專(zhuān)利名稱(chēng)：一種全球定位系統(tǒng)接收機(jī)導(dǎo)航電文的管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航領(lǐng)域，例如GPS系統(tǒng)，特別是一種用 于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方法的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送 GPS信號(hào)的一個(gè)衛(wèi)星星座(又被稱(chēng)為Navstar衛(wèi)星)，該GPS信號(hào)能被接 收機(jī)用來(lái)確定該接收機(jī)的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個(gè)平面內(nèi)，以便在地 球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收該種信號(hào)。更典型的情況是，在地 球上絕大多數(shù)地方都能從六顆以上衛(wèi)星接收該種信號(hào)。
每一顆GPS衛(wèi)星所傳送的GPS信號(hào)都是直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。商業(yè)上使 用的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)有關(guān)，而且被稱(chēng)之為粗碼(C/A碼)的 直接序列二相擴(kuò)頻信號(hào)，在1575.42MHz的載波下，具有每秒1.023兆碼 片的速率。偽隨機(jī)噪聲(PN)序列長(zhǎng)度是1023個(gè)碼片，對(duì)應(yīng)于1毫秒的 時(shí)間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼(Gold碼)，使得信號(hào)能夠從幾 顆衛(wèi)星同時(shí)發(fā)送，并由一接收機(jī)同時(shí)接收，相互間幾乎無(wú)干擾。術(shù)語(yǔ)"衛(wèi) 星星號(hào)"和這個(gè)PN碼相關(guān)，可以用以標(biāo)示不同的GPS衛(wèi)星。
GPS的調(diào)制信號(hào)是導(dǎo)航電文(又被稱(chēng)為D碼)和PN碼的組合碼。導(dǎo)航電 文的速率為每秒50比特。D碼的基本單位是一個(gè)1500比特的主幀，主幀 又分為5個(gè)300比特的子幀。其中子幀一包含了標(biāo)識(shí)碼，星種數(shù)據(jù)齡期， 衛(wèi)星時(shí)鐘修正參數(shù)信息。子幀二和子幀三包含了實(shí)時(shí)的GPS衛(wèi)星星歷 (ephemeris)，星歷是當(dāng)前導(dǎo)航定位信息的最主要內(nèi)容。利用子幀一至子 幀三的信息即可以實(shí)現(xiàn)定位，完成定位的基本任務(wù)。子幀四和子幀五包含 了 1-32顆衛(wèi)星的健康狀況，UTC校準(zhǔn)信息和電離層修正參數(shù)及1-32顆 衛(wèi)星的歷書(shū)(almanac)。歷書(shū)是衛(wèi)星星歷參數(shù)的簡(jiǎn)化子集，用于預(yù)測(cè)相對(duì)
5于接收機(jī)的可見(jiàn)衛(wèi)星及其多普勒頻偏。歷書(shū)每12.5分鐘廣播一次，壽命為 一周，可延長(zhǎng)至2個(gè)月。
調(diào)和世界時(shí)(Coordinate Universal Time, UTC)是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí) 間標(biāo)度。它由來(lái)自原子鐘驅(qū)動(dòng)的時(shí)間標(biāo)度和以地球旋轉(zhuǎn)速率為基準(zhǔn)的時(shí)間 標(biāo)度UT1輸入組成。來(lái)自原子鐘的原子時(shí)具有刻度均勻的優(yōu)點(diǎn)，而基于地 球旋轉(zhuǎn)速率的時(shí)間標(biāo)度在很多應(yīng)用場(chǎng)合同樣重要。為調(diào)和兩種時(shí)間，UTC 的秒長(zhǎng)嚴(yán)格等于原子時(shí)的秒長(zhǎng)，同時(shí)國(guó)際地球旋轉(zhuǎn)局(IERS)負(fù)責(zé)確定合 適在UTC時(shí)間上加或減一個(gè)閏秒，使得UTC和世界時(shí)同步。
全球定位系統(tǒng)為滿(mǎn)足精密定位與導(dǎo)航的需要，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)指出 就建立了自己專(zhuān)用的時(shí)間系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)時(shí)是以UTC (USNO)為參照的。 UTC (USNO)是原子美國(guó)海軍天文臺(tái)(USNO)利用持有的20多個(gè)銫標(biāo) 準(zhǔn)組，以及天文數(shù)據(jù)形成自己的UTC版本。UTC (USNO)保持處于UTC 的^^以?xún)?nèi)。GPS是個(gè)連續(xù)的時(shí)間標(biāo)度，不用閏秒來(lái)調(diào)整。GPS系統(tǒng)時(shí)與 UTC (NSNO)在1980年月6日0時(shí)是重合的。GPS控制區(qū)段調(diào)節(jié)GPS 系統(tǒng)時(shí)使之處于UTC (NSNO) ^^內(nèi)。
GPS接收機(jī)的主要目標(biāo)之一是確定PN碼的到達(dá)時(shí)間。術(shù)語(yǔ)"GPS到 達(dá)之間"指GPS衛(wèi)星PN碼到達(dá)GPS接收機(jī)的時(shí)間。這是通過(guò)將本地產(chǎn) 生的PN參考信號(hào)與接收的信號(hào)相比并且"滑動(dòng)"本地基準(zhǔn)直至與接收信 號(hào)在時(shí)間上對(duì)齊來(lái)完成的。通過(guò)稱(chēng)之為"相關(guān)"的相乘和積分過(guò)程，將這 兩個(gè)信號(hào)相互比較。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)在時(shí)間上是對(duì)齊時(shí)，輸出的結(jié)果為最大。
包含在導(dǎo)航電文中的，與絕對(duì)時(shí)間信號(hào)相關(guān)聯(lián)的周時(shí)間(TOW)數(shù)據(jù) 使GPS接收機(jī)能夠精確地和可靠地確定本地UTC時(shí)間。TOW數(shù)據(jù)由所 有的衛(wèi)星按6秒鐘的時(shí)間間隔傳送。GPS接收機(jī)可以使用絕對(duì)時(shí)間信號(hào)以 準(zhǔn)確地確定位置。 一旦知道了位置所在，可以通過(guò)利用接收機(jī)和衛(wèi)星之間 的，可計(jì)算的傳播延遲來(lái)補(bǔ)償接收機(jī)從衛(wèi)星導(dǎo)航電文中得到的明確的時(shí)間 得到。
