專利名稱：Agps輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)gps接收終端的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種AGPS(Assisted Global Position System)衛(wèi)星定位和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別涉及一種在移動(dòng)通信網(wǎng)如GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000等網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)GPS接收終端只能接收到2顆GPS衛(wèi)星時(shí)對(duì)其進(jìn)行定位的一種方法。
背景技術(shù)：
AGPS技術(shù)是GPS和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，對(duì)GPS接收終端進(jìn)行定位的技術(shù)?？梢栽贕SM/GPRS、WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中使用。AGPS的具體工作原理如下。GPS接收終端首先將本身的基站地址通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸GPS服務(wù)器；服務(wù)器根據(jù)該GPS接收終端的位置參數(shù)信息傳輸與該位置相關(guān)的GPS輔助信息(包含GPS的星歷和方位俯仰角等)到該GPS接收終端；該GPS接收終端根據(jù)GPS輔助信息(以提升GPS信號(hào)的第一鎖定時(shí)間能力)接收GPS多顆衛(wèi)星原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)；GPS接收終端在接收到GPS原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)后解調(diào)信號(hào)，并交算法模塊計(jì)算GPS接收終端到衛(wèi)星的偽距數(shù)據(jù)信息(偽距為受各種GPS誤差影響的距離)，并將該偽距數(shù)據(jù)信息通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸GPS服務(wù)器；AGPS服務(wù)器根據(jù)傳來的GPS偽距數(shù)據(jù)信息和來自其他定位設(shè)備(如差分GPS基準(zhǔn)站)的輔助信息完成對(duì)GPS信息的處理，并估算該GPS接收終端的位置數(shù)據(jù)信息；AGPS服務(wù)器將該GPS接收終端所在的位置數(shù)據(jù)信息通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)。
AGPS技術(shù)的優(yōu)勢主要在其定位精度上，在室外等空曠地區(qū)，其精度在正常的GPS工作環(huán)境下，可達(dá)10米左右，堪稱目前定位精度最高的一種定位技術(shù)。該技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)為首次捕獲GPS信號(hào)的時(shí)間一般僅需幾秒，不像GPS的首次捕獲時(shí)間可能要2～3分鐘。
雖然AGPS技術(shù)的定位精度很高、首次捕獲GPS信號(hào)時(shí)間短，但是該技術(shù)存在的問題在于，室內(nèi)定位的問題仍然無法解決，其原因由于遮擋導(dǎo)致在室內(nèi)無法接收到GPS信號(hào)或者接收到的衛(wèi)星數(shù)目較少。
GPS接收終端根據(jù)多顆衛(wèi)星的GPS原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)，由GPS測量函數(shù)方程求解用戶位置數(shù)據(jù)信息時(shí)有四個(gè)未知量用戶的緯度、用戶的經(jīng)度、用戶的高度及用戶鐘差，最少需要有四個(gè)測量方程才能求解出四個(gè)未知數(shù)，即最少需要同時(shí)對(duì)4顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測時(shí)才能求出用戶的位置；當(dāng)上述四個(gè)未知數(shù)中用戶高度H已知時(shí)則最少需要三個(gè)測量方程，即最少需要搜索到3顆衛(wèi)星的信號(hào)才能求出用戶緯度、用戶經(jīng)度及用戶鐘差。然而當(dāng)GPS接收終端接收到的衛(wèi)星數(shù)目為2顆時(shí)，由于測量方程數(shù)小于未知數(shù)個(gè)數(shù)，此時(shí)函數(shù)方程組為欠定方程，無法求解出GPS接收終端的具體位置數(shù)據(jù)信息。然而在室內(nèi)和高樓林立的城市中，接收到GPS衛(wèi)星數(shù)不大于2顆的情況概率很大。所以，在AGPS中當(dāng)GPS接收終端接收到衛(wèi)星數(shù)為2顆時(shí)，對(duì)AGPS接收終端定位的研究顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上背景技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種AGPS輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)AGPS接收終端的定位方法，意在解決AGPS定位系統(tǒng)中，當(dāng)AGPS接收終端接接收到的衛(wèi)星數(shù)目信號(hào)為2顆時(shí)，對(duì)接收終端定位的方法。
