專利名稱：使用關(guān)于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輔助數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠確定衛(wèi)星的位置信息的接收機(jī)，尤其涉及在諸如美國全球 定位系統(tǒng)(GPS)之類的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中得到應(yīng)用的接收機(jī)。
相關(guān)申請
本發(fā)明涉及并因此要求同一發(fā)明人Leonid Sheynblat的兩個臨時申請的 申請日的利益。第l個臨時申請是名為"Methods and Apparatus for Using Assistance data Relating to Satellite Position Systems"的2000年3 月20日申請的序列號60/190， 600。第2個申請是名為"Methods and Apparatus for Using Satellite Status information in Satellite Positioning Systems"的2000年8月25日申請的序列號60/228， 258。
背景技術(shù)：
GPS接收機(jī)通常通過計(jì)算由多重的GPS衛(wèi)星同時發(fā)送的信號的到達(dá)時間來 確定其位置。作為其消息的一部分，這些衛(wèi)星發(fā)送衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及所謂"天 文歷"數(shù)據(jù)的時鐘定時數(shù)據(jù)。搜索和獲取GPS信號、讀取多重的衛(wèi)星的天文歷 數(shù)據(jù)以及從該數(shù)據(jù)中計(jì)算接收機(jī)的位置的處理是耗費(fèi)時間的，常常要求幾分 鐘。在許多情況下，該冗長的處理時間是不可接受的，而且大大地限制了小型 化的便攜應(yīng)用中電池的壽命。
GPS接收系統(tǒng)有兩個主要功能。第1個是對各種GPS衛(wèi)星的偽距的計(jì)算， 而第2個是對使用這些偽距和衛(wèi)星定時及天文歷數(shù)據(jù)對接收機(jī)的位置的計(jì)算。所述偽距僅僅是由本地時鐘測量的衛(wèi)星信號的到達(dá)時間。有時也把偽距的這種 定義稱為編碼相位。
一旦獲取并跟蹤GPS信號，從該信號中提取衛(wèi)星天文歷和
定時數(shù)據(jù)。如上所述，收集該信息通?；ㄙM(fèi)相對較長的時間(30秒至幾分鐘)， 并必須用較佳的接收信號電平來完成，以便獲得較低的差錯率。
大多數(shù)GPS接收機(jī)利用相關(guān)法來計(jì)算偽距。通常用硬件相關(guān)器實(shí)時地進(jìn)行 這些相關(guān)法。GPS信號包含被稱為偽隨機(jī)(PN)序列的高速率重復(fù)信號。把可 用于民用的編碼稱為C/A (粗略/捕獲)編碼，并且所述編碼具有L 023MHz的 二進(jìn)制相位反轉(zhuǎn)速率或"碼片分割"速率，以及對于1毫秒的編碼周期具有1023 個碼片的重復(fù)速率。所述編碼序列屬于被稱為金碼的系列，并且每個GPS衛(wèi)星 用唯一的金碼廣播信號。
對于所接收的來自給定GPS衛(wèi)星的信號，在下變頻處理到基帶之后，相關(guān) 接收機(jī)用所存儲的包含于其本地存儲器中的適當(dāng)?shù)慕鸫a的副本乘以所接收的 信號，然后對乘積進(jìn)行積分或低通濾波，以便獲得對信號的出現(xiàn)的指示。把該 處理稱為"相關(guān)"操作。通過相對于所接收的信號順序地調(diào)整所存的副本的相 對定時，以及觀察相關(guān)輸出，接收機(jī)能夠確定所接收的信號和本地時鐘之間的 時間延遲。把這樣一個輸出的出現(xiàn)的最初確定稱為"捕獲"。 一旦捕獲發(fā)生， 處理進(jìn)入"跟蹤"階段，在其中少量地調(diào)整本地基準(zhǔn)的定時，以便維持高相關(guān) 輸出?？梢园迅欕A段期間的相關(guān)輸出看作消除了偽隨機(jī)碼的GPS信號，或看 作通用術(shù)語中的"解擴(kuò)展"。該信號是窄帶的，具有與每秒50比特的疊加于 GPS波形之上的二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)膸挕?br> 所述相關(guān)捕獲處理是非常耗時的，尤其當(dāng)如果所接收的信號是弱的。為了 改進(jìn)捕獲時間，大多數(shù)GPS接收機(jī)利用多重相關(guān)器(一般多達(dá)36個)，它允 許并行搜索相關(guān)峰值。
由于衛(wèi)星信號是視線式的，從而可由金屬或其它物質(zhì)阻隔，把常規(guī)GPS接 收裝置典型地設(shè)計(jì)成接收開放空間中的GPS信號。改進(jìn)的GPS接收機(jī)提供允許 在屋內(nèi)，或在弱多徑信號或純粹反射信號的情況下跟蹤GPS衛(wèi)星信號的信號靈 敏度。然而，捕獲這樣弱的GPS信號的能力一般引起其它問題。例如，對強(qiáng)和 弱信號的同時跟蹤可引起接收機(jī)鎖定到互相關(guān)的信號，該信號不是真正的信 號。可捕獲較強(qiáng)的互相關(guān)的峰值而不是發(fā)現(xiàn)弱的真正的峰值。跟蹤弱的衛(wèi)星信號不保證它是直接信號。該弱信號可以是經(jīng)反射的信號或是直接和間接信號的 組合。把組合的信號稱為多徑信號。經(jīng)反射的信號的路徑典型地比直接信號的 路徑長。路徑長度中的這種差異致使典型地延遲了反射信號的到達(dá)時間測量， 或者致使對應(yīng)的編碼相位測量包含正偏差。所述偏差的大小一般與反射信號和 直接信號之間的相對延遲成比例?？赡苋狈χ苯有盘柗至渴沟矛F(xiàn)存的多徑緩解 技術(shù)(諸如窄相關(guān)器或選通相關(guān)器之類)過時。
GPS導(dǎo)航消息是從GPS衛(wèi)星發(fā)送到GPS接收機(jī)的信息。它是用調(diào)制于GPS 信號之上的每秒50比特的數(shù)據(jù)流的形式。
所述數(shù)據(jù)消息包含于1500比特長的數(shù)據(jù)幀中。它具有5個子幀，每個子 幀包含GPS系統(tǒng)時間。每個子幀由10個字組成，每個字是30比特。每30秒 重復(fù)子幀1至3。在第4和第5子幀中依次有25個數(shù)據(jù)頁；每30秒一個。從 而，這些25個頁的每一個每750秒重復(fù)。
子幀4和5包含兩種類型的GPS衛(wèi)星健康狀況或狀態(tài)數(shù)據(jù)(a)包含與 時鐘/天文歷有關(guān)的年歷數(shù)據(jù)的32個頁的每一個提供關(guān)于衛(wèi)星的8比特的衛(wèi)星 健康狀況工作，這些衛(wèi)星攜帶了該衛(wèi)星的年歷數(shù)據(jù)，以及(b)子幀4和5的 第25頁共同包含多達(dá)32個衛(wèi)星的6比特健康狀態(tài)數(shù)據(jù)。在子幀1中給出了額 外的衛(wèi)星健康狀況數(shù)據(jù)。
GPS接收機(jī)典型地將接收關(guān)于衛(wèi)星的狀態(tài)(如"健康狀況")的信息，并 然后當(dāng)它捕獲并跟蹤來自健康的衛(wèi)星的GPS信號時，通過不捕獲且不跟蹤不健 康的衛(wèi)星，來處理GPS信號。另一方面，可以把獨(dú)立的GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)成捕獲 并跟蹤不健康的衛(wèi)星，但避免在從來自不健康的衛(wèi)星的信號的天文歷消息中讀 取健康狀態(tài)數(shù)據(jù)之后，在定位計(jì)算中使用它們的信號(見在此通過引用而結(jié)合 的2000年8月25日申請的序列號60/228, 258的相關(guān)臨時專利申請"Method and Apparatus for Using Satellite Status Information in Satellite Position Systems")。
衛(wèi)星定位系統(tǒng)已使用了各種類型的輔助數(shù)據(jù)，來改進(jìn)SPS接收機(jī)的性能。 例如，SPS接收機(jī)可接收來自外部源(如送至SPS接收機(jī)的無線電傳輸)的多 普勒估計(jì)。另一類型的輔助數(shù)據(jù)可以是在估計(jì)的或已知的SPS接收機(jī)的視野中
的位置的衛(wèi)星的標(biāo)識。過去，這些衛(wèi)星的標(biāo)識不包含關(guān)于衛(wèi)星是否可能相對于估計(jì)的SPS接收機(jī)的位置或相對于彼此的較差的幾何形狀的任何指示。同樣，
在過去，SPS接收機(jī)視野中的衛(wèi)星的標(biāo)識沒有把較差幾何形狀的指示與衛(wèi)星的
