專(zhuān)利名稱(chēng)：利用mems在移動(dòng)電話中改進(jìn)gps信號(hào)處理的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)終端的定位。更具體地，本發(fā)明涉及一方面通過(guò)使用微機(jī)電傳感器(以下稱(chēng)為MEMS)捕獲處于運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)終端的速度信息，并且將這樣捕獲的信息用于衛(wèi)星定位系統(tǒng)中所使用的定位處理操作，從而定位所述移動(dòng)終端，所述定位處理操作例如根據(jù)全球定位系統(tǒng)或伽利略定位系統(tǒng)的處理。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信系統(tǒng)——尤其是移動(dòng)通信系統(tǒng)——通?？傻玫降母鞣N服務(wù)中，有效定位無(wú)線或移動(dòng)終端的位置最近變得越來(lái)越重要。使用術(shù)語(yǔ)“移動(dòng)終端”是為了涵蓋廣義上的這樣的終端諸如，蜂窩電話系統(tǒng)(例如GSM、GPRS或UMTS)中的任何不同已知類(lèi)別的終端，在運(yùn)動(dòng)中能夠建立無(wú)線通信的設(shè)備(例如，移動(dòng)計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理或類(lèi)似設(shè)備)，以及在陸地、空中或海洋(分別例如汽車(chē)、飛機(jī)或船)上的其他移動(dòng)對(duì)象。
在用于提供定位移動(dòng)終端的可能性的已知技術(shù)中，全球定位系統(tǒng)(以下稱(chēng)GPS)和伽利略定位系統(tǒng)是公知的。在以下描述中，為了簡(jiǎn)明，僅參考GPS。然而，應(yīng)注意，本發(fā)明并不限于該系統(tǒng)，而是可以等同地用于例如伽利略定位系統(tǒng)的其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
非常基本地，GPS使用具有相對(duì)于地球的已知坐標(biāo)的衛(wèi)星星座。所述衛(wèi)星中的每一個(gè)都可以以廣播的形式發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)中包含可以用于確定移動(dòng)終端的位置的信息。為了能夠確立所述移動(dòng)終端的位置，發(fā)射的信息實(shí)際上是由所述移動(dòng)終端從各個(gè)衛(wèi)星接收的。由于GRS是移動(dòng)終端定位應(yīng)用中的公知技術(shù)，因此沒(méi)有必要進(jìn)一步詳細(xì)描述。
但是，在移動(dòng)終端定位過(guò)程中GRS具有某些缺陷。其中的一個(gè)缺陷是，不同的大氣層可能在發(fā)射自衛(wèi)星的信號(hào)中引入波動(dòng)。另一問(wèn)題是衛(wèi)星相對(duì)于移動(dòng)終端的可見(jiàn)性偶爾缺乏。在本領(lǐng)域中，當(dāng)來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)廣播可以到達(dá)移動(dòng)終端而不會(huì)被傳輸路徑上的任何障礙物阻擋時(shí)，就認(rèn)為“可見(jiàn)性”存在。因此，如果移動(dòng)終端移到衛(wèi)星可見(jiàn)性被(例如高建筑物)阻擋的區(qū)域，那么信號(hào)不能到達(dá)該移動(dòng)終端，于是該移動(dòng)終端可能沒(méi)有能力捕獲并處理所述數(shù)據(jù)。與GPS應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的另一缺陷是多普勒效應(yīng)，其涉及到移動(dòng)單元所接收信號(hào)的頻率相對(duì)于該信號(hào)被發(fā)射的初始頻率有變化。因此，多普勒效應(yīng)造成接收信號(hào)精確性方面的某些問(wèn)題，并且因此引起定位處理中的精度不足的風(fēng)險(xiǎn)。
為了克服以上缺陷，已知某些解決方案。通常，這些解決方案被指示使用輔助站，輔助站的位置是固定且已知的，并且能夠接收來(lái)自衛(wèi)星的、與其附近的移動(dòng)終端所接收的信號(hào)相同的信號(hào)。因此，在所接收信號(hào)質(zhì)量退化的情況下，可以在從所接收信號(hào)導(dǎo)出的不精確結(jié)果與已知的輔助站的準(zhǔn)確位置之間進(jìn)行比較。從所述比較捕獲誤差因子，所述誤差因子于是被發(fā)送給移動(dòng)終端。于是，也獲取并處理相同信號(hào)的移動(dòng)終端，可以在其本身的數(shù)據(jù)處理中考慮所述誤差因子，從而捕獲更加精確的結(jié)果。
