專利名稱：事件位置確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與諸如GPS之類的衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合地確定感興趣事件的位置的方法。
背景技術(shù)：
全球定位系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)由在6個不同的軌道平面內(nèi)的多達 32個軌道衛(wèi)星(被稱為太空載具(space vehicle), "SV")的網(wǎng)絡組成。該系統(tǒng)設計需要 M個衛(wèi)星，但是更多的衛(wèi)星會提供改進的覆蓋范圍(coverage)。這些衛(wèi)星不斷地移動，使得兩個完整的軌道恰在M小時內(nèi)環(huán)繞地球。由衛(wèi)星發(fā)射的GPS信號是一般被稱為直接序列展頻(DSSQ的形式，該直接序列展頻使用以常規(guī)的方式連續(xù)不斷地重復的偽隨機碼(pseudo-random code)。衛(wèi)星廣播具有不同展頻碼的幾個信號，該展頻碼包括免費提供給公眾的粗略/擷取(Coarse/Acquisition) 碼或C/A碼、以及通常預留作軍事上應用的被限制的精確碼(Precise code)或P碼 (P-code)。C/A碼是1023位長的偽隨機碼，其以1. 023MHZ的碼率(chipping code)廣播， 每毫秒重復一次。每個衛(wèi)星發(fā)送允許被唯一識別的不同的C/A碼。數(shù)據(jù)訊息由每個衛(wèi)星在C/A碼之上調(diào)制，且包含重要信息，諸如發(fā)射衛(wèi)星的詳細軌道參數(shù)(被稱為星歷(印hemeris))、關(guān)于衛(wèi)星的時鐘誤差的信息、衛(wèi)星的狀態(tài)(正?；虿徽?、當前日期，及時間。信號的該部分對GPS接收器確定準確的位置是必不可少的。每個衛(wèi)星僅針對其本身發(fā)射星歷及詳細的時鐘修正參數(shù)，因此獨立的(Imaided)GPS接收器必須處理其想要在定位計算中使用的每個衛(wèi)星的數(shù)據(jù)訊息的適當?shù)牟糠?。?shù)據(jù)訊息還包含所謂的天文年歷(almanac)，其包含關(guān)于所有其它衛(wèi)星的較不準確的信息且較少被更新。年歷數(shù)據(jù)允許GPS接收器在全天的任意時間估計每個GPS衛(wèi)星應該在的位置，使得該接收器可以選擇哪個衛(wèi)星來搜尋更有效率。每個衛(wèi)星發(fā)射顯示系統(tǒng)中的每個衛(wèi)星的軌道信息的天文年歷數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的GPS接收器讀取發(fā)射的數(shù)據(jù)訊息且保存星歷、天文年歷及其它常用的數(shù)據(jù)。該信息還可被用來設定(或修正)GPS接收器內(nèi)的時鐘。為了確定位置，GPS接收器將衛(wèi)星發(fā)射信號的時間與該信號被GPS接收器接收的時間相比較。該時間差告訴GPS接收器該特定衛(wèi)星距離多遠。通過結(jié)合來自多個衛(wèi)星的距離測量，可通過三邊測量法(trilateration)而獲得位置。利用最少三個衛(wèi)星，GPS接收器可確定緯度/經(jīng)度位置(2D定位)。利用四個或更多個衛(wèi)星，GPS接收器可確定包括緯度、 經(jīng)度，及高度的3D位置。從衛(wèi)星接收到的信息還可被用來設定(或修正)GPS接收器內(nèi)的時鐘。通過處理來自衛(wèi)星的信號的明顯的多普勒位移(Doppler shift)，GPS接收器還可準確地提供行進的速度及方向(稱之為“地面速度”與“地面軌跡”)。幾乎所有當前的GPS接收器都通過在來自衛(wèi)星的信號進入時“實時地”處理該信號而工作，報告該裝置在當前時間的位置。這種“傳統(tǒng)的”GPS接收器總是包含
-適于接收GPS信號的天線，-模擬射頻(RF)電路(通常被稱為GPS前端)，其被設計來對期望的信號進行放大、濾波、及向下混合到中頻(IF)，從而使得它們可以以正常的約幾MHz的采樣率(sample rate)通過適當?shù)哪M至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，-數(shù)字信號處理硬件，其對A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的IF數(shù)據(jù)樣本執(zhí)行相關(guān)處理，通常與執(zhí)行對控制該信號處理硬件及計算期望的定位很必要的“更高級別”的處理的某一形式的微控制器相結(jié)合。不甚出名的“捕獲且稍后處理(Capture and Process Later) ”的概念也已被研究。