健康狀況數(shù)據(jù)包括在一起。 發(fā)明概述
本發(fā)明涉及用于確定移動SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星的有序組的方法
和裝置。 一種方法包括確定蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)中的位置(如典型位置)的
視野中的SPS衛(wèi)星的有序組，并然后從位于所述小區(qū)之內(nèi)或附近的蜂窩網(wǎng)發(fā)射 站點(diǎn)發(fā)送所述SPS衛(wèi)星的有序組，使得位于蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)中的SPS接 收機(jī)可接收所述SPS衛(wèi)星的有序組。
可根據(jù)不同的方法在有序組中進(jìn)行SPS衛(wèi)星的排序，所述方法諸如通過使 幾何精度因子(GDOP)最小化；通過使位置精度因子(PDOP)最小化，通過使 水平精度因子(HDOP)最小化，通過提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何 形狀的SPS衛(wèi)星的位置解，通過提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī) 的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解；基于SPS信號捕獲的概率排序；基于來自SPS 衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)而排序；通過提供最佳的幾何三邊測量解進(jìn)行排 序，以及基于用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)排序。此外，所述排序可包括衛(wèi)星健康狀況
"(曰息。
在一個實(shí)施例中， 一種用于建立SPS衛(wèi)星的有序組的裝置包括在給定的
時刻確定蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)的視野中的SPS衛(wèi)星的有序組的服務(wù)器，以及
耦合至所述服務(wù)器的從位于所述小區(qū)之內(nèi)或附近的蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)送所述
SPS衛(wèi)星有序組的發(fā)射機(jī)。從而，位于小區(qū)中的移動SPS接收機(jī)可接收所述SPS
衛(wèi)星有序組。
在一個實(shí)施例中，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括處理器；以及耦合至所述處理器 的信息源。所述信息源包括蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)的視野中的多組SPS衛(wèi)星，并 且所述處理器對所述蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)中的小區(qū)確定SPS衛(wèi)星有序組。所述服務(wù)器 可以是GPS參考服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)交換中心、定位服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)、基 站控制器或移動SPS接收機(jī)。
在一個實(shí)施例中， 一種用于獲得移動SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星有序組的方法包括，用配置成接收SPS信號和從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射的信號兩者的
移動SPS接收機(jī)，經(jīng)來自蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的發(fā)射而接收SPS衛(wèi)星的有序組。從 而，允許移動SPS接收機(jī)根據(jù)從所述發(fā)射中獲得的SPS衛(wèi)星有序組的順序來搜 索SPS衛(wèi)星。所述移動SPS接收機(jī)可在捕獲SPS衛(wèi)星之前或之后，根據(jù)SPS衛(wèi) 星健康狀況數(shù)據(jù)來修改對SPS衛(wèi)星的搜索。
在一個實(shí)施例中， 一種用于接收SPS衛(wèi)星的有序組的裝置包括接收SPS 信號的移動SPS接收機(jī)；以及配置成接收從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射的信號的接收
機(jī)；使得可經(jīng)蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)把SPS衛(wèi)星的有序組傳送到接收機(jī)，并且移動SPS 接收機(jī)可根據(jù)所述SPS衛(wèi)星有序組的順序來搜索SPS衛(wèi)星。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種允許與移動SPS接收機(jī)進(jìn)行雙向通信的方
法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的這個實(shí)施例的方法，接收來自蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)內(nèi)
的移動SPS接收機(jī)的發(fā)射，把所述移動SPS接收機(jī)配置成發(fā)射和接收蜂窩網(wǎng)信 號；在給定的時刻，部分地根據(jù)所接收的發(fā)射而確定移動所述SPS接收機(jī)的視 野中的SPS衛(wèi)星的有序組；以及從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射所述SPS衛(wèi)星有序組； 使得所述移動SPS接收機(jī)可接收所述SPS衛(wèi)星有序組。
在一個實(shí)施例中， 一種促進(jìn)與移動SPS接收機(jī)的雙向通信的裝置，包括接 收機(jī)，接收發(fā)自蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)的來自移動SPS接收機(jī)的發(fā)射，把所述移 動SPS接收機(jī)配置成發(fā)射和接收蜂窩網(wǎng)信號；發(fā)射機(jī)，從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射 蜂窩網(wǎng)信號；以及服務(wù)器，確定所述SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星的有序組； 使得由所述發(fā)射機(jī)發(fā)射并由所述移動SPS接收機(jī)接收所述SPS衛(wèi)星有序組。
在一個實(shí)施例中，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括處理器；以及耦合至所述處理器 的信息源。所述信息源包括蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)的視野中的多組SPS衛(wèi)星，并 且所述處理器對所述蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)中的小區(qū)確定SPS衛(wèi)星有序組。所述服務(wù)器 可以是GPS參考服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)交換中心、定位服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)、基 站控制器或移動SPS接收機(jī)。