術(shù)語(yǔ)"GPS啟動(dòng)時(shí)間"是衡量GPS基帶處理芯片性能的重要指標(biāo)之一。 GPS啟動(dòng)時(shí)間包括熱啟動(dòng)時(shí)間、溫啟動(dòng)時(shí)間和冷啟動(dòng)時(shí)間。術(shù)語(yǔ)"啟動(dòng)時(shí) 間"是指GPS接收機(jī)從上電到輸出首次定位結(jié)果的時(shí)間差。術(shù)語(yǔ)"熱啟動(dòng) 時(shí)間"是指在己知接收機(jī)位置和GPS衛(wèi)星星歷情況下的啟動(dòng)時(shí)間。術(shù)語(yǔ)"溫啟動(dòng)時(shí)間"是指在已知接收機(jī)位置、用戶(hù)時(shí)間及GPS衛(wèi)星歷書(shū)的啟動(dòng)時(shí)間。 術(shù)語(yǔ)"冷啟動(dòng)時(shí)間"是指在無(wú)任何先驗(yàn)信息的啟動(dòng)時(shí)間。
術(shù)語(yǔ)"GPS重捕時(shí)間"是衡量GPS基帶處理芯片性能的重要指標(biāo)之一。 術(shù)語(yǔ)"重捕時(shí)間"是指GPS接收機(jī)在正常跟蹤GPS衛(wèi)星并定位的情況下， 因各種原因衛(wèi)星信號(hào)缺失，進(jìn)而信號(hào)重現(xiàn)，從信號(hào)重現(xiàn)得時(shí)刻起，到重新 捕獲衛(wèi)星時(shí)刻的時(shí)間差。類(lèi)似的，術(shù)語(yǔ)"重定位時(shí)間"是指GPS接收機(jī)在 正常跟蹤GPS衛(wèi)星并定位的情況下，因各種原因衛(wèi)星信號(hào)缺失，進(jìn)而信號(hào) 重現(xiàn)，從信號(hào)重現(xiàn)得時(shí)刻起，到重新定位的時(shí)間差。
GPS接收機(jī)經(jīng)常遇到GPS信號(hào)缺失的情況，特別是在GPS接收機(jī)運(yùn)動(dòng) 和遮擋物較多的情況下。一個(gè)典型的場(chǎng)合是城市中行駛的車(chē)載GPS定位接 收機(jī)。行駛的車(chē)輛經(jīng)常遭遇各種橋梁、建筑物、隧道等遮擋物的遮擋，使 接收機(jī)無(wú)法接收到足夠信噪比的GPS信號(hào)。這些信號(hào)缺失的時(shí)間長(zhǎng)度往往 從秒級(jí)到數(shù)分鐘不等。信號(hào)缺失之后重新出現(xiàn)時(shí)，GPS接收機(jī)的重捕和重 定位時(shí)間是GPS用戶(hù)關(guān)心的核心性能之一，因而吸引了相當(dāng)多的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方
法，其方法包括接收機(jī)內(nèi)部包含了三份導(dǎo)航電文空間， 一份用以放置解 調(diào)數(shù)據(jù)， 一份用于存儲(chǔ)備份， 一份用于解算。當(dāng)解調(diào)完成時(shí)，將解調(diào)導(dǎo)航 電文中的內(nèi)容更新解算導(dǎo)航電文，如果解調(diào)沒(méi)有完整，若在電文的有效期 內(nèi)，且符合一定的同步條件下，則用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文。
本發(fā)明提供了一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方法，其 中，接收機(jī)內(nèi)部包含了三部分導(dǎo)航電文空間，解調(diào)導(dǎo)航電文空間，備份導(dǎo) 航電文空間，解算導(dǎo)航電文空間，具體步驟為
當(dāng)導(dǎo)航電文解調(diào)完成且校驗(yàn)通過(guò)，則用解調(diào)出的電文更新解算導(dǎo)航電 文空間的導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)位置的解算；
利用解調(diào)出的電文更新備份導(dǎo)航電文空間的導(dǎo)航電文； 若解調(diào)沒(méi)有完成或者校驗(yàn)不通過(guò)，檢測(cè)該衛(wèi)星的備份電文是否存在； 如果備份導(dǎo)航電文存在，則檢測(cè)改衛(wèi)星的備份電文是否處于有效期之 內(nèi)，否則等待解調(diào)電文完成解調(diào)且校驗(yàn)通過(guò)；如果備份導(dǎo)航電文處于有效期內(nèi)，在根據(jù)不同情景滿(mǎn)足相應(yīng)同步要求 之后，更新解算導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)位置的解算，直至解調(diào)電文完成解 調(diào)且校驗(yàn)通過(guò)。
進(jìn)一步，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間用于放置解調(diào)出的導(dǎo)航電文。 進(jìn)一步，所述備份導(dǎo)航電文空間用于存儲(chǔ)備份解調(diào)完成且校驗(yàn)通過(guò)的導(dǎo) 航電文。
進(jìn)--步，所述解算導(dǎo)航電文空間用于解算接收機(jī)位置的導(dǎo)航電文。
進(jìn)--步，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間每個(gè)搜索通道分配一個(gè)。
進(jìn)--步，所述備份導(dǎo)航電文空間共32個(gè)，每顆衛(wèi)星分配一個(gè)。
進(jìn)--步，所述解算導(dǎo)航電文空間每個(gè)搜索通道分配一個(gè)。
進(jìn)-,，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間為硬件電文解調(diào)緩存。
進(jìn)—-步，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在RAM中。
進(jìn)--步，所述備份導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在掉電非遺失存儲(chǔ)器中。
進(jìn)-一止 少'所述備份導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在Flash中。
進(jìn)一一步，所述解算導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在RAM中。
進(jìn)一步，所述解調(diào)電文完成解調(diào)是指全部五幀導(dǎo)航電文中子幀一至子幀 三解調(diào)完成。
進(jìn)一步，所述備份導(dǎo)航電文的更新速率可調(diào)，其更新速率和功耗成反比。
進(jìn)一步，所述檢測(cè)備份電文是否過(guò)期的方法包含以下步驟 提取備份導(dǎo)航電文中的第一個(gè)TOW; 轉(zhuǎn)換到以秒為單位；
從基帶處理芯片中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC中讀取當(dāng)前時(shí)間； 轉(zhuǎn)換到本周內(nèi)時(shí)間的秒數(shù)，即第二個(gè)TOW;
比較這兩個(gè)TOW，如果其差值小于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航電文有效，
