專利名稱：一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的制作方法
一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子信號領(lǐng)域中的定位導(dǎo)航技術(shù)，特別是一種基于衛(wèi)星信息本 地處理的快速定位系統(tǒng)。背景技術(shù)：
基于衛(wèi)星信號的定位導(dǎo)航技術(shù)在近二十年來發(fā)展迅速，且逐漸從專有應(yīng)用 領(lǐng)域走入人們?nèi)粘Ｉ?。目前世界上有?shù)套全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)我國的北斗系
統(tǒng)，美國的GPS系統(tǒng)，俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，中歐合作的伽利略系統(tǒng)等。 以GPS系統(tǒng)為例，衛(wèi)星信號接收機在定位時分為冷啟動、溫啟動、熱啟動三種 類型。其中冷啟動時接收機在啟動前沒有預(yù)存任何衛(wèi)星的星歷和歷書，定位之 前必須把完整的星歷數(shù)據(jù)下載到接收機中；熱啟動時接收機在啟動前已經(jīng)預(yù)存 了超過四顆可見衛(wèi)星的星歷，可以快速捕獲到相關(guān)衛(wèi)星進行定位。冷啟動定位 耗時在一分鐘左右，若周圍有障礙物遮擋時定位耗時會更長；熱啟動耗時在數(shù) 秒內(nèi)，溫啟動耗時在兩者間。由于衛(wèi)星星歷的有效期在兩個小時左右，普通的 衛(wèi)星信號接收機關(guān)機超過星歷有效期后重新啟動一般都處于冷啟動狀態(tài)，定位 耗時較多。
為了消除冷啟動縮短定位時間，目前主要是用輔助型GPS的方式來解決。 即利用服務(wù)器來對衛(wèi)星星歷進行處理和外推，然后通過有線或無線的下載方式 將數(shù)據(jù)傳送到接收機中。這些下載的數(shù)據(jù)就相當(dāng)于衛(wèi)星星歷，接收機根據(jù)這些 數(shù)據(jù)再結(jié)合接收到的衛(wèi)星信號就能消除冷啟動，實現(xiàn)快速定位。要把該技術(shù)投 入實用，必須要搭建高性能的服務(wù)器平臺，若用無線方式傳送數(shù)據(jù)還要搭建眾 多的信號發(fā)射站，若用有線的方式傳送數(shù)據(jù)則需要用戶經(jīng)常性地從相關(guān)網(wǎng)站下 載外推的星歷。這種技術(shù)在縮短定位時間的同時也極大地增加了成本，使用起 來也不方便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種完全本地自主處理的、無需建立 昂貴服務(wù)器平臺的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的 一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，分兩個狀態(tài)，即正常使用狀態(tài)和快速定位狀態(tài)。系統(tǒng)啟 動后首先進入快速定位狀態(tài)，直至定位信號正常后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，當(dāng) 定位信號異常時系統(tǒng)會從正常使用狀態(tài)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)。系統(tǒng)在正常使用狀 態(tài)中實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推和存儲，該狀態(tài)的工作部件包括主中央處理器、全 球定位系統(tǒng)芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處理器為整個系統(tǒng)的主控制運 行模塊，聯(lián)結(jié)到所述全球定位系統(tǒng)芯片組，所述全球定位系統(tǒng)芯片組實現(xiàn)在全 球定位系統(tǒng)信號正常情況下的接收機定位，并通過串口輸出編碼信號，所述上 層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定位結(jié)果對用戶進行多元化服務(wù)的 軟件，還包括判斷模塊l、判斷模塊2、判斷模塊3、存儲器l、存儲器2、星歷 數(shù)據(jù)處理模塊，所述判斷模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號，并判斷 全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號是否正常，若正常則直接將該信號輸出給上層 應(yīng)用模塊，并同時把信號輸出給判斷模塊3，若不正常則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀 態(tài)，所述判斷模塊3接收判斷模塊1輸出的信號并判斷衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的 新鮮程度以及是否需要更新，若需要則把最新的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書下載至存
儲器1，所述存儲器1實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的存儲，所述判斷模塊2檢測
主中央處理器的狀態(tài)并判斷主中央處理器是否空閑，若空閑則從存儲器1中調(diào) 取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星
歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2，所述星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)
對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指通過相關(guān)算法對衛(wèi)星星歷進行處
