地，如果来自还存在l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号残差与l5残差之间的差大于预定各个距离(distance)阈值，则从该子集排除所述l1和/或l2信号。
16、存在一些仅发送已知对多径干扰适应性不太强的l1和/或l2信号的空间飞行器，并且没有l5信号。可选地，可以从用于确定位置的子集排除这些信号。
17、如果使用上述方法检测到多径环境，则当来自没有l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号的残差高于预定各个残差阈值时，从该子集排除l1和/或l2信号。因此，仅排除在预测位置和确定位置之间存在大差异的信号。可以使用不存在大差异的其它信号。通常，在位置确定中使用的空间飞行器越多，所得到的精度越大。
18、如果检测到多径环境，则该方法可以进一步包括如果对应的空间飞行器的仰角低于预定仰角阈值，则确定从该子集排除来自没有l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号的仰角。较低仰角更可能受多径干扰影响，因此这提供了一种识别哪些l1和/或l2信号(对于其没有对应的l5信号)更可能受多径干扰影响的方式。
19、确定统计量可以包括：
20、针对每个空间飞行器，确定l1和/或l2信号的残差与来自同一空间飞行器的l5信号的残差的比率；
21、针对每个空间飞行器，确定残差的比率是否超过预定比率阈值；
22、确定比率超过预定比率阈值的空间飞行器的百分比是否大于预定百分比阈值。
23、因此，如果超过预定百分比的信号被认为可能受多径干扰影响，则该位置被认为是受多径干扰影响的位置。然后，减轻可以通过仅基于信号的子集确定位置而发生。
24、附加地或替代地，统计量可以基于跨特定类型的所有信号的聚合。这种情况的示例是确定统计量可以包括：
25、确定所有l1和/或l2信号的平均残差；
26、确定所有l5信号的平均残差；
27、确定所有l1和/或l2信号的残差与所有l5信号的平均残差之间的差是否大于预定平均距离差阈值。
28、统计量可以不是残差之间的直接比较，并且可以包括其它数据。其示例是使用残差的标准偏差。根据实施方式，确定统计量可以包括：
29、确定残差的标准偏差；
30、确定所述标准偏差是否高于预定标准偏差阈值。
31、如果空间飞行器的数量超过预定阈值，则可以使用上述方法。如果空间飞行器的数量小于预定阈值，则对于上述方法可能没有足够的空间飞行器是统计上显著的。根据本发明，提供一种确定总体位置的方法，该方法包括：
32、确定发送l5和l1和/或l2信号的空间飞行器的数量；
33、响应于空间飞行器的数量开始大于预定空间飞行器数量阈值，执行如上所述的方法。
34、因此，如果空间飞行器的数量高于预定空间飞行器数量阈值，则如上所述确定总体位置；以及
35、如果空间飞行器的数量低于预定空间飞行器数量阈值，则基于来自所有信号的估计位置来确定总体位置。
36、可选地，确定总体位置的方法包括：
37、确定空间飞行器的精度衰减因子(dilution of precision)；
38、响应于所述精度衰减因子低于预定精度衰减因子阈值，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
39、如果精度衰减因子低于预定精度衰减因子阈值，则根据如上所述的方法确定总体位置；以及
40、如果精度衰减因子高于预定阈值，则基于来自所有信号的估计位置来确定总体位置。
41、如果残差非常大，即，存在大位置误差，则可能不执行上述方法，因为可能存在导致大残差的其它潜在原因，因此该方法将不合适。根据本发明，存在一种方法，该方法还包括：将每个残差与最大阈值进行比较；
42、响应于残差低于最大阈值，执行确定统计量和确定位置的步骤。
43、因此，如果所有残差的平均值高于最大平均残差值，则基于来自所有信号的估计位置来确定总体位置；以及
44、如果所有残差的平均值低于最大平均残差值，则确定总体位置。
45、还提供了一种gnss接收器，所述gnss接收器包括：
46、信号处理单元，信号处理单元被配置为跟踪gnss信号并从gnss信号产生gnss测量结果；以及
47、至少一个处理器，至少一个处理器用于：
48、针对每个l5信号和l1和/或l2信号，基于该信号确定伪距；
49、确定来自每个空间飞行器的每个l5信号和l1和/或l2信号的残差，其中，
50、残差是伪距与基于来自先前时间段的数据在当前时间段对空间飞行器的估计测量结果之间的差；
51、基于l1和/或l2信号的残差与l5信号的残差之间的比较来确定统计量；
52、如果统计量低于预定阈值，则基于l1和/或l2信号和l5信号来确定位置，并且如果统计量不低于预定阈值，则基于信号的子集来确定总体位置，该子集包括l5信号，并且其中，从该子集排除l1和/或l2信号中的至少一者。
53、静态gnss接收器还可以包括rf前端。rf前端可以被配置为经由天线接收gnss信号。信号处理单元可以被配置为对由rf前端接收的gnss信号进行gnss测量(伪距测量和可选的载波距离测量)。
54、可选地，gnss接收器的处理器还被配置为执行本发明的前述方法的步骤。
55、还提供了一种用于通信网络的基站，基站包括如上所述的gnss接收器。
56、还提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序，该计算机程序代码被配置为当在所述一个或更多个处理器上执行所述计算机程序时，使所述一个或更多个处理器执行如上所述的方法的所有步骤。所述一个或更多个处理器可以包括gnss接收器的一或更多个处理器或由gnss接收器的一个或更多个处理器组成。计算机程序可以存储在计算机可读存储介质(可选地，非暂时性)上。
1.一种减轻全球导航卫星系统gnss接收器中的多径干扰的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述子集排除来自还存在l5信号的空间飞行器的所有l1和/或l2信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果来自还存在l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号的残差与所述l5信号的残差之间的差大于预定各个距离阈值，则从所述子集排除所述l1和/或l2信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当来自没有l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号的残差高于预定各个残差阈值时，从所述子集排除所述l1和/或l2信号。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：如果对应的空间飞行器的仰角低于预定仰角阈值，则确定来自没有l5信号的空间飞行器的l1和/或l2信号的仰角从所述子集被排除。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述统计量包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述统计量包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述统计量包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述统计量包括：
10.一种确定总体位置的方法，所述方法包括：
11.一种确定总体位置的方法，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：将每个残差与最大阈值进行比较；
13.一种gnss接收器(100)，所述gnss接收器包括：
14.根据权利要求13所述的gnss接收器，
15.一种用于通信网络的基站，所述基站包括权利要求13或14所述的gnss接收器。
16.一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码被配置为当在一个或更多个处理器上执行所述计算机程序时，使所述一个或更多个处理器执行如权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。