這涉及在稍后的時間(幾秒、幾分鐘、幾小時或甚至幾天)且通常在處理資源更多的某一其它的位置處理傳統(tǒng)的天線及模擬RF電路所收集的IF數(shù)據(jù)樣本之前，將它們存儲在某一形式的內(nèi)存中。存儲且稍后處理的方法相對于傳統(tǒng)的GPS接收器的主要優(yōu)點在于，由于在捕獲時無需進行數(shù)字信號處理，因此捕獲裝置的成本及功耗被保持為最小值，且捕獲時間可以非常短(例如，100ms)。如果在可以通過某種其他方法獲得相關(guān)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)(星歷等)的情況下完成后續(xù)的信號處理，該方法還無需在捕獲裝置中譯碼(非常慢)來自SV的數(shù)據(jù)訊息， 該譯碼在很多情況下會導致不能接受長的時間來啟動(start up)傳統(tǒng)裝置。在電池供電的便攜裝置的情況下，GPS系統(tǒng)的一個問題是，其可能漏電從而導致短電池壽命。另一更普遍的問題是，有時GPS環(huán)境可能是艱難的，例如在室內(nèi)或在介于高層建筑物之間的“市區(qū)峽谷(urban canyon) ”中，以致于可能無法使用GPS進行定位。GPS的靈敏度可被改進，其可幫助解決此問題，但是不能完全解決，因為總是有衛(wèi)星信號不足的情況。由于所執(zhí)行的額外的計算及處理，靈敏度的增加也增加了功耗及成本。追蹤解決方法提供前進的方向，正如在戶外找到的位置可接著被追蹤進入且穿過艱難的環(huán)境。通過該方式，靈敏度可被實質(zhì)地改進，時常提供良好的性能。“最后已知的位置(last known position) ”也可被報告。但是，追蹤系統(tǒng)會連續(xù)地消耗功耗，即使實際上結(jié)果未被使用-該軌跡也必須被維持以防稍后所需。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種通過處理來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號確定感興趣事件的位置的方法，該方法包含以下步驟周期性地記錄衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊；響應于特定時間對位置確定的請求，處理時間最新的數(shù)據(jù)樣本塊以嘗試獲得定位，其中如果對獲得定位的嘗試不成功，該方法進一步包含處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止，其中用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊與在所述特定時間之前不規(guī)則地間隔的時刻相關(guān)。該方法周期性記錄捕獲，例如以均勻間隔。使用(關(guān)于位置請求)時間最新的樣本塊嘗試獲得定位。如果此嘗試不成功，則使用較早的捕獲，但是這些捕獲在早期時間中不規(guī)則地間隔。這使得嘗試獲得定位的處理資源被有效率地分配，從而降低了功耗。這適用于記錄捕獲的裝置是執(zhí)行處理的同一裝置或者不同的裝置被提供用于這兩項功能?？梢栽谡５腉PS性能之外提供本發(fā)明，并且本發(fā)明提供在其它時間的GPS信號樣本塊日志的捕獲和儲存。如果請求的定位不成功則近期樣本塊被用以確定最后已知的位置。

優(yōu)選地，用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊在關(guān)于所述特定時間的相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布。記錄數(shù)據(jù)樣本塊可以包括把數(shù)據(jù)樣本塊寫入內(nèi)存直到內(nèi)存變滿為止，然后重寫選擇的數(shù)據(jù)樣本塊，使得儲存的數(shù)據(jù)樣本塊在相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布。從而，在內(nèi)存中定義不規(guī)則的捕獲圖案。可選擇地，進行再嘗試的數(shù)據(jù)塊的處理可以包括選擇合適的數(shù)據(jù)樣本塊用于處理 (而不是以特定方式向內(nèi)存寫入塊)。于是，選擇的塊在相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布。在此情況下，捕獲可規(guī)則地儲存在內(nèi)存中，但處理以不規(guī)則的方式選擇數(shù)據(jù)，以提高處理效率。所述方法可以進一步包括響應于定位確定請求記錄另外的衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊，從而形成時間最新的數(shù)據(jù)樣本塊。這意味著盡可能接近期望定時地獲取樣本塊。獲得定位后，可利用該成功嘗試的附加信息針對未成功的嘗試進行重新嘗試。這使得可獲得先前不能獲得的定位?？梢栽讷@得的定位之前，獲得多次定位，從而形成位置蹤跡。