專利名稱：共享參照站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)，特別是世界范圍內(nèi)共享一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的GPS參照站的方法和系統(tǒng)。
每個(gè)GPS衛(wèi)星飛行器(SV)以50比特每秒的速度發(fā)送導(dǎo)航(NAV)數(shù)據(jù)，包含星歷表、時(shí)鐘和日歷信息。這些信息可以讓GPS接收機(jī)算出它的位置、速度、和時(shí)間。一個(gè)完整的NAV數(shù)據(jù)幀有1500比特，因此需要30秒來發(fā)送。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于降低成本和減少全世界GPS參照站和服務(wù)器的復(fù)制的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的就是提供一種經(jīng)濟(jì)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
簡單地說，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的參照站系統(tǒng)包含多個(gè)分布在世界各個(gè)不同部分能夠同時(shí)收集一整套衛(wèi)星飛行器星歷表GPS參照站。每個(gè)參照站連著一臺(tái)接到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布從其相應(yīng)參照站獲得的衛(wèi)星星歷表、NAV數(shù)據(jù)、和其他有用的客戶信息。所有這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將它們的信息插入系統(tǒng)的所有其他服務(wù)器中。每個(gè)服務(wù)器驗(yàn)證并認(rèn)證任何插入的數(shù)據(jù)。每個(gè)客戶端在能夠存取完整的衛(wèi)星星歷表數(shù)據(jù)庫和其他GPS系統(tǒng)信息之前也要經(jīng)過訂戶身份認(rèn)證。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供的系統(tǒng)和方法允許單個(gè)客戶端無論在哪里都可以對一個(gè)參照站服務(wù)器的信息進(jìn)行訂閱。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供的系統(tǒng)和方法可以制造簡單而又經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)航衛(wèi)星參照站和服務(wù)器。
在讀過下面的通過多個(gè)


的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說無疑是顯著的。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)參照站系統(tǒng)實(shí)施方案的功能性框圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述圖1說明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100，它包含參照站服務(wù)器系統(tǒng)102、用戶客戶端系統(tǒng)104、以及居間計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)106，如互聯(lián)網(wǎng)。服務(wù)器系統(tǒng)102包含一個(gè)鎖定并跟蹤一組導(dǎo)航衛(wèi)星108、110和112的導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)?？蛻舳讼到y(tǒng)104也可看見其中一些導(dǎo)航衛(wèi)星?？蛻粝到y(tǒng)104還能看到另外一些導(dǎo)航衛(wèi)星星群?？蛻舳讼到y(tǒng)104包含它自己的導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)，但可能還沒有鎖定和跟蹤它的一組導(dǎo)航衛(wèi)星112、114和116。
服務(wù)器系統(tǒng)102應(yīng)該總是開著的，并追蹤它的一組導(dǎo)航衛(wèi)星108、110和112。因此它能夠辨別精確的絕對系統(tǒng)時(shí)間，并可以為其它尚未初始化的導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)提供當(dāng)前衛(wèi)星位置、對流層、電離層和其他信息。這些信息都是初始化過程中必須確定的，從其他地方提供一點(diǎn)就可以極大地改善第一次定位的時(shí)間。特別地，服務(wù)器系統(tǒng)102存儲(chǔ)了12.5分鐘的重復(fù)的NAV數(shù)據(jù)消息。它會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)部分的消息給有需要的客戶端系統(tǒng)104。這允許客戶端系統(tǒng)104對它所收到的NAV數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的NAV數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配。于是客戶端系統(tǒng)104可以在收到它的第一個(gè)TLM字中的前綴之前就同步到NAV數(shù)據(jù)幀上。
客戶端系統(tǒng)104通常包含它自己的24比特毫秒時(shí)鐘(Msec24)，它在開機(jī)時(shí)從零開始。C/A代碼的每次出現(xiàn)是一毫秒。服務(wù)器系統(tǒng)102知道GPS時(shí)間和Z計(jì)數(shù)。Z計(jì)數(shù)是一個(gè)表示GPS基本時(shí)間單位的29比特二進(jìn)制數(shù)。10個(gè)最高有效位表示GPS周數(shù)，而19個(gè)低有效位表示以1.5秒為單位的周內(nèi)時(shí)間(TOW)計(jì)數(shù)。當(dāng)接收機(jī)鎖定了幾顆GPS衛(wèi)星之后系統(tǒng)時(shí)間才能更精確地測量。在先技術(shù)設(shè)備都依賴于在初始化過程中對Z計(jì)數(shù)的確定。
在客戶端系統(tǒng)104的初始化過程中特別要確定的是Msec24需要加上一個(gè)什么樣的偏移量才等于GPS時(shí)間。這決定了對NAV數(shù)據(jù)幀的正確同步。如果剛剛收到的子幀可以用作搜索服務(wù)器系統(tǒng)102發(fā)現(xiàn)的子幀序列的模板的話，達(dá)到同步的時(shí)間可以大大縮短。
圖2表示本發(fā)明的一個(gè)共享參照站系統(tǒng)的實(shí)施方案，這里用一般參照數(shù)200表示。系統(tǒng)200通過互聯(lián)網(wǎng)202通信。多個(gè)GPS參照站204-207坐落于世界的不同地點(diǎn)。最好在重要點(diǎn)上有足夠的GPS參照站204-207來保證所有正常工作的GPS衛(wèi)星飛行器在任何時(shí)刻都能被跟蹤。多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器208-211與GPS參照站204-207關(guān)聯(lián)并幫助傳播衛(wèi)星星歷表和NAV數(shù)據(jù)信息給客戶端212?？梢杂谐汕先f個(gè)這種客戶端同時(shí)連接并從一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器208-211得到服務(wù)。