理和預(yù)測，使其有效期變長，所述存儲器2實現(xiàn)對外推后的衛(wèi)星星歷的存儲。 系統(tǒng)在快速定位狀態(tài)中實現(xiàn)對系統(tǒng)的快速定位，該狀態(tài)的工作部件包括主中央 處理器、全球定位系統(tǒng)芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處理器為整個系統(tǒng) 的主控制運行模塊，聯(lián)結(jié)到所述全球定位系統(tǒng)芯片組及實時時鐘模塊，所述全 球定位系統(tǒng)芯片組實現(xiàn)在全球定位系統(tǒng)信號正常情況下的系統(tǒng)定位，并通過串 口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定位結(jié)果 對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，還包括實時時鐘模塊、判斷模塊l、判斷模塊4、 存儲器2，所述實時時鐘模塊實現(xiàn)記錄系統(tǒng)時間，并可以通過人工校準和全球定 位系統(tǒng)授時校準，所述判斷模塊4判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段并根據(jù)判斷結(jié)果 在存儲器2中選擇相應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給全球定位系統(tǒng)芯片組，所述
6判斷模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號，并判斷全球定位系統(tǒng)芯片組 輸出的信號是否正常，若正常則直接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并將系統(tǒng) 轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，若不正常則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位的信號。 該發(fā)明可進一步具體為
一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，分兩個狀態(tài)，即正常使用狀 態(tài)和快速定位狀態(tài)。系統(tǒng)啟動后首先進入快速定位狀態(tài)，直至定位信號正常后 系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，當(dāng)定位信號異常時系統(tǒng)會從正常使用狀態(tài)轉(zhuǎn)入快速定 位狀態(tài)。系統(tǒng)在正常使用狀態(tài)中實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推和存儲，該狀態(tài)的工作 部件包括主中央處理器、全球定位系統(tǒng)芯片組、上層應(yīng)用模塊、還包括判斷模 塊l、判斷模塊2、判斷模塊3、存儲器l、存儲器2、星歷數(shù)據(jù)處理模塊。所述 主中央處理器為整個系統(tǒng)的主控制運行模塊，聯(lián)結(jié)到所述全球定位系統(tǒng)芯片組， 所述全球定位系統(tǒng)芯片組實現(xiàn)在全球定位系統(tǒng)信號正常情況下的系統(tǒng)定位，并 通過串口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定 位結(jié)果對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，所述判斷模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯片 組輸出的信號，并判斷全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號是否正常，若正常則直 接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并同時把信號輸出給判斷模塊3，若不正常則 將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，所述判斷模塊3接收判斷模塊1輸出的信號并判斷 衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的新鮮程度以及是否需要更新，若需要則把最新的衛(wèi)星星 歷和衛(wèi)星歷書下載至存儲器1 ，所述存儲器1實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的存儲，
所述判斷模塊2檢測主中央處理器的狀態(tài)并判斷主中央處理器是否空閑，若空
閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)
據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2，所述星
歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指通過相關(guān)算
法對衛(wèi)星星歷進行處理和預(yù)測，使其有效期變長，所述存儲器2實現(xiàn)對外推后 的衛(wèi)星星歷的存儲，存儲器1和存儲器2存儲的數(shù)據(jù)不一樣，它們可以是不同 的硬件模塊，也可以是同樣硬件模塊的不同存儲單元。系統(tǒng)在快速定位狀態(tài)中 實現(xiàn)對系統(tǒng)的快速定位，該狀態(tài)的工作部件包括主中央處理器、全球定位系統(tǒng) 芯片組、上層應(yīng)用模塊，還包括實時時鐘模塊、判斷模塊l、判斷模塊4、存儲 器2。所述實時時鐘模塊實現(xiàn)記錄系統(tǒng)時間，并可以通過人工校準和全球定位系統(tǒng)授時校準，所述判斷模塊4判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段并根據(jù)判斷結(jié)果在存 儲器2中選擇相應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給全球定位系統(tǒng)芯片組，所述判斷 模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號，并判斷全球定位系統(tǒng)芯片組輸出 的信號是否正常，若正常則直接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入 正常使用狀態(tài)，若不正常則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位的信號。
