專利名稱：輔助全球定位系統(tǒng)中創(chuàng)建獲取輔助信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及輔助全球定位系統(tǒng)(AGPS)，尤其涉及一種用于創(chuàng)建在AGPS中終端位置確定所需的GPS獲取輔助信息(此后稱作“AA數(shù)據(jù)”)。
背景技術(shù)：
使用GPS衛(wèi)星的位置確定技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其在汽車和輪船導(dǎo)航系統(tǒng)以及移動通信終端的位置測量領(lǐng)域中。為了使用GPS衛(wèi)星來測量位置，在需要測量其位置的目標設(shè)備中，例如在汽車和輪船導(dǎo)航系統(tǒng)以及移動通信終端中安裝GPS接收器，并且所述GPS接收器持續(xù)地從GPS衛(wèi)星接收GPS信號。然而，這樣的操作消耗了很多能量。尤其是，由于移動終端使用電量有限的電池，因而由于GPS接收器的功率消耗使得可以通話的時間量減少。
為了解決這一問題，已經(jīng)建議可以只在需要測量位置時才允許其GPS接收器工作。盡管該方法減少了終端電池的電量消耗，但是GPS接收器需要花費長時間來獲取位置測量所需的GPS衛(wèi)星信號。
因此，為了解決有關(guān)在終端中的GPS接收器的功率消耗以及GPS衛(wèi)星信號獲取所花時間量的問題，已經(jīng)使用AGPS。AGPS向終端提供用于GPS信號獲取的AA數(shù)據(jù)，從而允許GPS接收器使用所提供的AA數(shù)據(jù)更快獲取GPS信號。
此后，將參考圖1來描述在一般AGPS中確定終端位置的過程，圖1是一般AGPS的框圖，圖2是圖解說明在一般AGPS中終端位置確定過程的流程圖。
參考圖1，AGPS包括移動通信終端10、GPS衛(wèi)星20、移動通信網(wǎng)絡(luò)30、定位服務(wù)器40、和參考站GPS接收器50。
移動通信終端(此后，稱作“終端”)10具有內(nèi)置GPS接收器，從GPS衛(wèi)星20接收GPS信號，并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)30連接到定位服務(wù)器40。在同步碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的情況中，移動通信網(wǎng)絡(luò)30可以包括基站32、基站控制器34、和移動交換中心36。通過執(zhí)行與基站32的無線通信，終端10通過基站控制器34和移動交換中心36連接到定位服務(wù)器40。在異步寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)的情況中，移動通信網(wǎng)絡(luò)30可以包括節(jié)點B和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，并且終端10可以執(zhí)行與節(jié)點B的無線通信并通過RNC連接到定位服務(wù)器40。圖1示出了同步CDMA系統(tǒng)。
定位服務(wù)器40具有安裝其上的參考站GPS接收器50并通過參考站GPS接收器50接收GPS衛(wèi)星信息。
參考圖2，在步驟102，終端10向定位服務(wù)器40發(fā)送終端定位請求。在某些情況下，該終端定位請求可以在定位服務(wù)器40中產(chǎn)生。在步驟104，在發(fā)送了所述終端定位請求之后，終端10通過移動通信網(wǎng)絡(luò)30向定位服務(wù)器40發(fā)送用于進行GPS衛(wèi)星信號獲取的AA數(shù)據(jù)請求。GPS衛(wèi)星信號是通過為每個使用擴頻的衛(wèi)星用固有的偽噪聲碼(也稱作Gold碼)在50Hz調(diào)制導(dǎo)航數(shù)據(jù)、加載該擴頻導(dǎo)航數(shù)據(jù)到大約1.5GHz的載波信號上，然后使用二進制相移鍵控(BPSK)來調(diào)制得到的信號而獲取的。因此，為了使終端10獲取到GPS衛(wèi)星信號，每個衛(wèi)星的固有偽噪聲碼和1.5GHz的載波信號必須從GPS接收器接收的GPS信號中移除。終端10為進行這種移除所需的信息稱作AA數(shù)據(jù)。該AA數(shù)據(jù)包括終端10可以觀察到的GPS PRN(偽隨機數(shù))、應(yīng)用時間(TOA)、偽距離信息和GPS衛(wèi)星20的偽距離搜索范圍信息、以及Doppler(多普勒)頻率信息和GPS衛(wèi)星20的Doppler搜索范圍信息。
定位服務(wù)器40在步驟106響應(yīng)于來自終端10的AA數(shù)據(jù)請求，使用GPS衛(wèi)星信息創(chuàng)建所述AA數(shù)據(jù)。換句話說，定位服務(wù)器40使用基站信息來估計終端10的初始假定位置并確定TOA。然后定位服務(wù)器40計算GPS衛(wèi)星20的偽距離信息SV_CODE_PH，其可以由終端10在TOA的初始假設(shè)位置來接收，設(shè)定偽距離搜索范圍SV_CODE_PH_WIN，計算GPS衛(wèi)星20的Doppler信息DOPPLERO，并設(shè)定Doppler搜索范圍DOPPLER_WIN。而且，定位服務(wù)器40使用所計算的SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO和DOPPLER_WIN來創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)。
