專利名稱：從連網時間服務器向衛(wèi)星定位系統(tǒng)(sps)接收器提供時間的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及一種用于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種用于向衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器提供時間以輔助進行衛(wèi)星獲取的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
總的來說，衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)[例如，Navstar或全球定位系統(tǒng)(GPS)都是廣泛使用的SPS系統(tǒng)]提供了極有價值的服務，甚至超過了系統(tǒng)設計者的想像。例如，SPS系統(tǒng)可用于軍事方面(諸如為激光制導炸彈提供目標信息、為車船和步兵導航等)、商業(yè)應用(諸如跟蹤運貨卡車、測量車船性能、對步行或乘車人員提供位置的定位等)、以及醫(yī)學和科學應用(諸如對需要幫助的人協(xié)助定位、跟蹤動物遷移等)。
雖然當今SPS系統(tǒng)已經廣泛使用，但仍然有一個重要問題妨礙它們在某些情況下的應用。由于衛(wèi)星處于高地球軌道(例如在GPS系統(tǒng)中的衛(wèi)星的軌道離地球約11,000海里)，所以由衛(wèi)星發(fā)送的信號在到達SPS接收器時往往很弱。由于衛(wèi)星必需提供其自身的電力(通常通過使用太陽能電池)，所以也不能輕易地增加傳送信號的強度，因為這樣做會消耗更多的功率，太陽能電池板難以提供。由于傳送信號功率較低，所以SPS信號會因濃密的樹葉、建筑物、隧道等而衰減到低于一最小信號功率閾值，以致SPS接收器很難(如果不是不可能的話)探測到。
當一SPS接收器第一次開通時，它必須要能接收來自一定數目SPS衛(wèi)星的傳送信號(例如，在GPS系統(tǒng)中，GPS接收器應能接收來自至少三個或四個GPS衛(wèi)星傳送的信號)，這樣它才能確定其位置和當前時間。在SPS系統(tǒng)中的每個衛(wèi)星均發(fā)送一可由SPS接收器使用的獨特信號(結合來自其它SPS衛(wèi)星的信號)以計算SPS接收器的位置和時間。在SPS信號中傳送的最重要的信息之一是一高度準確的計時信號。與該計時信號一起，SPS衛(wèi)星還傳送其它信息(通常稱為星歷數據)。由SPS衛(wèi)星所發(fā)送的計時信號通常參照一特定的時間，例如格林威治平均時。然后利用SPS接收器接收到的各個時間信號和它自身的內部時鐘之間的差來計算該SPS接收器的位置和當前時間。#傳送信號低的功率再上加其自然衰減(信號強度與距離成反比)可能會妨礙SPS接收器獲取由SPS衛(wèi)星(或由足夠數目的SPS衛(wèi)星)傳送的信號。一個低功率的傳送信號再受到一SPS接收器工作環(huán)境中的各種物體的進一步衰減可能減慢獲取過程至幾分時鐘(或更長)的數量級，甚或可能阻止獲取的進行。
業(yè)已發(fā)現如果能通過除了SPS衛(wèi)星傳送的工作信號之外的一個來源向一SPS接收器提供一準確的計時基準(與星歷數據一起)的話，則獲取過程可以加速(或實現，如果原先不能進行的話)。此外，通過一替代源提供的計時基準越準確，獲取過程也就變得越容易。
一個廣泛使用且自身又可用來提供一準確的計時基準(與星歷數據一起)的通信網絡就是蜂窩電話網。某幾種類型的蜂窩電話網具有高度準確的內置時鐘。對于沒有內置時鐘的蜂窩電話網，可以在一個蜂窩地址處(基站)添加一個這樣的時鐘。為幫助SPS接收器更快進行衛(wèi)星獲取的一個擬議中的方案是利用一具有一內置蜂窩電話網絡接口的增強型SPS接收器。然后，這種增強型SPS接收器可與該蜂窩電話網通信，并從一內置于該蜂窩電話網的時鐘得到一準確的計時基準。
該現有技術的一個不足之處是雖然存在著一個很大的蜂窩電話系統(tǒng)的網絡，但其中只有相對較少的數目配備成能提供準確的計時基準。而對大部分剩余的蜂窩電話系統(tǒng)而言，需要以很高的成本安裝一準確的計時基準。
現有技術的另一不足之處是雖然存在著很大的蜂窩系統(tǒng)網絡，但這個世界的很大部分(農村和欠發(fā)達地區(qū))卻沒有蜂窩電話覆蓋。因而，在沒有蜂窩電話覆蓋的地區(qū)，SPS接收器可能仍難于獲取由SPS衛(wèi)星傳送的信號。
發(fā)明概述本發(fā)明的一些較佳實施例通過使用一通信鏈路(最好是無線的)和容易提供的時間服務器向一SPS接收器提供一準確的計時信息而提供了一種幫助一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收器獲取由SPS衛(wèi)星傳送的信號的系統(tǒng)和方法。從而基本解決或避開了上面所述的以及其它的問題。這些較佳實施例在來自SPS衛(wèi)星的信號受到衰減時特別有效。