但是，這種類(lèi)型的解決方案具有這樣的缺陷，即增加了移動(dòng)終端的處理需要，這樣占用了移動(dòng)終端資源的重要部分，于是引起了該終端低效率運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。
減少在移動(dòng)終端上處理所獲數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)的已知解決方案是所謂的輔助GPS(或AGPS)。根據(jù)AGPS所提供的解決方案，獲取與處理衛(wèi)星所廣播的數(shù)據(jù)的一部分任務(wù)由固定的“輔助”單元來(lái)執(zhí)行。根據(jù)AGPS所提供的解決方案，輔助單元獲取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理到一定完整水平，否則這要由移動(dòng)終端來(lái)獲取和處理。盡管輔助單元與移動(dòng)終端通常不在相同區(qū)域，但輔助單元的確知道移動(dòng)終端的大致位置，并且能夠?qū)⑵浔旧韽男l(wèi)星獲取的信息與有關(guān)移動(dòng)終端大致位置的信息組合，并且如此加工出有助于被該移動(dòng)終端處理的部分信息，而該移動(dòng)終端不必使其自己的資源專(zhuān)用于捕獲相同結(jié)果。
盡管AGPS系統(tǒng)中的輔助單元在很大程度上減少了移動(dòng)單元要執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理量，但還剩有相當(dāng)大的處理需求要由移動(dòng)單元來(lái)執(zhí)行。
為了較好地解釋減少所述數(shù)據(jù)處理工作量的需要，在此參考GPS系統(tǒng)中地基本數(shù)據(jù)處理。GPS數(shù)據(jù)處理中最復(fù)雜地階段之一是獲取階段。復(fù)雜性源自基于擴(kuò)頻技術(shù)的GPS信號(hào)的屬性。獲取基于與偽隨機(jī)噪聲碼相關(guān)的能量的時(shí)間(相位)和頻率搜索。移動(dòng)終端使用相關(guān)技術(shù)來(lái)搜索這些頻率和相位碼。一旦找到了碼，就重復(fù)該過(guò)程以找到進(jìn)一步的碼，直到所有相位和頻率碼都被搜索和選擇出來(lái)。碼的選擇包括積分過(guò)程，這是指在全部所獲取的數(shù)據(jù)中對(duì)所選頻率和相位碼的每一組合進(jìn)行積分的處理。如可以理解的那樣，對(duì)典型數(shù)量的頻率和相移的全部搜索和選擇過(guò)程可以包括大量操作。
頻率搜索總是遭受以下多個(gè)不精確因素的影響●接收機(jī)的本地振蕩器的不穩(wěn)定性；●由衛(wèi)星造成的多普勒效應(yīng)；●由用戶移動(dòng)終端造成的多普勒效應(yīng)；如果采用允許如上所述捕獲輔助數(shù)據(jù)的AGPS模式，那么前兩個(gè)影響基本上可以被消除。
第三個(gè)因素，即用戶數(shù)據(jù)中的不精確性，非常不利，這是因?yàn)樗巡淮_定性引入頻率搜索，而為了信號(hào)能量檢測(cè)必須測(cè)試多個(gè)頻率假定。事實(shí)上，即使在使用AGPS模式時(shí)，為了捕獲從輔助單元提供的輔助數(shù)據(jù)捕獲好的幫助，進(jìn)行長(zhǎng)的相干積分過(guò)程——在20ms范圍內(nèi)，是值得做的。這意味著在頻率搜索中使用相對(duì)很窄的頻隙。對(duì)于給定的頻率偏差，必須對(duì)所有頻隙進(jìn)行能量研究，隨著隙越來(lái)越窄，頻隙數(shù)量越來(lái)越多，也就是說(shuō)隙的數(shù)量＝總頻率偏差/隙寬在另一方面，很難具有用戶速度的先驗(yàn)信息，以及由此對(duì)每一衛(wèi)星的用戶多普勒效應(yīng)的先驗(yàn)信息，這是因?yàn)檫@需要復(fù)雜設(shè)備的實(shí)現(xiàn)。
在獲取過(guò)程的典型例子中，衛(wèi)星速度可以表達(dá)為
V→s=(Vx,Vy,Vz)|]]>；并且引起的多普勒可以表達(dá)為 ，其中f0是中心頻率，例如在GPS情況下的1576MHz； 是在用戶和衛(wèi)星之間的一元向量并且c是光速。