所述方法可以進一步包括處理在特定時間之后獲取的數(shù)據(jù)樣本塊以幫助該嘗試獲得特定時間的定位。因此，在期望定位的時間之后獲得的信息可用以幫助定位。當然，這對于過去特定時間的定位而非期望的當前位置指示是有益的。存在期望獲得這種歷史信息的應用，例如物品(例如集裝箱)在裝運期間的特定時間的位置。所述方法可以進一步包括響應于觸發(fā)事件記錄另外的樣本塊。這可以用來獲得另外的可能期望定位的任意時間的定位。這可以用作搶先措施以提高獲得危急時刻的定位的可能性。而且，當GPS環(huán)境有利于獲得定位時，也可以獲取另外的數(shù)據(jù)塊，而不只是因為急于獲得定位才獲取另外的數(shù)據(jù)塊。例如，存在戶外運動的跡象就是GPS可能會成功的很好的指示，并且是在使用者走進室內(nèi)之前提供最后已知定位的機會。觸發(fā)事件可以包括以下一個或多個來自傳感器的指示移動檢測；溫度改變；聲級改變；亮度改變；從蜂窩式基站接收的信號的改變。記錄和處理可在便攜式電池供電裝置上進行。例如，在裝運期間，該裝置可以是使用容器提供的數(shù)據(jù)記錄器，以使得可獲得位置歷史，且可以應答對當前位置的請求?？蛇x擇地，記錄可發(fā)生在便攜式電池供電裝置上，處理可發(fā)生在從便攜式裝置下載數(shù)據(jù)的獨立裝置上。這意味著便攜式裝置不需要處理樣本的處理能力。一個范例可以是攝影機。響應于每一位置請求(捕獲相片時)，可以使前面的數(shù)據(jù)歷史遵循不規(guī)則圖案，以使得最有效率地使用處理能力來進行后續(xù)的定位嘗試。
因此，在一個范例中，定位確定請求對應于圖像或圖像序列的捕獲定時，且記錄發(fā)生在攝影機上。在另一個范例中，位置確定請求包含來自外部控制器的請求，且記錄及處理發(fā)生在便攜式數(shù)據(jù)記錄裝置上。本發(fā)明可實施為計算機程序。
本發(fā)明還提供用于通過處理來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號確定感興趣事件的位置的設備，該設備包含第一接收裝置，其適于周期性地記錄衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊；處理器，其適于響應于特定時間的位置確定請求，以處理時間最新的數(shù)據(jù)樣本塊，嘗試獲得定位；如果獲得定位的嘗試未成功，處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊，以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止，其中用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊與特定時間之前不規(guī)則間隔的時刻相關(guān)。應注意到，獲取的不規(guī)則分布可以僅在請求時間之前延伸特定的時間，例如，可以在請求時間之前使用具有該不規(guī)則定時的捕獲，如上所述，也可以在關(guān)于觸發(fā)事件的先前時間點之前使用具有該不規(guī)則定時的捕獲。


以下將參考附圖通過范例的方式描述本發(fā)明，其中圖1示出了適于捕獲且稍后處理操作的且可被用以實施本發(fā)明的GPS接收器；圖2示出了本發(fā)明的方法的范例。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種處理最近的數(shù)據(jù)樣本塊以嘗試獲得定位的確定位置的方法。如果該嘗試不成功，處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊，以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止。所使用的歷史數(shù)據(jù)塊在時間上不規(guī)則間隔，以使得所使用的數(shù)據(jù)樣本在相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布。本發(fā)明可在全功能GPS接收器中使用或在捕獲且稍后處理應用中使用。但是，在每種情況下，該裝置實施捕獲且稍后處理功能的一種形式，其中數(shù)據(jù)捕獲被存儲用于將來在獲得定位中使用。在典型的捕獲且稍后處理的應用中，將IF數(shù)據(jù)樣本的短“捕獲”儲存到內(nèi)存中的小捕獲裝置可實質(zhì)上將其IF數(shù)據(jù)捕獲上載至共享的中央計算機，該中央計算機將不僅執(zhí)行必要的信號處理(相關(guān)等)，而且還可以通過連接至一個或多個傳統(tǒng)的GPS接收器來訪問最近的衛(wèi)星信息(星歷等)的數(shù)據(jù)庫，所述一個或多個傳統(tǒng)的GPS接收器將它們所接收到的GPS數(shù)據(jù)訊息的關(guān)鍵部分轉(zhuǎn)達至該中央計算機。圖1是捕獲且稍后處理的GPS系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。來自GPS衛(wèi)星的信號由天線10接收，然后在由參考振蕩器(通常為溫度補償晶體振蕩器)14驅(qū)動的單元12中進行傳統(tǒng)的模擬處理，該模擬處理典型地包含放大、濾波及向下混頻的組合，隨后在單元16中進行A/D轉(zhuǎn)換。這是傳統(tǒng)的形成RF前端的無線電接收電子器件。