所述全球定位系統(tǒng)芯片組包括一個小中央處理器、射頻處理模塊、基帶處 理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編碼串口輸出，以及天線、放大器，所述小 中央處理器、射頻處理模塊、基帶處理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編碼串 口輸出依次串聯(lián)，小中央處理器同時與內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件相聯(lián)，天線、放 大器聯(lián)結(jié)到所述射頻處理模塊。
所述四個判斷模塊的實現(xiàn)分別如下判斷模塊1首先解析全球定位系統(tǒng)芯 片組輸出的編碼信息，然后判斷定位標志參數(shù)是否正常，最后根據(jù)判斷結(jié)果選 擇下一歩的操作，在系統(tǒng)處于正常使用狀態(tài)時，若定位標志參數(shù)正常，直接將 全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層應(yīng)用模塊以及判斷模塊3，若定 位標志參數(shù)不正常，則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，在系統(tǒng)處于快速定位狀態(tài)時， 若定位標志參數(shù)正常，直接將全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層 應(yīng)用模塊并把系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，若定位標志參數(shù)不正常，則向主中央處 理器發(fā)出一個重新定位信號；判斷模塊2首先檢測主中央處理器狀態(tài)，然后判
斷主中央處理器是否空閑，若空閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至 星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的
衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2;判斷模塊3首先獲取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的時間參數(shù)，
然后判斷衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書新鮮程度以及是否需要更新，最后根據(jù)判斷結(jié)果
選擇是否下載衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書；判斷模塊4首先從實時時鐘模塊中獲取系 統(tǒng)的時間信息，然后判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段，最后根據(jù)判斷結(jié)果在存儲器2 中選擇對應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給全球定位系統(tǒng)芯片組。
所述星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指 通過相關(guān)算法對衛(wèi)星星歷進行處理和預(yù)測，使其有效期變長。目前有較多實現(xiàn) 衛(wèi)星星歷外推的算法，有些是通過衛(wèi)星星歷直接外推，有些是通過衛(wèi)星星歷外 推并用衛(wèi)星歷書來修正外推結(jié)果，有些是通過衛(wèi)星星歷外推并用不同的軌道模型來修正外推結(jié)果。需要指出的是，這些星歷外推算法一般都是在服務(wù)器上運 行，復(fù)雜度較高所需的資源也較多，同時有效期也比較長，有的可達兩周。用 在本模塊中的外推算法需要對原有算法進行簡化，使它的復(fù)雜度降低，同時有 效期也會相應(yīng)縮短。
要實現(xiàn)對系統(tǒng)的定位，需要知道幾個參數(shù)4顆以上全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星的衛(wèi)
星星歷；衛(wèi)星信號的發(fā)射時間；精確的接收機時間。
一般的接收機系統(tǒng)冷啟動時需要從全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號里下載4顆可見
衛(wèi)星的完整星歷后才能實現(xiàn)定位。在本系統(tǒng)中由于可見衛(wèi)星的星歷已經(jīng)通過外
推存在存儲器2中，當(dāng)系統(tǒng)捕獲和追蹤到了相關(guān)的全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號，就 可以直接從存儲器2中調(diào)取對應(yīng)的衛(wèi)星星歷，從而省去了下載衛(wèi)星星歷所需的
大量時間，消除冷啟動狀態(tài)實現(xiàn)快速定位。在快速定位時，所需的衛(wèi)星星歷是
通過外推得到的存在存儲器2中的衛(wèi)星星歷。衛(wèi)星信號的發(fā)射時間和多普勒頻 移由全球定位系統(tǒng)芯片組實時接收衛(wèi)星信號獲取。當(dāng)前時刻系統(tǒng)時間可直接由 實時時鐘模塊提供，當(dāng)實時時鐘模塊提供的時間存在較大誤差時，系統(tǒng)時間可 從全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號的導(dǎo)航電文中獲取。由于后者需要解碼導(dǎo)航電文才能 獲取相應(yīng)的時間信息，定位耗時會比前者長，但比冷啟動耗時要少很多。因為 實時時鐘模塊提供的時間可以由用戶來校準也可以通過全球定位系統(tǒng)芯片組授 時校準， 一般情況下實時時鐘都可以處在較準確的狀態(tài)。