如果大于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航電文已經(jīng)超出有效期。
進(jìn)一步，所述同步場(chǎng)景包括熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間小于導(dǎo)航電文有效期的 溫啟動(dòng)，以及信號(hào)缺失后重定位兩種情況。
進(jìn)一步，所述熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)情況下使
用備份導(dǎo)航電文包含以下步驟
8捕獲預(yù)測(cè)衛(wèi)星；
如果捕獲成功，則進(jìn)行比特同步，如果不成功則繼續(xù)實(shí)施捕獲； 如果比特同步成功，則檢測(cè)此刻是否存在幀同步先驗(yàn)知識(shí)； 如果無(wú)先驗(yàn)知識(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行幀同步直至幀同步成功，否則，則利用 先驗(yàn)知識(shí)更新秒計(jì)數(shù)器，完成幀同步； 讀取相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文； 檢測(cè)備份導(dǎo)航電文是否過(guò)期；
如果備份導(dǎo)航電文沒(méi)有過(guò)期，則利用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文， 直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。
進(jìn)一步，所述信號(hào)缺失后重定位下使用備份導(dǎo)航電文包含以下步驟 重捕信號(hào)缺失衛(wèi)星；
如果捕獲成功，則檢測(cè)此刻是否有幀同步先驗(yàn)知識(shí)，如果不成功則繼 續(xù)實(shí)施捕獲；
如果無(wú)比特同步先驗(yàn)知識(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行比特同步直至比特同步成功， 否則，則利用先驗(yàn)知識(shí)更新毫秒計(jì)數(shù)器，即完成比特同步； 利用幀同步先驗(yàn)知識(shí)更新秒計(jì)數(shù)器，完成幀同步； 讀取相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文； 檢測(cè)備份導(dǎo)航電文是否過(guò)期；
如果備份導(dǎo)航電文沒(méi)有過(guò)期，則利用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文， 直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。
進(jìn)一步，所述幀同步先驗(yàn)信息是指已經(jīng)完成幀同步的其他衛(wèi)星子幀頭 起始碼位置。
進(jìn)一步，所述幀同步先驗(yàn)信息是指來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的UTC/GPST 時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)秒級(jí)信息。
進(jìn)一步，所述比特同步先驗(yàn)信息是己經(jīng)完成比特同步的信號(hào)缺失前該衛(wèi) 星導(dǎo)航電文比特起始位置。
進(jìn)一步，所述比特同步先驗(yàn)信息是來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的UTC/GPST 時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)毫秒級(jí)信息。
進(jìn)一步，所述門(mén)限小于等于導(dǎo)航電文有效期的數(shù)值。
進(jìn)一步，所述門(mén)限為1800秒到3600秒之間的數(shù)值。進(jìn)一步，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC可以被基帶芯片計(jì)算出的UTC時(shí)間更新。
本發(fā)明提出的這種導(dǎo)航電文管理方法結(jié)構(gòu)清晰，管理簡(jiǎn)單，安全可靠， 能夠捕獲衛(wèi)星后大大降低定位所需時(shí)間，極大地提高熱啟動(dòng)定位速度，溫 啟動(dòng)定位速度，和信號(hào)缺失后重定位速度。


圖1是典型的全球定位系統(tǒng)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)定位的示意圖2是典型的GPS接收機(jī)定位流程；
圖3A是一個(gè)已有導(dǎo)航電文管理方法節(jié)拍一示意圖3B是一個(gè)已有導(dǎo)航電文管理方法節(jié)拍二示意圖4是另一個(gè)己有導(dǎo)航電文管理方法示意圖5是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的導(dǎo)航電文管理方法整體框圖6是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例利用本發(fā)明導(dǎo)航電文管理方法應(yīng)用于熱 啟動(dòng)和啟動(dòng)間隔較短的溫啟動(dòng)的流程圖7是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例利用本發(fā)明導(dǎo)航電文管理方法應(yīng)用于信 號(hào)缺失后重定位的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
GPS基帶芯片是GPS接收機(jī)中處理基帶信號(hào)的芯片，是整個(gè)GPS接收 機(jī)中的核心。本發(fā)明的各種方法均在GPS基帶芯片中實(shí)現(xiàn)。為方便起見(jiàn)， 本發(fā)明中"接收機(jī)"均指"GPS基帶芯片"。
圖1描述了一個(gè)典型的全球定位系統(tǒng)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)定位的方法。已知四 顆衛(wèi)星的位置101以及這四顆衛(wèi)星和接收機(jī)之間的偽距102，即可以通過(guò) 所謂"偽距觀(guān)測(cè)方程"計(jì)算出接收機(jī)的位置103和接收機(jī)時(shí)間相對(duì)衛(wèi)星時(shí) 間的誤差值。如下式
10P2 = VO幼,2 — &附)2 +0加2 _X e》2 +(2加2 _ Z,J2 +6" 戶(hù)3 = a/<X。'3-X, )2 + 0加3 — )2 + 0加3 一 w)2 + 6"
At = "/d,4 _ +(JK、.a" 一少K.ve,') + (Z.ra,4 一 ZK.ser)
其中A為衛(wèi)星和接收機(jī)之間的偽距；
A。"，J^'，^"為各可見(jiàn)衛(wèi)星在ECEF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)； x雖J,，z證為接收機(jī)在ECEF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；