在AGPS的情況下，頻率搜索的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)考慮了衛(wèi)星多普勒信息。但是，存在著由用戶多普勒效應(yīng)造成的附加偏差。這意味著頻率搜索必須考慮信息中的偏差，其歸因于用戶多普勒效應(yīng)，用戶多普勒效應(yīng)有以下表達(dá)式給出 ，其中 是用戶速度。
在高靈敏度接收機(jī)的情況下，捕獲被設(shè)計(jì)使得相干累積時(shí)間(積分)通常大約為20ms。用于搜索的頻隙跨度與相干積分值成反比，即δf=12Tcoh]]>，其中Tcoh是相干積分持續(xù)時(shí)間值。
因此，對(duì)于20ms的積分時(shí)間，所用頻隙是25Hz。
假設(shè)用戶接收機(jī)正在以100km/hr即約27m/s的速度——例如在汽車(chē)中——運(yùn)動(dòng)；那么對(duì)于低仰角的衛(wèi)星，由于用戶多普勒效應(yīng)的偏差將約為270Hz。這意味著對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)的接收機(jī)，捕獲是通過(guò)對(duì)于處在非常低的仰角的衛(wèi)星的11個(gè)頻隙(270用戶多普勒/25隙)完成的。
因此，期望提供一種解決方案，根據(jù)其可以由移動(dòng)終端或?yàn)橐苿?dòng)終端捕獲由GPS或AGPS系統(tǒng)中的衛(wèi)星廣播的定位數(shù)據(jù)，從而使得移動(dòng)終端資源使用盡可能最小。

發(fā)明內(nèi)容
以上目的通過(guò)使用本發(fā)明提出的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，可以使用常規(guī)MEMS，以便捕獲與移動(dòng)終端速度相關(guān)的信息，并且所述信息接著被用于定位數(shù)據(jù)處理。更具體地說(shuō)，本發(fā)明提出將MEMS用于獲得用戶速度模量的信息(速度模量(speed module)指的是表示用戶速度的向量的絕對(duì)值)。
根據(jù)本發(fā)明，移動(dòng)終端中的接收機(jī)配備有能夠提供用戶速度模量的簡(jiǎn)單MEMS。該信息可以比速度本身(三維向量)更容易找到，這是因?yàn)樗幚硭俣认蛄康慕^對(duì)值，而不處理速度的向量分量的方向。通過(guò)這種方式，在捕獲階段，對(duì)用戶速度的估計(jì)將需要較少的捕獲操作，并且使得捕獲過(guò)程更簡(jiǎn)單。
換句話說(shuō)，當(dāng)多個(gè)衛(wèi)星被用戶獲得時(shí)，得知關(guān)于這些衛(wèi)星的多普勒因子。此外，這些衛(wèi)星的位置也是已知的，因?yàn)槔缬蓮妮o助單元接收的數(shù)據(jù)將衛(wèi)星的位置提供給了接收機(jī)。具有了上述信息，創(chuàng)建衛(wèi)星視線上的速度投射的方程式系統(tǒng)，并且找到速度的向量分量。于是，所獲信息被用于計(jì)算用戶的多普勒效應(yīng)。例如，如果捕獲三個(gè)衛(wèi)星，那么可以有四個(gè)方程式，其中三個(gè)與這三個(gè)衛(wèi)星的捕獲有關(guān)，第四個(gè)方程式是由速度模量給出的。從這個(gè)方程式系統(tǒng)，可以計(jì)算出用戶速度的向量分量和對(duì)該星座的所有其他衛(wèi)星的多普勒。這使得可以大大降低捕獲過(guò)程的復(fù)雜性。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中用于用戶移動(dòng)終端的接收機(jī)，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座，所述接收機(jī)適于從衛(wèi)星捕獲與所述移動(dòng)終端位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，所述移動(dòng)終端進(jìn)一步包括MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件適于檢測(cè)所述移動(dòng)終端的速度的絕對(duì)值，并且將該值提供給所述接收機(jī)；并且其中所述接收機(jī)配備有通過(guò)所述接收機(jī)或?yàn)樗鼋邮諜C(jī)，計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的向量分量的相應(yīng)值的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在