被實施為離散邏輯元件或具有相關(guān)固件的微處理器的控制器18選擇由RF前端所產(chǎn)生的取樣IF數(shù)據(jù)的要儲存在儲存裝置20 (例如，閃存RAM、硬盤等)中的部分。其中的方式受使用者設定(如通過GUI (圖形用戶界面)22輸入)以及定時器24的使用的影響，定時器24也可由所示的振蕩器14驅(qū)動。定時器24可以簡單地為由振蕩器驅(qū)動的計數(shù)器，或者其可以是實時時鐘(RTC)， 該實時時鐘保持日期及時間甚至當該裝置被關(guān)掉時?？梢杂袉为毜恼袷幤鱽硎埂瓣P(guān)掉”的能量使用最小化。當被啟動時， 該裝置記錄來自RF前端的IF數(shù)據(jù)短塊(在下文中這些短塊被稱為 “捕獲”)以及相關(guān)聯(lián)的來自定時器24的時間戳(timestamp)。這些捕獲可以是例如IOOms 長，且它們可以以有規(guī)律的間隔(regular interval)被記錄，例如每IOs—次。典型地，RF 前端以6MHz的速率提供樣本流，且捕獲包含該樣本流的IOOms (或例如200ms)的數(shù)據(jù)(即， 0.6或1.2兆個樣本)。所使用的精確值可由使用者通過⑶I 22明確地或隱含地改變。在不同的應用中，不同長度的捕獲將是適當?shù)?。典型地，每一捕獲將比6s的子幀(subframe) 的持續(xù)時間更短，且優(yōu)選地少于500ms。優(yōu)選地，捕獲之間的時間段內(nèi)的能量消耗通過關(guān)掉GPS接收器的盡可能多的組件而被最小化。組件的最小集(包括定時器24)保持激活，以在下一捕獲時間“喚醒”接收器。 因此，該裝置可以被實施為電池供電的便攜式裝置，且電池壽命可因此被延長。在純粹的捕獲及處理應用中，任何位置確定都是通過將該裝置連接至計算機以上載所記錄的數(shù)據(jù)捕獲而獲得。在該裝置被提供有全GPS功能的應用中，該系統(tǒng)還包括所需的處理能力，以從記錄的或?qū)崟r的樣本獲得定位。本發(fā)明涉及一系統(tǒng)，其中位置相關(guān)的信息的捕獲日志(“捕獲”意味著GPS IF樣本的記錄塊)被接收且被儲存以在稍后用來提供定位估計。因此，附加的捕獲被用作在期望定位時所獲得的捕獲。所使用的附加捕獲的定時是不規(guī)則的，但被選擇為在需要被處理的附加捕獲的數(shù)量(其應當保持少量以降低功耗)與能夠獲得先前不能獲得的定位的機會 (其應當高)之間提供平衡。捕獲最初以規(guī)則間隔被接收及儲存(盡管具有觸發(fā)的附加捕獲的選擇，如下面更詳細的說明)。該間隔將取決于應用，特別地，取決于裝置移動的期望速度、以及所要求的位置準確性。例如，針對長途貨運的追蹤，每5分鐘周期性地取樣一次將足夠了解運送貨物的位置。針對摩托車沿一路線行進的路徑的追蹤，每秒一個捕獲可能是更適當?shù)?。捕獲與在他們被接收的時間的指示一起被儲存。以每秒一次捕獲為范例，盡管可以每秒獲取一次捕獲，但是不是所有這些捕獲都不會被用來幫助定位。在可以提供實時位置請求的應用中，要保持的捕獲在當前時間點之前可以遵循期望的圖案。因此，可以選擇性地重寫一些捕獲。通過舉例方式，可以在當前時間點之前間隔地保持一組捕獲，例如最后IOs每秒一次；最后IOOs每10秒一次；最后IOOOs 每 IOOs —次等。如果GPS定位請求未被接收到，則逐漸丟棄不需要的捕獲。該獲取捕獲以及逐漸重寫它們的模式可以是分離的且可識別的GPS備用模式，其通過使用者或應用使能。
從上述范例中可以看出，被保持的捕獲在相對較近的時間內(nèi)比在相對較早的時間內(nèi)更密集地分布?？赡苤挥袃煞N不同的規(guī)則-以使得存在一個捕獲的高密度期，且剩余時間具有相同的較低密度的周期性捕獲。在此情況下，在緊接感興趣時間之前將存在具有第一捕獲時間-密度的第一時間段、以及緊接在前的具有較低的第二捕獲時間-密度的第二時間段?？梢杂芯哂羞B續(xù)降低時間-密度的三個或四個這樣的時間段。第一時間段將具有以額定(即，最大)周期率進行捕獲的捕獲。替代離散時間段，所述圖案可以遵循更復雜的指數(shù)衰減的捕獲密度。優(yōu)選地，捕獲由時間戳或任意觸發(fā)信息標注，以使得處理選擇或儲存保留選擇可優(yōu)先地利用這些捕獲。對于處理選擇(或如下所述的經(jīng)由鏈路的通信)，這樣的標注將從捕獲裝置傳遞到處理平臺。更普遍地，當記錄捕獲時，可與IF數(shù)據(jù)一起記錄各種屬性，包括(i)日期及時間(在已知的時間系統(tǒng)中)；(ii)RF前端特性(諸如取樣率、中心頻率、振蕩器類型/屬性等)的識別符或值；(iii)數(shù)據(jù)格式(數(shù)據(jù)的字節(jié)序、當每個樣本有多于1位時位的次序、復數(shù)/實數(shù)記法(notation))；(iv)裝置模型的識別符(或甚至是唯一的裝置ID)。