6" = 。"to c為光速，A^為接收機(jī)時(shí)鐘和用戶(hù)時(shí)鐘的差值。
術(shù)語(yǔ)"ECEF坐標(biāo)系"是指地心地球固連坐標(biāo)系，其XY平面與地球赤 道平面重合，X軸指向O經(jīng)度方向，而Y軸指向東經(jīng)90。方向，Z軸與赤 道平面正交，指向地理北極。該坐標(biāo)系隨地球自轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
在多于四顆衛(wèi)星可見(jiàn)時(shí)，上述方程為超定方程，可以在最小二乘的前 提下獲得最優(yōu)解。
如上所述，獲得衛(wèi)星的位置和衛(wèi)星距離接收機(jī)的偽距是實(shí)現(xiàn)定位的充 要條件。而衛(wèi)星位置可以通過(guò)調(diào)制在衛(wèi)星發(fā)射的PN碼上的導(dǎo)航電文結(jié)合 該衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間計(jì)算出來(lái)。具體的計(jì)算過(guò)程本領(lǐng)域內(nèi)熟練人員都應(yīng)熟 悉，因?yàn)椴辉谫樖?。而偽距是可以由發(fā)射時(shí)間獲得。因而，實(shí)現(xiàn)定位的充 要條件可以轉(zhuǎn)換為獲得發(fā)射時(shí)間和導(dǎo)航電文，即GPS系統(tǒng)需要至少4顆 衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間和導(dǎo)航電文才可以實(shí)現(xiàn)三維定位。如上文所述，ICD文件 規(guī)定導(dǎo)航電文的有效期為兩個(gè)小時(shí)。在熱啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電 文有效期的溫啟動(dòng)，以及因衛(wèi)星受遮擋而丟失進(jìn)而重新捕獲的情況下，由 于離上次更新導(dǎo)航電文時(shí)間相差不遠(yuǎn)，上次更新的導(dǎo)航電文往往沒(méi)有超過(guò) 導(dǎo)航電文有效期，因而理論上是可以直接使用的。 一旦在上述情況下且獲 得了正確的衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間，使用有效的上次存儲(chǔ)電文而不用等待新的電文 解調(diào)完整即可以實(shí)現(xiàn)定位解算，從而大大地減少了熱啟動(dòng)時(shí)間，溫啟動(dòng)時(shí) 間和重定位時(shí)間。
圖2描述了一個(gè)典型的GPS接收機(jī)定位流程。圖2所示過(guò)程是從接收 機(jī)上電初始化201開(kāi)始，直至解算出接收機(jī)位置206結(jié)束。通常接收機(jī)上電后進(jìn)入捕獲狀態(tài)202，搜索視線(xiàn)內(nèi)的衛(wèi)星、該衛(wèi)星的載波頻率和PN碼 的碼相位。這個(gè)狀態(tài)下對(duì)載波頻率的搜索是粗糙的，通常在數(shù)百赫茲的量
級(jí)。之后進(jìn)入頻率牽引狀態(tài)203，把本地頻率牽引到和衛(wèi)星載波頻率相差
幾個(gè)赫茲的量級(jí)，同時(shí)進(jìn)行比特同步。完成頻率牽引后，接收機(jī)進(jìn)入跟蹤
狀態(tài)204，完成幀同步，即可以進(jìn)入解調(diào)電文狀態(tài)205，將載波上調(diào)制的 電文解調(diào)出來(lái)用于在隨后的解算狀態(tài)206下計(jì)算接收機(jī)位置。
圖3A和圖3B共同描述了一個(gè)己有導(dǎo)航電文管理方法設(shè)計(jì)示意圖。該 方法包含了兩個(gè)完全相同的解調(diào)導(dǎo)航電文空間302和303，用兩個(gè)節(jié)拍實(shí) 現(xiàn)解調(diào)和計(jì)算同步進(jìn)行。圖3A描述的是節(jié)拍一的情況，圖3B描述的節(jié) 拍二的情況。節(jié)拍一時(shí)，如圖3A所示，接收機(jī)解調(diào)去中頻衛(wèi)星信號(hào)301， 將解調(diào)結(jié)果放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間1中，同時(shí)對(duì)上個(gè)節(jié)拍解調(diào)完成的， 放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間2中的導(dǎo)航電文進(jìn)行校驗(yàn)304，如果校驗(yàn)通過(guò)即 解算接收機(jī)位置305。相應(yīng)地，節(jié)拍二時(shí)，如圖3B所示，接收機(jī)解調(diào)去 中頻衛(wèi)星信號(hào)301，將解調(diào)結(jié)果放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間2中，同時(shí)對(duì)上 個(gè)節(jié)拍解調(diào)完成的，放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間2中的導(dǎo)航電文進(jìn)行校驗(yàn) 304，如果校驗(yàn)通過(guò)即解算接收機(jī)位置305。電文空間的切換是利用時(shí)鐘 306進(jìn)行的，其切換時(shí)刻的間隔是固定的，為解調(diào)電文的時(shí)間，對(duì)于全部 5幀導(dǎo)航電文而言，其時(shí)鐘間隔為30秒。
該種方法雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是非常脆弱。在解調(diào)過(guò)程中如果一旦出現(xiàn) 信號(hào)缺失或者解調(diào)錯(cuò)誤，切換到下一個(gè)節(jié)拍的時(shí)候，校驗(yàn)電文時(shí)不通過(guò)即 無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位，而該時(shí)刻另一個(gè)導(dǎo)航電文空間中的導(dǎo)航電文很可能是完整 可用的。另一方面，對(duì)于熱啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫 啟動(dòng)和信號(hào)缺失后重定位等情況，之前解調(diào)出來(lái)的電文非常有可能仍然可 用。該方法對(duì)于這些情況只能被動(dòng)地等待新電文解調(diào)完成，這通常需要至 少18秒(子幀一至子幀三信息)的時(shí)間。典型的商用GPS接收機(jī)熱啟動(dòng) 時(shí)間都在10秒之內(nèi)，而對(duì)于頻繁遮擋的城市森林，持續(xù)18秒良好接收時(shí) 間可能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
圖4描述了另一個(gè)己有導(dǎo)航電文管理方法示意圖。該種方法針對(duì)圖3所示的方法進(jìn)行了改進(jìn)。和圖3所示方法類(lèi)似，該方法也包含了兩塊導(dǎo)航 電文空間解調(diào)導(dǎo)航電文空間402和解算導(dǎo)航電文空間404。解調(diào)導(dǎo)航電