本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對
衛(wèi)星星歷外推的本地處理，可以較好的消除定位設(shè)備的冷啟動，實現(xiàn)快速定位， 同時不需要建立昂貴的服務(wù)器平臺也不需要用戶經(jīng)常性從服務(wù)器下載衛(wèi)星星 歷，降低了建設(shè)成本增強了系統(tǒng)使用的便利性。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖1是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的狀態(tài)關(guān)系圖。 圖2是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的正常使用狀態(tài) 的內(nèi)部關(guān)系圖。
圖3是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的快速定位狀態(tài) 的內(nèi)部關(guān)系圖。
圖4是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的GPS芯片組的
內(nèi)部關(guān)系圖。
圖5是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的判斷模塊1的 內(nèi)部關(guān)系圖。
圖6是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的判斷模塊2的 內(nèi)部關(guān)系圖。
圖7是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定^I系統(tǒng)的判斷模塊3的 內(nèi)部關(guān)系圖。
圖8是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的判斷模塊4的 內(nèi)部關(guān)系圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)包括兩個狀 態(tài)，即正常使用狀態(tài)和快速定位狀態(tài)，系統(tǒng)啟動后首先進入快速定位狀態(tài)，直 至定位信號正常后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，當(dāng)定位信號不正常時系統(tǒng)會從正常 使用狀態(tài)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)。
請參閱圖2，本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的正常使用 狀態(tài)的工作部件包括主中央處理器、GPS (Global Positioning System,全球定位系 統(tǒng))芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處理器為整個系統(tǒng)的主控制運行模塊， 聯(lián)結(jié)到所述GPS芯片組，所述GPS芯片組實現(xiàn)在GPS信號正常情況下的接收 機定位，并通過串口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件 以及基于定位結(jié)果對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，還包括判斷模塊l、判斷模塊 2、判斷模塊3、存儲器l、存儲器2、星歷數(shù)據(jù)處理模塊，所述判斷模塊l接收 GPS芯片組輸出的信號，并判斷GPS芯片組輸出的信兮是否正常，若正常則直 接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并同時把信號輸出給判斷模塊3，若不正常則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，所述判斷模塊3接收判斷^募塊1輸出的信號并判斷 衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的新鮮程度以及是否需要更新，若需要則把最新的衛(wèi)星星 歷和衛(wèi)星歷書下載至存儲器1 ，所述存儲器1實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的存儲， 所述判斷模塊2檢測主中央處理器的狀態(tài)并判斷主中央處理器是否空閑，若空 閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù) 據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2，所述星 歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指通過相關(guān)算
法對衛(wèi)星星歷進行處理和預(yù)測，使其有效期變長，所述存儲器2實現(xiàn)對外推后 的衛(wèi)星星歷的存儲。存儲器1和存儲器2存儲的數(shù)據(jù)不一樣，它們可以是不同
的硬件模塊，也可以是同樣硬件模塊的不同存儲單元。
所述星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指 通過相關(guān)算法對衛(wèi)星星歷進行處理和預(yù)測，使其有效期變長。目前有較多實現(xiàn) 衛(wèi)星星歷外推的算法，有些是通過衛(wèi)星星歷直接外推，有些是通過衛(wèi)星星歷外 推并用衛(wèi)星歷書來修正外推結(jié)果，有些是通過衛(wèi)星星歷外推并用不同的軌道模 型來修正外推結(jié)果。需要指出的是，這些星歷外推算法一般都是在服務(wù)器上運 行，復(fù)雜度較高所需的資源也較多，同時有效期也比較長，有的可達兩周。用 在木模塊中的外推算法需要對原有算法進行簡化，使它的復(fù)雜度降低，同時有 效期也會相應(yīng)縮短。