圖2是一流程圖，其示出了在裝置具有完全的GPS功能的本發(fā)明的一個范例中，該方法如何用以獲得定位。在步驟30中，對IF GPS樣本塊進行周期性取樣，例如，200ms持續(xù)時間及Is間隔 (作為任意的范例)。在一個范例中，內(nèi)存容量不足以存儲給定操作周期的所有捕獲，因此在步驟32中存在數(shù)據(jù)重寫，這產(chǎn)生一組不規(guī)則定時的存儲的數(shù)據(jù)捕獲和定時值。在步驟34中，有針對位置的請求?？蛇x地，這可以導致步驟36中所示的進一步的 GPS取樣，以使得一個GPS捕獲處于正確的時間?？蛇x擇地，可以使用最近的捕獲來代替。在步驟38中，裝置基于最近的捕獲嘗試定位。系統(tǒng)可以提供A-GPS信息(衛(wèi)星 “星歷”)以能夠基于歷史GPS樣本進行定位嘗試。如果第一次嘗試成功，該方法結(jié)束(且返回到周期性取樣30)。如果第一次嘗試不成功，使用先前的數(shù)據(jù)并且按照時間較早的序列進行進一步的嘗試。每次進一步嘗試由模塊40來表示，且按照迭代方法，直到獲得定位為止。一旦到達找到衛(wèi)星的時間點(例如，因為使用者當時在戶外)，則可以獲得定位。使用的不規(guī)則的捕獲定時意味著當不可能成功時不進行重復嘗試。例如，如果在現(xiàn)在、5s前、或IOs前都不能獲得定位，則在15s前也不能獲得定位。作為代替，接下來的捕獲可以在Im前、2m前等。然后，存在可選步驟42，該步驟使用可從成功定位獲得的附加信息(即，近似位置和時 間的知識，例如，其可以使可見衛(wèi)星能夠被確定)重新嘗試先前失敗了的定位。這甚至可以產(chǎn)生針對先前已經(jīng)失敗的當前請求的GPS定位捕獲的定位。處理完成后，進程結(jié)束并返回至周期性取樣。除了記錄周期性捕獲之外，還可以響應于觸發(fā)事件記錄另外的捕獲。這些捕獲可以由于環(huán)境、使用者或外部激勵或改變而被采集。為了檢測裝置很可能處于不同的環(huán)境 (特別是在戶外而不是戶內(nèi))，這是有用的，因此采集GPS捕獲將是有用的。有用的觸發(fā)例如包括
移動檢測(來自加速計)； 溫度改變(裝置通常包括直接或間接測量溫度的傳感器，例如用于IC模擬電路或振蕩器頻率的補償)；噪聲電平或譜特性的改變(用于包含麥克風的裝置)；亮度或色平衡的改變(用于包含攝影機的裝置，或者使用簡單的光傳感器)；從蜂窩基站接收的信號的改變(信號電平或GSM定時提前，在具有蜂窩無線電性能的裝置中)；從諸如WiFi或藍牙之類的本地通訊裝置接收的信號的改變；
廣播信號位電平(諸如FM或DAB無線電)的改變。所需要的傳感器可被周期性地起動，具體用于監(jiān)測位置環(huán)境的目的，或者這些傳感器的起動及使用可以是所述裝置的正常使用的部分，且出于檢測對收集定位信息有用的環(huán)境的目的，其可被另外地監(jiān)測。當預計GPS環(huán)境有利于獲得定位時，或因為急于獲得定位時，可以使用觸發(fā)器來獲取另外的樣本塊。例如，存在戶外移動的指示是GPS將成功的良好指示，且在將是提供使用者走進室內(nèi)之前最后已知定位的機會。除了 GPS外，其它傳感器信息(例如WiFi基站的能見度)可被收集，以幫助估計請求的定位。所提供的定位可補充有其不確定性的估計，例如，關(guān)于最后已知的位置，其不確定性及從那之后之可能的移動范圍。在一些應用中，除了在請求時的位置外，可能期望獲得移動歷史。因此，可以處理其它先前捕獲以顯示位置請求之前的位置歷史軌跡。以上描述的方法涉及提供了全GPS功能的實時應用，例如在托運跟蹤裝置中。該方法同樣適用于純粹的捕獲且稍后處理的裝置中，諸如攝影機，在其中所有的處理都在某些時間后發(fā)生。此情況下，在步驟34中，當請求GPS定位時，獲取并存儲捕獲(步驟36)用于后續(xù)處理。然后，考慮位置請求重寫數(shù)據(jù)，以使得期望的不規(guī)則圖案從該時間點以及從任意后續(xù)的位置再請求的時間點向前延伸。然后，該方法返回周期性采樣，如虛線箭頭44所示。然而在此情況下，可以在定位請求事件之后以不規(guī)則定時采集一組數(shù)據(jù)捕獲。然后，數(shù)據(jù)重寫(步驟32)保持期望定位之前和之后的具有不規(guī)則定時的捕獲。之前及之后的圖案可遵守相同或不同的規(guī)則。例如，捕獲在GPS定位請求之后可被保持1、10、100及1000 秒。在捕獲及稍后處理的范例中，幫助稍后處理的數(shù)據(jù)捕獲及諸如使用的頻率計劃之類的其它信息在某時間被轉(zhuǎn)移到用于處理的另一裝置或公共設施。該外部裝置或公共設施接著實施圖2的步驟38、40及42，但其可逐步地順時及逆時工作直到實現(xiàn)成功附近的定位。在兩種類型的系統(tǒng)中(全GPS或只捕獲)，不僅可以基于相鄰定位的使用而且還可以使用插入法來估計請求的GPS捕獲點的位置。為了提供可以利用兩種不同的方法的應用的范例，呈現(xiàn)了兩個簡單范例用于說明(i)蜂窩跟蹤裝置