文空間402專(zhuān)職用于解調(diào)導(dǎo)航電文，而解算導(dǎo)航電文空間404專(zhuān)職用于解 算接收機(jī)位置。和圖3所示方法類(lèi)似，接收機(jī)解調(diào)去中頻衛(wèi)星信號(hào)401， 將解調(diào)結(jié)果放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間中，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)航電文進(jìn)行校驗(yàn)403， 如果校驗(yàn)不通過(guò)則繼續(xù)解調(diào)；如果校驗(yàn)通過(guò)則用解調(diào)出的電文更新解算導(dǎo) 航電文空間中的導(dǎo)航電文。這樣一旦第一次解調(diào)正確之后，就一直有最新 更新的導(dǎo)航電文用解算接收機(jī)位置，對(duì)于頻繁遮擋的城市森林，只要遮擋 時(shí)間不是很長(zhǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)定位。
但是該方法對(duì)于熱啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng) 等情況，仍只能被動(dòng)地等待新電文解調(diào)完成，該方法對(duì)于這些情況這通常 需要至少18秒(子幀一至子幀三的衛(wèi)星軌道信息)的時(shí)間。而接收機(jī)上 次運(yùn)行時(shí)解調(diào)出來(lái)的電文有可能仍然處于可用期之內(nèi)。典型的商用GPS 接收機(jī)熱啟動(dòng)時(shí)間都在IO秒之內(nèi)。而對(duì)于頻繁遮擋的城市森林，持續(xù)18 秒良好接收時(shí)間可能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。另一方面，在城市中，衛(wèi)星被遮擋的 時(shí)間可能很長(zhǎng)，被遮擋衛(wèi)星經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間遮擋而丟失后，可能被其他通道捕 獲，而原有解調(diào)電文仍然可用。該方法對(duì)于這種情況也只能被動(dòng)地重新解 調(diào)導(dǎo)航電文。
圖5是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的導(dǎo)航電文管理方法整體框圖。利用這 種方法可以解決上述所有問(wèn)題，能夠在捕獲衛(wèi)星后大大降低定位所需時(shí) 間，極大地提高熱啟動(dòng)定位速度，溫啟動(dòng)定位，和信號(hào)缺失后重定位速度。 該方法包含有三塊導(dǎo)航電文空間解調(diào)導(dǎo)航電文空間502 ，專(zhuān)職用于放置 解調(diào)出的導(dǎo)航電文，每個(gè)跟蹤通道分配一個(gè)；備份導(dǎo)航電文空間，用于存 儲(chǔ)備份解調(diào)完整且校驗(yàn)通過(guò)的導(dǎo)航電文，每顆衛(wèi)星分配一個(gè)，共32個(gè)；
解算導(dǎo)航電文空間，用于放置用以解算接收機(jī)位置的導(dǎo)航電文，每個(gè)跟蹤 通道分配一個(gè)。解調(diào)導(dǎo)航電文空間可以是硬件實(shí)現(xiàn)的電文解調(diào)緩存，也可
以是基帶處理器片內(nèi)或者片外RAM中分配的空間。類(lèi)似的，解算導(dǎo)航電 文可以是基帶處理器片內(nèi)或者片外RAM中分配的空間。和圖4所示方法 類(lèi)似，接收機(jī)解調(diào)去中頻衛(wèi)星信號(hào)501，將解調(diào)結(jié)果放置在解調(diào)導(dǎo)航電文空間502中，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)航電文進(jìn)行校驗(yàn)503。如果解調(diào)出五幀導(dǎo)航電文中
的子幀一至子幀三信息且校驗(yàn)通過(guò)，則用解調(diào)出的電文更新解算導(dǎo)航電文
空間504中的導(dǎo)航電文，進(jìn)而解算接收機(jī)位置509。若校驗(yàn)不通過(guò)則繼續(xù) 解調(diào)。更新解算導(dǎo)航電文空間的同時(shí)更新備份導(dǎo)航電文空間503。備份導(dǎo) 航電文空間是被存儲(chǔ)在掉電后不易失存儲(chǔ)器中的，如Flash存儲(chǔ)器中，以 保證掉電后重啟動(dòng)這些信息能夠被保留而被使用。其更新的頻率可調(diào)，且 可以控制在在較低的更新頻率上，如30秒一次或者更長(zhǎng)，以延長(zhǎng)Flash讀 寫(xiě)壽命和降低功耗。備份導(dǎo)航空間是和每顆GPS衛(wèi)星直接相關(guān)的，而不是 和接收機(jī)通道相關(guān)的。換而言之每顆衛(wèi)星都用其相應(yīng)的備份導(dǎo)航空間，以 保證無(wú)論哪個(gè)通道捕獲該衛(wèi)星只要導(dǎo)航電文處于可用期之內(nèi)都可以使用 備份導(dǎo)航電文，從而解決了被遮擋衛(wèi)星經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間遮擋而丟失后，可能被 其他通道捕獲而原有正確解調(diào)電文不能被利用的問(wèn)題。
當(dāng)解調(diào)電文沒(méi)有準(zhǔn)備好時(shí)，如導(dǎo)航電文沒(méi)有接收完成，或者校驗(yàn)不通 過(guò)，則檢測(cè)備份導(dǎo)航電文是否存在。術(shù)語(yǔ)"解調(diào)導(dǎo)航電文可用"指導(dǎo)航電 文解調(diào)完整且校驗(yàn)通過(guò)。如果備份導(dǎo)航電文存在，且處于有效期之內(nèi)，在 滿(mǎn)足特定的同步要求之后即可以用以更新解算導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)持續(xù)定位， 直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。檢測(cè)備份電文時(shí)候在有效期的方法如下首先提 取備份導(dǎo)航電文中的TOW (Time of Week,以6秒為單位)信息，并轉(zhuǎn)換 到以秒為單位的數(shù)量上。進(jìn)一步地，從基帶處理芯片中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC 中讀取當(dāng)前時(shí)間并轉(zhuǎn)換到本周內(nèi)時(shí)間的秒數(shù)，即第二個(gè)TOW，其計(jì)算公 式為
7tW紅=x 86400 +腸r x 3600 +她x 60 + &c