GPS系統(tǒng)中所有正常工作的衛(wèi)星飛行器的星歷表被收集到一個(gè)共享的數(shù)據(jù)庫中。這個(gè)共享數(shù)據(jù)庫的拷貝在所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器208-211中都有鏡像。于是客戶端212可以從任意服務(wù)器得到這個(gè)完整收集。對客戶端212來說優(yōu)點(diǎn)是如果它在高靈敏的模式運(yùn)行，如室內(nèi)，這些衛(wèi)星星歷表在初始化和尋找第一個(gè)或其后的位置定位的過程中都是必不可少的。
典型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器208-211有一個(gè)參照站數(shù)據(jù)服務(wù)器(RSDS)模塊和一個(gè)參照站數(shù)據(jù)插入器(RSDI)模塊。系統(tǒng)200里傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量通過采用參照站管理器(RSM)來處理和驗(yàn)證數(shù)據(jù)的方法最小化。例如，時(shí)間包不是必須的。從任何不正常的GPS參照站204-207來的數(shù)據(jù)也不進(jìn)行傳播。
RSDS從一個(gè)主系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，例如，通過訂閱本地RSM發(fā)布的Java消息服務(wù)(JMS)消息。它接受要訂閱RS數(shù)據(jù)的RSDI的請求。RSDS認(rèn)證并驗(yàn)證申請的RSDI。它接受并設(shè)定可以發(fā)送給每個(gè)訂閱的RSDI的RS數(shù)據(jù)的范圍和數(shù)量。RSDI可以用其地理區(qū)域或名字/ID確定參照站。如果RSDS證實(shí)RSDI被授權(quán)使用該數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)才發(fā)送出去。
RSDI向它配置的RSDS服務(wù)器訂閱RS數(shù)據(jù)。它以與RSM相同的標(biāo)題在本地JMS發(fā)布該數(shù)據(jù)。由于會(huì)造成循環(huán)效應(yīng)，從其他系統(tǒng)收到的RS數(shù)據(jù)不應(yīng)該被RSDS所用。因此RSDS能做成RSM的一部分，例如一個(gè)線程。否則，數(shù)據(jù)就要是一組不同的主題。RSDS和RSDI也可以在同一個(gè)處理里運(yùn)行，其中RSDS檢查哪些數(shù)據(jù)被RSDI所接收而不向其他RSDI節(jié)點(diǎn)傳播這些數(shù)據(jù)。
RSDS最好使用JMS消息中包含的始發(fā)者-標(biāo)識(shí)信息來過濾數(shù)據(jù)并防止循環(huán)。
RSDS和RSDI可以通過插口或SSL連接來交換數(shù)據(jù)。消息作為Java對象采用串流化的方法發(fā)送?？绮煌瑢?shí)現(xiàn)的JMS消息通信并不容易。不同供應(yīng)商的產(chǎn)品存在很多不兼容性。
雖然本發(fā)明是用目前的優(yōu)選實(shí)施方案來描述的，但要明白本公開內(nèi)容不能解釋為限制。讀過以上公開內(nèi)容之后，擅長本領(lǐng)域的人士無疑可以很容易地進(jìn)行多種變更和修改。因此，所附權(quán)利要求應(yīng)該被解釋為包含所有落在本發(fā)明“真正”的精神和范圍中的變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種共享參照站的系統(tǒng)，包括多個(gè)分布在世界不同部分的GPS參照站，能夠同時(shí)收集一整套衛(wèi)星飛行器的位置；多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，每個(gè)都用于連接互聯(lián)網(wǎng)而且每個(gè)都與多個(gè)GPS參照站中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；其中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布從其相應(yīng)參照站獲得的衛(wèi)星歷表，NAV數(shù)據(jù)和其他有用的客戶信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)將其信息插入到系統(tǒng)的其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)對所插入的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)在共享訪問完整的衛(wèi)星星歷表數(shù)據(jù)庫和其他GPS系統(tǒng)信息之前對客戶進(jìn)行訂戶身份的授予和驗(yàn)證。
5.一種為作為客戶端連接到網(wǎng)絡(luò)上的GPS接收機(jī)提供獲取和定位信息的方法，該方法包含以下步驟將多個(gè)GPS參照站分布在世界的不同部分，以能夠同時(shí)收集整套衛(wèi)星飛行器星歷表；將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)相連并與多個(gè)GPS參照站中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；其中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布從其相應(yīng)參照站獲得的衛(wèi)星星歷表、NAV數(shù)據(jù)和其他有用的客戶信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，它還包含以下步驟用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)將其信息插入到系統(tǒng)的所有其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，它還包含以下步驟在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)對所插入的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，它還包含以下步驟在共享訪問完整的衛(wèi)星星歷表數(shù)據(jù)庫和其他GPS系統(tǒng)信息之前，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的每一個(gè)對客戶的訂戶身份進(jìn)行授予和驗(yàn)證。
全文摘要
一種參照站系統(tǒng)包括多個(gè)分布在世界不同部分的，能夠同時(shí)收集一整套衛(wèi)星飛行器位置的GPS參照站。每個(gè)參照站與一個(gè)連接到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相關(guān)聯(lián)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對其相應(yīng)參照站的客戶端發(fā)布衛(wèi)星位置、NAV數(shù)據(jù)和其他有用的信息。所有這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將其信息插入到系統(tǒng)的其他服務(wù)器中。每個(gè)服務(wù)器驗(yàn)證和認(rèn)證任何插入的數(shù)據(jù)。每個(gè)客戶端在能夠存取整個(gè)衛(wèi)星位置數(shù)據(jù)庫和其他GPS系統(tǒng)信息之前也要被授予訂戶的身份。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1439894SQ03106160
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者C·S·賴平斯基, M·瓊卡 申請人:伊萊德公司, 精工愛普生株式會(huì)社