在步驟108，定位服務(wù)器40向終端10提供所創(chuàng)建的AA數(shù)據(jù)。在步驟110，終端10使用AA數(shù)據(jù)來獲取GPS衛(wèi)星信號并測量GPS衛(wèi)星20的偽距離信息。將參考圖3來描述終端10使用AA數(shù)據(jù)獲取GPS衛(wèi)星信號的方法。
在測量了GPS衛(wèi)星20的偽距離信息之后，在步驟112，終端10向定位服務(wù)器40提供所測量的GPS衛(wèi)星20的偽距離信息。在步驟114，定位服務(wù)器40使用從終端10提供的GPS衛(wèi)星20的偽距離信息來計算終端10的位置。然后，在步驟116，定位服務(wù)器40向終端10提供所計算的終端10的位置信息。在步驟114的終端10的位置的計算可以由定位服務(wù)器40承擔(dān)，或者，如果定位服務(wù)器40提供衛(wèi)星軌道信息(“星歷表”)，則該計算可以由終端10來執(zhí)行。
然而，在上面的終端10中的定位過程中，如果在基站32有一個中繼器，則產(chǎn)生中繼延遲(repeater delay)。因此，終端10的實際SV_CODE_PH和DOPPLERO超過所述AA數(shù)據(jù)的SV_CODE_PH_WIN和DOPPLER_WIN。如果終端10的實際SV_CODE_PH和DOPPLERO超過所述AA數(shù)據(jù)的SV_CODE_PH_WIN和DOPPLER_WIN，則終端10不能獲取該GPS衛(wèi)星信號。
圖3示出了偽距離信息SV_CODE_PH、偽距離搜索范圍SV_CODE_PHWIN、Doppler信息DOPPLERO、和Doppler搜索范圍DOPPLER_WIN，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，所有信息都包括在AA數(shù)據(jù)中。將參考圖3來描述終端10使用定位服務(wù)器40提供的AA數(shù)據(jù)來獲取GPS衛(wèi)星信號的過程。
參考圖3，終端10基于定位服務(wù)器40提供的AA數(shù)據(jù)在整個代碼搜索范圍內(nèi)使用偽距離信息在SV_CODE_PH周圍搜索SV_CODE_PH_WIN，并在整個Doppler搜索范圍內(nèi)使用Doppler信息在DOPPLERO周圍搜索DOPPLER_WIN。換句話說，由于終端10搜索對應(yīng)AA數(shù)據(jù)的一個代碼和Doppler搜索范圍160，而不是搜索整個代碼和Doppler搜索范圍，因此可以快速執(zhí)行搜索。如果終端10的實際代碼和Doppler信息落入對應(yīng)AA數(shù)據(jù)的代碼的預(yù)定范圍150和Doppler搜索范圍160之內(nèi)，則終端10可以獲取GPS衛(wèi)星信號。
然而，如果由于中繼延時終端10的實際代碼和Doppler信息落入對應(yīng)AA數(shù)據(jù)的代碼和Doppler范圍160之外的范圍155之內(nèi)，則終端10不能獲取GPS衛(wèi)星信號。如果終端10不能獲取GPS衛(wèi)星信號，則也不能計算終端10的位置。
圖4A和4B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偽距離信息和偽距離搜索范圍，其中終端10的實際代碼和Doppler信息超出了對應(yīng)AA數(shù)據(jù)的代碼和Doppler搜索范圍160。
在圖4A和4B，SV_CODE_PH表示由定位服務(wù)器40計算的偽距離信息，SV_CODE_PH_WIN表示設(shè)置于所計算的SV_CODE_PH周圍的偽距離搜索范圍，和DELAY表示GPS衛(wèi)星20的偽距離的位置，其已由終端10測量并被存在于基站32的中繼器所引入的中繼延時所延遲。如圖4A所示，如果由終端10測量的GPS衛(wèi)星20的偽距離超出所設(shè)置的SV_CODE_PH_WIN，則終端10不能獲取GPS衛(wèi)星信號，并且不能獲取其位置。
通常，為了解決該問題，終端10移動AA數(shù)據(jù)的TOA來進行GPS信號獲取，或者設(shè)置SV_CODE_PH_WIN和DOPPLER_WIN來覆蓋一個更大范圍。
圖4B示出了終端10移動AA數(shù)據(jù)的TOA來進行GPS信號獲取的一個例子。在圖4B，示出了移動到右邊的SV_CODE_PH和設(shè)置于所移動的SV_CODE_PH周圍的SV_CODE_PH_WIN。這樣，如果SV_CODE_PH被移動并且SV_CODE_PH_WIN被設(shè)置于所移動的SV_CODE_PH周圍，則終端10獲取到GPS衛(wèi)星信號所需的首先選定時間(此后，稱作“TTFF”)就隨著SV_CODE_PH偏移量而增加。而且，通常，TOA是沒有考慮終端時鐘的偏差來進行偏移的，這是由服務(wù)基站的中繼延遲所引起的。因此，即使當(dāng)TOA被偏移時，終端10也經(jīng)常不能獲取GPS衛(wèi)星信號。