其中Date是星期幾，其取值范圍為0 6， Hour為UTC小時(shí)數(shù)，Min 為UTC分鐘數(shù)，Sec為UTC秒數(shù)。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC被包含在GPS基帶芯片內(nèi)部。該實(shí)時(shí)時(shí)鐘可被基帶芯片 計(jì)算出的UTC時(shí)間(協(xié)調(diào)世界時(shí))更新。同時(shí)該時(shí)鐘可以由片外電池獨(dú) 立供電，保證系統(tǒng)掉電的情況下仍能正常工作。
進(jìn)一步地，比較這兩個(gè)TOW，如果其差值小于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航 電文有效，如果大于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航電文已經(jīng)超出有效期。該門(mén)限 通常取小于等于導(dǎo)航電文有效期的數(shù)值，如2000秒。
14使用備份導(dǎo)航電文的同步要求根據(jù)不同的情況有不同等級(jí)的限制，主 要分成熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)以及信號(hào)缺 失后重定位兩種情況，其具體細(xì)節(jié)將在圖6和圖7中詳細(xì)說(shuō)明。
圖6描述的是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例利用本發(fā)明導(dǎo)航電文管理方法應(yīng) 用于熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)的流程圖，使用 備份導(dǎo)航電文的同步條件判斷包含在整個(gè)流程中。對(duì)于熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間
間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)，啟動(dòng)初始化601之后，利用相應(yīng)的預(yù) 測(cè)算法預(yù)測(cè)啟動(dòng)衛(wèi)星602，進(jìn)而對(duì)這些衛(wèi)星進(jìn)行捕獲603。如果捕獲成功 604，則進(jìn)行比特同步605，如果不成功則繼續(xù)實(shí)施捕獲。眾所周知，GPS C/A 碼信號(hào)中的導(dǎo)航電文是經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制的，導(dǎo)航電文的每個(gè)數(shù)據(jù)位包含20 個(gè)碼周期，即每個(gè)數(shù)據(jù)碼元的周期為20ms。在接收機(jī)完成了載波同步和偽 碼同步后，需要進(jìn)行位同步，即找到數(shù)據(jù)位的起始碼周期。如果比特同步 成功，則檢測(cè)此刻是否有幀同步先驗(yàn)知識(shí)，如果無(wú)先驗(yàn)知識(shí)則繼續(xù)進(jìn)行幀 同步609。術(shù)語(yǔ)"幀同步"，是指找到導(dǎo)航電文子幀的起始碼周期。幀同步 對(duì)發(fā)射時(shí)間的貢獻(xiàn)在于秒以上的部分。術(shù)語(yǔ)"幀同步先驗(yàn)知識(shí)"是指關(guān)于 子幀頭起始碼位置，或者UTC/GPST時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)秒級(jí)信息。這樣的 信息可以來(lái)自己經(jīng)完成幀同步的其他衛(wèi)星，也可以來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 如果有這樣的先驗(yàn)信息存在可以跳過(guò)常規(guī)幀同步的環(huán)節(jié)，而直接利用先驗(yàn) 信息更新秒計(jì)數(shù)器612，即完成了幀同步的過(guò)程。
進(jìn)一步地，在完成幀同步610或者更新秒計(jì)數(shù)器612之后，讀取備份電 文空間中相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文611。進(jìn)而讀取本地時(shí)間613，利用圖5 中給出的方法判斷備份電文是否可用614，如果可用，則用備份電文更新 解算電文615，直至解調(diào)電文可用，進(jìn)而使用解調(diào)出的解調(diào)電文更新解算 電文；如果備份導(dǎo)航電文不可用，則等待解調(diào)導(dǎo)航電文可用616，進(jìn)而使 用解調(diào)出的解調(diào)導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文。
利用該方法可以最大限度地減少解調(diào)電文帶來(lái)的定位延遲，可以大大 地提高熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間間隔小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)的定位時(shí)間。
圖7是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例利用本發(fā)明導(dǎo)航電文管理方法應(yīng)用于信號(hào)缺失后重定位的流程圖。其基本流程和圖6所示過(guò)程基本相同，只是因?yàn)橹夭稌r(shí)已經(jīng)具備了很多先驗(yàn)信息，使用備份導(dǎo)航電文的同步要求更為寬泛，因?yàn)橹夭稌r(shí)的定位速度更高。
初始化重捕通道701之后，捕獲丟失衛(wèi)星702。如果捕獲成功703，則進(jìn)行比特同步605，如果不成功則繼續(xù)實(shí)施捕獲。如果捕獲成功，則檢測(cè)此刻是否有比特同步先驗(yàn)知識(shí)704，如果無(wú)先驗(yàn)知識(shí)則繼續(xù)進(jìn)行比特同步705。比特同步對(duì)發(fā)射時(shí)間的貢獻(xiàn)在于秒和毫秒之間的部分。術(shù)語(yǔ)"比特同步先驗(yàn)知識(shí)"是指關(guān)于子導(dǎo)航電文比特起始位置，或者UTC/GPST時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)毫秒級(jí)信息。這樣的信息可以來(lái)自已經(jīng)完成該衛(wèi)星信號(hào)缺失前的比特同步信息，也可以來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。如果有這樣的先驗(yàn)信息存在可以跳過(guò)常規(guī)比特同步705的環(huán)節(jié)，而直接利用先驗(yàn)信息更新毫秒計(jì)數(shù)器708，即完成了比特同步。
進(jìn)一步地，在完成比特同步706或者更新毫秒計(jì)數(shù)器708之后，利用幀同步先驗(yàn)信息更新秒計(jì)數(shù)器707，即完成幀同步。這樣的幀同步先驗(yàn)信息可以來(lái)自已經(jīng)完成幀同步的其他衛(wèi)星，也可以來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。進(jìn)一步地，讀取備份電文空間中相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文709。進(jìn)而讀取本地時(shí)間710，利用圖5中給出的方法判斷備份電文是否可用711，如果可用，則用備份電文更新解算電文712，直至解調(diào)電文可用，進(jìn)而使用解調(diào)出的解調(diào)電文更新解算電文；如果備份電文不可用，則等待解調(diào)電文可用713，進(jìn)而使用解調(diào)出的解調(diào)電文更新解算電文。
