專利名稱：實(shí)現(xiàn)快速gps定位的脈沖啟動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GPS技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法。
背景技術(shù)：
GPS是NAVSTAR/GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System)的簡稱，是由美國國防部研制的導(dǎo)航衛(wèi)星測距與授時(shí)、定位和導(dǎo) 航系統(tǒng)，由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，這24顆衛(wèi)星等間隔分布在6個(gè)互成60 度的軌道面上，這樣的衛(wèi)星配置基本上保證了地球任何位置均能同時(shí)觀測到至少4顆GPS 衛(wèi)星。GPS由三部分構(gòu)成 一是GPS衛(wèi)星(空間部分)21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星； 二是地面支撐系統(tǒng)(地面監(jiān)控部分)l個(gè)主控站，3個(gè)注入站，5個(gè)監(jiān)測站；三是GPS接 收機(jī)(用戶部分)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處 理，完成導(dǎo)航和定位工作。GPS接收機(jī)硬件一般由主機(jī)、天線和電源組成。
GPS的基本工作原理是衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接
收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動速度和時(shí)間信息。
GPS要實(shí)時(shí)完成定位和授時(shí)功能，需要4個(gè)參數(shù)經(jīng)度、緯度、高度和用戶時(shí)鐘與 GPS主鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)刻偏差，所以需要接受4顆衛(wèi)星的位置。若用戶已知自己的確切位 置，那么接受l顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)也可以完成定時(shí)。
如圖1所示，設(shè)(x， y， z)為接收機(jī)的位置，(xn， yn， zn)為己知衛(wèi)星的位置， 根據(jù)空間距離公式得到如下四個(gè)方程
(x-Xl) 2+ (y-yi) 2+ (z-Zl) 2=C2 (T+ A T-T「 t J2
(x-x2) 2+ (y-y2) 2+ (z-z2) 2=C2 (T+ A T-T2- t 2)2
(x—x3) 2+ (y—y3) 2+ (z—z3) 2=C2 (T+ A T—T3— t 3)2
(x—x4) 2+ (y—y4) 2+ (z-z4) 2=C2 (T+ A T—T4— t 4)2則解上列方程組就可以得到x， y， z和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間T:其中AT為用戶時(shí)鐘與GPS主 鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)差；Tn為衛(wèi)星n所發(fā)射信號的發(fā)射時(shí)間；m為衛(wèi)星n上的原子鐘與GPS主 鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)差。
帶有GPS功能的手持設(shè)備越來越受到歡迎，給人們的出行或異地旅游帶來的極大 的方便。隨著人們對生活質(zhì)量的要求提高，出門遠(yuǎn)行已是變的越來越時(shí)尚。因此人們對 GPS的依賴和要求也越來越高，目前市場上的GPS產(chǎn)品存在著啟動比較慢的一個(gè)問題，這 個(gè)問題和很多因素有關(guān)，
GPS接收機(jī)開機(jī)定位的啟動方式分為冷啟動、溫啟動和熱啟動三種
A) 冷啟動初次使用時(shí)；電池耗盡導(dǎo)致星歷信息丟失時(shí)；或者關(guān)機(jī)狀態(tài)下將接收 機(jī)移動IOOO公里以上距離時(shí)啟動采用的方式。
B) 溫啟動距離上次定位的時(shí)間超過兩個(gè)小時(shí)的啟動方式。