具有衛(wèi)星星座的衛(wèi)星定位系統(tǒng)中由用戶移動(dòng)終端中的接收機(jī)捕獲數(shù)據(jù)的方法，所述移動(dòng)終端進(jìn)一步包括MEMS器件，所述方法包括從衛(wèi)星捕獲與所述移動(dòng)終端位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，所述方法的特征在于進(jìn)一步包括以下步驟-由所述MEMS檢測(cè)所述移動(dòng)終端速度的絕對(duì)值并且將其提供給所述接收機(jī)；以及-通過(guò)所述接收機(jī)或?yàn)樗鼋邮諜C(jī)，計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的向量分量的相應(yīng)值。
在以下說(shuō)明以及權(quán)利要求中，將借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的這些以及其他特征。


唯一的附圖是定位衛(wèi)星和移動(dòng)終端的示意性簡(jiǎn)化表示，其中需要為移動(dòng)終端執(zhí)行定位。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出使用MEMS器件以便獲得移動(dòng)終端U的速度的絕對(duì)值(用戶速度)。MEMS器件已為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知。典型的MEMS被制作在硅襯底上，包括可用于感測(cè)環(huán)境中的不同現(xiàn)象的機(jī)械部分，和可用于處理由機(jī)械部分的感測(cè)活動(dòng)捕獲的信息的電子部分。MEMS的一種已知應(yīng)用是獲得關(guān)于所謂的移動(dòng)對(duì)象慣性運(yùn)動(dòng)的信息。本發(fā)明提出在移動(dòng)終端中實(shí)現(xiàn)的新方案和方法中利用MEMS器件的這個(gè)屬性，以便在定位系統(tǒng)中減少移動(dòng)終端中的復(fù)雜數(shù)據(jù)處理。
在該圖中，示出衛(wèi)星S。假定衛(wèi)星S屬于衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星星座，其中為了描述簡(jiǎn)明未示出所述星座中的其他衛(wèi)星。衛(wèi)星S的速度通過(guò)速度向量分量Vsx，Vsy，Vsz示出。用戶移動(dòng)終端U在衛(wèi)星S的視線之內(nèi)。移動(dòng)終端U具有接收機(jī)R，其用于接收關(guān)于移動(dòng)單元U的定位處理的信息。移動(dòng)單元的速度由速度向量分量Vux，Vuy，Vuz來(lái)表示。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所提出的解決方案，第一操作優(yōu)選地根據(jù)衛(wèi)星仰角選擇衛(wèi)星S并對(duì)其分類(lèi)。這個(gè)操作是可選的，但是該選項(xiàng)的優(yōu)點(diǎn)在于選擇具有高仰角的衛(wèi)星使得捕獲過(guò)程能夠以多普勒相對(duì)較低的衛(wèi)星開(kāi)始處理。
假設(shè)(Xs，Ys，Zs)表示用已知方式計(jì)算的BCEF基準(zhǔn)(ECEF代表地心地固坐標(biāo)系，這是定位系統(tǒng)中的已知基準(zhǔn))中的衛(wèi)星位置，所述已知方式例如通過(guò)時(shí)間近似信息加上衛(wèi)星星歷表或從例如AGPS系統(tǒng)中的輔助單元得到的天文年歷或信息。
假設(shè)(Xu，Yu，Zu)表示用戶的大致位置。該位置也可以通過(guò)常規(guī)技術(shù)——例如從先前固定數(shù)據(jù)或從輔助單元接收——來(lái)獲知。
衛(wèi)星仰角由以下已知表達(dá)式給出 其中 是在用戶和衛(wèi)星之間的一元向量，且 是用戶的位置向量，并且這些因子表示如下u→=1(Xs-Xu)2+(Ys-Yu)2+(Zs-Zu)2Xs-XuYs-YuZs-Zu]]>u→=1Xu2+Yu2+Zu2XsYsZs]]>一旦獲得每一可見(jiàn)衛(wèi)星的仰角并且從最高仰角到最低仰角對(duì)衛(wèi)星排序，就可以優(yōu)選按照與此相同的順序開(kāi)始捕獲過(guò)程。
衛(wèi)星的速度是V→s=(Vsx,Vsy,Vsz)|]]>，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，引入的多普勒表示為f0c(V→su→),]]>其中f0是中心頻率，在GPS情況下為1576MHz，c是光速。