根據本發(fā)明的一較佳實施例，用于提供時間信息的方法包括通過第一通信網絡向時間服務器發(fā)送一詢問；根據來自時間服務器的響應確定一日時間；如果日時間不同于時鐘所保持的時間，則調整時鐘；以及通過第一通信鏈路向一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收器提供時間信息，其中，該通信鏈路不同于在SPS中衛(wèi)星用來傳送信息給SPS接收器的一第二通信鏈路。
根據本發(fā)明另一較佳實施例，用于方便衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)信號獲取的方法包括通過一通信網絡向一時間服務器以一第一周期發(fā)送一周期性的詢問；根據來自時間服務器的響應確定一日時間；如果日時間與時鐘所保持的時間不同，則調整時鐘；以及通過一第一通信鏈路基于時鐘所保持的時間以等于一第二周期的周期向一SPS接收器定期的發(fā)送時間信息，其中第一通信鏈路不同于SPS中衛(wèi)星用來向SPS接收器傳送信息的一第二通信鏈路。
根據本發(fā)明另一較佳實施例，一種用于幫助衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中信號獲取的系統(tǒng)包括一SPS接收器，該SPS接收器包含一套電路，該電路用來接收來自多個衛(wèi)星的傳送，并根據所收到的傳送計算其當前的位置和當前時間；一與所述SPS接收器相耦合的通信處理器，所述通信處理器包含用于從一外源獲得時間信息并將該時間信息提供給SPS接收器的電路；耦合至所述通信處理器的一第一通信網絡；以及一連至所述第一通信網絡的時間服務器，所述時間服務器包含保持準確時間并對時間詢問響應的電路。
根據本發(fā)明另一較佳實施例，一位置測量裝置包括一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收器，該接收器包含一包含用于濾波和放大通過一天線收到的一模擬SPS信號的電路的模擬處理單元；一與所述模擬處理單元相耦合的數字處理單元，所述數字處理單元包含用于進行信號獲取、相關、和譯碼的電路；一通信處理器，所述通信處理器包含一包含用于產生計時信標和計時短信的電路的脈沖和短信發(fā)生器(PMG)；一連至PMG單元的實時時鐘，所述實時時鐘包含用于保持時間跟蹤并產生指示計時事件信號的電路；以及一連至實時時鐘的網絡用戶端，包含用于接收來自經一網絡耦合至所述通信處理器的一時間服務器的計時信息并提供對實時時鐘時間調整的電路。
根據本發(fā)明另一較佳實施例，一通信處理器包含一脈沖和短信發(fā)生器(PMG)，它包含用于產生供衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器使用的一計時信標和一計時短信的電路；一耦合至PMG的實時時鐘，所述實時時鐘包含用于跟蹤時間并產生指示計時事件信號給PMG的電路；以及一耦合至所述實時時鐘的網絡用戶端，所述網絡用戶端包含用于接收來自一通過網絡耦合至所述通信處理器的一時間服務器的計時信息并向所述實時時鐘提供時間調整的電路。
本發(fā)明的一較佳實施例的一個優(yōu)點是各種各樣的通信鏈路，最好無線的，可用來提供所需的準確計時信息，這有助于SPS接收器獲取由SPS衛(wèi)星所發(fā)送的信號。一般不需要使用特種類型的通信鏈路(諸如一特定類型的蜂窩電話網)。
本發(fā)明的一較佳實施例的另一優(yōu)點是本發(fā)明利用了準確時間保持硬件的已有的基礎架構，而不需要另行架設這些昂貴設備中的任何一個。
本發(fā)明的一較佳實施例還有一個優(yōu)點是由于本發(fā)明的靈活性，它可以在更大的一組條件和環(huán)境中工作。
上面已經相當廣泛地概述了本發(fā)明的特點和技術優(yōu)點，以便于更好地理解下面的本發(fā)明的詳細說明。下文將描述構成本發(fā)明權利要求書主題的其它特色和優(yōu)點。業(yè)內資深人士應認識到所揭示的方案和具體實施例可容易地用作變更或設計其它結構或過程而達到本發(fā)明各目的的基礎。他們還應意識到這樣一類的等效結構并不超出如所附權利要求書所定的本發(fā)明的精神和范圍。
附圖簡介為更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，要結合附圖進行說明，附圖中