利用該方法可以最大限度地減少解調(diào)電文帶來(lái)的定位延遲，可以大大地提高信號(hào)缺失后重定位速度。
盡管本發(fā)明的方法和裝置是參照GPS衛(wèi)星來(lái)描述的，但應(yīng)當(dāng)理解，這些原理同樣適用于采用假衛(wèi)星(pseudolites)或衛(wèi)星與假衛(wèi)星的組合的定位系統(tǒng)。假衛(wèi)星是一種基于地面的發(fā)射機(jī)，它傳播調(diào)制在L頻段在波信號(hào)上PN碼(與GPS信號(hào)相似)，并且通常是與GPS時(shí)間同步的。每一發(fā)射機(jī)可以被賦予一個(gè)獨(dú)特的PN碼，從而允許由遠(yuǎn)端接收機(jī)進(jìn)行識(shí)別。假衛(wèi)星用在這樣的情況下，即，來(lái)自軌道衛(wèi)星的GPS信號(hào)缺失，如隧道、礦山、建筑物或者其他的封閉區(qū)及明顯遮擋。這里所使用的術(shù)語(yǔ)"衛(wèi)星"包括假衛(wèi)星或假衛(wèi)星的等效，而這里所使用的術(shù)語(yǔ)GPS信號(hào)包括來(lái)自假衛(wèi)星或者 假衛(wèi)星等效的類(lèi)似GPS的信號(hào)。
在前面的討論中，本發(fā)明是參照美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)來(lái)描述的。 然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些方法同樣適用于類(lèi)似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如俄羅斯的
格洛納斯(Glonass)系統(tǒng)，歐洲的伽利略(Galileo)系統(tǒng)和中國(guó)的北斗l 及北斗2系統(tǒng)。所使用的術(shù)語(yǔ)"GPS"還包括這樣一些衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如 俄羅斯的格洛納斯(Glonass)系統(tǒng)，歐洲的伽利略(Galileo)系統(tǒng)和中國(guó) 的北斗1及北斗2系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)"GPS信號(hào)"包括來(lái)自另一些衛(wèi)星定位系統(tǒng) 的信號(hào)。
上文中，已經(jīng)描述了用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方法。 盡管本發(fā)明是參照特定實(shí)施例來(lái)描述的，但很明顯，本領(lǐng)域熟練人員，在 不偏移權(quán)利要求書(shū)所限定的發(fā)明范圍和精神的情況下，還可以對(duì)這些實(shí)施 例作各種修改和變更。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖是描述性的，而不是限定性的。
權(quán)利要求
1、一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方法，其特征在于，接收機(jī)內(nèi)部包含了三部分導(dǎo)航電文空間，解調(diào)導(dǎo)航電文空間，備份導(dǎo)航電文空間，解算導(dǎo)航電文空間，具體步驟為當(dāng)導(dǎo)航電文解調(diào)完成且校驗(yàn)通過(guò)，則用解調(diào)出的電文更新解算導(dǎo)航電文空間的導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)位置的解算；利用解調(diào)出的電文更新備份導(dǎo)航電文空間的導(dǎo)航電文；若解調(diào)沒(méi)有完成或者校驗(yàn)不通過(guò)，檢測(cè)該衛(wèi)星的備份電文是否存在；如果備份導(dǎo)航電文存在，則檢測(cè)改衛(wèi)星的備份電文是否處于有效期之內(nèi)，否則等待解調(diào)電文完成解調(diào)且校驗(yàn)通過(guò)；如果備份導(dǎo)航電文處于有效期內(nèi)，在根據(jù)不同情景滿(mǎn)足相應(yīng)同步要求之后，更新解算導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)位置的解算，直至解調(diào)電文完成解調(diào)且校驗(yàn)通過(guò)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間用于放置解調(diào)出的導(dǎo)航電文。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述備份導(dǎo)航電文空間用于存儲(chǔ)備份解調(diào)完成且校驗(yàn)通過(guò)的導(dǎo)航電文。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解算導(dǎo)航電文空間用于解算接收機(jī)位置的導(dǎo)航電文。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間每個(gè)搜索通道分配一個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述備份導(dǎo)航電文空間共32個(gè)，每顆衛(wèi)星分配一個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解算導(dǎo)航電文空間每個(gè)搜索通道分配一個(gè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間為硬件電文解調(diào)緩存。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在RAM中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述備份導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在掉電非遺失存儲(chǔ)器中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述備份導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在Flash中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述解算導(dǎo)航電文空間存儲(chǔ)在RAM中。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)電文完成解調(diào)是指全部五幀導(dǎo)航電文中子幀一至子幀三解調(diào)完成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述備份導(dǎo)航電文的更新速率可調(diào)，其更新速率和功耗成反比。