為此目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種AGPS輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)AGPS接收終端的定位方法，包括以下步驟A、GPS接收終端首先將其基站地址通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸GPS服務(wù)器；B、AGPS服務(wù)器根據(jù)所述基站地址對(duì)應(yīng)的GPS接收終端的位置參數(shù)信息，傳輸與該位置相關(guān)的GPS輔助信息到該GPS接收終端；C、GPS接收終端根據(jù)所述GPS輔助信息接收GPS衛(wèi)星原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)；D、GPS接收終端在接收到所述GPS原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)后對(duì)其解調(diào)；F、將解調(diào)后的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給AGPS定位算法模塊；G、AGPS定位算法模塊計(jì)算位置數(shù)據(jù)參考信息，并傳給AGPS服務(wù)器；
H、AGPS服務(wù)器根據(jù)傳來的GPS位置數(shù)據(jù)參考信息和來自其他定位設(shè)備的輔助信息完成對(duì)GPS信息的處理，并估算該GPS接收終端的位置數(shù)據(jù)信息；I、AGPS服務(wù)器將該GPS接收終端所在的位置數(shù)據(jù)信息通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)；同時(shí)該發(fā)明還包括以下步驟J、所述AGPS定位算法模塊在執(zhí)行步驟F的過程中，其AGPS定位算法模塊的檢測器對(duì)原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)中的衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)進(jìn)行檢測，交衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)判別器判別，如果衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)大于2，則執(zhí)行步驟G；否則，AGPS服務(wù)器的控制模塊向GPS接收終端發(fā)出重新檢測原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)的請求信號(hào)，重復(fù)步驟C至步驟F，記載重復(fù)次數(shù)N后，交AGPS控制器中的判別器判別重復(fù)次數(shù)N，執(zhí)行完畢后進(jìn)入步驟L，否則進(jìn)入步驟K；K、GPS接收終端將上述步驟J所測得的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)和GPS接收終端的小區(qū)信息，傳給AGPS定位算法模塊中的偽距觀測函數(shù)計(jì)算器，獲得通過小區(qū)的軌跡曲線；L、AGPS定位算法模塊的偽距觀測函數(shù)計(jì)算器依據(jù)步驟K每次所得的軌跡曲線方程，求出交集獲取GPS接收終端的位置信息。
與現(xiàn)有AGPS系統(tǒng)GPS接收終端的定位方法相比，本發(fā)明提供的方法，當(dāng)GPS接收終端收到的衛(wèi)星數(shù)目為2顆時(shí)，通過計(jì)算多次測量所獲得曲線的交點(diǎn)，能準(zhǔn)確的求出接收終端的位置，成功的解決了目前AGPS系統(tǒng)中接收終端接收到2顆衛(wèi)星時(shí)無法對(duì)其定位的問題。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)行一步的詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明AGPS輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收終端的定位方法流程圖。
圖2為GPS接收終端兩次測量所得軌跡曲線在小區(qū)的交點(diǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式
從模塊劃分來看，整個(gè)AGPS系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊AGPS服務(wù)器總控制模塊、AGPS定位算法模塊、GPS接收終端模塊。其中AGPS定位算法模塊可以和GPS接收終端模塊在一個(gè)同一硬件實(shí)體中，也可是分開的在不同的硬件實(shí)體中；而AGPS服務(wù)器總控制模塊包含在AGPS服務(wù)器的位置服務(wù)器中。其中AGPS服務(wù)器總控制模塊負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的各個(gè)業(yè)務(wù)功能的控制功能，包括整個(gè)定位流程的控制和管理功能；AGPS定位算法模塊主要用于根據(jù)不同的衛(wèi)星數(shù)目情況計(jì)算出GPS接收終端的位置；而GPS接收終端模塊負(fù)責(zé)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，接收AGPS服務(wù)器總控制模塊和AGPS定位算法模塊的信號(hào)，發(fā)送衛(wèi)星的測量信息到AGPS定位算法模塊。