而且，當(dāng)SV_CODE_PH_WIN和DOPPLER_WIN被設(shè)定為覆蓋一個更大范圍時，所述TTFF增加并且通常終端10還是不能獲取GPS衛(wèi)星信號。
總之，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，如果在AGPS中由于中繼延遲的產(chǎn)生而使得偏差包括在終端時鐘的誤差中，則在由終端10接收的GPS衛(wèi)星信號與在TOA的AA數(shù)據(jù)的SV_CODE_PH和DOPPLERO之間產(chǎn)生大的偏差。因而，當(dāng)終端10應(yīng)用所述AA數(shù)據(jù)來進行GPS衛(wèi)星信號獲取時，由終端10接收的GPS衛(wèi)星信號超出SV_CODE_PH_WIN和DOPPLER_WIN，從而導(dǎo)致不能獲取GPS衛(wèi)星信號。因此，不能測量終端10的位置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于在AGPS中創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在AGPS中能夠使終端使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)精確地獲取GPS衛(wèi)星信號的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種在AGPS中解決由于GPS衛(wèi)星信號獲取失敗而不能測量終端位置的問題的方法。
為了實現(xiàn)上述或其它目的，提供了一種用于在輔助全球定位系統(tǒng)(AGPS)中創(chuàng)建用于獲取全球定位系統(tǒng)(GPS)信號的獲取輔助信息的方法。該方法包括步驟接收包括在其位置將要被測量的終端的移動通信網(wǎng)絡(luò)中的中繼信息；響應(yīng)于來自終端的用于進行GPS信號獲取的獲取輔助信息請求，確定由存在于所述終端和基站之間的中繼所引入的中繼延遲，所述基站使用所述中繼信息與所述終端同步；和基于所述中繼延遲創(chuàng)建用于獲取終端的GPS信號的獲取輔助信息。所述中繼信息可以從外部中繼信息數(shù)據(jù)庫接收。


通過下述結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上面和其它的目的，特征和優(yōu)點將變得更為明顯，其中圖1是一般AGPS的框圖；圖2是圖解說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用AA數(shù)據(jù)的終端定位過程的流程圖；圖3示出了包括偽距離信息、偽距離搜索范圍、Doppler信息、和Doppler搜索范圍的圖，所有這些包含在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的AA數(shù)據(jù)中；圖4A和4B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偽距離信息和偽距離搜索范圍的圖表；圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例使用AA數(shù)據(jù)的終端定位過程的流程表；圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例的創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)的過程的流程圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的、偽距離信息和偽距離搜索范圍的圖表，兩者都是基于中繼延遲的；和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的、包括Doppler信息、Doppler搜索范圍、偽距離信息、和偽距離搜索范圍的曲線圖，這些信息都是基于中繼延遲的。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在圖中，相同或相似元件用相同的參考標記來表示，即使它們在不同的附圖中描述。在下述描述中，為了簡明，省略了對包含于此的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細描述。
圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用AA數(shù)據(jù)的終端定位過程的流程圖，圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例的、用于創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)的過程的流程圖。將參考圖5和6來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)的方法以及使用該方法的終端定位過程。