這是一種便攜式電池供電裝置，其接收GPS信號且每5分鐘儲存捕獲(不對它們進行處理)。其具有用于與外部裝置通訊的蜂窩式電話接收機和發(fā)送機。報告位置的請求可以接收自經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡的通訊消息，或者作為諸如移動或可能危險的其他指示之類的局部檢測到的環(huán)境改變的結(jié)果。然后，蜂窩式網(wǎng)絡提供具有當前衛(wèi)星星歷軌道信息的跟蹤裝置，以使得可以使用短GPS獲取來獲得定位。然后，該裝置選擇性地獲取新GPS捕獲(如上所述)并且嘗試計算其位置。然后，將通過以上詳細說明的方法獲得的位置報告給蜂窩式網(wǎng)絡。(ii)攝影機 這是優(yōu)選地不具有全GPS功能以保持低成本的裝置的范例。每當拍攝相片時該裝置接收且儲存數(shù)據(jù)捕獲，其還可周期性地(例如每5分鐘)接收且儲存數(shù)據(jù)捕獲。數(shù)據(jù)與圖像一起上傳到處理捕獲且產(chǎn)生定位的公共設施上。該公共設施處理用每一相片記錄的捕獲。然后，將利用以上說明的相片定時之前或之后的捕獲獲得的定位指定給該相片。然而，上述原理可應用于任何GPS裝置，包括專用GPS/GSM跟蹤裝置、GPS電話、攝影機或視訊攝影機?；贕PS樣本獲得定位所需的處理是傳統(tǒng)的處理。其基本上包含針對盡可能多的 SV的信號的IF樣本的搜索、接著是這些信號的飛行時間的估計、以及三邊測量，以得到位置。在該階段，下載的星歷數(shù)據(jù)可用以引導搜索。例如，了解每一個SV的隨著時間的推移的請求時間及位置，在給定的位置對接收器來說僅某些SV可見。因此，一旦找到與一個SV 相對應的信號，則可以從搜索中排除不能同時可見的多個其它SV。作為獲得定位的處理的部分，可以將捕獲的GPS測量與蜂窩式信息(基站、頻率測量、定時超前)結(jié)合起來。在上述范例中，內(nèi)存容量是有限的，且為了得到數(shù)據(jù)捕獲的不規(guī)則模式，存在重寫。然而，本發(fā)明還可適用于這樣的系統(tǒng)，其中內(nèi)存容量大于保留裝置的給定使用時間段 (例如，跟蹤裝置的行程的全部長度)的所有捕獲所需的內(nèi)存容量。本發(fā)明還可應用于處理儲存的捕獲以獲得定位并且遵循上述規(guī)則的應用中。因此，以上述方式選擇用于處理的捕獲，而非內(nèi)存只包含這些捕獲。如上所述，有兩種基本的可選方案a)捕獲被儲存，但以后不需要被重寫，以及b) 裝置存儲所有捕獲但只處理它們中的一些。每種方法都可以包含以非順序的方式處理捕獲，尤其在已實現(xiàn)第一定位后。例如，從最接近請求時間的捕獲X開始，算法可以回到從前來處理先前的捕獲，例如X-1、X_2、 X-4、X-8、X-16等。直到例如捕獲塊X-16提供了定位。然后，該定位被用作最后已知的位置。處理可再次向前進行。其可以使用可能成功的相同的圖案X-8、X-4、X-2、X-I, X(由于X-16成功，則x-8的大約開始位置已知，因此x-8之搜尋及定位更可能成功)，以使得最終可以找到X。即使沒有找到，則可能X-8及X-4是成功的，從而提供了比X-16更接近的最后已知的位置。這可以利用相同圖案/選擇來實現(xiàn)，以使得不按照順序處理捕獲。而且，在第二種選擇b)中，一旦已找到第一定位，則可以在定位細化中使用不同的圖案，例如X-16成功之后，則可以處理X-14、X-12.....X_2、X或者迭代收斂的搜尋圖案以得到定位X或可以找到
GPS定位的最新的最后已知的位置。該迭代收斂包含關(guān)于先后不同且更精細的捕獲圖案/ 選擇在時間上來回連續(xù)移動。這同樣也可適用于后面的針對下一個已知位置或者利用最后及下一位置之間的插值的迭代收斂的定位。在情況b)中，使用處理選擇，存在分析捕獲可用(考慮捕獲元數(shù)據(jù)時間戳及任何觸發(fā)信息)及備用捕獲的適當選擇的步驟?？梢灾貜驮撎幚聿襟E作為分析過程。在定位處理執(zhí)行于捕獲裝置外部的范例中，用于捕獲裝置與處理平臺之間的通訊 (實時遙測線路或USB數(shù)據(jù)上傳連接)的帶寬可能存在限制。在此情況下，在范例b)中，數(shù)據(jù)可全部儲存在該裝置中，但只有子集(X、X-1、X-2、X-4、X-8、X-16)通過有限帶寬的通訊路徑傳送，在處理平臺上存儲并處理。這縮短了得到結(jié)果的時間，其在此情況下受通訊時間限制。在此方法中，獲取元數(shù)據(jù)(時間戳或觸發(fā))最初能夠傳遞到處理器，且該元數(shù)據(jù)將用以執(zhí)行選擇哪些捕獲經(jīng)由有限帶寬鏈路傳遞并處理。如上所述，在最基礎的實施中，捕獲被規(guī)則地獲取，且用于處理的捕獲在位置請求時間之前的早期時間不規(guī)則。然而，在任意時間點，該不規(guī)則的捕獲密度可能是不存在的-例如在有限大小的內(nèi)存變滿之前或在重寫期間。