圖1a和1b示例性地示出一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，其中一個SPS接收器和多個SPS衛(wèi)星正常工作，并示出來自SPS衛(wèi)星的信號受到各種物體的衰減時的環(huán)境；圖2示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的一示例性的SPS系統(tǒng)，其中一SPS接收器通過一第二源而具有準確的時間信息；圖3a～3d示出根據本發(fā)明的一較佳實施例通過一第二源向一SPS接收器提供時間信息的各種系統(tǒng)；圖4a和4b為示出根據本發(fā)明的一較佳實施例、用于從一第二源向一SPS接收器提供時間信息的通信處理器的功能圖；圖5a～5c示出根據本發(fā)明的一較佳實施例使用一附加時鐘提供一基準信號，以確保用在從一第二源向一SPS接收器提供時間信息的系統(tǒng)中的一實時時鐘的準確性；圖6為根據本發(fā)明的一較佳實施例、用于控制一網絡時間協(xié)議(NTP)用戶端工作的流程圖；
圖7a和7b為根據本發(fā)明的一較佳實施例、用于控制一實時時鐘的流程圖；圖8a和8b為根據本發(fā)明的一較佳實施例、用于控制一脈沖和短信發(fā)生器(PMG)工作的流程圖；圖9a和圖9b示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的兩個示例性SPS系統(tǒng)，它們利用連到一公共接入網的一無線網來獲得來自一NTP服務器的時間信息；圖10示出根據本發(fā)明的一較佳實施例、帶有一內置式通信處理器和一無線網絡接口的一加強型SPS接收器，從而可從一第二源無線傳遞時間信息；以及圖11a和11b為根據本發(fā)明的一較佳實施例的模擬分析數據圖，圖中示出使用本發(fā)明的一較佳實施例得到的時間信息與實際的GPS系統(tǒng)時間之間的偏差。
圖示實施例的詳細說明下文將詳細說明現有的一些較佳實施例的構成和使用。然而，應認識到，本發(fā)明提供了許多可應用的發(fā)明方案，它們可以以許多具體的結構來實現，這里所說明的一些具體實施例僅是構成和利用本發(fā)明的具體方法的說明，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
現參照某種具體結構的一些較佳實施例來說明本發(fā)明，即，參照一種全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器，該接收器耦合于一通信處理器，而通信處理器又連至一時間服務器，其中，通信處理器利用由時間服務器通過一通信網絡提供的時間信息來協(xié)助GPS接收器。然而，本發(fā)明也適用于其它衛(wèi)星定位系統(tǒng)(諸如差分GPS(DGPS)、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)、或伽里略系統(tǒng)(正在開發(fā))，它們的接收器都需要準確的計時信息來獲取衛(wèi)星發(fā)射的信號，其中，準確的計時信息可通過許多方式提供給接收器，例如通過無線方式(射頻、紅外、微波等)和有線方式(光纖、同軸電纜等)。
參見圖1a，圖中示出一示例性衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，它包含一SPS接收器110，以及多個SPS衛(wèi)星105、106和107，所述SPS接收器110可接收發(fā)射信號。在一SPS系統(tǒng)中，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)或Navstar系統(tǒng)中，SPS接收器110通常接收來自若干SPS衛(wèi)星(通常為3或4個)中每一個的一專門的信號，SPS接收器110可由這些專門的信號確定其精確位置和準確時間。
除了攜帶信息外，從各個SPS衛(wèi)星發(fā)出的信號還進行了獨特地編碼，以使SPS接收器可由接收到的信號確定源SPS衛(wèi)星的身份。例如在GPS系統(tǒng)中，每個GPS衛(wèi)星均發(fā)出包含一計時基準的信號，GPS接收器可測知該信號并用于確定它自身與該特定的GPS衛(wèi)星之間的計時偏差。一般來說，這一計時偏差在與至少三個另外的計時偏差(從其它GPS衛(wèi)星收到的信號)結合使用時，可使該GPS接收器準確地判定其位置(包括經度、緯度和海撥高度)和時間。
當一SPS接收器(例如SPS接收器110)首次開通時，它必須獲取必需數目的從若干不同SPS衛(wèi)星發(fā)送的信號。這一獲取過程要求SPS接收器110使它正在接收的信號與一它正在搜索的特定信號在當地存貯的的拷貝相關。相關使在本地存貯的拷貝與所接收的信號相乘，并且當相乘的結果超過一預定的閥值時，產生匹配。使信號相關是本發(fā)明技術領域中普通熟練人員所熟知的。
