用于預(yù)測的和實(shí)時輔助的gps系統(tǒng)的分布式軌道建模和傳播方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于預(yù)測的和實(shí)時輔助的GPS系統(tǒng)的分布式軌道建模和傳播方法。響應(yīng)于來自PGPS客戶端的請求，PGPS服務(wù)器產(chǎn)生和傳播由當(dāng)前衛(wèi)星軌道狀態(tài)向量和軌道傳播模型系數(shù)組成的初始種子數(shù)據(jù)集。所述種子數(shù)據(jù)集使PGPS客戶端能夠本地預(yù)測和傳播衛(wèi)星軌道到期望的未來時間。這種預(yù)測的輔助又依次地有助于加速首次定位時間（TTFF）、優(yōu)化位置方案計(jì)算和改進(jìn)出現(xiàn)該裝置上的或與該裝置相連的GPS芯片的靈敏度。與其它常規(guī)的預(yù)測GPS相比，本方法優(yōu)化地降低了對客戶端的數(shù)據(jù)傳輸要求，且使客戶端能夠在需要時本地合成自己的預(yù)測輔助數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法還支持實(shí)時衛(wèi)星完好性事件的無縫通知，以及預(yù)測輔助數(shù)據(jù)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時輔助數(shù)據(jù)的無縫集成。
【專利說明】用于預(yù)測的和實(shí)時輔助的GPS系統(tǒng)的分布式軌道建模和傳播方法
[0001]本申請是申請日為2007年11月19日，申請?zhí)枮?00780102196.3，名為“用于預(yù)測的和實(shí)時輔助的GPS系統(tǒng)的分布式軌道建模和傳播方法”申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明描述了一種用于建模、預(yù)測并利用衛(wèi)星軌道的方法和裝置，其中數(shù)據(jù)處理被分布在中央服務(wù)器和客戶端之間。具體地說，本發(fā)明應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)(GPS)的衛(wèi)星，但同樣適用于其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)以及其它未來的或計(jì)劃中的衛(wèi)星系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種在移動通信網(wǎng)中的預(yù)測GPS系統(tǒng)，其中預(yù)測GPS客戶端可以將衛(wèi)星軌道從由預(yù)測GPS服務(wù)器提供的用于數(shù)天的初始種子數(shù)據(jù)集傳播到未來，而在定位精度上具有最小的退化，并利用預(yù)測的數(shù)據(jù)輔助在該裝置上的或與該裝置連接的GPS芯片。這種預(yù)測輔助依次地有助于加速首次定位時間(TTFF)功能，優(yōu)化位置求定的計(jì)算，并且提高了該裝置上的或與該裝置連接的GPS芯片的靈敏度。
[0003]本發(fā)明利用GPS或其它全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的軌道預(yù)測，以將參數(shù)集種到嵌在移動裝置中的軌道傳播器中，提供了以移動裝置的精確導(dǎo)航所需的保真度傳播GPS軌道的能力。該預(yù)測的準(zhǔn)確性由安裝在移動裝置內(nèi)的傳播器的保真度和無法對作用在GPS衛(wèi)星上的力精確建模所限制。只是為了方便起見，使用GPS來描述本發(fā)明。對于本發(fā)明的目的，這里描述的發(fā)明同樣適用于其它GNSS，例如GLONASS (俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))和伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Galileo)或其它未來或計(jì)劃中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。說明書上下文中使用的移動客戶端的概念也只是為了方便描述本發(fā)明。對于本發(fā)明的目的，這里描述的同樣適用于任何遠(yuǎn)程客戶，無論是移動的或是固定的。
【背景技術(shù)】
[0004]衛(wèi)星定位和預(yù)測被廣泛使用在許多應(yīng)用中。值得注意的是，GPS的用戶在傳輸測距信號時需要GPS衛(wèi)星的位置，以便計(jì)算位置求定。目前這個軌道信息是由衛(wèi)星在射頻(RF)數(shù)據(jù)鏈接上以衛(wèi)星定位模型的形式提供的。該模型采用類開普勒(Ifeplerian-1ike)軌道根數(shù)(orbital element)集，也稱為星歷，其在通常為4至6小時的有限時間期間內(nèi)有效。GPS衛(wèi)星廣播星歷數(shù)據(jù)，且接收機(jī)解調(diào)來自射頻數(shù)據(jù)鏈接的星歷數(shù)據(jù)，射頻數(shù)據(jù)鏈接不斷監(jiān)測該數(shù)據(jù)流以得到更新的星歷。星歷數(shù)據(jù)是一個模型，它允許用戶評估一組方程，即對軌道弧形擬合的數(shù)學(xué)模型，并在該模型擬合過程中取得任何時間上的衛(wèi)星位置。雖然該模型允許評估超出4至6小時有效期的衛(wèi)星位置，但準(zhǔn)確性逐漸劣化。
[0005]在傳統(tǒng)的GPS應(yīng)用中，這種方法就足夠了，因?yàn)镚PS接收機(jī)可以無阻礙地看到衛(wèi)星，且星歷模型的評估對接收機(jī)的計(jì)算能力要求很低。然而，在現(xiàn)代應(yīng)用中，例如在移動裝置如移動電話中嵌入的GPS接收機(jī)，在移動裝置中的GPS接收機(jī)不能無阻礙地看到衛(wèi)星，且經(jīng)常必須工作在弱信號環(huán)境中。這嚴(yán)重限制了這種類型的分布衛(wèi)星定位模型的應(yīng)用，因?yàn)椴荒芸煽康貜男l(wèi)星收到星歷模型。[0006]與傳統(tǒng)GPS接收機(jī)相似，當(dāng)前移動裝置中的GPS接收機(jī)盡可能地持續(xù)解調(diào)廣播星歷，以提供自主操作。然而，由于惡劣的工作環(huán)境和快速定位時間的要求，這些接收機(jī)通常配備有輔助或協(xié)助數(shù)據(jù)，以得到快速的首次定位時間(TTFF)和提高的靈敏度。這種對GPS提供輔助或協(xié)助的技術(shù)通常稱為輔助或協(xié)助GPS (AGPS，輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))。減小的首次定位時間(TTFF)和提高的靈敏度中的一個主要因素是，消除了在直接衛(wèi)星信號采集之前解調(diào)廣播星歷數(shù)據(jù)的要求。
[0007]雖然可以使用其它類型的輔助數(shù)據(jù)，例如相對范圍的估計(jì)、預(yù)測哪個衛(wèi)星在視線之內(nèi)、相對的衛(wèi)星多普勒偏移、時間和頻率協(xié)助，本發(fā)明的焦點(diǎn)在于AGPS的衛(wèi)星軌道成分。對于許多AGPS系統(tǒng)，廣播星歷是從GPS基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)提供的，它提供預(yù)先格式化的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被AGPS服務(wù)器轉(zhuǎn)化成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，然后通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳送到移動裝置。這些GPS基準(zhǔn)站設(shè)置在固定安裝位置，在該位置可以無阻礙看到衛(wèi)星并因此可以得到廣播星歷和將廣播數(shù)據(jù)在移動通信鏈接上提供到嵌入式GPS接收機(jī)。雖然這對在移動裝置中的GPS接收機(jī)上解調(diào)廣播星歷流是一種改進(jìn)，但它對移動裝置內(nèi)的GPS接收機(jī)有過高的要求:持續(xù)連接到移動通信網(wǎng)絡(luò)和在移動通信網(wǎng)絡(luò)上傳遞數(shù)據(jù)。此外，它要求在GPS基準(zhǔn)站和將AGPS數(shù)據(jù)提供到移動裝置的移動通信網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)時連接。這種從GPS基準(zhǔn)站到移動通信網(wǎng)絡(luò)然后最終到達(dá)嵌入在移動裝置內(nèi)的GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)流的安排，在其數(shù)據(jù)路徑中的幾個點(diǎn)不是在任何給定的時刻都可用的。本發(fā)明減少了對移動通信網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)傳輸上的要求，也減輕了與輔助數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的時延。
[0008]對于輔助移動裝置中的GPS接收機(jī)的進(jìn)一步增強(qiáng)，是由使星歷數(shù)據(jù)在將來的時間對移動裝置可用而提供的。為了實(shí)現(xiàn)這個過程，使用衛(wèi)星定位、衛(wèi)星速度、距離、測距率、多普勒觀測或類似的測量來計(jì)算衛(wèi)星軌道。一旦從原始數(shù)據(jù)確定了一個軌道，則通過軌道力學(xué)領(lǐng)域中已知的技術(shù)向前傳播軌道來確定衛(wèi)星的將來位置。然后這些軌道預(yù)測用于產(chǎn)生具有與廣播星歷相同的數(shù)學(xué)表達(dá)式的所謂合成星歷。每個合成星歷對單獨(dú)一個衛(wèi)星將覆蓋4至6小時的時間塊?？梢蕴峁┒鄠€合成星歷，以擴(kuò)展到4至6小時范圍以上的能力。例如，對于單獨(dú)一個衛(wèi)星，可以提供6個合成星歷來描述一天的軌道。一旦合成星歷被傳播到在移動裝置中的GPS接收機(jī)，GPS接收機(jī)中的GPS衛(wèi)星位置的知識不會在4或6小時后或在與移動通信網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后過期。相反地，GPS接收機(jī)將查找星歷數(shù)據(jù)的適當(dāng)時間塊。
[0009]只要軌道能夠被可靠地預(yù)測，合成星歷就可被提供到未來。通常這一預(yù)測期間為I至10天，雖然更長時間的預(yù)測是可能的。這種合成星歷的方法相對于以往技術(shù)的改進(jìn)在于減少了對解調(diào)廣播星歷數(shù)據(jù)的壓力和對移動通信網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸開銷的壓力較少。
[0010]另一個供應(yīng)商Global Locate (全球定位公司)開發(fā)出了所謂的長期軌道(LTO)技術(shù)，它基于集中處理的對衛(wèi)星位置和速度的未來估計(jì)。然后這些位置和速度被擬合到一個限定的時間期間內(nèi)，通常為4-6個小時，以形成合成星歷的一個連續(xù)的時間期間。合成星歷被構(gòu)造為，當(dāng)被提供給標(biāo)準(zhǔn)的GPS接收機(jī)時，它模仿標(biāo)準(zhǔn)的星歷數(shù)據(jù)。然后，為每個4-6小時的時間間隔在本地提取合成星歷，而移動GPS接收機(jī)的操作不需連接到LTO數(shù)據(jù)源。例如，對于每個GPS衛(wèi)星，I天的LTO數(shù)據(jù)將包括6個4小時合成星歷數(shù)據(jù)集。本發(fā)明與美國專利 US6560534、US6829535、US6651000、US6542820 和 US6703972 有關(guān)。