C) 熱啟動距離上次定位的時(shí)間小于兩個(gè)小時(shí)的啟動方式。 這三種啟動方式中冷啟動耗時(shí)最長，溫啟動其次，熱啟動最快。 根據(jù)GPS的啟動方式的規(guī)定和限制，在冷啟動時(shí)，只要星歷信息丟失或關(guān)機(jī)狀態(tài)
下移動過1000公里就必須重新啟動去找到至少4顆衛(wèi)星，這個(gè)時(shí)間比較長；而且如果信 號不好，那就耗時(shí)更多了。因?yàn)榈厍虻陌霃綖?371公里，則周長為40055公里，天上有 21顆工作的同步衛(wèi)星，加上每兩個(gè)相連衛(wèi)星的交匯區(qū)，則每個(gè)衛(wèi)星覆蓋區(qū)稍大于 40055/21=1907公里，如圖2所示，D1和D2約1907公里，也就是說在一顆衛(wèi)星覆蓋的范圍 內(nèi)移動上1000公里就有可能到別的衛(wèi)星覆蓋范圍了，由于這時(shí)是關(guān)機(jī)的狀態(tài)，移動前的 衛(wèi)星的信息不能被及時(shí)更新，這樣開機(jī)后就得不到當(dāng)前衛(wèi)星(x，y,z)的信息了，所以 無法快速計(jì)算出自己的位置，就要重新搜索衛(wèi)星直到重新找到衛(wèi)星的信息(x，y,z)， 這樣啟動時(shí)間就會很長
發(fā)明內(nèi)容
*
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是根據(jù)GPS的原理對其定位的啟動過程迸行優(yōu)化，從而 縮短啟動時(shí)間達(dá)到快速定位的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案，本發(fā)明包括如下步驟 步驟一、GPS接收機(jī)冷啟動；
步驟二、 GPS接收機(jī)進(jìn)入睡眠模式并啟動脈沖工作模式； 步驟三、GPS接收機(jī)更新衛(wèi)星信息；步驟四、啟動定時(shí)計(jì)數(shù)器，定時(shí)周期為T，進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)狀態(tài)，若計(jì)數(shù)溢出，則 定時(shí)計(jì)數(shù)器清零，并發(fā)出脈沖信號，進(jìn)入步驟三。
在步驟三或者步驟四中，若收到導(dǎo)航請求，貝ijGPS接收機(jī)進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)，等導(dǎo)航 狀態(tài)結(jié)束后重新進(jìn)入步驟二。在GPS接收機(jī)中設(shè)置備用電池。
步驟四中所述的定時(shí)周期T小于2小時(shí)，且用戶可自行設(shè)置。
本發(fā)明的有益效果是，GPS接收機(jī)在初次冷啟動后只有睡眠模式和導(dǎo)航模式兩種 狀態(tài)，其中熱啟動是它們之間的唯一的通道，從而解決了冷啟動和溫啟動耗時(shí)的問題。


圖l衛(wèi)星導(dǎo)航基本原理示意圖
圖2衛(wèi)星覆蓋范圍示意圖
圖3本發(fā)明的脈沖啟動方法的軟件工作流程圖
圖4本發(fā)明的脈沖啟動方法的脈沖信號示意圖
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，對現(xiàn)有技術(shù)在GPS不導(dǎo)航直接關(guān)機(jī)的做法進(jìn)行調(diào)整，即不真正關(guān)機(jī)只 是進(jìn)入睡眠模式同時(shí)用脈沖的方式進(jìn)行衛(wèi)星矯正，這樣保證隨時(shí)都可獲得4顆以上的衛(wèi) 星的星歷(x，y,z),具體步驟如下
步驟一、GPS接收機(jī)冷啟動；
步驟二、 GPS接收機(jī)進(jìn)入睡眠模式并啟動脈沖工作模式；
步驟三、GPS接收機(jī)更新衛(wèi)星信息；
步驟四、啟動定時(shí)計(jì)數(shù)器，定時(shí)周期為T，周期T小于2小時(shí)，進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)狀態(tài)， 若計(jì)數(shù)溢出，則定時(shí)計(jì)數(shù)器清零，并發(fā)出脈沖信號，進(jìn)入步驟三。
在步驟三或者步驟四中，若收到導(dǎo)航請求，貝IJGPS進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)，等導(dǎo)航狀態(tài)結(jié)
束后重新進(jìn)入步驟二。