要實現(xiàn)對系統(tǒng)的定位，需要知道幾個參數(shù)4顆以上GPS衛(wèi)星的星歷；衛(wèi) 星信號的發(fā)射時間；精確的接收機時間。
-般的接收機系統(tǒng)冷啟動時需要從GPS衛(wèi)星信號里下載4顆可見衛(wèi)星完整 星歷后才能實現(xiàn)定位。在本系統(tǒng)中由于可見衛(wèi)星的星歷己經(jīng)通過外推存在存儲 器2中，當(dāng)系統(tǒng)捕獲和追蹤到了相關(guān)的GPS衛(wèi)星信號，就可以直接從存儲器2 中調(diào)取相應(yīng)的衛(wèi)星星歷，從而省去了下載衛(wèi)星星歷所需的大量時間，消除冷啟 動狀態(tài)實現(xiàn)快速定位。在快速定位時，所需的衛(wèi)星星歷是通過外推得到的存在 存儲器2中的衛(wèi)星星歷。衛(wèi)星信號的發(fā)射時間和多普勒頻移由GPS芯片組實時 接收衛(wèi)星信號獲取。當(dāng)前時刻系統(tǒng)時間可直接由實吋時鐘模塊提供，當(dāng)實時時鐘模塊提供的時間存在較大誤差時(大于6秒)，系統(tǒng)時間可從GPS衛(wèi)星信號的導(dǎo)航電文中獲取。由于后者需要解碼導(dǎo)航電文才能獲取相應(yīng)的時間信息，定位耗時會比前者長。由于實時時鐘模塊提供的時間可以由用戶來校準也可以通過GPS芯片組授時校準，所以一般情況下實時時鐘都可以處在較準確的狀態(tài)。
請參閱圖3，本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的快速定位狀態(tài)的工作部件包括主中央處理器、GPS芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處理器為整個系統(tǒng)的主控制運行模塊，聯(lián)結(jié)到所述GPS芯片組及實時時鐘模塊，所述GPS芯片組實現(xiàn)在GPS信號正常情況下的系統(tǒng)定位，并通過串口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定位結(jié)果對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，還包括實時時鐘模塊、判斷模塊l、判斷模塊4、存儲器2，所述實時時鐘模塊實現(xiàn)記錄系統(tǒng)時間，并可以通過人工校準和GPS授時校準，所述判斷模塊4判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段并根據(jù)判斷結(jié)果在存儲器2中選擇相應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給GPS芯片組，所述判斷模塊1接收GPS輸出的信號，并判斷GPS芯片組輸出的信號是否正常，若正常則直接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，若不正常則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位的信號。
請參閱圖4，為本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)用到的模塊GPS (Global Positioning System, 全球定位系統(tǒng))芯片組的內(nèi)部關(guān)系圖，包括 一個小中央處理器、射頻處理模塊、基帶處理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編碼串口輸出，以及天線、放大器等。所述小中央處理器、射頻處理模塊、基帶處理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編碼串口輸出依次串聯(lián)，小中央處理器又與內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件相聯(lián)，天線、放大器等聯(lián)結(jié)到該射頻處理模塊。小中央處理器的作用是控制內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件，射頻處理模塊，基帶處理模塊的合理運行。目前市面上有很多GPS芯片組的集成產(chǎn)品，如SIRF， U-BLOX等公司生產(chǎn)的芯片組。
請參閱圖5至圖8，為本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)用到的四個判斷模塊的內(nèi)部關(guān)系圖，判斷模塊1首先解析全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的編碼信息，然后判斷定位標志參數(shù)是否正常，最后根據(jù)判斷結(jié)果選擇下一
1步的操作，在系統(tǒng)處于正常使用狀態(tài)吋，若定位標志參數(shù)正常，直接將全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層應(yīng)用模塊以及判斷模塊3，若定位標志參數(shù)不正常，則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，在系統(tǒng)處于快速定位狀態(tài)時，若定位標志參數(shù)正常，直接將全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層應(yīng)用模塊并把系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，若定位標志參數(shù)不止常，則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位信號；判斷模塊2首先檢測主中央處理器狀態(tài)，然后判斷主中央處理器是否空閑，若空閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2;判斷模塊3首先獲取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的時間參數(shù)，然后判斷衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書新鮮程度以及是否需耍更新，最后根據(jù)判斷結(jié)果選擇是否下載衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書；判斷模塊4首先從實時時鐘模塊中獲取系統(tǒng)的時間信息，然后判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段，最后根據(jù)判斷結(jié)果在存儲器2中選擇對應(yīng)的外推的衛(wèi)星星歷輸出給GPS芯片組。