在捕獲過(guò)程中，于是可以將衛(wèi)星多普勒信息考慮到實(shí)現(xiàn)頻率搜索中，但是還要克服用戶多普勒效應(yīng)的偏差。這意味著頻率搜索必須考慮由于用戶多普勒效應(yīng)引起的偏差，所述用戶多普勒效應(yīng)由以下表達(dá)式給出 ，其中 是用戶速度。
如在以上提供的例子中已經(jīng)提到的那樣，在常規(guī)系統(tǒng)中，于是需要例如通過(guò)11個(gè)頻隙的捕獲過(guò)程，涉及實(shí)質(zhì)上很高的計(jì)算負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明，接收機(jī)配備有MEMS器件M，其能夠檢測(cè)移動(dòng)終端速度的絕對(duì)值(模量)，表示如下V^=Vux2+Vuy2+Vuz2]]>這是MEMS器件中的已知屬性，并且這是相對(duì)簡(jiǎn)單的操作，因?yàn)闄z測(cè)移動(dòng)終端速度的模量不涉及檢測(cè)所述速度的向量分量的方向。
然后，所檢測(cè)到的移動(dòng)終端U的速度模量被交付給接收機(jī)R。
接收機(jī)R進(jìn)一步從移動(dòng)終端U處于其視線內(nèi)的衛(wèi)星捕獲數(shù)據(jù)。為了完成這一步，當(dāng)已經(jīng)捕獲了衛(wèi)星i(i為整數(shù)，表示在星座中的衛(wèi)星編號(hào))時(shí)，可以估計(jì)對(duì)衛(wèi)星的偽范圍，并且也可以估計(jì)相應(yīng)的多普勒因子。該多普勒因子與已經(jīng)在其中從衛(wèi)星捕獲的信號(hào)的頻隙直接相關(guān)。利用以上獲得的信息，于是可以寫(xiě)出以下方程式(Xsi-Xu)(Xsi-Xu)2+(Ysi-Yu)2(Zsi-Zu)2.Vux+(Ysi-Yu)(Xsi-Xu)2+(Ysi-Yu)2(Zsi-Zu)2.Vuy]]>+(Zsi-Zu)(Xsi-Xu)2+(Ysi-Yu)2(Zsi-Zu)2.V#x=cf0(SFi-V→si.u→i+Δfc)]]>其中X，Y和Z指的是衛(wèi)星和移動(dòng)終端各自的位置，V指的是其各自的速度；f0是所接收信號(hào)的中心頻率，例如對(duì)于GPS L1的1576MHz， 是在用戶移動(dòng)終端U和衛(wèi)星S之間的一元向量，Δf是接收機(jī)R的頻率誤差。
SFi是頻隙，在所述頻隙內(nèi)已經(jīng)捕獲到衛(wèi)星。該頻隙對(duì)應(yīng)于在移動(dòng)終端的接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星收發(fā)機(jī)時(shí)鐘之間的頻率差。
于是，以上方程式可以按如下的簡(jiǎn)化形式被重寫(xiě)為V→u.u→i-Δff0=cf0(SFi-V→si.u→i)]]>在這個(gè)方程式中，有四個(gè)未知量其中三個(gè)是用戶速度 的三個(gè)向量分量，并且第四個(gè)是接收機(jī)R的頻率誤差Δf。
因此，假設(shè)已經(jīng)捕獲了三個(gè)衛(wèi)星(1＜i＜3)，并且MEMS器件M能夠提供用戶速度的模量給接收機(jī)R，于是接收機(jī)R能夠用四個(gè)未知量建立四個(gè)方程式系統(tǒng)；即
V→u.u→1-Δff0=SF1-V→si.u→1V→u.u→2-Δff0=SF2-V→s2.u→2V→u.u→3-Δff0=SF3-V→s3.u→3Vux2+Vuy2+Vuz2=V^u]]>其中 是MEMS器件所估計(jì)的用戶速度模量，并且數(shù)字1、2和3表示所述三個(gè)衛(wèi)星中的每一個(gè)。
上述方程式系統(tǒng)可以用任何已知方法來(lái)解，例如用非線性最小二乘準(zhǔn)則最小化(梯度，Levenberg Marquardt等......)。
本發(fā)明所提供的解決方案的優(yōu)勢(shì)在于，解出上述方程式系統(tǒng)后，接收機(jī)知道用戶的準(zhǔn)確速度，并且于是可以捕獲其他衛(wèi)星而無(wú)需測(cè)試在頻隙上的任何偏差。這使得相當(dāng)大得改進(jìn)了完成衛(wèi)星星座捕獲過(guò)程所需的時(shí)間，以及計(jì)算用戶位置的時(shí)間。