在一個實(shí)施例中， 一種通過移動SPS接收機(jī)進(jìn)行的雙向通信，促進(jìn)移動SPS 接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星有序組的捕獲的方法包括，用配置成接收SPS信號 以及發(fā)射和接收蜂窩網(wǎng)信號的移動SPS接收機(jī)，從蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)向接收 來自該小區(qū)的發(fā)射的蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射。所述移動SPS接收機(jī)接收來自蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的SPS衛(wèi)星的有序組。所述SPS衛(wèi)星有序組是在給定的時刻所述移 動SPS接收機(jī)的視野中的那些；使得所述移動SPS接收機(jī)可根據(jù)從所接收的來 自所述蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的發(fā)射中獲得的SPS衛(wèi)星有序組的順序來搜索SPS衛(wèi) 星?？梢园研l(wèi)星健康狀況數(shù)據(jù)包含于所述發(fā)射中，并且所述移動SPS可在捕獲 SPS衛(wèi)星之前或之后，部分地根據(jù)SPS衛(wèi)星健康狀況數(shù)據(jù)來修改對SPS衛(wèi)星的 搜索。此外，所述移動SPS接收機(jī)可在接收之后修改所述有序組。
在一個實(shí)施例中， 一種經(jīng)移動SPS接收機(jī)進(jìn)行的雙向通信，促進(jìn)移動SPS 接收機(jī)的視野中的有序SPS衛(wèi)星組的捕獲的裝置，包括接收SPS信號的SPS接 收機(jī)；配置成接收從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射的信號的接收機(jī)；以及向蜂窩網(wǎng)發(fā)射 站點(diǎn)發(fā)射蜂窩網(wǎng)信號的發(fā)射機(jī)；使得當(dāng)位于蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的小區(qū)內(nèi)的發(fā)射機(jī)建 立與所述蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的通信時，可通過所述蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)向所述接收機(jī) 發(fā)射SPS衛(wèi)星的有序組，并且所述移動SPS接收機(jī)可根據(jù)所述SPS衛(wèi)星有序組 的順序來搜索SPS衛(wèi)星。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種接收SPS衛(wèi)星的有序組的方法，所述有序 組由移動SPS接收機(jī)確定。
本發(fā)明的另一實(shí)施例對一位置使用所存儲的GPS衛(wèi)星信號質(zhì)量信息的歷史 記錄，來確定SPS衛(wèi)星的有序組。
本發(fā)明的另一實(shí)施例使用移動SPS接收機(jī)信息來確定SPS衛(wèi)星的有序組。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括在給定時刻確定移動SPS接收機(jī)的視野中的SPS
衛(wèi)星的有序組組；以及向蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)發(fā)射所述SPS衛(wèi)星有序組；使得服務(wù) 器可接收所述移動SPS接收機(jī)的視野中的所述有序SPS衛(wèi)星組。
附圖簡述
圖IA示出了衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)的視野中的一組衛(wèi)星。


圖1B示出了圖IA中所示的相對于SPS接收機(jī)的衛(wèi)星的自頂向下的視圖。
圖1C說明了具有多個小區(qū)的蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)，所述小區(qū)的每一個由小區(qū)
站服務(wù)，并且把所述小區(qū)的每一個連接至蜂窩網(wǎng)交換中心。
圖ID說明了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的組合的SPS接收機(jī)和通信系統(tǒng)的例子。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明教授的基于蜂窩網(wǎng)的信息源的一個實(shí)施例，所述信 息源在給定的時刻提供關(guān)于蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)和/或蜂窩網(wǎng)小區(qū)站的優(yōu)先順序組間 的關(guān)聯(lián)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明教授的說明用于確定看得見的衛(wèi)星的優(yōu)先順序的方法的
流程圖。 詳細(xì)說明
本發(fā)明在一個實(shí)施例中涉及對SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星的有序組的 確定。所述有序的衛(wèi)星組的順序是基于SPS接收機(jī)的近似位置，從識別或知道 與SPS接收機(jī)通信系統(tǒng)進(jìn)行蜂窩網(wǎng)通信的蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)來確定所述SPS接收 機(jī)。在由位于地理上與SPS接收機(jī)通信的蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的鄰近處提供識別SPS 接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星的數(shù)據(jù)的情況下，對蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的知識可以是 隱含的。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述有序的衛(wèi)星組的順序還基于相對于SPS 接收機(jī)鄰近位置的衛(wèi)星的位置。
圖1A示出了位于SPS接收機(jī)100的視野中的一組SPS衛(wèi)星。所述SPS接
收機(jī)還包括諸如雙向蜂窩網(wǎng)電話機(jī)或雙向(或單向)尋呼機(jī)之類的通信系統(tǒng)。 在1997年4月15日申請的共同待決美國專利申請?zhí)?8/842, 559中描述了耦 合至SPS接收機(jī)的這樣的通信系統(tǒng)的例子。同樣見PCT公開文本W(wǎng)0 98/25157。 圖1B示出了圖1A中所示的相對于SPS接收機(jī)100的衛(wèi)星的自頂向下的視圖。 示出了一天中某一時刻衛(wèi)星102、 104、 106、 108、 110和112的位置。應(yīng)該注 意到，由于衛(wèi)星的隨時間而改變位置，在不同的時刻，對于SPS接收機(jī)100來 說，圖1A中所示的某些SPS衛(wèi)星是不可見的。此外，SPS接收機(jī)IOO典型地是 移動的。從而，當(dāng)SPS接收機(jī)IOO移動到不同的位置時，SPS接收機(jī)100的視 野中的衛(wèi)星可改變。而且在其它實(shí)施例中，SPS信號的源可能變得阻塞(如隱 藏于建筑物之后)或嚴(yán)重衰減。當(dāng)選擇有序的一列衛(wèi)星時，可考慮該阻塞或衰 減，這在下面描述。
圖1C示出了具有多個小區(qū)站的基于蜂窩網(wǎng)的通信系統(tǒng)10，把所述小區(qū)站
的每一個設(shè)計(jì)成服務(wù)某一特定的地理區(qū)域或位置。這樣的基于蜂窩網(wǎng)的通信系 統(tǒng)的例子在本領(lǐng)域中是眾所周知的。例如，見描述蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的美國專利5,519,760。所述基于蜂窩網(wǎng)的通信系統(tǒng)IO包括兩個小區(qū)12和14，把它們規(guī) 定位于蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)11中。此外，系統(tǒng)IO包括小區(qū)18和20。將理解到在系 統(tǒng)10中還可以包括多個其它小區(qū)及其對應(yīng)的小區(qū)站和/或蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)。并把 它們耦合到諸如蜂窩網(wǎng)交換中心24和蜂窩網(wǎng)交換中心24b之類的一個或多個 蜂窩網(wǎng)交換中心。
在諸如小區(qū)12的每個小區(qū)中，有諸如小區(qū)站13之類的無線小區(qū)站或蜂窩 網(wǎng)站，該小區(qū)站包括天線13a，把該天線設(shè)計(jì)成通過無線通信媒體與通信接收 機(jī)通信，所述通信接收機(jī)可以是組合的移動GPS接收機(jī)和諸如圖lc之所示的 接收機(jī)16之類的通信系統(tǒng)。圖1D中示出了這樣的組合的系統(tǒng)的例子，并且該 例子可包括GPS天線377和通信系統(tǒng)天線379兩者。將理解到備擇實(shí)施例可使 用單個天線或多于兩個天線。