參考圖5，在步驟202，終端100發(fā)送終端定位請求到定位服務(wù)器400。在某些情況下，該終端定位請求可以在定位服務(wù)器400中產(chǎn)生。在步驟204，終端100通過移動通信網(wǎng)絡(luò)向定位服務(wù)器400發(fā)送用于GPS衛(wèi)星信號獲取的AA數(shù)據(jù)請求。GPS衛(wèi)星信號是通過使用擴頻用對于每個衛(wèi)星的固有偽噪聲碼(也稱作Gold碼)調(diào)制50Hz的導(dǎo)航數(shù)據(jù)、將該擴頻的導(dǎo)航數(shù)據(jù)加載到大約1.5GHz的載波信號上，然后使用二進制相移鍵控(BPSK)來調(diào)制所得到的信號而獲取的。因此，為了使終端100獲取GPS衛(wèi)星信號，每個衛(wèi)星的固有偽噪聲碼和1.5GHz的載波信號必須從GPS接收器接收的GPS信號中移除。終端100為進行這種移除所需的信息稱作AA數(shù)據(jù)。該AA數(shù)據(jù)包括終端100可觀察到的GPS PRN、應(yīng)用時間(time of application，TOA)、GPS衛(wèi)星的偽距離信息和偽距離搜索范圍信息、以及GPS衛(wèi)星的Doppler頻率信息和Doppler搜索范圍。
響應(yīng)來自終端100的AA數(shù)據(jù)請求，在步驟206，定位服務(wù)器400使用GPS衛(wèi)星信息和中繼延遲信息來創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)。將參考圖6來描述定位服務(wù)器400創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)的方法。
在步驟208，定位服務(wù)器400創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)并接著將所創(chuàng)建的AA數(shù)據(jù)提供給終端100。在步驟210，終端100使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)獲取GPS衛(wèi)星信號，并使用所獲取的GPS衛(wèi)星信號來測量GPS衛(wèi)星的偽距離信息。此外，在步驟212，終端100將所測量的GPS衛(wèi)星的偽距離信息提供給定位服務(wù)器400。在步驟214，定位服務(wù)器400使用所述GPS衛(wèi)星的偽距離信息來計算當(dāng)前終端100的位置，所述偽距離信息是從終端100提供的。然后，在步驟216，定位服務(wù)器400將所計算的位置信息提供給終端100。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的實施例，即使當(dāng)實際代碼和Doppler信息被中繼延遲所延遲，終端100也可以使用在定位服務(wù)器400中創(chuàng)建的基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)來獲取GPS衛(wèi)星信號。
參考圖6，在步驟302，定位服務(wù)器400確定是否從終端100接收到AA數(shù)據(jù)請求。如果從終端100接收到AA數(shù)據(jù)請求，則定位服務(wù)器400繼續(xù)到步驟304，在步驟304它接收有關(guān)中繼器的信息；例如中繼器的位置，其存在于連接于定位服務(wù)器400的移動通信網(wǎng)絡(luò)中。而且，可以接收通過分析終端100可測量的基站信號估計的包括中繼器位置的中繼信息。定位服務(wù)器400接收該中繼信息并接著在步驟306確定中繼延遲信息是否有效。例如，如果定位服務(wù)器從中繼信息數(shù)據(jù)庫或通過分析基站信號成功接收所述中繼信息，則它就確定所述中繼延遲信息有效。然而，如果中繼信息沒有正常從中繼信息數(shù)據(jù)庫中讀取或者不能通過分析基站信號估計出，則定位服務(wù)器400確定該中繼延遲信息無效。
如果中繼延遲信息無效，則定位服務(wù)器400繼續(xù)到步驟308，在步驟308它在創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)期間將所考慮的中繼延遲設(shè)定為0。