應(yīng)注意，對(duì)于捕獲到兩個(gè)衛(wèi)星的情況所述過(guò)程可以被進(jìn)一步優(yōu)化。這可以是在垂直速度為空的應(yīng)用的情況，例如移動(dòng)終端在行駛在平地上的汽車(chē)中，在步行者身上，在處于航途中的飛機(jī)中，等等。在這種情況下，可以通過(guò)將用戶速度的第三個(gè)分量設(shè)置為零來(lái)使用上述方法，這樣方程式系統(tǒng)變?yōu)槔缫韵耉→u.u→1-Δff0=SF1-V→s1.u→1V→u.u→2-Δff0=SF2-V→s2.u→2V→u.
=0Vux2+Vuy2+Vuz2=V^u]]>在上述可選方案的任一個(gè)中，或者在捕獲到多于三個(gè)衛(wèi)星的情況下，一旦找到了用戶的速度向量分量，就因此找到了全面速度。利用該信息，于是有可能預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)于另一衛(wèi)星的相應(yīng)頻隙。這可以通過(guò)以下關(guān)系來(lái)完成
SFi=f0+Δf+f0c(V→si+V→u).u→]]>在優(yōu)選實(shí)施例的以上例子中，假定一旦用戶速度的向量模量被提供給接收機(jī)，就由接收機(jī)完成對(duì)所述速度向量分量的后續(xù)計(jì)算。但是，應(yīng)注意，這個(gè)例子并不是對(duì)本發(fā)明的限制，并且本發(fā)明的范圍也涵蓋所述后續(xù)計(jì)算操作在輔助單元中——而不限于在接收機(jī)本身中——處理的情況，并且為接收機(jī)執(zhí)行所述操作。
本發(fā)明提出的解決方案具有重要優(yōu)勢(shì)，即通過(guò)獲取用戶移動(dòng)終端U的正確速度分量，并且利用衛(wèi)星速度的已知信息，接收機(jī)可以減少對(duì)于所見(jiàn)的所有其他衛(wèi)星的準(zhǔn)確頻隙。通過(guò)這樣的方式，接收機(jī)需要僅測(cè)試一個(gè)頻隙，而不用測(cè)試以上有關(guān)常規(guī)方法所述的11個(gè)頻隙。這使得復(fù)雜性大大降低。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)1.一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中用在用戶移動(dòng)終端(U)中的接收機(jī)(R)，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座(S)，所述接收機(jī)(R)適于從衛(wèi)星捕獲與所述移動(dòng)終端(U)位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，其特征在于，所述接收機(jī)配備有基于從捕獲至少兩個(gè)衛(wèi)星而獲得的信息計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的裝置，其中計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的所述裝置包括MEMS器件(M)，所述MEMS器件適于檢測(cè)所述移動(dòng)終端(U)的速度的絕對(duì)值( )，并且將所述絕對(duì)值提供給所述接收機(jī)(R)；其特征還在于，所述接收機(jī)(R)配備有通過(guò)所述接收機(jī)(R)或?yàn)樗鼋邮諜C(jī)(R)計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的相應(yīng)值的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，包括基于所述用戶移動(dòng)終端(U)的速度，推斷與所述星座的其他衛(wèi)星相關(guān)的用戶多普勒信息的裝置，以便能夠利用所述多普勒信息捕獲來(lái)自所述其他衛(wèi)星的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中使用關(guān)于所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息，以便捕獲與所述移動(dòng)終端(U)相關(guān)的多普勒效應(yīng)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中關(guān)于所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息是從以下方程式系統(tǒng)獲得的V→u.u→i-Δff0=cf0(SFi-V→si.u→i)|]]>其中i是大于1的整數(shù)；f0是從所述衛(wèi)星接收的信號(hào)的中心頻率； 是在所述用戶移動(dòng)終端U和所述衛(wèi)星S之間的一元向量；Δf是所述接收機(jī)R的頻率誤差；SFi是頻隙，在所述頻隙內(nèi)已經(jīng)捕獲到衛(wèi)星；c是光速；以及 是所述用戶移動(dòng)終端U的速度。