相關過程是個耗時的過程，而且獲取過程可能會花費直至好幾分時鐘或更長。某些SPS接收器試圖采用幾個并行工作的相關器來加速相關過程。當SPS接收器要接收的信號很弱時，進行相關所需的時間會進一步延長。實際上，如果所接收信號的信號功率太低(即使信號實際存在)，SPS接收器就不大可能收集必要數目的SPS衛(wèi)星。如前所述，由SPS衛(wèi)星發(fā)出的信號很弱，因為受到功率考慮并且可能還有行政規(guī)定的限制。
參見圖1b，它示出了SPS接收器110不可能收集必要數目的SPS衛(wèi)星105、106和107的信號，因為它工作在一個使SPS衛(wèi)星發(fā)出的信號發(fā)生衰減的環(huán)境中。信號衰減可以是SPS接收器110工作在濃密的樹葉下、在建筑物和停車場構件下、在隧道內的汽車內等的結果。不論信號衰減的原因是什么，在圖1b中均表示為一盒狀物115。
對于衰減的信號，由SPS接收器110所進行的相關永遠都不會達到表示所希望的信號已收到的預定的閥值，即使所希望的信號確實已收到(處于很低的功率電平)，在最好的情況下，收集過程被拖得長得多。在最差的情況下，SPS接收器110不能收集到足夠數目的SPS衛(wèi)星信號，系統(tǒng)也就不能工作。
也許，由SPS衛(wèi)星所提供的最重要的信息是準確的時間。借助借助準確的時間(以及其它星歷數據)，SPS接收器110可確定計時偏差并因而確定其位置。當SPS接收器110在進行相關過程時，如果向它提供準確的時間，則可有效收窄其搜索空間。例如，可向SPS接收器110提供一套它應該能接收到來自其發(fā)射的SPS衛(wèi)星。結合準確時間，SPS接收器110從提供給它的準確時間信息能識別對位于一定時間偏差范圍內的傳輸信號的相關，而不是必須搜索具有任何時間偏差的傳輸信號。這可大大收窄搜索空間并加速收集過程。此外，在搜索空間較窄時，SPS接收器110可減少相關閥值，并進行“更精細的”搜索，而如果它不能減小搜索空間，它就不能進行這樣的搜索。
參見圖2，它根據本發(fā)明的一較佳實施例，示出了一示例性的SPS系統(tǒng)，其中通過一第二源向一SPS接收器210提供準確的時間短信，而不是從多個SPS衛(wèi)星205、206和207發(fā)送的信號得到時間短信。
SPS接收器210耦合到一通信處理器220，它允許前者接收來自第二源的時間信息。通信處理器220通過一通信網230，例如因特網與一時間服務器225通信。或者，通信處理器220可利用私營的或專屬的網絡與時間服務器225通信。此外，通信網230可是一同步或異步的網絡。根據本發(fā)明的一較佳實施例，通信處理器220通過一第一通信鏈路235耦合至因特網230，而時間服務器225則通過一第二通信鏈路240耦合至因特網230。
時間服務器225并不必須是網絡230的一部分。相反，時間服務器225可簡單地通過網絡230訪問。因而，網絡230是通信處理器220訪問由時間服務器225所提供信息的一個手段。時間服務器225不是網絡230的一部分這一事實放松了對網絡230補充的特定類型網絡可能施加的限制。相反，現有技術的一個實施例限定網絡230是一特定類型的蜂窩式電話網，其中，蜂窩式電話網具有其自己的內置式時間服務器。
根據本發(fā)明的一較佳實施例，第一通信鏈路235可以是采用WAP(無線接入協(xié)議，Wireless Access Protocol)、GPRS(通用分組無線業(yè)務，General PacketRadio Service)、EDGE(改進數據率GSM服務，Enhanced Data rate for GSMEvolution)等的一蜂窩電路鏈路?；蛘?，第一通信鏈路235可以是支持一廣泛可提供的技術標準的一無線通信網絡的一部分，這樣的標準諸如(但不必限定于)IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、Bluetooth、HomeRF WorkingGroup、HiperLan等等，或者，第一通信鏈路235也可以是一專屬無線通信網絡的一部分。還可有另一些替代方案，即第一通信鏈路235也可以是使用同軸電纜、光纖、雙絞線、電話線、交流(AC)供電線等。注意，第二通信鏈路240也可由上面所列許多種不同通信鏈路類型中的一種來實現。
根據本發(fā)明的一較佳實施例，SPS接收器210和通信處理器220可以集成為一個單元(諸如一蜂窩電話、一個人數字助理(PDA)、一計算機、一遙測裝置或植入裝置、一醫(yī)用報警手鐲、一穩(wěn)定娛樂系統(tǒng)等)，或者它們也可以是兩個分開的單元而通過有線或無線連接耦合在一起。通信處理器220本身可以是一計算機、PDA、蜂窩式電話，或者是允許SPS接收器210耦合至若干遠距離定位的時間服務器225。