相反，如果中繼延遲信息有效，則定位服務(wù)器400繼續(xù)到步驟310，在步驟310它確定是否使用有關(guān)相鄰基站的中繼器的信息。換句話說，定位服務(wù)器400確定是否只使用服務(wù)基站的中繼延遲信息，還是使用與服務(wù)基站一起的相鄰基站的中繼延遲信息。所述服務(wù)基站的中繼延遲信息代表在‘由終端在初始假定的終端位置接收的在服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的估計到達時間差’與‘由終端實際接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的測量到達時間差’之間的差值。相鄰基站的中繼延遲信息代表‘服務(wù)基站的中繼延遲信息’的和以及在‘由終端在初始假定的終端位置接收的在服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的估計到達時間差’與‘由終端實際接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的測量到達時間差’之間的差值。如果不存在服務(wù)基站的中繼延遲信息，則相鄰基站的中繼延遲就是在‘由終端實際接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的測量到達時間差’和‘在服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的估計到達時間差’之間的差值。
作為確定的結(jié)果，如果定位服務(wù)器400確定只使用服務(wù)基站的中繼延遲信息，則它繼續(xù)到步驟312，在步驟312它設(shè)定中繼延遲(此后，稱作“DELAY”)作為服務(wù)基站的中繼延遲。
然而，作為確定的結(jié)果，如果定位服務(wù)器400確定使用服務(wù)基站和相鄰基站兩者的中繼延遲信息，則它繼續(xù)到步驟314，在步驟314設(shè)定DELAY為在包括服務(wù)基站和相鄰基站的所有基站的中繼延遲中的最大值。
在如上述那樣設(shè)定了DELAY之后，定位服務(wù)器400在步驟316基于該DELAY創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)。換句話說，在定位服務(wù)器400確定當(dāng)終端100獲取GPS衛(wèi)星信號時所使用的AA數(shù)據(jù)的TOA之后，它通過基于在TOA中的DELAY計算GPS衛(wèi)星的偽距離和GPS衛(wèi)星的Doppler信息，并設(shè)定為偽距離的搜索范圍的偽距離搜索范圍和為Doppler信息的搜索范圍的Doppler搜索范圍來創(chuàng)建AA數(shù)據(jù)。
此后，將對定位服務(wù)器400基于DELAY計算GPS衛(wèi)星的偽距離和GPS衛(wèi)星的Doppler信息并設(shè)定偽距離搜索范圍和Doppler搜索范圍的過程進行詳細描述。
首先，描述定位服務(wù)器400基于DELAY計算GPS衛(wèi)星的偽距離并設(shè)定偽距離搜索范圍的過程。定位服務(wù)器400使用基站信息來估計終端100的初始假定位置。雖然有多種方法可以估計終端的初始假定位置，但是定位服務(wù)器400優(yōu)選地使用基站信息。例如，定位服務(wù)器400使用與終端100時鐘同步的服務(wù)基站的扇區(qū)中心信息來估計終端100的初始假定位置。定位服務(wù)器400基于到與終端100時鐘同步的基站的單向延遲來確定TOA。一旦定位服務(wù)器400估計出終端100的初始假定位置并確定出TOA，則它使用由參考站GPS接收器接收的GPS衛(wèi)星信息來計算GPS衛(wèi)星坐標。而且，定位服務(wù)器400使用下述方程1來計算GPS衛(wèi)星的偽距離，其可以由終端100在初始假定的終端100的位置中的TOA接收到， 其中xk，yk和xz代表用戶的位置(即，表示終端位置的值)，c代表光速，Δtu代表終端的參考時間，Δts代表衛(wèi)星的參考時間，和(Δtu-Δts)代表終端GPS接收器時鐘的偏差值。
然而，由于所計算的GPS偽距離包括誤差，所以定位服務(wù)器400從GPS偽距離中計算SV_CODE_PH并確定偽距離搜索范圍SV_CODE_PH_WIN。
定位服務(wù)器400可以根據(jù)下面的方程2來計算SV_CODE_PH，SV_CODE_PH=quotient[{floor(ρc×1000)}×1023]···(2)]]>其中1000是選擇用于計算SV_CODE_PH的常量，其單位為毫秒(1/100秒)，因為GPS PRN碼的周期是每1毫秒1023碼片。這里，1023是一個GPSPRN代碼。方程2是用于計算在1毫秒的GPS代碼周期內(nèi)在應(yīng)用時間(TOA)接收哪一個SV_CODE_PH(1023個碼片周期)。
在方程(2)中，ρ代表GPS偽距離，c代表光速，floor()代表舍棄某一值的整數(shù)部分而取其小數(shù)部分的函數(shù)，和quotient()代表取某一值的整數(shù)部分的函數(shù)。使用方程2計算的SV_CODE_PH具有一個GPS偽噪聲碼并具有大約300m單位的范圍。無論何時在服務(wù)基站的扇區(qū)中心之間的基線增加1km，SV_CODE_PH就增加最大為大約3.3個碼片。例如，如果基線是5km，則在服務(wù)基站的扇區(qū)中心的SV_CODE_PH和在距離服務(wù)基站扇區(qū)中心5km的位置的SV_CODE_PH之間產(chǎn)生大約16.7的碼片差值?；谶@一原理，由于基站的時鐘同步誤差和測量誤差，SV_CODE_PH不能等于實際的SV_CODE_PH。這樣，定位服務(wù)器400設(shè)定SV_CODE_PH的偽距離搜索范圍SV_CODE_PH_WIN。
定位服務(wù)器400使用方程3設(shè)定SV_CODE_PH_WIN。