[0011]例如，對于每個GPS衛(wèi)星，I天的LTO數(shù)據(jù)將包括6個4小時合成星歷數(shù)據(jù)集。然而，如LTO的傳統(tǒng)預(yù)測GPS方法需要在移動通信網(wǎng)絡(luò)上為每顆衛(wèi)星廣播大量的分別在4-6小時內(nèi)有效的星歷數(shù)據(jù)集，通常是40Kb到100Kb。本發(fā)明將需要在移動通信網(wǎng)絡(luò)上廣播的數(shù)據(jù)量顯著減少到2KB或更少的量級，因?yàn)樗挥冒l(fā)送預(yù)產(chǎn)生的合成星歷或未來衛(wèi)星位置和速度的估計(jì)。相反，本發(fā)明向移動裝置提供初始衛(wèi)星位置和速度以及一些力模型系數(shù)，移動客戶端軟件可以從這些數(shù)據(jù)按照需要在本地傳播這些衛(wèi)星位置和速度到未來，并本地產(chǎn)生自己的合成星歷數(shù)據(jù)，以供應(yīng)到GPS或AGPS裝置。最后，如LTO的傳統(tǒng)預(yù)測GPS方法通常是專用的且設(shè)計(jì)為只與供應(yīng)商自己的AGPS芯片組一起工作，從而導(dǎo)致后勤和供應(yīng)問題。本發(fā)明設(shè)計(jì)為與現(xiàn)有的實(shí)時AGPS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無縫配合，從而易于集成到潛在的任何AGPS芯片組中。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)通過一個衛(wèi)星位置和速度的數(shù)學(xué)模型將在一個相對較短的時間內(nèi)(通常為4-6小時)的GPS軌道信息分發(fā)到GPS接收機(jī)。然后移動裝置內(nèi)的GPS接收機(jī)將該模型作為時間的函數(shù)進(jìn)行評估，以確定衛(wèi)星的位置和速度。現(xiàn)有技術(shù)并沒有在移動裝置的GPS接收機(jī)上提供以進(jìn)行位置計(jì)算所需的精度來傳播軌道的位置和速度信息的能力。
[0013]該GPS星歷數(shù)據(jù)的主要目的是恢復(fù)GPS衛(wèi)星的位置和速度。上述過程實(shí)施了以下步驟:1)預(yù)測未來的GPS衛(wèi)星位置和速度；2)將該預(yù)測折合(reduction)到一個數(shù)學(xué)模型中；3)將GPS衛(wèi)星位置和速度的上述數(shù)學(xué)模型傳送到移動GPS接收機(jī)中；以及4)移動GPS接收機(jī)評估該數(shù)學(xué)模型，以恢復(fù)GPS衛(wèi)星位置和速度。本發(fā)明消除了在步驟2)和步驟3)中描述的折合和評估數(shù)學(xué)模型的過程。
[0014]提供傳播到未來的衛(wèi)星位置和速度的估計(jì)是本領(lǐng)域公知的。對于GPS衛(wèi)星，這項(xiàng)服務(wù)自1994年I月已經(jīng)由國際測地研究所(IGS)提供了。目前IGS提供GPS衛(wèi)星位置和速度的兩天內(nèi)的預(yù)測，作為結(jié)合了關(guān)于位置和速度的每隔15分鐘間隔的2天數(shù)據(jù)和2天預(yù)測的所謂超速(UltraRapid)產(chǎn)品。用于GLONASS、GPS時鐘等的這些數(shù)據(jù)產(chǎn)品和其它IGS數(shù)據(jù)產(chǎn)品都可以從IGS的數(shù)據(jù)庫中獲得。
[0015]為使用GPS衛(wèi)星軌道來計(jì)算導(dǎo)航方案，GPS接收機(jī)必須在預(yù)測時間之間插值，以得到特定導(dǎo)航方案所需的準(zhǔn)確時間。因此，在衛(wèi)星位置和速度的預(yù)測中需要高度的顆粒度，這正是IGS所提供的。這些IGS產(chǎn)品通常用在后處理中，其中GPS范圍測量在現(xiàn)場采集，然后返回到具有足夠的數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算能力的中央位置來存儲和插值GPS衛(wèi)星位置數(shù)據(jù)。該GPS數(shù)據(jù)不被用于繼續(xù)傳播到未來時間。為在移動裝置中利用IGS類型的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，較大量的軌道數(shù)據(jù)將在移動通信網(wǎng)絡(luò)上傳輸。上述星歷模型、合成星歷以及Global Locate公司的LTO技術(shù)的主要動機(jī)是為了減少必須廣播的數(shù)據(jù)量。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)并沒有在移動裝置的GPS接收機(jī)上提供以位置計(jì)算所需的精度傳播軌道信息的能力。此外，與向移動裝置提供GPS星歷數(shù)據(jù)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)已被在從衛(wèi)星的實(shí)時數(shù)據(jù)廣播利用的數(shù)學(xué)模型所限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種減少了需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在移動裝置中的GPS接收機(jī)，它可以傳播衛(wèi)星軌道，消除了對4至6小時衛(wèi)星星歷模型的依賴。本發(fā)明的再一個目的是提供一種GPS接收機(jī)，它能夠基于可用的未用計(jì)算能力傳播軌道，從而進(jìn)一步減少了對網(wǎng)絡(luò)上的GPS接收機(jī)/移動裝置的依賴。本發(fā)明的又一個目的是通過小的“維修數(shù)據(jù)包”從移動通信網(wǎng)絡(luò)提供用于衛(wèi)星完好性的快速更新。本發(fā)明的又再一個目的是提供具有改進(jìn)的完好性確定的移動裝置。本發(fā)明的還一個目的是密切配合開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并可在各種AGPS芯片組上操作。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用在預(yù)測GPS或GNSS系統(tǒng)中的分布式軌道和傳播方法，它包括預(yù)測GPS服務(wù)器(PGPS服務(wù)器)、高精度軌道預(yù)測源(軌道服務(wù)器)、提供實(shí)時GPS或GNSS輔助數(shù)據(jù)到PGPS服務(wù)器的全球基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)源(GRN服務(wù)器)、在配備GPS或AGPS芯片組的裝置上運(yùn)行的預(yù)測GPS客戶端(PGPS客戶端)。響應(yīng)于來自PGPS客戶端的要求，PGPS服務(wù)器產(chǎn)生PGPS種子數(shù)據(jù)并將其傳播到PGPS客戶端。該P(yáng)GPS客戶端在需要時使用所述PGPS種子數(shù)據(jù)傳播衛(wèi)星軌道和計(jì)算相關(guān)的合成星歷。
[0019]然后，傳播的衛(wèi)星軌道或其相關(guān)的合成星歷可以提供給移動裝置的GPS/AGPS芯片組，無論GPS/AGPS芯片的供應(yīng)商是誰，且可以按照各種數(shù)據(jù)格式和協(xié)議選項(xiàng)提供。任選地，該P(yáng)GPS客戶端包括一個微安全用戶平面(micro-SUPL，微SUPL)服務(wù)器。SUPL是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于從位于移動運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器向配備必要的SUPL固件和AGPS芯片組的移動裝置傳送實(shí)時輔助GPS。從而PGPS客戶端微SUPL服務(wù)器簡化了 PGPS客戶端與可能已經(jīng)出現(xiàn)在該裝置上的SUPL固件和AGPS芯片的集成。
[0020]該P(yáng)GPS客戶端軟件還允許PGPS客戶端裝置成為用于其它PGPS客戶端裝置的輔助數(shù)據(jù)源。一個這樣的例子是在點(diǎn)對點(diǎn)(peer to peer)通信的上下文(context)中，其中PGPS客戶端裝置將其PGPS種子數(shù)據(jù)或PGPS種子更新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到與它相連接的其它PGPS客戶端裝置。這種情況的一個變型可以利用出現(xiàn)在PGPS客戶端裝置中的本地微SUPL服務(wù)器，據(jù)此，所述PGPS客戶端軟件可以按照預(yù)期和要求的格式將預(yù)測的或?qū)崟r的輔助數(shù)據(jù)傳送到其它PGPS客戶端裝置。
[0021]當(dāng)GPS衛(wèi)星在它們的軌道中移動以進(jìn)行例行保養(yǎng)程序時，預(yù)先提供給GPS接收機(jī)的軌道預(yù)測是錯誤的。在此之前，所有超出衛(wèi)星移動時間的星歷集將是無效的，且需要在通信網(wǎng)絡(luò)上向GPS接收機(jī)提供新的星歷。然而已經(jīng)認(rèn)識到，包括諸如拖動力、太陽輻射壓力、除氣等力的廣義力參數(shù)是保持不變的，即使衛(wèi)星被移動且因而軌道被改變。因此，除了偶爾的力參數(shù)的更新，只有位置和速度成分需要被更新。當(dāng)衛(wèi)星的維修引起不同的彈道時，只需要更新衛(wèi)星的位置和速度導(dǎo)致顯著節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量。所述PGPS種子數(shù)據(jù)-已知的與高度優(yōu)化的力模型系數(shù)相結(jié)合的衛(wèi)星軌道矢量(即在特定時間的位置和速度)_然后被PGPS客戶端使用，以將來自種子歷元的軌道傳播幾天到未來，通常每天退化1-3米。
[0022]移動通信網(wǎng)絡(luò)中負(fù)荷的進(jìn)一步減少是通過向最近的PGPS種子數(shù)據(jù)提供一個修正項(xiàng)而實(shí)現(xiàn)的，即所謂PGPS種子更新數(shù)據(jù)。有利的是，PGPS服務(wù)器還產(chǎn)生種子更新數(shù)據(jù)和將它傳播到PGPS客戶端。通過提供PGPS種子更新數(shù)據(jù)，與常規(guī)的預(yù)測GPS技術(shù)相比，相對網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷被減少了高達(dá)兩個數(shù)量級。
[0023]優(yōu)選地，PGPS客戶端裝置是一個與移動網(wǎng)絡(luò)連接的裝置。替換地，PGPS客戶端也可運(yùn)行在非移動網(wǎng)絡(luò)相連的裝置上。
[0024]優(yōu)選地，PGPS客戶端裝置包含一個板載GPS/AGPS芯片組和相關(guān)的固件。所述固件可以提供或可以不提供對例如SUPL的輔助GPS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持。另外，GPS/AGPS芯片組和相關(guān)的固件也可以安裝在與PGPS客戶端裝置相連接的外圍設(shè)備中。
[0025]有利的是，PGPS系統(tǒng)可以處理混合的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時輔助數(shù)據(jù)和預(yù)測的輔助數(shù)據(jù)。
[0026]有利的是，PGPS系統(tǒng)可以靈活地配置，以在任何無線和有線網(wǎng)絡(luò)上在傳輸協(xié)議上以推送、查詢、自動或上述方式的結(jié)合傳播種子和種子更新數(shù)據(jù)，上述傳輸協(xié)議包括但不限于，例如超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)，傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)，無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)，短消息服務(wù)(SMS)或任何適當(dāng)?shù)淖远x協(xié)議。
[0027]有利的是，PGPS系統(tǒng)能自動更新種子數(shù)據(jù)和種子更新數(shù)據(jù)，以確保在發(fā)生實(shí)時完好性(RTI)衛(wèi)星事件時，PGPS客戶端工作在最新的軌道預(yù)測模型中。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]從下面的以舉例方式詳細(xì)描述的優(yōu)選實(shí)施例中并結(jié)合附圖，可以清楚理解進(jìn)一步的特點(diǎn)和優(yōu)勢:
[0029]圖1是預(yù)測GPS的示意圖；
[0030]圖2是PGPS種子數(shù)據(jù)集的一般內(nèi)容的表；
[0031]圖3是PGPS種子更新數(shù)據(jù)集的一般內(nèi)容的表；
[0032]圖4是本發(fā)明PGPS系統(tǒng)和傳統(tǒng)的預(yù)測GPS系統(tǒng)之間在典型的7天期間上的數(shù)據(jù)流量和退化準(zhǔn)確性的比較的表；
[0033]圖5是導(dǎo)航模型參數(shù)表，它可被本發(fā)明系統(tǒng)中的特定軌道傳播模型所預(yù)測；
[0034]圖6是顯示PGPS服務(wù)器的不同功能層的一個示意圖；
[0035]圖7是顯示PGPS服務(wù)器軌道傳播層輸出的一組表；
[0036]圖8是顯示PGPS客戶端的不同功能層的一個示意圖；
[0037]圖9是代表PGPS客戶端軌道傳播層輸出的表格。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在下面的描述中使用的術(shù)語和它們的含義如下:
[0039]AGPS輔助 GPS
[0040]ASN抽象語法標(biāo)記I
[0041]DGPS差分 GPS