本發(fā)明的定位方法，首先GPS接收終端首先將其基站地址通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸GPS服務(wù)器；AGPS服務(wù)器根據(jù)所述基站地址對(duì)應(yīng)的GPS接收終端的位置參數(shù)信息，傳輸與該位置相關(guān)的GPS輔助信息到該GPS接收終端；GPS接收終端根據(jù)所述GPS輔助信息接收GPS衛(wèi)星原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)；GPS接收終端在接收到所述GPS原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)后對(duì)其解調(diào)；將解調(diào)后的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給AGPS定位算法模塊；AGPS定位算法模塊的檢測器對(duì)原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)中的衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)進(jìn)行檢測，交衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)判別器判別，如果衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)大于2，則AGPS定位算法模塊計(jì)算位置數(shù)據(jù)參考信息，并傳給AGPS服務(wù)器；AGPS服務(wù)器根據(jù)傳來的GPS位置數(shù)據(jù)參考信息和來自其他定位設(shè)備的輔助信息完成對(duì)GPS信息的處理，并估算該GPS接收終端的位置數(shù)據(jù)信息；AGPS服務(wù)器將該GPS接收終端所在的位置數(shù)據(jù)信息通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)；否則，AGPS服務(wù)器的控制模塊向GPS接收終端發(fā)出重新檢測原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)的請求信號(hào)，重復(fù)測量原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)，GPS接收終端將所測得的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)和GPS接收終端的小區(qū)信息，傳給AGPS定位算法模塊中的偽距觀測函數(shù)計(jì)算器，獲得通過小區(qū)的軌跡曲線；并重復(fù)測量、計(jì)算、求得曲線，直至記載的重復(fù)次數(shù)N與AGPS控制器中的判別器設(shè)置值重復(fù)次數(shù)N相同后，求出這些曲線的交集獲取GPS接收終端的位置信息。
下面結(jié)合圖1描述本發(fā)明。
步驟1，GPS接收終端對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測，觀測后將獲得的有關(guān)GPS衛(wèi)星的觀測信息(包括觀測衛(wèi)星總數(shù)、每顆衛(wèi)星的PRN號(hào)、每顆衛(wèi)星的測量偽距及偽距測量時(shí)間)和終端所在的小區(qū)信息(包括小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)、小區(qū)覆蓋范圍及扇區(qū)形狀)發(fā)送給AGPS系統(tǒng)；步驟2，當(dāng)AGPS定位算法模塊(AGPS系統(tǒng)中的一個(gè)模塊)收到接收終端的觀測數(shù)據(jù)后，檢查GPS衛(wèi)星觀測信息之中的觀測衛(wèi)星總數(shù)的值。
步驟3，當(dāng)AGPS定位算法模塊檢查結(jié)果顯示觀測衛(wèi)星總數(shù)為2時(shí)，則向GPS接收終端要求對(duì)衛(wèi)星重新搜索觀測N次(N＞＝1)；步驟4，GPS接收終端每次觀測結(jié)束后，將獲得最新的有關(guān)GPS衛(wèi)星的觀測信息(包括觀測衛(wèi)星總數(shù)、每顆衛(wèi)星的PRN號(hào)、每顆衛(wèi)星的測量偽距及偽距測量時(shí)間)和終端所在的小區(qū)信息(包括小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)、小區(qū)覆蓋范圍及扇區(qū)形狀)發(fā)送給AGPS系統(tǒng)；步驟5，AGPS定位算法模塊每次收到數(shù)據(jù)后對(duì)重新測量的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，判斷GPS接收終端是否測量結(jié)束；步驟6，當(dāng)測量已經(jīng)完畢時(shí)，AGPS定位算法模塊開始處理分析N+1次GPS接收終端的測量數(shù)據(jù)；接收終端每觀測一次，定位算法模塊根據(jù)接收終端對(duì)2顆衛(wèi)星的測量信息和小區(qū)的高度信息h，可以獲得2個(gè)衛(wèi)星偽距觀測方程和一個(gè)所在點(diǎn)海拔高為h的橢球面方程；其中衛(wèi)星偽距觀測方程所表示的意義為以衛(wèi)星為圓心，以偽距為半徑的球面，假設(shè)兩個(gè)偽距觀測方程形成的球面為SA1和SA2；那么上述三個(gè)方程所表示的圖形就是球面SA1、球面SA2和橢球面的交線，在數(shù)學(xué)上稱之為單葉雙曲線。