SV_CODE_PH_WIN＝2{終端位置誤差×cos(衛(wèi)星高度)+界限} ...(3)在方程(3)中，‘終端位置誤差’表示在定位服務(wù)器400錯誤地估計終端100的初始位置時終端100的位置誤差。例如，當(dāng)終端100的初始位置誤差是1km時，優(yōu)選地‘終端位置誤差’可以最大到達3.3碼片。在方程(3)中，由于‘終端位置誤差’根據(jù)衛(wèi)星的高度具有不同的影響，所以用‘cos(衛(wèi)星高度)’來乘‘終端位置誤差’。此外，‘界限’代表了相應(yīng)于衛(wèi)星的移動在SV_CODE_PH_WIN中的變化。
接著，描述定位服務(wù)器400基于DELAY計算GPS衛(wèi)星的Doppler信息并設(shè)定Doppler搜索范圍的過程。定位服務(wù)器400計算GPS衛(wèi)星在初始假定的終端100的位置的TOA時的Doppler信息。該GPS衛(wèi)星的Doppler信息可以使用GPS衛(wèi)星的速度向量和終端100的速度向量來計算。由于終端100的速度相對低，因此，在短時間周期內(nèi)由終端100速度引起的Doppler信息的變化不明顯。假設(shè)GPS衛(wèi)星的三維速度向量是(Vx，Vy，Vz)，GPS衛(wèi)星的位置為(X，Y，Z)，并且終端100的初始假定位置為(x，y，z)，則在終端100的初始位置的Doppler信息可以根據(jù)下面的方程4來計算出Doppler＝-(f/c)*{Vx*(X-x)+Vy*(Y-y)+Vz*(Z-z)}/(衛(wèi)星與終端間的距離).........(4)在方程(4)中，‘f’代表發(fā)射頻率并等于1575.42MHz，‘c’代表光速。
然而，由于所計算的在終端100初始位置的Doppler信息包括誤差，因此定位服務(wù)器400使用終端100的初始位置中的Doppler信息來計算DOPPLERO并設(shè)定Doppler搜索范圍DOPPLER_WIN。在定位服務(wù)器400中，DOPPLERO可以如下面根據(jù)方程5來計算如果Doppler＞0，DOPPLERO＝floor(Doppler/2.5)否則，DOPPLERO＝4096-floor(abs(Doppler)/2.5)...........(5)在方程(5)中，abs()是取數(shù)的絕對值的函數(shù)。
然而，由于所計算的DOPPLERO由于誤差而不正確，定位服務(wù)器400設(shè)定Doppler搜索范圍DOPPLER_WIN。
定位服務(wù)器400可以根據(jù)下面的方程6來設(shè)定DOPPLER_WINDOPPLER_WIN＝2{終端位置誤差×sin(衛(wèi)星高度)+界限} ...........(6)在方程(6)中，‘終端位置誤差’代表在終端100的初始假定位置的誤差。例如，當(dāng)終端100的初始位置誤差為1km時，最好‘終端位置誤差’最大達到1Hz。而且，由于‘終端位置誤差’根據(jù)衛(wèi)星的高度有不同的影響，因此‘終端位置誤差’要乘以‘sin(衛(wèi)星高度)’。此外，‘界限’代表相應(yīng)于衛(wèi)星移動DOPPLER_WIN的變化。
在計算SV_CODE_PH并設(shè)定SV_CODE_PH_WIN之后，定位服務(wù)器400確定SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO、和DOPPLER_WIN，所有這些都是基于DELAY。
當(dāng)DELAY是0時，SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO和DOPPLER_WIN被設(shè)定為根據(jù)傳統(tǒng)方法計算的值。
當(dāng)發(fā)生服務(wù)基站或相鄰基站的中繼延遲(DELAY)時，SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO和DOPPLER_WIN如下面那樣來確定。
SV_CODE_PH＝計算的SV_CODE_PH+DELAY/2SV_CODE_PH_WIN＝DELAY+αDOPPLERO＝計算的DOPPLERO+DELAYDOPPLER_WIN＝DELAY/2+α在此，DELAY表示中繼延遲，α表示考慮了測量誤差的搜索范圍的界限。SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO和DOPPLER_WIN的單位是碼片，并且1碼片的單位為300m，其相應(yīng)于1比特GPS衛(wèi)星的偽噪聲碼。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的基于DELAY的SV_CODE_PH和SV_CODE_PH_WIN。參考圖7，SV_CODE_PH被從TOA偏移DELAY/2，并且SV_CODE_PH_WIN被設(shè)定為具有在偏移的SV_CODE_PH周圍DELAY+α的范圍。這樣，即使當(dāng)在終端100中測量的GPS衛(wèi)星的偽距離被存在于基站中的中繼器延遲時，偽距離也落入所設(shè)定的SV_CODE_PH_WIN內(nèi)。因此，終端100能夠獲取GPS衛(wèi)星信號。