這取決于數(shù)據(jù)重寫的規(guī)則。如果一些近期數(shù)據(jù)已被重寫，但后來的數(shù)據(jù)尚未被重寫，則在該重寫過程期間將出現(xiàn)特殊的圖案。然而，該圖案將趨向于在請求時間附近具有較高密度且在前面具有較低密度的期望圖案。此外，另外觸發(fā)的捕獲的使用改變了被保持或被處理的數(shù)據(jù)圖案。因此，請求時間附近具有較高密度且在更早時間具有較低密度的不規(guī)則圖案可能不延伸在全部過去的時間。例如，可能存在另一觸發(fā)捕獲，緊接其之前捕獲密度再次為高，且在較早時間捕獲密度再次為低。因此，捕獲的高密度和低密度分布可能只涉及局部時間段，但是其在整個不規(guī)則分布中是較大的部分，該不規(guī)則分布是動態(tài)(響應于觸發(fā)事件或定位請求)且智能的。已描述了全功能GPS (具有星歷輔助)或捕獲且處理實施(上傳IF數(shù)據(jù)用于處理)的兩個范例，但可以存在這兩個極端之間的實施。一個范例是所謂的輔助GPS解決方案，其處理到偽范圍的程度，然后將它們上傳到具有星歷且能執(zhí)行定位的服務器。在所有上述不同形式中，所述方法都要求很小的功耗，這是因為只有GPS信號樣本被捕獲且通常這些不被處理。需要打開GPS接收機以接收GPS信號-但是這遠小于執(zhí)行信號處理以恢復或測量GPS信號本身從而計算定位所需要的能量。重要地，只在請求定位時消耗處理能量。也可以使用另外的捕獲來提供裝置位置的歷史蹤跡(如上所述)，這在裝置中沒有額外的組件成本或者能耗。因此，本發(fā)明特別適用于關(guān)于位置的偶然或告警查詢的長電池壽命的裝置。已結(jié)合(單頻率)GPS描述了本發(fā)明，但是其它GNSS系統(tǒng)(GLONASS、Galileo等) 類似。事實上，所述技術(shù)還可適于多頻率系統(tǒng)。已給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個示意輪廓。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解的是，可以對存儲在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進行改變(在內(nèi)存重寫的情況下)或者對將要處理的數(shù)據(jù)的選擇進行改變。這些功能上的改變可以完全使用標準的硬件來實現(xiàn)，也可以使用程序軟件來實現(xiàn)。因此，沒有詳細描述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及許多不同的版本都是可行的。
各種其他變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種通過處理來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號確定感興趣事件的位置的方法，該方法包含以下步驟周期性地記錄衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊；響應于特定時間對位置確定的請求，處理最近的數(shù)據(jù)樣本塊以嘗試獲得定位， 其中如果對獲得定位的嘗試未成功，該方法進一步包含處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止，其中用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊與在所述特定時間之前不規(guī)則間隔的時刻相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)據(jù)樣本塊在對所述特定時間而言的相對較近的時間中比相對較早的時間中更密集地分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中記錄數(shù)據(jù)樣本塊的步驟包括把數(shù)據(jù)樣本塊寫入內(nèi)存直到內(nèi)存變滿為止，然后重寫所選擇的數(shù)據(jù)樣本塊，使得儲存的數(shù)據(jù)樣本塊在相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中處理數(shù)據(jù)塊以再嘗試的步驟包括使用所存儲的在相對較近的時間中比在相對較早的時間中更密集地分布的數(shù)據(jù)樣本塊。
5.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括響應于對位置確定的請求而記錄另外的衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊，從而形成最近的數(shù)據(jù)樣本塊。
6.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中獲得定位后，利用該成功嘗試的附加信息針對未成功的嘗試進行重新嘗試。