本發(fā)明一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對
衛(wèi)星星歷外推的本地處理，可以較好的消除定位設(shè)備的冷啟動，實現(xiàn)快速定位，同時不需要建立昂貴的服務(wù)器平臺也不需要用戶經(jīng)常性從服務(wù)器下載衛(wèi)星星歷，降低了建設(shè)成本增強了系統(tǒng)使用的便利性。
需要指出的是不管是直接從GPS衛(wèi)星信號下載的衛(wèi)星星歷還是外推的衛(wèi)星
星歷都有其保證計算精度的有效期，不同的是外推后得到的衛(wèi)星星歷的有效期
比直接從GPS衛(wèi)星信號中下載的衛(wèi)星星歷有效期要長很多，當(dāng)超出了有效期系統(tǒng)必須要重新下載衛(wèi)星星歷才能保證定位精度。因此只要用戶在外推星歷的有效期內(nèi)正常使用該接收機系統(tǒng)，都可以較好的消除冷啟動，實現(xiàn)快速定位。
1權(quán)利要求
1.一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于分兩個狀態(tài)，即正常使用狀態(tài)和快速定位狀態(tài)。系統(tǒng)啟動后首先進入快速定位狀態(tài)，直至定位信號正常后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，當(dāng)定位信號異常時系統(tǒng)會從正常使用狀態(tài)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特 征在于系統(tǒng)在正常使用狀態(tài)中實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推和存儲，該狀態(tài)的工作 部件包括主中央處理器、全球定位系統(tǒng)芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處 理器為整個系統(tǒng)的主控制運行模塊，聯(lián)結(jié)到所述全球定位系統(tǒng)芯片組，所述全 球定位系統(tǒng)芯片組實現(xiàn)在全球定位系統(tǒng)信號正常情況下的接收機定位，并通過 串口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定位結(jié) 果對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，還包括判斷模塊l、判斷模塊2、判斷模塊3、 存儲器l、存儲器2、星歷數(shù)據(jù)處理模塊，所述判斷模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯 片組輸出的信號，并判斷全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號是否正常，若正常則 直接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊，并同時把信號輸出給判斷模塊3，若不正常則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，所述判斷模塊3接收判斷模塊1輸出的信號并判斷衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的新鮮程度以及是否需要更新，若需要則把最新的衛(wèi)星 星歷和衛(wèi)星歷書下載至存儲器1，所述存儲器1實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的存儲，所述判斷模塊2檢測主中央處理器的狀態(tài)并判斷主中央處理器是否空閑，若空閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于存儲器2，所 述星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，所述衛(wèi)星星歷的外推是指通過相 關(guān)算法對衛(wèi)星星歷進行處理和預(yù)測，使其有效期變長，所述存儲器2實現(xiàn)對外 推后的衛(wèi)星星歷的存儲。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特 征在于系統(tǒng)在快速定位狀態(tài)中實現(xiàn)對系統(tǒng)的快速定位，該狀態(tài)的工作部件包括主中央處理器、全球定位系統(tǒng)芯片組、上層應(yīng)用模塊，所述主中央處理器為 整個系統(tǒng)的主控制運行模塊，聯(lián)結(jié)到所述全球定位系統(tǒng)芯片組及實時時鐘模塊， 所述全球定位系統(tǒng)芯片組實現(xiàn)在全球定位系統(tǒng)信號正常情況下的系統(tǒng)定位，并通過串口輸出編碼信號，所述上層應(yīng)用模塊是實現(xiàn)導(dǎo)航的地圖軟件以及基于定 位結(jié)果對用戶進行多元化服務(wù)的軟件，還包括實時時鐘模塊、判斷模塊l、判斷 模塊4、存儲器2，所述實時時鐘模塊實現(xiàn)記錄系統(tǒng)時間，并可以通過人工校準 和全球定位系統(tǒng)授時校準，所述判斷模塊4判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段并根據(jù)判斷結(jié)果在存儲器2中選擇相應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給全球定位系統(tǒng)芯片組，所述判斷模塊1接收全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的信號，并判斷全球定位系 統(tǒng)芯片組輸出的信號是否正常，若正常則直接將該信號輸出給上層應(yīng)用模塊， 并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常使用狀態(tài)，若不正常則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位的 信號。