[0042]GPS全球定位系統(tǒng)
[0043]GRN全球基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)
[0044]H-SLP歸屬地SUPL定位平臺
[0045]HTTP超文本傳輸協(xié)議
[0046]IMSI國際移動用戶識別號碼
[0047]IODE發(fā)出數(shù)據(jù)星歷
[0048]IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
[0049]LCS位置業(yè)務(wù)
[0050]JPL噴氣動力研究所
[0051]MIDP移動信息設(shè)備配置文件
[0052]MS移動站
[0053]OMA開放式移動聯(lián)盟
[0054]P-Code精密碼
[0055]PER緊縮編碼規(guī)則[0056]PGPS 預(yù)測 GPS
[0057]PRN 偽距號碼
[0058]RTI 實(shí)時完好性
[0059]RRC 無線資源控制
[0060]RRLP無線資源LCS協(xié)議
[0061]SET 支持SUPL的終端
[0062]SLP SUPL 定位平臺
[0063]SMS 短消息業(yè)務(wù)
[0064]SUPL安全用戶層面定位
[0065]TCP 傳輸控制協(xié)議
[0066]TTFF首次定位時間
[0067]TIA 電信工業(yè)協(xié)會
[0068]URA 用戶測距精度
[0069]UTC 通用協(xié)調(diào)時間
[0070]V-SLP異地SUPL定位平臺
[0071]WAP 無線應(yīng)用協(xié)議
[0072]XML 擴(kuò)展標(biāo)記語言
[0073]如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括兩個主要組成部分:PGPS服務(wù)器10和運(yùn)行PGPS客戶端軟件22的PGPS客戶端裝置20。該P(yáng)GPS服務(wù)器10耦合到GRN服務(wù)器14和接收來自GRN服務(wù)器14的輔助數(shù)據(jù)。GRN服務(wù)器14是一個世界各地的互連基準(zhǔn)站的集合，它們通過一個或多個集線器通信。每個基準(zhǔn)站耦合到一個或多個GPS接收機(jī)，且從而接收由從該基準(zhǔn)站的位置當(dāng)前可見的每個GPS衛(wèi)星所傳送的數(shù)據(jù)。因此，綜合來說，GRN中的基準(zhǔn)站接收來自GPS星座中所有GPS衛(wèi)星的信號。
[0074]一個高精度軌道預(yù)測源是必需的，其中有幾個選項(xiàng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，PGPS服務(wù)器10所獲得的外部高精度軌道預(yù)測信息來自軌道服務(wù)器12，其中一個例子是標(biāo)準(zhǔn)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的預(yù)測軌道產(chǎn)品(PD0)。替換地，PGPS服務(wù)器10可以接收來自任何其它來源的高精度GPS軌道預(yù)測。
[0075]該P(yáng)GPS服務(wù)器10與具有PGPS客戶端軟件22、GPS或AGPS (輔助GPS)芯片組24和相關(guān)固件26的PGPS客戶端裝置20通信。任選地和如虛線所示，移動裝置也可以具有一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SUPL (安全用戶層面定位)客戶端28。GPS/AGPS芯片組24和有關(guān)的固件26還可以位于另一個周邊裝置中，該周邊裝置連接到其上運(yùn)行PGPS客戶端軟件22的PGPS客戶端裝置20。穿過在PGPS客戶端裝置20和PGPS服務(wù)器之間的無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)18的消息根據(jù)PGPS協(xié)議16設(shè)置，包括PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36，并任選地包括RRLP (無線資源定位服務(wù)協(xié)議)消息形式的標(biāo)準(zhǔn)AGPS輔助數(shù)據(jù)，其可以包括實(shí)時完好性(RTI)、導(dǎo)航模型、年歷、通用協(xié)調(diào)時間(UTC)模型、電離層、基準(zhǔn)時間、差分校正或其它與輔助相關(guān)的消息。
[0076]PGPS客戶端20根據(jù)PGPS協(xié)議16在通信網(wǎng)絡(luò)18上征求并接收來自PGPS服務(wù)器10的預(yù)測GPS消息。利用PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和/或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的信息，它可以以軌道狀態(tài)向量106的形式在本地將衛(wèi)星軌道傳播到未來。然后軌道狀態(tài)向量106可以用于產(chǎn)生相關(guān)的PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42 (即每個衛(wèi)星的預(yù)測星歷)。然后該數(shù)據(jù)和其它任選的RRLP根數(shù)可以以幾種典型的方式被傳遞到GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26。
[0077]將PGPS客戶端軟件22連接到板載GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26的主要和最有效的方法是，經(jīng)由設(shè)計(jì)旨在支持SUPL協(xié)議的一個子集的微SUPL (miCT0-SUPLMg務(wù)器92。SUPL是由開放式移動聯(lián)盟(OMA)確定的一個基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議98，它采用無線移動網(wǎng)絡(luò)的用戶層面來傳輸GPS輔助數(shù)據(jù)和位置信息。這種傳輸通常在移動裝置和網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)準(zhǔn)SUPL AGPS服務(wù)器102之間進(jìn)行。雖然SUPL沒有明確地支持將消息發(fā)送到板載的輔助數(shù)據(jù)供應(yīng)者，本發(fā)明的預(yù)測GPS系統(tǒng)通過在具體的使用例子中模仿H-SLP/V-SLP (歸屬地SUPL定位平臺/異地SUPL定位平臺)而被擬合到SUPL的模型中。
[0078]移動完好性的措施有效地相當(dāng)于使板載SUPL客戶端固件26適應(yīng)，因此在以預(yù)測模式操作時，其成為可配置的且可以被“定點(diǎn)(pointed)”在板載微SUPL服務(wù)器92。其它完好性選項(xiàng)可以例如通過它們的專有API更直接地接口到帶有GPS/AGPS芯片組24和GPS/AGPS固件26的PGPS客戶端軟件22。
[0079]種子數(shù)據(jù)描述
[0080]PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的集和它們相關(guān)的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的集由PGPS服務(wù)器10定期產(chǎn)生和/或更新。然后，該P(yáng)GPS種子數(shù)據(jù)記錄30被PGPS客戶端軟件22使用，以傳播衛(wèi)星軌道和可選擇地產(chǎn)生PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42。
[0081]PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的集由其種子ID號碼唯一地標(biāo)識，包括在當(dāng)前時間歷元用于每個衛(wèi)星的PGPS種子數(shù)據(jù)軌道狀態(tài)向量32 (速度及X、Y、Z位置)，與幾個PGPS種子數(shù)據(jù)力模型參數(shù)34耦合。PGPS種子數(shù)據(jù)力模型參數(shù)34，包括太陽輻射壓力系數(shù)和在單個歷元的經(jīng)驗(yàn)加速項(xiàng)。在計(jì)算PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36時，PGPS服務(wù)器軌道傳播層48有效地本地運(yùn)行PGPS客戶端軌道傳播層86的一個精度較差的版本。然后，它可以將PGPS客戶端軌道傳播層86的期望性能與由軌道服務(wù)器12提供的高精度基準(zhǔn)相比較。從而計(jì)算PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的參數(shù)，以減少或整形在期望的時間期間內(nèi)精度的退化。這些參數(shù)允許PGPS客戶端軌道傳播層86將軌道從該歷元傳播幾天到未來，且具有可容忍的每天1-3米的凈定位精度的退化。
[0082]該P(yáng)GPS種子數(shù)據(jù)記錄30的結(jié)構(gòu)顯示在圖2的表中。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例允許使用多個傳播模型，因此在同一個PGPS系統(tǒng)中具有多個PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。這使得可以針對例如應(yīng)用帶寬精確剪裁預(yù)測GPS數(shù)據(jù)的性能，或接近長期精度要求。例如，PGPS系統(tǒng)能夠產(chǎn)生PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30以在第一組的天數(shù)上產(chǎn)生高精度的性能，或在設(shè)定的天數(shù)上產(chǎn)生平均精度的性能，這些都在給定的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的大小限制中。另外，預(yù)計(jì)的用途包括GPS/AGPS芯片組24的供應(yīng)商專用的軌道傳播模型和相關(guān)的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30，或其它高性能第三方軌道傳播模型，從而在PGPS系統(tǒng)框架內(nèi)允許第三方創(chuàng)新。
[0083]使用優(yōu)選實(shí)施例的缺省軌道預(yù)測模型，估計(jì)PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30為15，590比特或1，949字節(jié)以表示整個32顆衛(wèi)星星座。如果使用其它軌道預(yù)測模型，這個數(shù)字可以改變，但被認(rèn)為是代表有關(guān)的預(yù)期數(shù)據(jù)大小。相比之下，大多數(shù)傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)預(yù)計(jì)需要50Kb或更多來獲得相同的表達(dá)。[0084]種子更新數(shù)據(jù)的說明
[0085]該P(yáng)GPS系統(tǒng)可以工作為只提供PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30。為了保持最高的精度，這些數(shù)據(jù)可以每日提供，在效果上，將精度的退化重置到最佳的水平。但是，該P(yáng)GPS系統(tǒng)可以通過利用PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36 (它是需要較少帶寬的種子的優(yōu)化形式)而獲得同樣的效果。
[0086]每個PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36唯一地與一個特定的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30有關(guān)。該P(yáng)GPS種子更新數(shù)據(jù)記錄是一個較小的數(shù)據(jù)集36，通常只包括在當(dāng)前歷元的PGPS種子更新數(shù)據(jù)軌道狀態(tài)向量參數(shù)38 (用于相關(guān)PGPS種子數(shù)據(jù)軌道狀態(tài)向量32的Λ因子，deltafactors)和PGPS種子更新數(shù)據(jù)力模型參數(shù)40 (用于相關(guān)PGPS種子數(shù)據(jù)力模型參數(shù)34的Δ因子，delta factors)。PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的一般內(nèi)容如圖3所示。