把每個小區(qū)站耦合到蜂窩網(wǎng)交換中心。在圖1C中，通過連接13b、 15b和 19b分別把小區(qū)站13、 15和19耦合到交換中心24，并且通過連接21b把小區(qū) 站21耦合到不同的交換中心24b。這些連接典型的是各自小區(qū)站和蜂窩網(wǎng)交換 中心24和24b之間的導(dǎo)線連接線。每個小區(qū)站包括天線以及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)， 用于與所述小區(qū)站所服務(wù)的通信系統(tǒng)進(jìn)行通信。將理解到由于阻塞(或小區(qū)站 21不能與接收機(jī)22通信的其它原因)，在一個小區(qū)中的通信系統(tǒng)(諸如在小 區(qū)4中所示的接收機(jī)22)實(shí)際上可與小區(qū)18中的小區(qū)站19通信。
在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，移動GPS接收機(jī)包括基于蜂窩網(wǎng)的通信系統(tǒng)， 把該系統(tǒng)集成于所述GPS接收機(jī)中，使得把GPS接收機(jī)和通信系統(tǒng)兩者封裝于 同一外殼中。當(dāng)使用該組合的系統(tǒng)用于蜂窩網(wǎng)電話通信時，在接收機(jī)16和小 區(qū)站13之間發(fā)生傳送。然后在連接13b上把從接收機(jī)16到小區(qū)站13的傳送 傳播到蜂窩網(wǎng)交換中心24，并然后傳播到由蜂窩網(wǎng)交換中心24服務(wù)的小區(qū)中 的另一蜂窩網(wǎng)電話機(jī)，或者通過連接30 (—般是有線的)通過陸基電話系統(tǒng)/ 網(wǎng)絡(luò)28而傳播到另一電話機(jī)。將理解到術(shù)語"有線的"包括光纖和諸如銅電 纜等之類的其它非無線的連接。以常規(guī)方式，把來自與接收機(jī)16通信的其它 電話機(jī)的傳送通過連接13b和小區(qū)站13從蜂窩網(wǎng)交換中心傳送回接收機(jī)16。
把遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26(在一些實(shí)施例中可以把它稱為GPS服務(wù)器或定位 服務(wù)器)包含于系統(tǒng)10中，并且在一些實(shí)施例中，當(dāng)使用某一特定小區(qū)中的移動GPS接收機(jī)來確定使用由GPS接收機(jī)接收的GPS信號的接收機(jī)的位置時， 使用所述系統(tǒng)26?？梢酝ㄟ^連接27把所述GPS服務(wù)器耦合到陸基電話系統(tǒng)/ 網(wǎng)絡(luò)28，并且還可以通過連接25任選地把它連接到蜂窩網(wǎng)交換中心24，以及 還可以通過連接25b任選地把它連接到中心24b。將理解到雖然所述連接25和 27可以是無線的，但是它們典型地是有線的。同樣作為系統(tǒng)10的可選部件而 示出的是査詢終端29，該終端可組成通過網(wǎng)絡(luò)28而耦合至所述GPS服務(wù)器的 另一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該查詢終端29可向GPS服務(wù)器26發(fā)送對小區(qū)之一中的某一 特定GPS接收機(jī)的位置的請求，然后所述GPS服務(wù)器通過蜂窩網(wǎng)交換中心始發(fā) 與某一特定GPS接收機(jī)的對話，以便確定所述GPS接收機(jī)的位置，并將該位置 報(bào)告返回所述查詢終端29。
應(yīng)該注意到基于蜂窩網(wǎng)的通信系統(tǒng)是具有不止一個發(fā)射機(jī)的通信系統(tǒng)，所 述發(fā)射機(jī)的每一個服務(wù)不同的地理區(qū)域，所述地理區(qū)域是在任何時刻及時地預(yù) 先定義的。小區(qū)站也可以移動，而不是固定的陸地位置；例如，在銥星系統(tǒng)
(Iridium)和全球星系統(tǒng)(Globalstar)中小區(qū)站是沿地球低軌道運(yùn)行的衛(wèi) 星。每個發(fā)射機(jī)典型地是服務(wù)小區(qū)的無線發(fā)射機(jī)，盡管所覆蓋的區(qū)域取決于某 一特定的蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)，但是所述發(fā)射機(jī)具有小于20英里的地理半徑。有許多 類型的蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)，諸如蜂窩網(wǎng)電話機(jī)、PCS (個人通信系統(tǒng))、SMR (專 用移動無線電)、單向和雙向?qū)ず粝到y(tǒng)、RAM、 ARDIS以及無線分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 典型地把預(yù)定的不同地理區(qū)域稱為小區(qū)，把多個小區(qū)組合在一起構(gòu)成諸如圖ic 中所示的蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)ll之類的蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)，并且把這些多個小區(qū)連接到 一個或多個蜂窩網(wǎng)交換中心，所述蜂窩網(wǎng)交換中心提供對陸基電話系統(tǒng)和/或 網(wǎng)絡(luò)的連接。服務(wù)區(qū)常用于記賬目的。因此，情況可以是這樣，把在不止一個 服務(wù)區(qū)內(nèi)的小區(qū)連接到一個交換中心。例如，在圖1C中，小區(qū)1和2在服務(wù) 區(qū)11中，而小區(qū)3在服務(wù)區(qū)18中，但把所有3個小區(qū)連接到交換中心24。另 一方面，有時情況是把一個服務(wù)區(qū)中的小區(qū)連接到不同的交換中心，尤其是在 密集人口地區(qū)中。把服務(wù)區(qū)一般定義成小區(qū)的集合，這些小區(qū)處于地理上彼此 接近的區(qū)域中。適合上述描述的另一類的蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的，其中蜂窩 網(wǎng)基站一般是沿地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星。在這些系統(tǒng)中，小區(qū)扇區(qū)和服務(wù)區(qū)按時 間的函數(shù)而移動。這樣的系統(tǒng)的例子包括Iridium、 Globalstar、 0rbcomm以及Odyssey。
圖1D示出了通用組合的GPS和通信收發(fā)機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)375包括具有GPS 天線377的GPS接收機(jī)376,以及具有通信天線379的通信收發(fā)機(jī)378。通過 圖1D中所示的連接380把GPS接收機(jī)376耦合到通信收發(fā)機(jī)378。在正常操作 中，通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)378通過天線379接收近似的多普勒信息，并在鏈路390 上將該近似的多普勒信息提供給GPS接收機(jī)376，所述GPS接收機(jī)通過GPS天 線377接收來自GPS的信號來進(jìn)行偽距確定。組合系統(tǒng)375的各種實(shí)施例在本 領(lǐng)域中是已知的，并在上面引用的共同待決申請中已作描述。