當(dāng)GPS接收終端測量觀測N次后，則可以獲得N條這樣的曲線，接收終端的位置就在這N條曲線的交匯處。為了說明位置由曲線在小區(qū)相交而確定的情況，特繪出了N＝2情況下的圖形(見下圖2)；當(dāng)N＞2時(shí)所測得的衛(wèi)星數(shù)為2N顆，所獲得曲線數(shù)為N，此時(shí)的圖形不再另行繪出。
經(jīng)過步驟6處理后，得到了GPS接收終端所在的確切位置，然后將計(jì)算的結(jié)果返回給AGPS系統(tǒng)。
采用本發(fā)明內(nèi)容，只需在位置計(jì)算部分軟件進(jìn)行較小的改動(dòng)，即增加求兩曲線交點(diǎn)的算法軟件，此方案的發(fā)明使AGPS的性能更加完善。
權(quán)利要求
1.一種AGPS輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收終端的定位方法，包括以下步驟A、GPS接收終端首先將其基站地址通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸GPS服務(wù)器；B、AGPS服務(wù)器根據(jù)所述基站地址對(duì)應(yīng)的GPS接收終端的位置參數(shù)信息，傳輸與該位置相關(guān)的GPS輔助信息到該GPS接收終端；C、GPS接收終端根據(jù)所述GPS輔助信息接收GPS衛(wèi)星原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)；D、GPS接收終端在接收到所述GPS原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)后對(duì)其解調(diào)；F、將解調(diào)后的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給AGPS定位算法模塊；G、AGPS定位算法模塊計(jì)算位置數(shù)據(jù)參考信息，并傳給AGPS服務(wù)器；H、AGPS服務(wù)器根據(jù)傳來的GPS位置數(shù)據(jù)參考信息和來自其他定位設(shè)備的輔助信息完成對(duì)GPS信息的處理，并估算該GPS接收終端的位置數(shù)據(jù)信息；I、AGPS服務(wù)器將該GPS接收終端所在的位置數(shù)據(jù)信息通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)；其特征在于該發(fā)明還包括以下步驟J、所述AGPS定位算法模塊在執(zhí)行步驟F的過程中，其AGPS定位算法模塊的檢測器對(duì)原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)中的衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)進(jìn)行檢測，交衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)判別器判別，如果衛(wèi)星數(shù)量信號(hào)大于2，則執(zhí)行步驟G；否則，AGPS服務(wù)器的控制模塊向GPS接收終端發(fā)出重新檢測原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)的請求信號(hào)，重復(fù)步驟C至步驟F，記載重復(fù)次數(shù)N后，交AGPS控制器中的判別器判別重復(fù)次數(shù)N，執(zhí)行完畢后進(jìn)入步驟L，否則進(jìn)入步驟K；K、GPS接收終端將上述步驟J所測得的原始位置數(shù)據(jù)信號(hào)和GPS接收終端的小區(qū)信息，傳給AGPS定位算法模塊中的偽距觀測函數(shù)計(jì)算器，獲得通過小區(qū)的軌跡曲線；L、AGPS定位算法模塊的偽距觀測函數(shù)計(jì)算器依據(jù)步驟K每次所得的軌跡曲線方程，求出交集獲取GPS接收終端的位置信息。
2.如利要求1所述的定位方法，其特征在于所述步驟J中重復(fù)測量次數(shù)N不小于1。
全文摘要
一種AGPS輔助衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收終端的定位方法，適用在AGPS系統(tǒng)中GPS接收終端只接收到2顆衛(wèi)星信息的情景。GPS接收終端將獲得的有關(guān)GPS衛(wèi)星的觀測信息和其所在的小區(qū)信息發(fā)送給AGPS定位算法模塊，當(dāng)觀測衛(wèi)星總數(shù)等于2顆時(shí)，向接收終端設(shè)備要求對(duì)GPS衛(wèi)星重新搜索觀測；GPS接收終端每一次測量后，AGPS定位算法模塊結(jié)合衛(wèi)星的測量數(shù)據(jù)和小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的高度信息可以獲得通過小區(qū)的一條曲線，GPS接收終端的位置就在所測得曲線的交匯處。傳承了AGPS定位系統(tǒng)定位精度高和定位速度快的優(yōu)點(diǎn)，克服有遮擋物時(shí)無法接收衛(wèi)星信號(hào)而影響定位的技術(shù)缺陷。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1928588SQ20061015025
公開日2007年3月14日 申請日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者孟詳粵 申請人:孟詳粵