[0087]PGPS客戶端軌道傳播層86可以使用與先前提供的PGPS種子傳播數(shù)據(jù)記錄30有關(guān)的上述信息，以將軌道從該歷元傳播多天，其中可容忍的精度退化在每天1-3米之間。
[0088]上述PGPS服務(wù)器10管理多個版本的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36，通常每個版本用于在配置的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的保存窗口上的每個先前產(chǎn)生的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄
30。然后該P(yáng)GPS服務(wù)器10可以向PGPS客戶端軟件22提供與已出現(xiàn)在PGPS客戶端軟件22中的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30相關(guān)的最新PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。然后PGPS客戶端軌道傳播層86可利用所收到的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36將軌道傳播到當(dāng)前的歷元，且可任選地產(chǎn)生匹配的PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42。一旦傳播，PGPS客戶端軟件22使這一信息可供在PGPS客戶端裝置20上的GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26使用。
[0089]使用優(yōu)選實(shí)施例的缺省軌道預(yù)測模型，PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的集估計(jì)為6374比特或797字節(jié)以表示整個32顆衛(wèi)星星座。如果使用其它軌道預(yù)測模型，這個數(shù)字可以改變，但被認(rèn)為是代表了預(yù)期的有關(guān)數(shù)據(jù)的大小。在常規(guī)的預(yù)測GPS系統(tǒng)中不存在這樣的差分機(jī)制。
[0090]對上述PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36特征的納入有效地以更數(shù)據(jù)有效的方式幫助保持最高可能的精度(即有效地將退化重置回其最佳水平)，因?yàn)橄惹疤峁┑牧δＰ蛥?shù)34可以很容易地保持?jǐn)?shù)天有效。
[0091]如果PGPS系統(tǒng)采用多個傳播模型，PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36可用于以上述方式對每個傳播模型更新有關(guān)的PGPS種子30。
[0092]PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)描述
[0093]PGPS客戶端軟件22使用PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36以將衛(wèi)星軌道傳播到未來。這些軌道狀態(tài)向量106也可用于產(chǎn)生匹配的PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42。
[0094]圖5顯示了一個典型的PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42的記錄。該結(jié)構(gòu)跟隨在移動通信工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中描述的標(biāo)準(zhǔn)GPS導(dǎo)航模型，如3GPP TS 44.031-位置業(yè)務(wù)(LCS);移動站(MS)-服務(wù)移動位置中心(SMSC)無線資源LCS協(xié)議(RRLP)文件。
[0095]根據(jù)所使用的軌道傳播模型，PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)記錄42中的某些參數(shù)可以是預(yù)測的、為零或被設(shè)置為一個固定值。對于缺省的PGPS軌道傳播模型，圖5顯示了在PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36中，哪些參數(shù)是預(yù)測的(PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)預(yù)測字段45)、設(shè)置為O (PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)歸零字段46)或設(shè)置為一個合適的固定值(PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)常量字段44)。
[0096]然后，PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42的記錄可以通過它們的供應(yīng)商專用的API或通過PGPS客戶端微SUPL服務(wù)器92被傳遞到GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26。
[0097]RRLP數(shù)據(jù)描述
[0098]所述PGPS服務(wù)器10可以任選地被配置為，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RRLP格式提供各種實(shí)時GPS輔助數(shù)據(jù)消息，包括；
[0099]實(shí)時完好性(RTI)
[0100]導(dǎo)航模型
[0101]年歷
[0102]UTC 模型
[0103]電離層模型
[0104]基準(zhǔn)時間
[0105]差分校正
[0106]其它消息類型
[0107]能夠沿預(yù)測GPS的性能提供實(shí)時GPS輔助數(shù)據(jù)的能力允許產(chǎn)生獨(dú)特的業(yè)務(wù)組合。例如，根據(jù)PGPS業(yè)務(wù)層次，只要RTI信息有所變動，PGPS服務(wù)器10可以直接通知PGPS客戶端軟件22。然后PGPS客戶端軟件22下載新的RTI和最新的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的消息。這確保了所得到的預(yù)測信息(即軌道狀態(tài)向量106和PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42)不受由衛(wèi)星軌道完好性事件如故障維修所引起的精度退化的影響。雖然傳統(tǒng)的預(yù)測GPS系統(tǒng)也可以納入實(shí)時完好性通知的表格，然而，一個全新的大型數(shù)據(jù)表格文件必須被下載到客戶端以取代現(xiàn)有的文件。
[0108]最后，在非標(biāo)準(zhǔn)AGPS的環(huán)境下，其中可能沒有任何現(xiàn)有的AGPS服務(wù)器，上述PGPS服務(wù)器10可以任選地配置為納入通常在基本AGPS業(yè)務(wù)中可見的實(shí)時GPS輔助數(shù)據(jù)，即RT1、年歷、電離層模型、UTC模型及基準(zhǔn)時間，以及PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。這種輔助數(shù)據(jù)是以標(biāo)準(zhǔn)RRLP格式制備的且被作為一組消息傳送，其中能夠植入在標(biāo)準(zhǔn)AGPS服務(wù)器中常見的大部分輔助數(shù)據(jù)元素。因此如果需要的話，AGPS接口層90可以經(jīng)由其微SUPL服務(wù)器92或通過GPS/AGPS芯片組24的專有API，將此信息提供到板載GPS/AGPS 芯片組 24 及 GPS/AGPS 固件 26。
[0109]PGPS業(yè)務(wù)層次
[0110] 本發(fā)明的預(yù)測GPS的設(shè)計(jì)具有靈活性，且允許調(diào)整業(yè)務(wù)部署和增值服務(wù)選項(xiàng)。目前有四個業(yè)務(wù)層次:
[0111]基本---基本PGPS業(yè)務(wù)層次工作在簡單的客戶端-調(diào)查(poll)的基礎(chǔ)上。PGPS客戶端軟件22定期調(diào)查PGPS服務(wù)器10以獲得最新的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。然后PGPS客戶端軟件22可以為未來歷元傳播衛(wèi)星軌道和產(chǎn)生PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42 (即星歷)。然后這個PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42被傳遞到GPS/AGPS芯片組24，或者通過固件26API直接傳遞，或者通過微SUPL服務(wù)器92和AGPS SUPL客戶端28間接傳遞。
[0112]優(yōu)質(zhì)(premium)---優(yōu)質(zhì)PGPS業(yè)務(wù)采用了實(shí)時機(jī)制，由此RTI通知可以經(jīng)由WAP
推送(Push)被自動發(fā)送到PGPS客戶端裝置20。這些通知將促使PGPS客戶端軟件22去請求最新的RTI消息以及最新可用的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。然后，或者直接地通過固件26API，或者間接地通過微SUPL服務(wù)器92和AGPS SUPL客戶端28，PGPS客戶端軟件22可以使PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42和RTI消息對GPS/AGPS芯片組24是可用的。
[0113]高級高級PGPS業(yè)務(wù)采用了實(shí)時機(jī)制，由此PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30、PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36和RTI RRLP消息通知可以，經(jīng)由SMS64或者通過在無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)內(nèi)可用的其它傳播者如WAP推送62，直接推送至PGPS移動裝置20。然后PGPS客戶端軟件22使PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42和RTI消息可供GPS/AGPS芯片組24使用，或者直接地通過固件26API或者間接地通過微SUPL服務(wù)器92和AGPS SUPL客戶端28。高級PGPS業(yè)務(wù)需要網(wǎng)絡(luò)裝置供應(yīng)商和計(jì)劃支持該業(yè)務(wù)的移動運(yùn)營商之間更深入的整合。
[0114]自定義在其中沒有標(biāo)準(zhǔn)AGPS環(huán)境的移動系統(tǒng)的情況中，或者在其中沒有SUPL客戶端固件26的特殊用途移動裝置的情況中，PGPS系統(tǒng)可以被完全定制，以不但與預(yù)測PGPS消息集成，也與任何實(shí)時輔助RRLP消息集成。PGPS客戶端軟件22僅在有這些消息的新版本可用時才被通知，使得PGPS客戶端軟件22并不需要調(diào)查PGPS服務(wù)器10以得到可能不相關(guān)的信息。然后PGPS客戶端軟件22可以使PGPS導(dǎo)航模型數(shù)據(jù)42和RRLP信息可供GPS/AGPS芯片組24使用，或者直接地通過固件26API或者間接地通過微SUPL服務(wù)器92和AGPS SUPL客戶端28。自定義PGPS業(yè)務(wù)需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商和計(jì)劃支持該業(yè)務(wù)的移動運(yùn)營商之間更深入的整合。
[0115]預(yù)測GPS服務(wù)器
[0116]PGPS PGS服務(wù)器10產(chǎn)生PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36并將其提供到PGPS客戶端軟件22，以及提供RRLP消息到PGPS客戶端軟件22。如圖6所示，PGPS服務(wù)器10包括PGPS服務(wù)器軌道傳播層48、PGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層60、PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54和PGPS服務(wù)器配置層52。圖6顯示了 PGPS服務(wù)器10的不同層。