對于圖1A中所示的衛(wèi)星102-112和SPS接收機(jī)100的位置，確定衛(wèi)星 102-112的優(yōu)先捕獲順序。該順序表示根據(jù)例如相對于SPS接收機(jī)的位置的衛(wèi) 星的幾何形狀，獲得來自SPS衛(wèi)星的SPS信號的最優(yōu)順序。在本發(fā)明的一個實(shí) 施例中，把衛(wèi)星102-112按這樣的順序排列，即在衛(wèi)星102-112和SPS接收機(jī) 100之間提供所希望的幾何形狀。例如，相對于SPS接收機(jī)100的衛(wèi)星102-112 的高度和角度可以是確定優(yōu)先順序的因素。在又一實(shí)施例中，最佳的優(yōu)先順序 /選擇導(dǎo)致最小的GDOP(幾何精度因子)和/或PDOP(位置精度因子)和/或HDOP (水平精度因子)。擔(dān)負(fù)消息產(chǎn)生的定位服務(wù)器典型地根據(jù)"最佳n(best-n)" 方法來選擇衛(wèi)星。在這樣的方法的一個例子中，經(jīng)選擇的衛(wèi)星是那些使在它們 的位置和SPS接收機(jī)100的位置之間的幾何形狀最優(yōu)的衛(wèi)星。例如，在最佳4 配置中，將選擇圖1A中的SPS衛(wèi)星來填充有序的衛(wèi)星列表，并且將如下對它 們排序(從最高優(yōu)先級到最低優(yōu)先級)108、 104、 112和102。所述最佳n 衛(wèi)星選擇方法提供了關(guān)于衛(wèi)星捕獲策略的信息，SPS接收機(jī)100應(yīng)遵循該策略。 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中， 一旦已捕獲最佳的n個衛(wèi)星，則SPS接收機(jī)100可 選擇停止衛(wèi)星捕獲處理。從而，不是視野中的所有衛(wèi)星都需要區(qū)分優(yōu)先級。實(shí) 際上，在分析SPS接收機(jī)100的位置時，完全可以不使用較不希望的衛(wèi)星。在 另一實(shí)施例中，定位服務(wù)器可提供對諸如最佳n組之類的SPS接收機(jī)的視野中 的衛(wèi)星的子集的輔助。典型地選擇順序來試圖首先捕獲那些不太接近地平線的 以及那些提供最優(yōu)幾何三邊測量解的SPS衛(wèi)星。前一要求一般意味著可從不接 近地平線的衛(wèi)星更容易地接收SPS信號，而后一要求意味著位置解(來自到順 序中的最高排序的衛(wèi)星的偽距)將比可能使用順序中的最低排序的衛(wèi)星的位置解更精確(較少差錯)。所述順序可反映出期望的測量質(zhì)量(如期望順序中的 第l衛(wèi)星提供比順序中的剩余衛(wèi)星高的質(zhì)量測量)。
應(yīng)該理解到衛(wèi)星捕獲是位置確定處理中的一個步驟。還理解到如果把方位 角和高度數(shù)據(jù)提供給SPS接收機(jī)，則它可使用這樣的數(shù)據(jù)來進(jìn)一步優(yōu)化其衛(wèi)星 捕獲策略。進(jìn)一步理解到可以使用除了幾何形狀或相對位置之外的諸如衛(wèi)星健 康狀況之類的標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分捕獲衛(wèi)星的順序的優(yōu)先級。
衛(wèi)星健康狀況輔助使免于對欺騙的衛(wèi)星測量。在相當(dāng)經(jīng)常的嚴(yán)重的信號阻
塞環(huán)境中，以非常大的動態(tài)范圍接收GPS衛(wèi)星信號。接收帶有相差多于大約17dB 的信號強(qiáng)度的GPS信號可致使GPS接收機(jī)捕獲互相關(guān)的信號，而不是相對較弱 的真實(shí)信號。在這里引用并作為參考的1999年2月1日申請的共同待決美國 專利申請序列號09/241,334中描述了一種可用于檢測并可能校正或移除互相 關(guān)測量的過程。然而，對于GPS接收機(jī)要檢測互相關(guān)信號的存在，應(yīng)該捕獲來 自健康和不健康的衛(wèi)星的所有信號。如果強(qiáng)的"不良的"衛(wèi)星信號與弱的"健 康的"衛(wèi)星信號互相關(guān)，會產(chǎn)生問題。沒有察覺到"不良的"信號的存在，GPS 接收機(jī)可能不能檢測互相關(guān)條件。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，對定位服務(wù)區(qū)提供參考數(shù)據(jù)的GPS參考接收機(jī) (也把它稱為CDMA蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)中的位置確定實(shí)體(PDE)以及GSM蜂窩網(wǎng) 電話系統(tǒng)中的服務(wù)移動定位中心(SMLC))捕獲并跟蹤視野中的所有健康的和 不健康的衛(wèi)星。而且，與無線設(shè)備(如蜂窩網(wǎng)電話機(jī)或雙向?qū)ず魴C(jī))集成或連 接的所有GPS技術(shù)(如GPS接收機(jī))也捕獲并跟蹤視野中的所有健康的和不健 康的衛(wèi)星。在無線輔助GPS (WAG)模式中(如見1997年4月15日申請的共同 待決美國專利號08/842， 559中描述的例子，在此引用該共同待決專利申請并 作為參考)，定位服務(wù)器可向與由所述定位服務(wù)器服務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)通信的移動 設(shè)備提供"健康"狀態(tài)信息。該健康狀態(tài)信息可伴隨由所述定位服務(wù)器提供的 任何其它的輔助信息。輔助信息一般允許在高度限制的信號環(huán)境中快速捕獲 GPS信號。為了實(shí)現(xiàn)這樣的性能改進(jìn)，輔助信息可指定要搜索的衛(wèi)星、這些信 號的估計(jì)的到達(dá)時間以及信號的預(yù)期頻率(多普勒效應(yīng))?？梢蕴峁┻@種輔助 信息，來改進(jìn)對衛(wèi)星信號的3維搜索。當(dāng)捕獲衛(wèi)星的信號時，對互相關(guān)條件分 析偽距、多普勒效應(yīng)以及其它衛(wèi)星信號測量。為了進(jìn)行這種分析，應(yīng)該對視野中的所有健康的和不健康的衛(wèi)星進(jìn)行測量。在該實(shí)施例中，使用衛(wèi)星健康狀況 信息來檢測互相關(guān)條件，并然后分析互相關(guān)的和/或"不健康的"衛(wèi)星，來確 定是否應(yīng)把它們包含于定位計(jì)算處理中或?qū)λ鼈冃Ｕ?。?dāng)把輔助信息僅提供給 健康的衛(wèi)星(衛(wèi)星的健康狀況隱含于衛(wèi)星列表中)并且當(dāng)前的有效的衛(wèi)星健康 狀態(tài)信息對于移動GPS接收機(jī)來說不可用時，所述移動設(shè)備將試圖僅捕獲健康 的衛(wèi)星。在這種情況下，移動設(shè)備將不知道潛在地與相對較弱的健康衛(wèi)星互相 關(guān)的"強(qiáng)的"不健康的衛(wèi)星的可能存在，并因此將不對它進(jìn)行測定。對未檢測 的互相關(guān)信號的使用可導(dǎo)致較大的位置誤差，從而影響定位服務(wù)的質(zhì)量。 可根據(jù)衛(wèi)星的健康狀況信息來修改所述優(yōu)先順序。
另一方面，可以從衛(wèi)星直接接收健康狀況信息，并且可以用與這里描述的 從小區(qū)站處的發(fā)射機(jī)接收的健康狀況信息相同的方式來使用該健康狀況信息。
通過對蜂窩網(wǎng)電話基站("小區(qū)站")的視野中的所有衛(wèi)星廣播健康狀況 信息，可以從小區(qū)站發(fā)送該信息。另一方面， 一當(dāng)請求(一經(jīng)請求)電話機(jī)的 位置，就可以把該信息提供給蜂窩網(wǎng)電話機(jī)；可以從蜂窩網(wǎng)電話基站發(fā)送健康 狀況信息到蜂窩網(wǎng)電話機(jī)，所述蜂窩網(wǎng)電話機(jī)隨后向耦合至所述蜂窩網(wǎng)電話機(jī) 的GPS接收機(jī)提供該健康狀況信息。在一經(jīng)請求就發(fā)送信息的情況中，GPS服 務(wù)器可根據(jù)與電話機(jī)進(jìn)行蜂窩網(wǎng)無線電/無線通信的小區(qū)站，來確定適當(dāng)?shù)?如 更新的健康狀況)信息，所述小區(qū)站確定適當(dāng)?shù)奈恢?，該位置用于確定該位置 的視野中的衛(wèi)星，并且然后使這些衛(wèi)星的更新的健康狀況信息發(fā)送(在一種情 況下)到蜂窩網(wǎng)電話機(jī)，所述蜂窩網(wǎng)電話機(jī)隨后把該信息提供給移動GPS接收 機(jī)，用于在所述GPS接收機(jī)中處理SPS信號。在另一種情況中，GPS服務(wù)器可 保留所述更新的健康狀況信息，并使用它來處理所接收的來自移動GPS接收機(jī) 的偽距(如相關(guān)測量)，以便確定所述移動GPS接收機(jī)的位置。在兩種情況中， 甚至對于已知的不健康的GPS衛(wèi)星也確定偽距(如指定編碼相位的相關(guān)測量) 和估計(jì)的多普勒效應(yīng)，使得如這里所述的那樣能夠檢測出互相關(guān)。例如，GPS 接收機(jī)可從小區(qū)站接收更新的健康狀況信息，但仍然從所發(fā)送的更新的健康狀 況信息中指示出為不健康的GPS衛(wèi)星中獲得GPS信號。共同待決的1997年4 月15日申請的美國申請序列號08/842， 559，描述了一種用于識別小區(qū)站的方 法，該小區(qū)站處于與蜂窩網(wǎng)電話機(jī)的無線通信中，并且然后根據(jù)從識別該小區(qū)站而導(dǎo)出的近似位置來為視野中的衛(wèi)星確定衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)。可以連同本發(fā)明一 起使用該方法，其中在此情況下所述衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)或者是衛(wèi)星健康狀況(如基 于衛(wèi)星天文歷)或者是更新的衛(wèi)星健康狀況(如比現(xiàn)存的關(guān)于衛(wèi)星健康狀況的 衛(wèi)星天文歷消息的信息更當(dāng)前)。