參見圖3a，它根據本發(fā)明的一較佳實施例，示出向一SPS接收器提供一第二時間源的系統(tǒng)的高層視圖。該系統(tǒng)包含一SPS接收器305(例如一GPS接收器)，可接收來自多個SPS衛(wèi)星(未示出)的發(fā)射。除了接收來自SPS衛(wèi)星的發(fā)射外，SPS接收器305還耦合至一通信處理器310。如上所述，SPS接收器305和通信處理器310可組合成為一單個電子器件，諸如一能進行SPS的蜂窩電話，計算機、或PDA?；蛘逽PS接收器305和通信處理器310本身可以包含在能通過有線或無線連接彼此進行通信的若干獨立實體中，諸如通過電纜連至SPS接收器305的便攜式計算機(或PDA或蜂窩電話)。
通信處理器310具有通過一網絡315與一時間服務器320通信的能力。網絡315可以是一公用接入網，如因特網，也可以是一專用網。正是通過網絡315、通信處理器310能與時間服務器320通信并得到準確的時間信息。
一可公開提供的準確時間服務器的例子是許多網絡時間協(xié)議(NTP)服務器，它們分布在全世界。NTP服務器通常通過對來自NTP用戶的時間詢問作出應答進行工作(雖然有些也設計成周期性地傳播時間)。對NTP服務器的訪問可通過因特網提供給任何兼容的用戶。
NTP服務器可分類為十四種可能的層面之一。層面1的NTP服務器通過無線電、衛(wèi)星和調制解調器與國家時間標準(例如原子時鐘)同步。層面2(以及更低的)NTP服務器則通過分級的子網直接連至層面1的NTP服務器。層面數越大，由特定的NTP所提供的時間與國定時間標準之間可能發(fā)生的差也越大。由于準確度的要求，本發(fā)明所用NTP服務器最好不用層面4或更低檔的服務器。然而，通過使用某些精確時間復原技術，也可使用較低檔層面的NTP服務器。
可公開訪問的時間服務器的另一個例子是發(fā)送時間信號的無線電臺。美國國家標準和技術研究所(NIST)經營著兩家播放指示確切時間的語音和音頻信標的無線電臺(基地在科羅拉多的WWV臺和基地在夏威夷的WWVH臺)。這兩家無線電臺可通過任何短波無線電接收。NIST還經營著一家電話極時的時間基準，可通過撥打一專用的電話號碼接收其時間信息。允許無線電傳輸和電話與諸如因特網之類通信網絡接口的裝置可用于允許通過通信處理器310訪問基于無線電頻率的時間服務器(如WWV)和基于電話的服務器。
通信處理器310在從時間服務器320接收到準確的時間信息之后，可將該時間信息提供給SPS接收器305。如前所述，SPS接收器305可利用由通信服務器310提供的時間信息協(xié)助它獲取從SPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(未示出)。
參見圖3b，它示出了用于向一具有多個服務器SPS接收器提供一第二時間源的系統(tǒng)的一不同實施例的高層視圖。圖3b所示系統(tǒng)與圖3a所示系統(tǒng)不同之處主要在于有多個時間服務器(示出了三個時間服務器325、326和327)。由于有多余一個的服務器，通信處理器310可從幾個不同的服務器要求時間，然后將由幾個不服器提供的信息組合起來。這一組合可用于提供一更準確的時間。通信處理器310然后將該時間提供給SPS接收器305。
參見圖3c和3d，它示出用于向一SPS接收器305提供第二時間源的系統(tǒng)的兩個不同實施例的高層視圖，其中，一通信處理器310(圖3C)和一服務器320(圖3d)通過一無線網耦合至網絡315。使用無線網330(和335)使通信處理器310(服務器320)連至網絡315給了通信處理器310和SPS接收器305(以及服務320)的移動性以很大的自由度。例如，通信處理器310可以是一帶有IEEE802.11b天線網卡的PDA，而SPS接收器305可內置于PDA中。然后，PDA的使用者可在IEEE802.11b無線網的整個有效覆蓋區(qū)內自由漫游，并仍然使通信處理器310與服務器325、326和327保持接觸，以向SPS接收器提供準確時間。
無線網330(以及無線網335)可以是一無線數據網，諸如IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、Hiperlan、Bluetooth、HomeRF工作組等?；蛘咭部梢允且环涓C電話網，諸如移動通信全球系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、WAP、EDGE、GPRS等等?；蛘?，無線網330可以是一使用無線電頻率或光學技術的專屬網。也可使用其它無線通信技術，只要它們能搭載數據通信即可。
參見圖4a，它示了根據本發(fā)明的一較佳實施例的一通信處理器405的功能圖，所述通信處理器用于一通過第二源向一SPS接收器提供計時信息的系統(tǒng)中。通信處理器405在一端耦合至一SPS接收器(未示出)，并耦合至允許它與一服務器(未示出)進行通信的網絡。通信處理器405除了其它東西外，還包括一實時時鐘410、一脈沖和短信發(fā)生器(PMG)415，以及一NTP用戶端420。