[0117]PGPS服務(wù)器軌道傳播層48的目的是產(chǎn)生PGPS客戶端軟件22所需要的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。在計(jì)算PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36時，PGPS服務(wù)器軌道傳播層48還有效地運(yùn)行低保真度版本的PGPS軌道傳播層86。然后，它可以將PGPS客戶端軟件22的期望性能與軌道服務(wù)器12提供的高精度基準(zhǔn)相比較。從而計(jì)算PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的參數(shù)，以減少或整形在期望的時間期間上的精度退化。這些參數(shù)允許PGPS客戶端軟件22將軌道從該歷元傳播幾天到未來，其中具有可接受的精度退化，例如每天1-3米。
[0118]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例允許在同一個PGPS系統(tǒng)中使用多個傳播模型,每個傳播模型有自己的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36消息。這允許針對例如應(yīng)用帶寬、客戶端處理器的能力或與接近長期精度要求來精確調(diào)整PGPS系統(tǒng)的性能。例如，PGPS系統(tǒng)能夠產(chǎn)生PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30以強(qiáng)調(diào)在頭幾天的高精度，或在一組數(shù)量的天數(shù)上產(chǎn)生平均精度的性能，這些都在給定的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30大小的限制中。另外，預(yù)期的用途還包括GPS/AGPS芯片組24供應(yīng)商專用的軌道傳播模型和相關(guān)的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30，或其它高性能第三方軌道傳播模型，從而使第三方能夠在PGPS系統(tǒng)框架內(nèi)進(jìn)行創(chuàng)新。
[0119]如圖7所示，在缺省配置中，PGPS服務(wù)器軌道傳播層48每4小時歷元(72)運(yùn)行一次。它產(chǎn)生最新的PGPS種子數(shù)據(jù)74和用于先前的PGPS種子數(shù)據(jù)集72 (即高達(dá)η天)的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄的集。每個先前的PGPS種子數(shù)據(jù)集72具有一個相應(yīng)的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80的集。對于在軌道傳播層48運(yùn)行時的每個新的4小時歷元70，當(dāng)前的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄78被一個新的記錄74替換。例如，如果軌道傳播層48被配置為產(chǎn)生過去4天的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄集，則它在每次運(yùn)行時會產(chǎn)生一個新的PGPS種子數(shù)據(jù)74的集和24個種子更新數(shù)據(jù)的集(每天6個歷元Χ4天=24)。
[0120]圖7是說明PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36的圖形表示，如果當(dāng)前時間70是I月23日8:05，它們將存在。每個PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄的ID每隔4小時歷元會改變，而PGPS種子數(shù)據(jù)的ID保持不變。這說明了用于給定PGPS種子數(shù)據(jù)的PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄是怎樣每隔歷元72的時間間隔再生的。
[0121]總而言之，上述功能層負(fù)責(zé)以下工作:
[0122](I)接收來自軌道服務(wù)器12的外部高精度軌道預(yù)測數(shù)據(jù)基準(zhǔn)；
[0123](2)產(chǎn)生當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)74 ;
[0124](3)為在之前的N個歷元中產(chǎn)生的每個激活(active)的PGPS種子數(shù)據(jù)72產(chǎn)生PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80，其中N是每天的歷元數(shù)量乘以天數(shù)(在缺省配置中N=6歷元/每天X4天=24)；
[0125]到這一層的輸入如下:
[0126](I)缺省軌道服務(wù)器12-來自JPL的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測軌道數(shù)據(jù)；
[0127](2)未來軌道服務(wù)器12-第三方高精度預(yù)測基準(zhǔn)；
[0128]該層的輸出如下:
[0129](I)用于PGPS服務(wù)器當(dāng)前種子歷元70的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74 ；
[0130](2)用于每個激活的PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 ；
[0131]數(shù)據(jù)管理層
[0132]數(shù)據(jù)管理層30的目的是管理和存儲PGPS客戶端軟件22所需的數(shù)據(jù)。該層的主要功能包括:
[0133](I)接收來自PGPS服務(wù)器軌道傳播層48的PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72、PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74和PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80。
[0134](2)存儲由PGPS服務(wù)器軌道傳播層48所產(chǎn)生的每個PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72、PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74至高達(dá)η天(缺省η=4)；
[0135](3)為每個存儲的PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72存儲最新的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 (缺省24，即4天Χ6歷元每天)；
[0136](4)使比η天更舊的PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72過期；
[0137](5)處理來自PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的請求，提供PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄或適當(dāng)?shù)腜GPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80，假定當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30的種子ID是由PGPS客戶端軟件32提供的；
[0138](6)接收來自從GRN服務(wù)器14的實(shí)時完好性更新；
[0139](7)將衛(wèi)星的實(shí)時完好性中的變化通知給PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54 ；[0140](8)處理來自PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的請求以提供當(dāng)前RTI消息。
[0141](9)接收來自GRN服務(wù)器14的實(shí)時輔助數(shù)據(jù)；
[0142](10)在RTI的情況下:
[0143]a:根據(jù)業(yè)務(wù)層次，將衛(wèi)星的實(shí)時完好性的變化通知給PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54 ；
[0144]b:處理來自PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的請求以提供當(dāng)前RTI消息。
[0145](11)在其它實(shí)時輔助數(shù)據(jù)的情況下:
[0146]a:根據(jù)業(yè)務(wù)層次，將衛(wèi)星的實(shí)時輔助數(shù)據(jù)的變化通知給PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54；
[0147]b:處理來自PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的請求以提供實(shí)時輔助數(shù)據(jù)RRLP消息。
[0148]到這一層輸入如下:
[0149](I)PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄，PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74 ；
[0150](2)用于每個PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄72的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 ；
[0151](3)實(shí)時輔助數(shù)據(jù)。
[0152]這個層的輸出如下:
[0153](I)PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74 (如果PGPS客戶端軟件22提供了過期的種子ID或沒有先前的種子)；
[0154](2)與客戶端現(xiàn)有的有效PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30匹配的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 ；
[0155](3) RRLP格式的當(dāng)前實(shí)時輔助數(shù)據(jù)消息。
[0156]業(yè)務(wù)管理層
[0157]PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的目的是傳遞PGPS消息到PGPS客戶端軟件22。根據(jù)被實(shí)施的業(yè)務(wù)層次，這種傳遞可以采用推送和查詢(poll)兩種技術(shù)以及任何傳輸協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的主要功能包括:
[0158](I)接收和處理來自PGPS客戶端軟件22的請求。這些請求是用于PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30、PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36或RRLP數(shù)據(jù)消息的。有多種傳輸協(xié)議選項(xiàng)可用，包括:
[0159]PGPS業(yè)務(wù)管理層HTTP接口 56
[0160]PGPS 業(yè)務(wù)管理層 TCP/IP 接口 58[0161 ]PGPS業(yè)務(wù)管理層UDP接口 60
[0162]PGPS業(yè)務(wù)管理層WAP推送接口 62
[0163]PGPS業(yè)務(wù)管理層SMS接口 64
[0164]PGPS業(yè)務(wù)管理層其它接口 66
[0165](2)根據(jù)ASN1PER公約將PGPS消息數(shù)據(jù)打包；
[0166](3)發(fā)送RTI通知到訂購了優(yōu)質(zhì)、高級或自定義PGPS業(yè)務(wù)層次的PGPS客戶端裝置20 ；
[0167](4 )為優(yōu)質(zhì)、高級或自定義PGPS業(yè)務(wù)層次驗(yàn)證用戶請求；[0168](5)經(jīng)由所請求的協(xié)議發(fā)送PGPS消息到PGPS客戶端軟件22。
[0169]到這一層的輸入如下:
[0170](I)來自PGPS客戶端軟件22的請求；
[0171](2)來自PGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層50的當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)74 ；