在另一實(shí)施例中，根據(jù)所存儲的或所獲得的信息，SPS接收機(jī)可自主地確 定衛(wèi)星的最佳順序，并向定位服務(wù)器提供經(jīng)排序的列表，該定位服務(wù)器承擔(dān)消
息產(chǎn)生(以及然后能夠向其它SPS接收機(jī)提供所述有序列表和/或以所述SPS
接收機(jī)所提供的順序而提供輔助數(shù)據(jù))。
在又一實(shí)施例中，根據(jù)從移動SPS接收機(jī)所提供的信息或所存儲的信息(如 GPS信號質(zhì)量的歷史記錄)，定位服務(wù)器可確定將反映出成功的信號捕獲的可 能性的衛(wèi)星的有序列表(如接近地平線的衛(wèi)星將具有較低的成功信號捕獲的可 能性)。
圖2示出了基于蜂窩網(wǎng)的信息源的例子，在一個實(shí)施例中在諸如全球定位 系統(tǒng)(GPS)服務(wù)器之類的SPS服務(wù)器上保持該信息源。另一方面，可在蜂窩 網(wǎng)交換中心、基站控制器或其它小區(qū)站上保持該信息源。典型地在耦合到所述 蜂窩網(wǎng)交換中心的SPS服務(wù)器上保持并例行地更新該信息源。所述信息源可以 各種格式保存數(shù)據(jù)，并且理解到圖2中所示的格式200僅說明了這樣的格式的 一個例子。
典型地來說，在某一特定時刻每一組優(yōu)先順序信息(諸如在時刻tl的優(yōu) 先順序組A1)將包括對于小區(qū)站或服務(wù)區(qū)的對應(yīng)的位置或標(biāo)識。例如，對于優(yōu) 先順序Al和A2，存在蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)A的對應(yīng)標(biāo)識以及用于表示該服務(wù)區(qū)中的 位置的經(jīng)度和緯度。理解到該經(jīng)度和緯度典型地是"平均"位置，它一般居中 位于所述蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的地理區(qū)域中。然而，尤其在所述蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)包括未 使用的地形的情況下，可使用其它可能的近似。
如圖2的示例性的基于蜂窩網(wǎng)的信息源所示，所述基于蜂窩網(wǎng)的信息源包 括指定蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)的列202，以及指定蜂窩站標(biāo)識或標(biāo)號的列204。注意到 對于蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)A，沒有指定小區(qū)站標(biāo)識或位置，從而近似位置是基于蜂窩 網(wǎng)服務(wù)區(qū)中的代表性位置，從而根據(jù)某一時刻，如時刻tl和t2，用于獲得SPS 衛(wèi)星的優(yōu)先順序Al和A2是基于該位置的。列206包括服務(wù)區(qū)中的某一代表性位置的經(jīng)度和緯度的說明。列208包括蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)中的某一小區(qū)站的位置的 經(jīng)度和緯度的說明，可使用該位置作為接收優(yōu)先順序的移動SPS接收機(jī)的代表 性位置。列210包括對于適當(dāng)?shù)拇硇晕恢玫脑跁r刻tl和t2處的視野中的衛(wèi) 星的優(yōu)先順序。在另一實(shí)施例中，可實(shí)時地、接近實(shí)時地、連續(xù)地或請求式地 來確定所述有序列表(以及對應(yīng)的基于蜂窩網(wǎng)的信息)。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明教授的確定視野中的SPS衛(wèi)星的優(yōu)先順序的方法的 一個實(shí)施例。在操作302中，從基于小區(qū)的信息源中確定SPS接收機(jī)的近似位 置。所述SPS接收機(jī)與至少一個無線小區(qū)站進(jìn)行無線無線電/蜂窩網(wǎng)通信。所 述近似位置是基于包括該小區(qū)的蜂窩網(wǎng)服務(wù)區(qū)中的代表性位置或蜂窩網(wǎng)服務(wù) 區(qū)中的無線小區(qū)站的代表性位置中的至少一個，并且還表示由所述無線小區(qū)站 服務(wù)的SPS接收機(jī)的近似位置。可以使用基于蜂窩網(wǎng)的信息源(如見圖2)， 根據(jù)與耦合到所述SPS接收機(jī)的蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行通信的無線小區(qū)站的標(biāo)識 來查找或確定所述近似位置。另一方面，可以使用所述基于蜂窩網(wǎng)的信息源， 直接從與SPS接收機(jī)通信的無線小區(qū)站的標(biāo)識中査找或確定適當(dāng)?shù)膬?yōu)先順序。 在操作304中，對所述近似位置的視野中的衛(wèi)星確定基于所述SPS接收機(jī)的近 似位置(或通過連接至所述SPS接收機(jī)的蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)與所述SPS接收機(jī)通 信的無線小區(qū)站的標(biāo)識)的優(yōu)先順序。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)相對于 所述SPS接收機(jī)的近似位置的衛(wèi)星的位置，來區(qū)分衛(wèi)星的優(yōu)先級。在本發(fā)明的 另一實(shí)施例中，根據(jù)衛(wèi)星彼此相對以及相對所述近似位置的衛(wèi)星位置，來區(qū)分 衛(wèi)星的優(yōu)先級。理解到可以使用除了幾何形狀之外的其它標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分優(yōu)先順 序。在操作306中，從無線小區(qū)站把所述優(yōu)先順序發(fā)送到SPS接收機(jī)，然后所 述SPS接收機(jī)以發(fā)送到所述SPS接收機(jī)的優(yōu)先順序中指定的順序來搜索并捕獲 來自SPS衛(wèi)星的SPS信號。
Norman F.Krasner在1997年4月15日申請的美國專利申請?zhí)?8/842, 559， 現(xiàn)為美國專利號6208290，名為"An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link"中揭示了對蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的更詳細(xì)的討論以及它們與 SPS接收機(jī)的使用。
由定位服務(wù)區(qū)提供的或從SPS接收機(jī)得出的SPS衛(wèi)星的優(yōu)先順序可用于提 高捕獲衛(wèi)星的時間、確定位置信息所要求的時間，以及可降低用于從定位服務(wù)器向SPS接收機(jī)提供數(shù)據(jù)的帶寬要求。
在本討論中，已參考美國全球定位系統(tǒng)(GPS)系統(tǒng)而描述的本發(fā)明的實(shí) 施例，所述GPS系統(tǒng)是SPS系統(tǒng)的一個例子。然而，這些實(shí)施例同樣能用于諸 如Russian Glonass系統(tǒng)之類的其它衛(wèi)星定位系統(tǒng)，這應(yīng)當(dāng)是明顯的。從而， 這里使用的術(shù)語"GPS"包括這樣的備擇衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括Russian Glonass 系統(tǒng)。同樣地，術(shù)語"GPS信號"包括來自備擇衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號。