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)備份電文是否過(guò)期的方法包含以下步驟提取備份導(dǎo)航電文中的第一個(gè)TOW;轉(zhuǎn)換到以秒為單位；從基帶處理芯片中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC中讀取當(dāng)前時(shí)間；轉(zhuǎn)換到本周內(nèi)時(shí)間的秒數(shù)，即第二個(gè)TOW;比較這兩個(gè)TOW，如果其差值小于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航電文有效，如果大于預(yù)設(shè)門(mén)限則認(rèn)為該導(dǎo)航電文已經(jīng)超出有效期。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步場(chǎng)景包括熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)，以及信號(hào)缺失后重定位兩種情況。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述熱啟動(dòng)和啟動(dòng)時(shí)間小于導(dǎo)航電文有效期的溫啟動(dòng)情況下使用備份導(dǎo)航電文包含以下步驟捕獲預(yù)測(cè)衛(wèi)星；如果捕獲成功，則進(jìn)行比特同步，如果不成功則繼續(xù)實(shí)施捕獲；如果比特同步成功，則檢測(cè)此刻是否存在幀同步先驗(yàn)知識(shí)；如果無(wú)先驗(yàn)知識(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行幀同步直至幀同步成功，否則，則利用先驗(yàn)知識(shí)更新秒計(jì)數(shù)器，完成幀同步；讀取相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文；檢測(cè)備份導(dǎo)航電文是否過(guò)期；如果備份導(dǎo)航電文沒(méi)有過(guò)期，則利用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文，直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)缺失后重定位下使用備份導(dǎo)航電文包含以下步驟重捕信號(hào)缺失衛(wèi)星；如果捕獲成功，則檢測(cè)此刻是否有幀同步先驗(yàn)知識(shí)，如果不成功則繼續(xù)實(shí)施捕獲；如果無(wú)比特同步先驗(yàn)知識(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行比特同步直至比特同步成功，否則，則利用先驗(yàn)知識(shí)更新毫秒計(jì)數(shù)器，即完成比特同步；利用幀同步先驗(yàn)知識(shí)更新秒計(jì)數(shù)器，完成幀同步；讀取相應(yīng)衛(wèi)星的備份導(dǎo)航電文；檢測(cè)備份導(dǎo)航電文是否過(guò)期；如果備份導(dǎo)航電文沒(méi)有過(guò)期，則利用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文，直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述幀同步先驗(yàn)信息是指已經(jīng)完成幀同步的其他衛(wèi)星子幀頭起始碼位置。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述幀同步先驗(yàn)信息是指來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的UTC/GPST時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)秒級(jí)信息。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述比特同步先驗(yàn)信息是已經(jīng)完成比特同步的信號(hào)缺失前該衛(wèi)星導(dǎo)航電文比特起始位置。
22、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述比特同步先驗(yàn)信息是來(lái)自精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的UTC/GPST時(shí)間坐標(biāo)下的絕對(duì)毫秒級(jí)信息。
23、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述門(mén)限小于等于導(dǎo)航電文有效期的數(shù)值。
24、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述門(mén)限為1800秒到3600秒之間的數(shù)值。
25、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC可以被基帶芯片計(jì)算出的UTC時(shí)間更新。
全文摘要
本發(fā)明涉及全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航領(lǐng)域，例如GPS系統(tǒng)，特別是一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的導(dǎo)航電文管理方法，其方法包括接收機(jī)內(nèi)部包含了三部分導(dǎo)航電文空間，一份用以放置解調(diào)數(shù)據(jù)，一份用于存儲(chǔ)備份，一份用于解算。當(dāng)解調(diào)完成且校驗(yàn)通過(guò)時(shí)，將解調(diào)導(dǎo)航電文空間中的導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文，如果解調(diào)沒(méi)有完成或校驗(yàn)沒(méi)有通過(guò)，若在電文的有效期內(nèi)，且符合一定的同步條件下，則用備份導(dǎo)航電文更新解算導(dǎo)航電文實(shí)現(xiàn)解算用戶(hù)位置，直至解調(diào)導(dǎo)航電文可用。這種導(dǎo)航電文管理方法結(jié)構(gòu)清晰，管理簡(jiǎn)單，安全可靠，能夠在捕獲衛(wèi)星后大大降低定位所需時(shí)間，極大地提高熱啟動(dòng)定位速度，溫啟動(dòng)定位速度，和信號(hào)缺失后重定位速度。
文檔編號(hào)G01S1/02GK101493512SQ20081005663
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者睿 鄭, 杰 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所