[0172](3)來自PGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層50的可應(yīng)用PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 ；
[0173](4)來自PGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層50的GRN RRLP數(shù)據(jù)消息。
[0174]該層的輸出如下:
[0175](I)PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74 ；
[0176](2)可應(yīng)用的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 ；
[0177](3)用于優(yōu)質(zhì)、高級和自定義PGPS業(yè)務(wù)層次的PGPS通知；
[0178](4)用于優(yōu)質(zhì)、高級和自定義PGPS業(yè)務(wù)層次的RTI RRLP數(shù)據(jù)消息；
[0179](5)用于自定義PGPS業(yè)務(wù)層次的GRN RRLP數(shù)據(jù)消息。
[0180]配置層
[0181]PGPS服務(wù)器10中的每個層包含用于管理該系統(tǒng)操作的特定配置參數(shù)。PGPS服務(wù)器配置管理層52的主要功能是記錄和應(yīng)用這些參數(shù)到PGPS服務(wù)器的每一層。
[0182]軌道傳播層配置
[0183]所述PGPS服務(wù)器軌道傳播層48的配置參數(shù)確定了如何頻繁地產(chǎn)生新的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72和將產(chǎn)生到過去多遠(yuǎn)的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80。
[0184]數(shù)據(jù)管理層配置
[0185]PGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層50決定將管理到過去多遠(yuǎn)的PGPS服務(wù)器先前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄72和PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80。任何比此設(shè)置更舊的種子將過期。此參數(shù)被PGPS服務(wù)器軌道傳播層48共享。
[0186]業(yè)務(wù)管理層配置
[0187]PGPS服務(wù)器業(yè)務(wù)管理層54的配置參數(shù)包括業(yè)務(wù)層次選項(xiàng)的定義和用戶注冊數(shù)據(jù)庫的類型和位置。
[0188]該用戶注冊數(shù)據(jù)庫是用來驗(yàn)證用戶的各自PGPS業(yè)務(wù)層次。該數(shù)據(jù)庫可以是運(yùn)營商內(nèi)部的，或來自一個允許注冊個人客戶或客戶群的外部工具。該數(shù)據(jù)庫保持如下的基本PGPS用戶信息:
[0189](I)客戶ID號:客戶的唯一標(biāo)識符，如MSI號碼；
[0190](2)業(yè)務(wù)層次:客戶訂購的業(yè)務(wù)層次；
[0191](3)服務(wù)狀態(tài):例如激活的、未激活的、暫停使用的；
[0192](4)服務(wù)開始日期；
[0193](5)服務(wù)終止日期；
[0194](6)客戶信息；
[0195]( 7 )網(wǎng)絡(luò)信息(如適用)；
[0196](8)其它；待定。
[0197]預(yù)測GPS客戶端
[0198]PGPS客戶端軟件22運(yùn)行和駐留在GPS/AGPS功能設(shè)備中，GPS/AGPS芯片組24和相關(guān)GPS/AGPS固件26駐留在同一個裝置中或者一個附加的外圍設(shè)備上。它接收來自PGPS服務(wù)器10的數(shù)據(jù)，為每個PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)歷元104傳播衛(wèi)星軌道并產(chǎn)生PGPS客戶端預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)導(dǎo)航模型108，并經(jīng)由GPS/AGPS固件26API或經(jīng)由SUPL客戶端28和微SUPL服務(wù)器92將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞到GPS/AGPS芯片組24。參見圖8，PGPS客戶端軟件22包括多個內(nèi)部元件。它包含PGPS客戶端業(yè)務(wù)管理層82、PGPS客戶端軌道傳播層86、PGPS客戶端數(shù)據(jù)管理層84、PGPS客戶端AGPS接口層90和PGPS客戶端微SUPL服務(wù)器層92。
[0199]業(yè)務(wù)管理層
[0200]PGPS客戶端業(yè)務(wù)管理層82處理PGPS協(xié)議16，并處理流向/來自PGPS客戶端軌道傳播層86或PGPS客戶端數(shù)據(jù)管理層84的數(shù)據(jù)。PGPS客戶端業(yè)務(wù)管理層82包括以下主要功能；
[0201 ] (I)定期請求來自PGPS服務(wù)器10的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和/或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36消息；
[0202](2)接收來自PGPS服務(wù)器10的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和/或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36消息；
[0203](3)接收來自PGPS服務(wù)器10的優(yōu)質(zhì)RTI數(shù)據(jù)消息；
[0204](4)提供PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和/或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36到PGPS客戶端軌道傳播層86 ；
[0205](5)請求來自PGPS服務(wù)器10的RRLP數(shù)據(jù)消息；
[0206](6 )接收來自PGPS服務(wù)器10的RRLP數(shù)據(jù)信息；
[0207](7)提供RRLP數(shù)據(jù)消息到PGPS客戶端數(shù)據(jù)管理層84。
[0208]到這一層的輸入如下:
[0209](I) PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30 ；
[0210](2) PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36 ；
[0211](3) RRLP 數(shù)據(jù)。
[0212]該層的輸出如下:
[0213](I)PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36 (發(fā)送到PGPS客戶端軌道傳播層86 )；
[0214](2) RRLP數(shù)據(jù)消息(發(fā)送到PGPS客戶端數(shù)據(jù)管理層84)。
[0215]PGPS客戶端業(yè)務(wù)管理層82將請求來自PGPS服務(wù)器10的最新種子信息，通常每3天一次。優(yōu)質(zhì)、高級或自定義PGPS業(yè)務(wù)層次的RTI RRLP消息將只在收到來自PGPS服務(wù)器10的通知時被請求。
[0216]PGPS 協(xié)議
[0217]PGPS服務(wù)器的PGPS客戶端業(yè)務(wù)管理層82和PGPS客戶端裝置20之間的所有消息通常稱為PGPS協(xié)議16。該P(yáng)GPS協(xié)議16的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為在幾乎任何有線或無線攜帶者(bearer)上載有PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30、PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36和PGPS RRLP數(shù)據(jù)消息。在缺省情況下，PGPS基本業(yè)務(wù)層次的PGPS協(xié)議16運(yùn)行在PGPS業(yè)務(wù)管理層的HTTP接口 56上，而優(yōu)質(zhì)、先進(jìn)和自定義的客戶業(yè)務(wù)層次中的特征通常使用組合的PGPS業(yè)務(wù)管理層HTTP接口 HTTP56、WAP/推送62或SMS64接口以進(jìn)行消息傳遞。本節(jié)提供了在使用缺省的HTTP攜帶者協(xié)議時每個PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30消息的載荷的描述。
[0218]來自PGPS客戶端軟件22的消息包括一個HTTP GET請求。在每個請求中含有一個消息ID以指定哪個PGPS消息是被請求的消息。獲得PGPS消息的請求類似于以下內(nèi)容:
[0219]GET/pgps 服務(wù)器 /URI?cId=42 & mask=1024 & sld=1367 & 模式==1 & 版本=lHttp/l.1
[0220]其中參數(shù)包括:
[0221](l)cld:用于移動的唯一 ID，通常為IMSI ；
[0222](2) mask:請求中的mask規(guī)定了哪些消息是被請求的。這種mask能夠支持組合的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30、PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36和任何GRN RRLP數(shù)據(jù)消息；
[0223](3)sld =PGPS的種子ID包含關(guān)于在PGPS客戶端軟件22中的當(dāng)前種子的信息(如果沒有，則為零)。該P(yáng)GPS服務(wù)器10可以提供匹配的PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄80 (如果仍然可用的話)，或PGPS服務(wù)器當(dāng)前PGPS種子數(shù)據(jù)記錄74。
[0224](4)模式:表示使用中的軌道預(yù)測模型的一個數(shù)字(缺省值=1)。以后可以添加另外的模式，如這里所述的。
[0225]( 5 )版本:客戶端的版本。
[0226]HTTP的響應(yīng)具有一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)的有效載荷，它被包裹在一個XML標(biāo)簽中。一個響應(yīng)看起來類似于以下內(nèi)容:
[0227]HTTP/1.12000K
[0228]內(nèi)容類型:應(yīng)用/八位字節(jié)流
[0229]內(nèi)容長度:本體長度
[0230]〈RXN Mask=" 1024"版本="I" > 二進(jìn)制數(shù)據(jù)元 </RXN>
[0231]此消息的二進(jìn)制有效載荷可以是PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30、PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36或任何PGPS GRN RRLP數(shù)據(jù)消息，依賴于業(yè)務(wù)層次。
[0232]軌道傳播層
[0233]PGPS客戶軌道傳播層86是一個計(jì)算引擎，它使用PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36以將衛(wèi)星軌道傳播到未來，并產(chǎn)生PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型42，其可以被提供到GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26。PGPS客戶軌道傳播層86的主要功能包括以下內(nèi)容:
[0234](I)接收來自PGPS客戶業(yè)務(wù)管理層82的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30和PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。