5.一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中由用戶移動(dòng)終端(U)捕獲衛(wèi)星數(shù)據(jù)的方法，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座(s)，所述方法包括-捕獲至少兩個(gè)衛(wèi)星(S)-基于用所述兩個(gè)衛(wèi)星信號(hào)得到的信息，借助于MEMS器件(M)，獲得所述移動(dòng)終端(U)速度的絕對(duì)值 -利用所述用戶移動(dòng)終端(U)速度，推斷與所述星座的其他衛(wèi)星相關(guān)的用戶多普勒信息；以及-利用所述用戶多普勒信息，捕獲所述星座中的其他衛(wèi)星的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述移動(dòng)終端(U)速度的絕對(duì)值被用于獲得所述用戶移動(dòng)終端(U)速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的相應(yīng)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，包括利用關(guān)于所述移動(dòng)終端(U)速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息來(lái)獲得與所述移動(dòng)終端(U)相關(guān)的多普勒效應(yīng)值的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中關(guān)于所述移動(dòng)終端(U)速度的向量分量(Vuz，Vuy，Vuz)的信息是從以下方程式系統(tǒng)獲得的V→u.u→i-Δff0=cf0(SFi-V→si.u→i)|]]>其中i是大于1的整數(shù)；f0是從所述衛(wèi)星接收的信號(hào)的中心頻率； 是在所述用戶移動(dòng)終端U和所述衛(wèi)星S之間的一元向量；Δf是所述接收機(jī)R的頻率誤差；SFi是頻隙，在所述頻隙內(nèi)已經(jīng)捕獲到衛(wèi)星；C是光速；以及 是所述用戶移動(dòng)終端U的速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述捕獲數(shù)據(jù)的步驟之前，執(zhí)行以下步驟-獲得相對(duì)于所述移動(dòng)終端可見(jiàn)的衛(wèi)星(S)的仰角；-根據(jù)所述衛(wèi)星的仰角對(duì)所述衛(wèi)星(S)分類(lèi)；-以具有最大仰角值的衛(wèi)星開(kāi)始所述捕獲過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中用在用戶移動(dòng)終端(U)中的接收機(jī)(R)，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座(S)，所述接收機(jī)(R)適于從衛(wèi)星捕獲與所述移動(dòng)終端(U)位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，其特征在于，所述接收機(jī)配備有基于從捕獲至少兩個(gè)衛(wèi)星而獲得的信息計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的裝置，其中計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的所述裝置包括MEMS器件(M)，所述MEMS器件適于檢測(cè)所述移動(dòng)終端(U)的速度的絕對(duì)值( )，并且將所述絕對(duì)值提供給所述接收機(jī)(R)；其特征還在于，所述接收機(jī)(R)配備有通過(guò)所述接收機(jī)(R)或?yàn)樗鼋邮諜C(jī)(R)計(jì)算所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的相應(yīng)值的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，包括基于所述用戶移動(dòng)終端(U)的速度，推斷與所述星座的其他衛(wèi)星相關(guān)的用戶多普勒信息的裝置，以便能