7.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，還包括針對所獲得的定位之前的多個時間， 獲得多個定位，從而形成位置蹤跡。
8.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括處理在特定時間之后獲取的數(shù)據(jù)樣本塊以幫助獲得特定時間的定位的嘗試。
9.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中記錄發(fā)生在便攜式電池供電的裝置上， 而處理發(fā)生在從所述便攜式電池供電的裝置下載數(shù)據(jù)的單獨的裝置上，其中下載最近的數(shù)據(jù)樣本塊以及用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本，包括記錄的數(shù)據(jù)樣本塊的一個子集。
10.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括響應于觸發(fā)事件而記錄另外的樣本塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中觸發(fā)事件包括以下一個或多個來自傳感器的指示移動檢測； 溫度改變； 聲級改變； 亮度改變；從蜂窩式基站接收的信號的改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，進一步包括與相關(guān)樣本塊一起記錄觸發(fā)事件的相關(guān)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中以取決于觸發(fā)事件的相關(guān)信息的規(guī)則執(zhí)行對在較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊的處理。
14.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中記錄和處理發(fā)生在便攜式電池供電裝置上。
15.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中對位置確定的請求對應于圖像或圖像序列的捕獲定時，并且記錄發(fā)生在攝影機上，或者對位置確定的請求包括來自外部控制器的請求，并且記錄和處理都發(fā)生在便攜式數(shù)據(jù)記錄裝置上。
16.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中樣本包括中頻下變換的數(shù)據(jù)樣本。
17.一種計算機程序，包括在計算機上運行所述程序時適于執(zhí)行以上任一項權(quán)利要求的所有步驟的計算機程序代碼。
18.用于通過處理來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號確定感興趣事件的位置的設備，該設備包含第一接收裝置，其適于周期性地記錄衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊； 處理器，其適于響應于特定時間對位置確定的請求，以處理最近的數(shù)據(jù)樣本塊，來嘗試獲得定位， 如果獲得定位的嘗試未成功，處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊，以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止，其中用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊與特定時間之前不規(guī)則間隔的時刻相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過處理來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號確定感興趣事件的位置的方法，該方法包含周期性地記錄衛(wèi)星廣播的數(shù)據(jù)樣本塊。響應于特定時間對位置確定的請求，處理最近的數(shù)據(jù)樣本塊以嘗試獲得定位。如果對獲得定位的嘗試未成功，該方法進一步包含處理序列中較早時間記錄的數(shù)據(jù)樣本塊以再嘗試獲得定位，直到獲得定位為止。用于再嘗試的數(shù)據(jù)樣本塊在時間上不規(guī)則地間隔，例如，更集中地分布于關(guān)于特定時間的相對較近的時間而非相對較早的時間。這使得嘗試獲得定位的處理資源被有效地分配，從而減少了功耗。
文檔編號G01S5/00GK102265173SQ200980152078
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者克里斯·馬歇爾 申請人:U布洛克斯股份公司