[0235](2)以每天X歷元將衛(wèi)星軌道向前傳播到高達(dá)η天(每個PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)歷元104通常為15分鐘)，并產(chǎn)生相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106 ；
[0236](3)或者是提前或者是基于請求，為每個傳播的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106產(chǎn)生PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的導(dǎo)航模型預(yù)測108。
[0237]該層的輸入如下:
[0238](I) PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新數(shù)據(jù)記錄36。
[0239]該層的輸出如下:
[0240](I)PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106 ；
[0241](2) PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的導(dǎo)航模型預(yù)測108。[0242]當(dāng)PGPS客戶端軌道傳播層86收到來自的PGPS客戶業(yè)務(wù)管理層82的新的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子更新時，它將在產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)后摒棄先前存儲的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108。基于η個小時(缺省η=72)的傳播窗口和每小時X個PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)歷元104 (缺省χ=4，即15分鐘)，可以為每個衛(wèi)星產(chǎn)生新的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的導(dǎo)航模型預(yù)測108。圖9是對PGPS客戶軌道傳播層86所產(chǎn)生的內(nèi)容的表格表示。這種對幾個未來的“PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)歷元104”的預(yù)產(chǎn)生能夠方便地在夜間或當(dāng)該裝置位于充電器上時發(fā)生，而不是在使用時發(fā)生。然后，它允許簡單對一個給定的歷元在需要時查詢一個可適用的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106或PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的導(dǎo)航模型預(yù)測108的記錄。
[0243]替換地，新的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測模型108導(dǎo)航可以為每個衛(wèi)星基于一個特定的傳播歷元在請求時通過計(jì)算產(chǎn)生。
[0244]數(shù)據(jù)管理層
[0245]該P(yáng)GS客戶數(shù)據(jù)管理層84處理PGPS客戶軌道傳播層86所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及通過優(yōu)質(zhì)、高級或自定義PGPS業(yè)務(wù)層次提供的GRN數(shù)據(jù)。這一層的主要功能包括以下內(nèi)容:
[0246](I)接收來自PGS客戶業(yè)務(wù)管理層82的GRN RRLP消息；
[0247](2 )存儲 GRN RRLP 消息；
[0248](3)接收來自PGS客戶端軌道傳播層86的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108的記錄；
[0249](4)存儲在η小時之內(nèi)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108的記錄；
[0250](5)使在η小時以前的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和相關(guān)的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108的記錄過期；
[0251](6)將所請求的來自可應(yīng)用的當(dāng)前PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)歷元104的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的導(dǎo)航模型預(yù)測108的記錄提供到PGPS客戶AGPS接口層90 ；
[0252](7)將所請求的GRN RRLP消息提供到PGPS客戶AGPS接口層90。
[0253]到這一層的輸入如下:
[0254](I)PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106 ；
[0255](2) PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108 ；
[0256](3) GRN RRLP 消息。
[0257]該層的輸出如下:
[0258](I)對所有衛(wèi)星的PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108的記錄；
[0259](2) GRN RRLP 消息。
[0260]AGPS 的接口層
[0261]在將業(yè)務(wù)連接到一個新裝置時，這里是大部分實(shí)際PGPS客戶端軟件22的代碼集成所發(fā)生的地方。該P(yáng)GPS客戶AGPS業(yè)務(wù)接口層90對來自板載GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26的請求提供業(yè)務(wù)，或者是直接地，或者是通過PGPS客戶微型SUPL服務(wù)器92的層。該層的主要功能包括:
[0262](I)接收來自GPS/AGPS芯片組24的請求，或者是通過PGPS客戶直接API集成協(xié)議94到GPS/AGPS固件26，或者是間接地通過在PGPS客戶微SUPL服務(wù)器層92和PGPS客戶AGPS SUPL客戶端28之間的PGPS客戶標(biāo)準(zhǔn)SUPL消息子集96，如果存在的話；
[0263](2)從PGPS客戶端數(shù)據(jù)管理層84提取所請求的信息；
[0264](3)將所請求的信息發(fā)送到GPS/AGPS芯片組24，或者是通過PGPS客戶端直接API集成協(xié)議94到GPS/AGPS固件26，或者是間接地在PGPS客戶微SUPL服務(wù)器層92和AGPSSUPL客戶端28之間的PGPS客戶標(biāo)準(zhǔn)SUPL消息子集96，如果存在的話；
[0265]到這一層的輸入是:
[0266](I)來自GPS/AGPS固件26或PGPS客戶微SUPL服務(wù)器層92的請求；
[0267](2) PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108的記錄；
[0268](3) GRN RRLP 消息。
[0269]該層的輸出是:
[0270](I)PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108 ；
[0271](2) GRN RRLP 消息
[0272]微SUPL 協(xié)議
[0273]配備定位功能的新型移動裝置也納入了對其GPS/AGPS固件26中的SUPL標(biāo)準(zhǔn)的支持。SUPL標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議98描述了，除其它事項(xiàng)外，怎樣將GPS輔助數(shù)據(jù)從SUPL AGPS服務(wù)器102傳送到AGPS裝置。因此，尋求與SUPL標(biāo)準(zhǔn)一致的移動裝置的供應(yīng)商必須在該裝置中植AAGPS SUPL客戶端28。該AGPS SUPL客戶端28建立在和其本身的GPS/AGPS芯片組24接口的GPS/AGPS固件26的頂部。
[0274]通過在PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108和任選的GRNRRLP數(shù)據(jù)之間經(jīng)由這一標(biāo)準(zhǔn)的SUPL框架建立通道，而不是經(jīng)由GPS/AGPS芯片組24的GPS/AGPS固件26專有的API, PGPS客戶端軟件22可以有效地與現(xiàn)有的SUPL兼容的裝置集成在一起。
[0275]在以上討論的PGPS客戶AGPS接口層90中，對來自GPS/AGPS芯片組24及GPS/AGPS固件26的請求提供業(yè)務(wù)的組件SUPL被稱為PGPS客戶端微SUPL服務(wù)器92(見圖8)。標(biāo)準(zhǔn)SUPL協(xié)議98并沒有明確地支持一個GPS輔助數(shù)據(jù)的基于裝置的SUPL AGPS服務(wù)器的概念。該標(biāo)準(zhǔn)SUPL協(xié)議98只設(shè)想一個遠(yuǎn)程的SUPL AGPS服務(wù)器102，無論是在歸屬地的移動網(wǎng)絡(luò)(即H-SLP)中或是在異地的移動網(wǎng)絡(luò)(即V-SLP)中。然而，PGPS系統(tǒng)中的PGPS客戶微SUPL服務(wù)器92可作為SUPL AGPS服務(wù)器出現(xiàn)在PGPS客戶AGPSSUPL客戶端28之前，如果后者被配置為接收來自“本地” SUPLAGPS的服務(wù)器源的GPS輔助數(shù)據(jù)。換句話說，PGPS客戶端微SUPL服務(wù)器92可以被看作是SLP，因?yàn)樗梢阅７翲-SLP/V-SLP功能的核心設(shè)置。在所有的SET (例如，SUPL啟用的終端)觸發(fā)的使用情況中，下面的信息被用來與SET (SUPL啟用的終端)通信。
[0276]( I) SUPL 開始
[0277](2) SUPL 響應(yīng)
[0278](3) SUPL POS INIT
[0279](4) SUPL POS
[0280](5) SUPL 結(jié)束
[0281]因此，PGPS客戶微SUPL服務(wù)器層92支持有限的本地化SUPL業(yè)務(wù)。PGPS客戶微SUPL服務(wù)器層92可以實(shí)現(xiàn)以下服務(wù):[0282]( I)接收和處理SUPL開始的方法
[0283](2 )發(fā)送SUPL響應(yīng)的消息；
[0284](3)接收和處理SUPL POS INIT消息；
[0285](4)發(fā)送 SUPL POS 消息；
[0286](5)發(fā)送SUPL結(jié)束消息。
[0287](6)接收和處理SUPL結(jié)束消息。
[0288]配置層
[0289]PGPS客戶端軟件22中的每個層包含用于管理系統(tǒng)運(yùn)作的特定的配置參數(shù)。PGPS客戶端配置層88的主要功能是記錄和應(yīng)用這些參數(shù)到PGPS客戶端軟件22中的每個層。
[0290](I)服務(wù)管理層配置
[0291]PGPS客戶業(yè)務(wù)管理層82具有可配置的設(shè)置，用于確定怎樣頻繁地向PGPS服務(wù)器10請求最新的PGPS種子數(shù)據(jù)記錄30或PGPS種子數(shù)據(jù)36。
[0292](2)軌道傳播層配置
[0293]幾個參數(shù)會影響何時運(yùn)行PGPS客戶軌道傳播層86和有多少傳播數(shù)據(jù)被產(chǎn)生。PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測軌道狀態(tài)向量106和PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測導(dǎo)航模型108記錄的數(shù)量是可配置的。所述PGPS客戶預(yù)產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)歷元104的持續(xù)時間是可配置的。
[0294]數(shù)據(jù)傳輸比較
[0295]圖4顯示了在通常一個星期的周期上在上述PGPS系統(tǒng)和常規(guī)的預(yù)測GPS系統(tǒng)之間的不同數(shù)據(jù)傳輸要求的比較。雖然在兩種系統(tǒng)中預(yù)測軌道精度的退化通常都會導(dǎo)致裝置定位精度誤差具有每天1-3米的增量，與常規(guī)的預(yù)測GPS系統(tǒng)相比，本發(fā)明的PGPS系統(tǒng)能夠在類似的預(yù)測時間周期上節(jié)省73%至96%的數(shù)據(jù)傳輸。