夠利用所述多普勒信息捕獲來(lái)自所述其他衛(wèi)星的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中使用關(guān)于所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息，以便捕獲與所述移動(dòng)終端(U)相關(guān)的多普勒效應(yīng)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中關(guān)于所述移動(dòng)終端速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息是從以下方程式系統(tǒng)獲得的V→u·u→i-Δff0=cf0(SFi-V→si·u→i)|]]>其中i是大于1的整數(shù)；f0是從所述衛(wèi)星接收的信號(hào)的中心頻率； 是在所述用戶移動(dòng)終端U和所述衛(wèi)星S之間的一元向量；Δf是所述接收機(jī)R的頻率誤差；SFi是頻隙，在所述頻隙內(nèi)已經(jīng)捕獲到衛(wèi)星；c是光速；以及 是所述用戶移動(dòng)終端U的速度。
5.一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中由用戶移動(dòng)終端(U)捕獲衛(wèi)星數(shù)據(jù)的方法，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座(S)，所述方法包括-捕獲至少兩個(gè)衛(wèi)星(S)；-基于用所述兩個(gè)衛(wèi)星信號(hào)得到的信息，借助于MEMS器件(M)，獲得所述移動(dòng)終端(U)速度的絕對(duì)值( )；-利用所述用戶移動(dòng)終端(U)速度，推斷與所述星座的其他衛(wèi)星相關(guān)的用戶多普勒信息；以及-利用所述用戶多普勒信息，捕獲所述星座中的其他衛(wèi)星的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，包括利用關(guān)于所述移動(dòng)終端(U)速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息來(lái)獲得與所述移動(dòng)終端(U)相關(guān)的多普勒效應(yīng)值的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中關(guān)于所述移動(dòng)終端(U)速度的向量分量(Vux，Vuy，Vuz)的信息是從以下方程式系統(tǒng)獲得的V→u·u→i-Δff0=cf0(SFi-V→si·u→i)|]]>其中i是大于1的整數(shù)；f0是從所述衛(wèi)星接收的信號(hào)的中心頻率； 是在所述用戶移動(dòng)終端U和所述衛(wèi)星S之間的一元向量；Δf是所述接收機(jī)R的頻率誤差；SFi是頻隙，在所述頻隙內(nèi)已經(jīng)捕獲到衛(wèi)星；C是光速；以及 是所述用戶移動(dòng)終端U的速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述捕獲數(shù)據(jù)的步驟之前，執(zhí)行以下步驟-獲得相對(duì)于所述移動(dòng)終端可見(jiàn)的衛(wèi)星(S)的仰角；-根據(jù)所述衛(wèi)星的仰角對(duì)所述衛(wèi)星(S)分類(lèi)；-以具有最大仰角值的衛(wèi)星開(kāi)始所述捕獲過(guò)程。
全文摘要
一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中用在用戶移動(dòng)終端(U)中的接收機(jī)(R)，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有衛(wèi)星星座(S)，所述接收機(jī)(R)從衛(wèi)星捕獲與所述移動(dòng)終端(U)位置相關(guān)的數(shù)據(jù)。MEMS器件(M)被集成到所述接收機(jī)(R)，并且適于檢測(cè)所述移動(dòng)終端(U)的速度的絕對(duì)值(
文檔編號(hào)G01S1/00GK101084452SQ200580044002
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者M·莫內(nèi)拉, B·洛貝 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司