實時時鐘410是一個對通信處理器405而言的當地時鐘，并且在用于向SPS接收器(未示出)提供計時信息方面可能是或者可能不是十分準確的。耦合至實時時鐘410的是PMG415。PMG415可因答產生控制信號，用于向SPS接收器提供從服務器(未示出)收到的計時信息。PMG415可以是一計算機程序，它在一通信處理器405的處理元件上執(zhí)行，并可在信號線上要求某些值。它也可是一用于產生控制信號的專用電路，或者是一通用信號發(fā)生器的一個部分。例如，PMG415可以設計成提供一計時脈沖給SPS接收器，并大致同時提供一時間信息給SPS接收器，指示對應于該計時脈沖的實際時間。該計時脈沖可用作在時間短信中提供給SPS接收器的時間的信標。計時脈沖讓SPS接收器知道，當它接收脈沖時的時間是在時間短信中所指示的時間。根據本發(fā)明的一較佳實施例，在時間短信中的時間對應于計時脈沖的上升沿?；蛘咴跁r間短信中的時間可對應于計時脈沖的下降沿，或可對應于該脈沖的另外部分。
值得注意的是，讓PMG415精確地所要求的時間發(fā)出計時脈沖要比發(fā)出載有該計時脈沖時間的時間短信更重要。這是因為計時脈沖提供了實際的計時信息，而時間短信僅傳送了對應于在時間脈沖中所載計時信息的一個標識。因而與時間短信有關的精確程度不必像對該計時脈沖那樣高。
實時時鐘410還耦合有NTP用戶端420，它是支持在通信處理器405和一NTP服務器(未示出)之間通信所需的協(xié)議的一個裝置。根據本發(fā)明的一較佳實施例，NTP用戶端420可作為在處理單元上執(zhí)行的軟件程序執(zhí)行，或者它也可由硬件和固件構成，以執(zhí)行NTP通信協(xié)議。值得注意的事，如果要用一不同的時間服務器來取代NTP服務器時，則應用一不同的用戶端來取代NTP用戶端420，例如一使用不同協(xié)議的時間服務器，或者甚至NIST無線(例如WWV)，然后才可用與該不同協(xié)議兼容的一不同用戶端來取代NTP用戶端420。NTP用戶端420設計成可向一NTP服務器(或多個NTP服務器)發(fā)送一時間請求。當NTP服務器響應時，NTP用戶端420的時間校正該響應，以補償網絡的等待時間。根據本發(fā)明的一較佳實施例，NTP用戶端420然后向實時時鐘410提供一時間調整量(如果需要話)，實時時鐘410應使用該調整量來校正或規(guī)范其時鐘。或者，NTP用戶端420可將從NTP服務器來的經過時間校正的響應直接提供給實時時鐘410后者然后對其時鐘進行所需的改變。
或者，不是將NTP用戶端420(或某個其它用戶端)設計成周期性地發(fā)送詢問，然后等待來自NTP服務器的響應，而是將NTP用戶端420設計成聽取周期性地播送當前時間的一NTP服務器。這一較佳實施例通過取消NTP用戶端420發(fā)送詢問而減少了網絡通信量。
根據本發(fā)明的一較佳實施例，實時時鐘410可設計成周期性地進行測試，以確定其時鐘是否準確。例如，實時時鐘可要求NTP用戶端420向NTP服務器每分時鐘一次地請求當前時間。值得注意的是，過于頻繁的請求只會使網絡阻塞，損害性能；而頻度過少的請求會造成實時時鐘410內的時鐘偏離實際時間太遠，使SPS接收器獲取來自SPS衛(wèi)星的發(fā)送信號更困難。
參見圖4b，它示出了PMG415和一SPS接收器425的詳圖。根據本發(fā)明的一較佳實施例，PMG415和SPS接收器425通過兩個信號線相連。第一信號線可是一簡單的線，用于提供從PMG415至SPS接收器425的計時脈沖。計時脈沖用作信標，讓SPS接收器425知道當它收到該計時脈沖時，實際時間是由PMG415經第二信號線435提供的信息所指定的時間。經第二信號線435提供給SPS接收器425的信息載在原先由NTP服務器(未示出)提供、然后經校正到SPS系統(tǒng)的基準時間(如果需要)的時間。例如，在一GPS系統(tǒng)中，NTP服務可提供參照格林威治平均時間，通常也稱作協(xié)調世界時(UTC)。目前在UTC和GPS系統(tǒng)時間之間存在13秒的偏差。這一偏差必須在提供給GPS接收器的時間短信中進行補償。注意，在UTC和GPS系統(tǒng)時間之間的13秒可能會改變。
在使用可廣泛提供的計算機、PDA和其它裝置作為通信處理器時，可能遇到一個問題，即在這些裝置中的實時時鐘的總的準確度。雖然這些實時時鐘對一般計算機用途通常是足夠準確的，但內置于這些裝置中的大多數實時時鐘對微秒范圍而言，通常是不準確的，或者，控制這些裝置的軟件(操作系統(tǒng))未能發(fā)揮這些實時時鐘的全部準確性。因而，使用一比內置實時時鐘更精確的附加時鐘來提供一基準時鐘信號，以幫助保持由通信處理器所產生的計時脈沖葉的準確性可能是有利的。附加時鐘可以是存在于要用作通信處理器的計算機或PDA中的一第二時鐘。例如，在使用Intel牌的微處理器的計算機中，有一個稱作性能計算數器的計數器就可用作附加時鐘。還有，SPS接收器一般具有一相對準確的內置時鐘，也可用作附加時鐘。