[0296]因此，雖然本發(fā)明已被參照所示的實(shí)施例進(jìn)行描述，但不希望以限制的含義來解釋這種描述。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在閱讀本說明書后，所示實(shí)施例的各種修改以及本發(fā)明的其它實(shí)施例將是顯而易見的。因此，后附的權(quán)利要求書將覆蓋落入本發(fā)明真正范圍中的任何修改或?qū)嵤├?br> 【權(quán)利要求】
1.一種移動設(shè)備，包括: 處理器，用于使用在所述處理器處接收到的初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量，所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量被用于產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)；和 與所述處理器通信的GNSS接收機(jī)，用于接收所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 其中所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在一時間期間內(nèi)有效。
2.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述GNSS接收機(jī)包括GPS芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述GNSS接收機(jī)包括輔助GPS芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，在產(chǎn)生所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量之前從服務(wù)器接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，在來自所述移動設(shè)備的請求后接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)在所述請求時是當(dāng)前的。
7.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，使用傳播模型計(jì)算所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量，基于性能標(biāo)準(zhǔn)從多個可用傳播模型中選擇所述傳播模型。
8.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，在數(shù)據(jù)記錄中接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的移動 設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄是隨先前接收到的數(shù)據(jù)記錄的變化。
10.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，以GPS格式提供所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，以GLONASS格式或伽利略格式提供所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
12.—種在移動設(shè)備上預(yù)測衛(wèi)星軌道的方法，所述方法包括: 在所述移動設(shè)備的處理器處，接收初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)； 在所述處理器處，使用初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量;和 在所述處理器處，使用所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量來產(chǎn)生在一時間期間內(nèi)有效的衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，所述處理器將所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)送至所述移動設(shè)備的GNSS接收機(jī)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在產(chǎn)生所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量之前從服務(wù)器接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在來自所述移動設(shè)備的請求后接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)在所述請求時是當(dāng)前的。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，使用傳播模型計(jì)算所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量，基于性能標(biāo)準(zhǔn)從多個可用傳播模型中選擇所述傳播模型。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)記錄中接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄是在之前接收到的數(shù)據(jù)記錄上的變化。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，以GPS格式提供所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，以GLONASS格式或伽利略格式提供所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
21.一種用于預(yù)測衛(wèi)星軌道的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 服務(wù)器； 與所述服務(wù)器通信的設(shè)備，所述設(shè)備通過推送、查詢、與推送且查詢中的一種從所述服務(wù)器接收初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)，所述設(shè)備使用所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過WAP推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
24.如權(quán)利要求2 1所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過SMS來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
25.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備使用所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在一時間期間內(nèi)有效。
26.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述設(shè)備處接收更新，所述更新包括被計(jì)算用于補(bǔ)償所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量隨時間劣化的準(zhǔn)確性的參數(shù)。
27.—種在設(shè)備上預(yù)測衛(wèi)星軌道的方法，所述方法包括: 通過推送、查詢、與推送且查詢之一來接收初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)；和 使用初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，通過推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，通過WAP推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，通過SMS來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備使用所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在一時間期間內(nèi)有效。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括在所述設(shè)備處接收更新，所述更新包括被計(jì)算用于補(bǔ)償所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量隨時間劣化的準(zhǔn)確性的參數(shù)。
33.一種設(shè)備,包括: 處理器，通過推送、查詢、與推送且查詢中的一種接收初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)，且使用所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量，所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量可用于產(chǎn)生預(yù)測衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)；和 與所述處理器通信的GNSS接收機(jī)，所述接收機(jī)用于接收廣播衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，所述廣播衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在一時間期間內(nèi)有效，且當(dāng)沒有有效廣播衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)可用時所述接收機(jī)使用所述預(yù)測衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
34.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，通過推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
35.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，通過WAP推送來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
36.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，通過SMS來接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
37.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是移動設(shè)備。
38.一種移動設(shè)備,包括: 處理器，用于使用初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測軌道狀態(tài)向量，所述預(yù)測狀態(tài)向量被用于產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)；和 與所述處理器通信的GNSS接收機(jī)，用于接收所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 其中所述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在一時間期間內(nèi)有效。
39.如權(quán)利要求38所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是連接移動網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。
40.如權(quán)利要求38所述的移動設(shè)備，其特征在于，在產(chǎn)生所述預(yù)測軌道狀態(tài)向量之前從服務(wù)器接收所述初始衛(wèi)星位置和速度以及力模型參數(shù)。
【文檔編號】G01S19/25GK103543457SQ201310447462
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2007年11月19日
【發(fā)明者】J·W·拉曼斯, M·伊根, G·羅伊-瑪查比 申請人:Rx網(wǎng)絡(luò)股份有限公司