即使當(dāng)GPS衛(wèi)星的實際偽距離信息和GPS衛(wèi)星的Doppler信息被中繼延遲所延時時，終端100也可以使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)來獲取GPS衛(wèi)星信號。
此后，將參考附圖8來描述終端100使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)獲取GPS衛(wèi)星信號的過程，其示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的SV_CODE_PH、SV_CODE_PH_WIN、DOPPLERO和DOPPLER_WIN，所有的這些都是基于中繼延遲的。
參考圖8，終端100根據(jù)定位服務(wù)器400提供的基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)來搜索偽距離信號和Doppler信息。換句話說，終端100搜索基于中繼延遲并處于整個代碼搜索范圍內(nèi)SV_CODE_PH周圍的SV_CODE_PH_WIN來尋找偽距離信息。而且，終端100搜索基于中繼延遲并處于整個代碼搜索范圍內(nèi)DOPPLERO周圍的DOPPLER_WIN來尋找Doppler信息。換句話說，終端100只搜索在整個代碼和Doppler搜索范圍內(nèi)的代碼和Doppler搜索范圍260，其相應(yīng)于基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)。相應(yīng)于基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)的代碼和Doppler搜索范圍260包括由中繼延遲延時了的終端100的實際代碼和Doppler信息區(qū)域255，以及沒有延遲計算的實際代碼和Doppler信息區(qū)域250，不同于傳統(tǒng)代碼和Doppler搜索范圍。這樣，當(dāng)發(fā)生中繼延遲時，終端100可以使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)獲取GPS衛(wèi)星信號。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的實施例，終端100使用基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)可以更精確地并穩(wěn)定地獲取GPS衛(wèi)星信號。而且，終端100可以使用更精確的獲取GPS衛(wèi)星信號精確地計算偽距離信息，從而提高終端位置計算的精確度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，中繼延遲是使用有關(guān)中繼器的信息來確定的。Doppler信息、偽距離信息、Doppler搜索范圍、和偽距離搜索范圍都是根據(jù)中繼延遲來確定的，然后創(chuàng)建基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，終端時鐘的偏差范圍可以使用有關(guān)中繼器的信息來估計并使用所估計的終端時鐘偏差來創(chuàng)建更精確的AA數(shù)據(jù)?；谥欣^延遲的AA數(shù)據(jù)能夠使得終端更精確地并穩(wěn)定地獲取GPS衛(wèi)星信號。而且，終端GPS衛(wèi)星信號的精確穩(wěn)定獲取能夠提高在AGPS中的終端位置計算的精確度。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其某些優(yōu)選實施例進行了展示和描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種形式和細節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于在輔助全球定位系統(tǒng)AGPS中創(chuàng)建用于獲取全球定位系統(tǒng)GPS信號的獲取輔助信息的方法，該方法包括以下步驟(a)響應(yīng)來自所述終端的用于獲取GPS信號的獲取輔助信息的請求，接收包括在其位置將被測量的終端的移動通信網(wǎng)絡(luò)中的中繼信息；(b)使用所述中繼信息確定由存在于所述終端和與所述終端同步的基站之間的中繼器所引入的中繼延遲；和(c)基于所述中繼延遲創(chuàng)建用于獲取終端的GPS信號的獲取輔助信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述中繼信息包括存在于包括所述終端的移動通信網(wǎng)絡(luò)中的中繼器的位置信息，并且所述中繼信息是從外部中繼信息數(shù)據(jù)庫中接收的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述中繼信息包括中繼器的位置信息，其是通過分析由所述終端可觀察到的基站信號來估計出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