參見圖5a，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的、用于向一SPS接收器515提供第二計時信息的系統(tǒng)的一部分，其中一附加時鐘(未示出，但位于SPS接收器515中)用于提供一基準信號。所顯示的系統(tǒng)的那個部分包括一通信處理器505的一部分、SPS接收器515、以及在兩者之間的一系列信號線520、525和530。注意當SPS接收器515需要一準確的時間基準(或來自SPS衛(wèi)星，或是一第二源)時，大多數SPS接收器也包含一內置的、具有高準確的實時時鐘。根據本發(fā)明的一較佳實施例，SPS接收器的內置實時時鐘(未示出)用于提供一基準時鐘信號，以幫助保持通信處理器的實時時鐘(未示出)的準確性。
根據本發(fā)明的一較佳實施例，SPS接收器的實時時鐘設計成有規(guī)律地發(fā)送一脈沖給通信處理器505，例如每一毫秒一個脈沖。該脈沖可通過信號線530發(fā)送。然后該脈沖前進到PMG510。PMG510接收這些脈沖，并保持它接收的脈沖的數目的計數。然后，當到PMG510向SPS接收器515發(fā)送下一個計時脈沖時，PMG510將它已經從SPS接收器實時時鐘收到的脈沖數與期待的脈沖數作比較。在期待的脈沖數與實際脈沖數之間的差表明通信處理器的實時時鐘517的不準確度，并且表明應對實時時鐘517和/或計時脈沖時間短信進行調整。下面將說明一種用一附加基準信號幫助保持通信處理器的實時時鐘和發(fā)送給SPS接收器的計時脈沖的準確性的算法。
參照圖5b和5c，它示出用于向SPS接收器515提供第二計時信息的系統(tǒng)的兩個不同的實施例，其中采用一附加時鐘來提供一基準信號。對通信處理器505而言，附加時鐘可以是內部的，如圖5b所示，也可以是外部的，如圖5c所示。使用附加時鐘提供計時基準類似于上面所述SPS接收器的實時時鐘的功能。
參見圖6，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例用于控制一NTP用戶端運行的一算法600的流程圖。NTP用戶端很可能是一種在一通信處理器的處理元件上執(zhí)行的應用，而算法600示出了NTP用戶端的程序流。
NTP用戶端在從通信處理器的實時時鐘(方框605)接收一旦前時間信號后，便成為工作的。來自實時時鐘的當前時間信號將實時時鐘的當前時間發(fā)送給NTP用戶端?；蛘?，NTP用戶端可通過一中斷請求、一條信息、一寫入一特定寄存器或內存位置的特定值等來喚醒。在它成為工作的之后，NTP用戶端開始一計時器(方框610)。計時器的目的是測量從一個請求發(fā)送給NTP服務器進行服務并將結果返回到NTP用戶端所耗費的時間(等待時間)的數量。計時器測得的時間然后用來校正等待時間。一般說來，這是一個必須的步驟，這是因為將通信處理器連至NTP服務器所用的通用網絡(例如因特網)具有不限定的等待時間，而且會隨時間顯著地(而且不可預測地)變化。
在啟動計時器后，NTP用戶端發(fā)送一個請求給NTP服務器(方框615)。發(fā)送請求后，NTP用戶端進入旋轉鎖定(方框620)，等待來自NTP服務器的響應?；蛘?，在等待來自NTP服務器的響應期間，NTP用戶端可執(zhí)行某它任務。NTP用戶端執(zhí)行其它任務的例子可包括向其它的NTP服務器發(fā)送附加的時間請求。一旦NTP用戶端收到來自NTP服務器的響應時，計時器便停止(方框625)，而計時器中的時間被用于對NTP服務器提供的時間因等待而進行調整(方框630)。如果NTP用戶端向好幾個不同的NTP服務器分別發(fā)送了時間請求，則NTP用戶端將一等待到它全部收到來自每一NTP服務器的響應為止，并從這幾個響應中得出一平均時間。最好是NTP用戶端之中能有一終止計時器，如果終止計時器停止，則NTP用戶端將停止等待任何未響應的請求，并繼續(xù)向前，從已經收到的響應中得出一平均時間。NTP用戶端可以為對不同NTP服務器的每個請求都配備一個單獨的計時器，以保持對等待時間的準確跟蹤。
然后，將經過調整的時間提給實時時鐘(方框635)。根據本發(fā)明的一較佳實施例，NTP用戶端不將經過調整的時間返回給實時時鐘，而是由NTP用戶端計算實時時鐘需要校正其自己的時鐘多少(如果有的話)時間，并將所需要的校正量返回給實時時鐘。
參見圖7a，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的一算法700的流程圖。算法700從一NTP服務器發(fā)送一對計時信息的請求，并作出任何所需的調整給通信處理器的實時時鐘。在大多數電子裝置中，實時時鐘是一個物理硬件裝置，并可由軟件程序控制。軟件程序可用來對實時時鐘進行檢查、調整、設定、啟動、停止等等。算法700可以是控制程序的一部分，并且可在通信處理器的處理元件上執(zhí)行。