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于所述全球定位系統(tǒng)芯片組包括一個小中央處理器、射頻處理模塊、基帶處理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編碼串口輸出，以及天線、放大器，所 述小中央處理器、射頻處理模塊、基帶處理模塊、內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件、編 碼串口輸出依次串聯(lián)，小中央處理器同時與內(nèi)存及相關(guān)的定位軟件相聯(lián)，天線、 放大器聯(lián)結(jié)到所述射頻處理模塊。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于所述星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，使其有效期變長。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于所述判斷模塊1首先解析全球定位系統(tǒng)芯片組輸出的編碼信息，然后判斷定位標志參數(shù)是否正常，最后根據(jù)判斷結(jié)果選擇下一步的操作，在系統(tǒng)處 于正常使用狀態(tài)時，若定位標志參數(shù)正常，直接將全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層應(yīng)用模塊以及判斷模塊3，若定位標志參數(shù)不正常，則將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速定位狀態(tài)，在系統(tǒng)處于快速定位狀態(tài)時，若定位標志參數(shù)正常，直 接將全球定位系統(tǒng)芯片組串口輸出的信號輸出給上層應(yīng)用模塊并把系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正 常使用狀態(tài)，若定位標志參數(shù)不正常，則向主中央處理器發(fā)出一個重新定位信號；
7. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于所述判斷模塊2首先檢測主中央處理器狀態(tài)，然后判斷主中央處理器是否空閑，若空閑則從存儲器1中調(diào)取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書至星歷數(shù)據(jù)處理模塊并控制星歷數(shù)據(jù)處理模塊對衛(wèi)星星歷的外推，并將外推后的衛(wèi)星星歷存儲于 存儲器2。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特 征在于所述判斷模塊3首先獲取衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書的時間參數(shù)，然后判斷 衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書新鮮程度以及是否需要更新，最后根據(jù)判斷結(jié)果選擇是否 下載衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書。
9. 如權(quán)利要求2所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于所述存儲器1和存儲器2分別實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星歷書、外推后的 衛(wèi)星星歷的存儲，它們可以是不同的硬件模塊，也可以是同樣硬件模塊的不同 存儲單元。
10. 如權(quán)利要求3所述的一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，其特征在于判斷模塊4首先從實時時鐘模塊中獲取系統(tǒng)的時間信息，然后判斷系 統(tǒng)當(dāng)前所處的時間段，最后根據(jù)判斷結(jié)果在存儲器2中選擇對應(yīng)的外推后的衛(wèi)星星歷輸出給全球定位系統(tǒng)芯片組。
全文摘要
一種基于衛(wèi)星信息本地處理的快速定位系統(tǒng)，分兩個狀態(tài)，即正常使用狀態(tài)和快速定位狀態(tài)，相比現(xiàn)有系統(tǒng)增加了星歷數(shù)據(jù)處理模塊、實時時鐘模塊、四個判斷模塊以及兩個存儲模塊。星歷數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的外推，四個判斷模塊分別實現(xiàn)對GPS芯片組輸出的信息、CPU狀態(tài)、衛(wèi)星星歷和歷書、實時時鐘所處的時間段進行判斷并根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的處理方式，兩個存儲模塊分別存儲衛(wèi)星星歷和歷書、外推后的衛(wèi)星星歷。本發(fā)明的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對衛(wèi)星星歷外推的本地處理，可以較好的消除定位設(shè)備的冷啟動，實現(xiàn)快速定位，同時不需要建立昂貴的服務(wù)器平臺也不需要用戶經(jīng)常性從服務(wù)器下載衛(wèi)星星歷，降低了建設(shè)成本增強了系統(tǒng)使用的便利性。
文檔編號G01S1/00GK101493513SQ20081006597
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者劉志翔, 緯 唐 申請人:深圳市萊科電子技術(shù)有限公司