同時(shí)，在GPS接收機(jī)中設(shè)置備用電池，避免GPS接收機(jī)因?yàn)閿嚯姸鴨适菤v信息。 只要軟件按照本發(fā)明的上述步驟流程工作，GPS接收機(jī)初次冷啟動后就不必再進(jìn)
入冷啟動的模式。
圖4是本發(fā)明的脈沖啟動方法的脈沖信號示意圖，每次更新衛(wèi)星信息之間的周期T 代表的睡眠模式時(shí)間小于2小時(shí)。周期T小于2小時(shí)的原因是根據(jù)GPS的協(xié)議，在距離上次定位的時(shí)間超過兩個(gè)小
時(shí)的啟動就執(zhí)行溫啟動的模式，這樣的目的主要是防止用戶在大于兩小時(shí)內(nèi)移動超過
1000公里，即每小時(shí)大約500公里。超過1000公里后衛(wèi)星的星歷發(fā)生了變化，因此GPS終 端需要對當(dāng)前的衛(wèi)星信息要更新，這樣就會比直接啟動導(dǎo)航系統(tǒng)多一個(gè)更新衛(wèi)星的過 程，這也就是叫它溫啟動的原因。所以把脈沖時(shí)間T規(guī)定小于兩小時(shí)就可避開1000公里 的溫啟動，這樣又縮短了啟動時(shí)間。
采用上述方案后，GPS接收機(jī)初次啟動后就只有睡眠模式和導(dǎo)航模式兩種狀態(tài)了， 其中熱啟動是它們之間的唯一的通道。
但由于周期T越小則耗電越大，所以根據(jù)不同系統(tǒng)，周期T的具體時(shí)間要有所調(diào)整。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、GPS接收機(jī)冷啟動；步驟二、GPS接收機(jī)進(jìn)入睡眠模式并啟動脈沖工作模式；步驟三、GPS接收機(jī)更新衛(wèi)星信息；步驟四、啟動定時(shí)計(jì)數(shù)器，定時(shí)周期為T，進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)狀態(tài)，若計(jì)數(shù)溢出，則定時(shí)計(jì)數(shù)器清零，并發(fā)出脈沖信號，進(jìn)入步驟三。
2、 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法，其特征在于，在步驟 三或者步驟四中，若收到導(dǎo)航請求，貝IJGPS接收機(jī)進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)，等導(dǎo)航狀態(tài)結(jié)束后重 新進(jìn)入步驟二。
3、 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法，其特征在于，所述定 時(shí)周期T小于2小時(shí)。
4、 如權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法，其特征在于，所述定 時(shí)周期T可由用戶自行設(shè)置。
5、 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)快速GPS定位的脈沖啟動方法，其特征在于，在GPS接 收機(jī)中設(shè)置備用電池。
全文摘要
本發(fā)明根據(jù)GPS的原理對其定位的啟動過程進(jìn)行優(yōu)化，從而縮短啟動時(shí)間達(dá)到快速定位的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下步驟步驟一、GPS接收機(jī)冷啟動；步驟二、GPS接收機(jī)進(jìn)入睡眠模式并啟動脈沖工作模式；步驟三、GPS接收機(jī)更新衛(wèi)星信息；步驟四、啟動定時(shí)器，定時(shí)周期為T，T小于2小時(shí)，進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)狀態(tài)，若計(jì)數(shù)溢出，則定時(shí)計(jì)數(shù)器清零，并發(fā)出脈沖信號，回到步驟三。本發(fā)明的效果是，GPS接收機(jī)在初次啟動后只有睡眠模式和導(dǎo)航模式兩種狀態(tài)，其中熱啟動是它們之間的唯一的通道，從而解決了冷啟動和溫啟動耗時(shí)的問題。
文檔編號G01S19/13GK101446632SQ200710170999
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者張連江 申請人:希姆通信息技術(shù)(上海)有限公司