)包括步驟(b-1)確定來自所述中繼信息的中繼延遲信息是否有效；(b-2)如果在步驟(b-1)確定所述中繼延遲信息有效，則確定是只使用服務(wù)基站的中繼延遲信息還是既使用服務(wù)基站的中繼延遲信息又使用相鄰基站的中繼延遲信息；和(b-3)如果確定只使用服務(wù)基站的中繼延遲信息，則將服務(wù)基站的中繼延遲信息設(shè)定為所述中繼延遲，和如果確定既使用服務(wù)基站的中繼延遲信息又使用相鄰基站的中繼延遲信息，則將服務(wù)基站和相鄰基站的中繼延遲中的最大值設(shè)定為所述中繼延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述服務(wù)基站的中繼延遲信息代表在i)由所述終端在初始假定的終端位置接收的服務(wù)基站信號和相鄰信號基站之間的估計到達時間差和ii)由所述終端實際接收的在服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的測量到達時間差之間的差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，如果存在服務(wù)基站的中繼延遲信息，則相鄰基站的中繼延遲信息代表i)服務(wù)基站的中繼延遲信息和ii)在由終端實際測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的測量到達時間差與在服務(wù)基站信號和相鄰基站信號之間的估計到達時間差之間的差值的和。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，進一步包括步驟如果所述中繼延遲信息無效，則就將所述中繼延遲信息設(shè)定為先前設(shè)置的初始值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(c)包括以下步驟；(c-1)確定獲取輔助信息的應(yīng)用時間以便終端能夠獲取GPS信號；和(c-2)通過基于在應(yīng)用時間的中繼延遲確定GPS衛(wèi)星的偽距離信息、GPS衛(wèi)星的偽距離搜索范圍、GPS衛(wèi)星的Doppler信息、和GPS衛(wèi)星的Doppler搜索范圍來創(chuàng)建獲取輔助信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在步驟(c-1)，估計終端的初始假定位置，并使用從終端到與終端時鐘同步的基站的單向延遲來確定用于終端應(yīng)用獲取輔助信息的應(yīng)用時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中步驟(c-2)包括以下步驟(c-2-1)計算可以由終端在初始假定的終端位置在應(yīng)用時間接收的GPS衛(wèi)星的偽距離；(c-2-2)從所計算的GPS衛(wèi)星的偽距離計算GPS衛(wèi)星的偽距離信息、GPS衛(wèi)星的偽距離搜索范圍、GPS衛(wèi)星的Doppler信息、和GPS衛(wèi)星的Doppler搜索范圍；(c-2-3)使用在步驟(c-2-2)計算的信息和中繼延遲確定GPS衛(wèi)星的偽距離信息、GPS衛(wèi)星的偽距離搜索范圍、GPS衛(wèi)星的Doppler信息、和GPS衛(wèi)星的Doppler搜索范圍，所有這些都是基于所述中繼延遲的；和(c-2-4)創(chuàng)建包括在步驟(c-2-3)確定的信息的獲取輔助信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中基于所述中繼延遲的GPS衛(wèi)星的偽距離信息是通過將中繼延遲的一半添加到先前計算的GPS衛(wèi)星的偽距離信息來確定的，基于所述中繼延遲的偽距離信息被設(shè)定為大于或等于所述中繼延遲，基于所述中繼延遲的Doppler信息是通過將所述中繼延遲添加到先前計算的Doppler信息來確定的，并且基于所述中繼延遲的Doppler搜索范圍被設(shè)定為大于或等于所述中繼延遲的一半。
全文摘要
提供了一種用于在輔助全球定位系統(tǒng)(AGPS)中創(chuàng)建用于獲取全球定位系統(tǒng)(GPS)信號的獲取輔助信息(AA數(shù)據(jù))。所述方法包括響應(yīng)來自終端的GPS信號獲取輔助信息的請求，接收包括在其位置將要被測量的終端的移動通信網(wǎng)絡(luò)中的中繼信息；使用所述中繼信息確定由在終端和與該終端同步的基站之間的中繼器引起的中繼延遲；和基于所述中繼延遲創(chuàng)建終端用于獲取GPS信號的獲取輔助信息。所述基于中繼延遲的AA數(shù)據(jù)能夠使得終端更精確地并穩(wěn)定地獲取GPS衛(wèi)星信號。而且，終端精確并穩(wěn)定獲取的GPS衛(wèi)星信號提高了在AGPS中計算終端位置的精確度。
文檔編號G01S1/00GK1664608SQ200410099780
公開日2005年9月7日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者李英植, 鄭在瑩, 琴東俊 申請人:三星電子株式會社