此外，雖然根據(jù)GPS衛(wèi)星而描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是將理解到所述教 授同樣可用于利用pseudolite或衛(wèi)星和pseudolite的組合的定位系統(tǒng)。 pseudolite是地面發(fā)射機(jī)，它廣播調(diào)制于一般與GPS時間同步的L頻段(或其 它頻率)的載波信號上的PN碼(類似于GPS信號)?？梢韵蛎總€發(fā)射機(jī)分配 唯一的PN碼，以便允許遠(yuǎn)程接收機(jī)的識別。在來自繞軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的GPS 信號可能在不可用的情況下(如隧道、坑道、建筑物、城市峽谷或其它封閉區(qū) 域)，pseudolite是有用的。打算把這里所使用的術(shù)語"衛(wèi)星"包括pseudolite 或pseudolite的等價(jià)物，并且打算把這里所使用的術(shù)語"GPS信號"包括來自 pseudolite或pseudolite的等價(jià)物的類似于GPS的信號。
在上述詳細(xì)說明中，關(guān)于具體的示例性實(shí)施例而描述了本發(fā)明的裝置和方 法。然而，可以進(jìn)行各種修改和改變而不背離本發(fā)明的較寬范圍和要旨，這將 是明顯的。因此把本說明和附圖看作是說明性的而不是限制的。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于包括在給定時刻，確定蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)的位置的視野中的一組有序的SPS衛(wèi)星，其中以從下面的組中選擇的方式確定所述有序組中的SPS衛(wèi)星的順序，所述組包括，使幾何精度因子(GDOP)最小化，使位置精度因子(PDOP)最小化，使水平精度因子(HDOP)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解，提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率，確定對來自SPS衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)，提供最佳的幾何三邊測量解，以及確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)；以及其中，位于所述蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)中的移動SPS接收機(jī)可接收所述SPS衛(wèi)星的有序組；以及發(fā)送所述SPS衛(wèi)星的有序組。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于根據(jù)最佳n方法來進(jìn)行所述確 定，并且所述確定進(jìn)一步包括確定衛(wèi)星健康狀況信息。
3. —種方法，其特征在于包括從蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)中的移動衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)接收發(fā)送， 把所述移動SPS接收機(jī)配置成發(fā)射和接收蜂窩網(wǎng)信號；在給定時刻，部分地根據(jù)所述接收來確定所述移動SPS接收機(jī)的視野中的 SPS衛(wèi)星的有序組，其中以從下面的組中選擇的方式確定所述有序組中的SPS 衛(wèi)星的順序，所述組包括，使幾何精度因子(GD0P)最小化，使位置精度因子(PD0P)最小化，使水平精度因子(HD0P)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解， 提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位 置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率，確定對來自所述SPS衛(wèi)星的有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)，提供最佳的幾何三邊測量解，以及確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)；以及 發(fā)射所述SPS衛(wèi)星的有序組；使得所述移動SPS接收機(jī)可接收所述SPS衛(wèi)星的有序組。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于根據(jù)最佳n方法來進(jìn)行所述確 定，并且所述確定進(jìn)一步包括確定衛(wèi)星健康狀況信息。
5. —種用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令的設(shè)備，當(dāng)該設(shè)備與所述計(jì)算機(jī)耦合時執(zhí) 行一種方法，其特征在于所述設(shè)備包括用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以在給定時刻，確定蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)的位置 的視野中的一組有序的SPS衛(wèi)星的裝置，其中以從下面的組中選擇的方式確定 所述有序組中的SPS衛(wèi)星的順序，所述組包括，使幾何精度因子(GDOP)最小化，使位置精度因子(PDOP)最小化，使水平精度因子(HDOP)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解， 提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位 置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率， 確定對來自SPS衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)， 提供最佳的幾何三邊測量解，以及 確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)；以及用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以發(fā)送所述SPS衛(wèi)星的有序組的裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其特征在于所述用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以在給定時刻，確定蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的小區(qū)的位置的視野中的一組有序的SPS衛(wèi)星的裝置根據(jù)最佳n方法來進(jìn)行所述確定，并且進(jìn)一步包括用于對 計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以確定衛(wèi)星健康狀況信息的裝置。
7. —種用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令的設(shè)備，當(dāng)該設(shè)備與所述計(jì)算機(jī)耦合時執(zhí) 行一種方法，其特征在于所述設(shè)備包括用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以由能夠耦合到所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的移動SPS接收 機(jī)接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)衛(wèi)星的有序組的裝置；使得所述移動SPS接收機(jī)根據(jù)從所述接收中獲得的SPS衛(wèi)星的有序組的順 序來搜索所述SPS衛(wèi)星。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以 接收的裝置進(jìn)一步包括用于對計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令以接收衛(wèi)星健康狀況數(shù)據(jù)的裝 置，使得所述移動SPS可在捕獲SPS衛(wèi)星之前或之后，修改對SPS衛(wèi)星的搜索。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是基于 移動SPS接收機(jī)的近似位置。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述順序包括基于考慮到移動 SPS接收機(jī)的近似位置的SPS衛(wèi)星的近似位置的優(yōu)先順序。
11. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組發(fā)送自 一蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)與蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的位置而解析得到的。
13. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的基站的位置而解析得到的。
14. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)無線發(fā)射站點(diǎn)的信號源而解析得到的。
15. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于以從下面的組中選擇的方式確 定所述有序組中的SPS衛(wèi)星的順序，所述組包括使幾何精度因子(GD0P)最小化， 使位置精度因子(PDOP)最小化， 使水平精度因子(HDOP)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解， 提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率，確定對來自SPS衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)，提供最佳的幾何三邊測量解，以及 確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
16. —種方法，其特征在于包括-由移動SPS接收機(jī)接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)衛(wèi)星的有序組；使得所述移動SPS接收機(jī)根據(jù)從所述接收獲得的所述SPS衛(wèi)星的有序組的 順序來搜索所述SPS衛(wèi)星。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述接收進(jìn)一步包括接收衛(wèi) 星健康狀況數(shù)據(jù)，使得所述移動SPS可在捕獲SPS衛(wèi)星之前或之后，修改對SPS 衛(wèi)星的搜索。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是基 于移動SPS接收機(jī)的近似位置。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述順序包括基于考慮到移 動SPS接收機(jī)的近似位置的SPS衛(wèi)星的近似位置的優(yōu)先順序。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組發(fā)送 自一蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根據(jù)與蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的位置而解析得到的。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根據(jù)蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的基站的位置而解析得到的。
23. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根據(jù)無線發(fā)射站點(diǎn)的信號源而解析得到的。
24. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于以從下面的組中選擇的方式 確定所述有序組中的SPS衛(wèi)星的順序，所述組包括-使幾何精度因子(GDOP)最小化，使位置精度因子(PD0P)最小化， 使水平精度因子(HD0P)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解， 提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位 置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率，確定對來自SPS衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)，提供最佳的幾何三邊測量解，以及確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
25. —種裝置，其特征在于包括接收SPS信號的移動衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)；以及 耦合到所述移動SPS接收機(jī)的第一接收機(jī)，所述第一接收機(jī)接收SPS衛(wèi)星 的有序組，并且所述移動SPS接收機(jī)根據(jù)所述SPS衛(wèi)星的有序組來搜索SPS衛(wèi)星。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于可以把所述衛(wèi)星健康狀況信 息結(jié)合于所述SPS衛(wèi)星的有序組中，或可以除了接收所述SPS衛(wèi)星的有序組之 外而接收所述衛(wèi)星健康狀況信息。
27. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是基 于移動SPS接收機(jī)的近似位置。
28. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于所述順序包括基于考慮到移 動SPS接收機(jī)的近似位置的SPS衛(wèi)星的近似位置的優(yōu)先順序。
29. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組發(fā)送 自一蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)。
30. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)與蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的位置而解析得到的。
31. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)的基站的位置而解析得到的。
32. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于所述SPS衛(wèi)星的有序組是根 據(jù)無線發(fā)射站點(diǎn)的信號源而解析得到的。
33.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于從下面的組中選擇的方式確 定所述有序組中的SPS衛(wèi)星的順序，所述組包括-使幾何精度因子(GD0P)最小化， 使位置精度因子(PD0P)最小化， 使水平精度因子(HD0P)最小化，提供使用具有所希望的相對于彼此的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位置解， 提供使用具有所希望的相對于移動SPS接收機(jī)的幾何形狀的SPS衛(wèi)星的位 置解，確定SPS衛(wèi)星信號捕獲的概率，確定對來自SPS衛(wèi)星有序組的測量質(zhì)量的估計(jì)，提供最佳的幾何三邊測量解，以及確定用戶定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
通過與移動SPS接收機(jī)的單向或雙向通信，獲得移動SPS接收機(jī)的視野中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)衛(wèi)星的有序組的方法和裝置。在一個實(shí)施例中，所述移動SPS接收機(jī)從蜂窩網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)接收SPS衛(wèi)星的有序組。所述衛(wèi)星的有序組是那些在給定時刻所述移動SPS接收機(jī)的視野中的衛(wèi)星；使得所述移動SPS接收機(jī)可根據(jù)所述SPS衛(wèi)星的有序組的順序來搜索SPS衛(wèi)星?？赏ㄟ^各種方法來獲得所述有序組的順序，其中之一是通過使幾何精度因子(GDOP)最小化?？梢园研l(wèi)星健康狀況數(shù)據(jù)包含于所述發(fā)送中。
文檔編號G01S19/06GK101408605SQ200810176148
公開日2009年4月15日 申請日期2001年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月20日
發(fā)明者L·希恩布拉特 申請人:高通股份有限公司