為了保持所需的準確度水平、實時時鐘應定期檢查和調整。檢查的頻繁程度需要參照下面幾點來權衡是否對通信處理器的處理元件增加過大的負擔；是否產生過多的網絡通信量(這會增加等待時間)；以及保持準確度水平的需要。根據本發(fā)明的一較佳實施例，實時時鐘是每分時鐘檢查一次，雖然按照上面所說的各種折衷方案的權衡，頻度可以不同。
每分時鐘一次(或按所要求的頻度)，實時時鐘的控制程序將實時時鐘的當前時間發(fā)送給NTP用戶端(方框705)。根據本發(fā)明的一較佳實施例，它就是給NTP用戶端啟動對NTP服務器的時間請求的信號?；蛘撸刂瞥潭瓤珊唵蔚匾髮TP用戶端的中斷，或它可以將一特定的值寫入一特定的寄存器或存儲器地址。在啟動時間請求后，控制程度等待(方框710)，直至它從NTP用戶端收到時鐘調整量為止。如果實時時鐘需要調整，則控制程序調整實時時鐘的時鐘(方框715)。然后控制程序在方框720中等待，直至檢查實時時鐘的時鐘的準確度的時間再次到來。注意如果算法700是實時時鐘控制程序的一部分，則控制程序可在算法700等待期間執(zhí)行其它任務。
除了保持當前時間外，實時時鐘還用來向SPS接收器提供準確的時間信息。如上所述，實時時鐘通過由NTP服務器提供的時間或通過使用來自附加時鐘的基準信號來定期地調整它的時鐘，從而能保持一個準確的時鐘。通過用實時時鐘中所保持的時間定期地更新SPS接收器中的時間，可使SPS接收器中的時間保持準確。根據本發(fā)明的一較佳實施例，一旦SPS接收器鎖定到SPS衛(wèi)星，通過對來自SPS衛(wèi)星的信息譯碼，SPS接收器就能準確地保持它自己的時間。因而在SPS接收器已經接收到SPS衛(wèi)星后，可能就不在需要向它提供第二時間信息。
參見圖7b，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的一算法750，算法750用于定期地提供一信標信號，供一脈沖和短信發(fā)生器(PMG)向SPS接收器提供準確的時間。算法750可以是全面響應實時時鐘功能的一個控制程序的一部分，同樣的控制程序包含用于定期調整實時時鐘時間的算法700(圖7a)。算法750基本上等待一指定的時間周期，例如一秒時鐘(方框755)，然后在方框760中，發(fā)送一信標信號給PMG(一計算機程序或一專用電路)，PMG用于產生并向SPS接收器發(fā)送計時信號。注意，算法750在發(fā)送兩個信標信號之間等待的時間量可以改變，并取決于許多因素，諸如時鐘的準確性、所要求的準確度水平、所要求的獲得性能等。
參見圖8a，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的一算法800的流程圖。算法800用于控制脈沖和短信發(fā)生器(PMG)在產生要發(fā)送給SPS接收器的計時脈沖和計地信息中的操作。根據本發(fā)明的一較佳實施例，控制程序使用算法800，以產生要周期性地發(fā)送給SPS接收器的計時脈沖和計時信息。如上所述，計時脈沖用于標記在計時信息所包含的時間發(fā)生的一個確切瞬間(在實時時鐘準確度參數內)。
控制程序通過使一套用于局部計時回路(方框805)中的局部變量初始化開始?？刂瞥绦蚴挂籗PS周時間計數器遞增至代表“下一秒”的一個數(方框810)?！跋乱幻搿贝硪l(fā)生的下一個整個的秒。在使SPS周時間計數器遞增之后，控制程序安排在“下一秒”發(fā)生之前N微秒產生一次中斷(方框815)。N的特定的值是一預先確定的值，并且可由使用者指定對N的值由影響的因素例如可包括通信處理器的速度(它響應中斷請求有多快)、期望通信處理器進行的其它活動的預期數量等等。然后控制程序閑置，直到中斷發(fā)生為止。
當所安排的中斷發(fā)生時，控制程序將讀取實時時鐘的時間(方框820)，并察看實時時鐘的時間是否已達到“下一秒”的時間(方框825)。如果實時時鐘的時間尚未達到“下一秒”的時間，控制程序將繼續(xù)察看實時時鐘的時間，直至其確實達到“下一秒”為止(方框820和825)。
當實時時鐘確已達到“下一秒”時，控制程序將計時脈沖線設定至SPS接收器工作，并立即將一存儲器位置“當前時間”的內容的內容設定為在該實時時鐘中的時間值(方框830)。存儲器位置“當前時間”可以是一寄存器，也可以是普通存儲器的一部分，諸如一堆?；螂S機存取存儲器?！爱斍皶r間”的內容以后將用來生成要提供給SPS接收器的時間短信。計時脈沖線的接通表示發(fā)送給SPS接收器的計時脈沖的開始。控制程序然后安排一第二中斷，它將在X微秒后發(fā)生(方框835)，其中X是一預先確定的值，并可由使用者指定。同樣，X的值取決于諸如通信處理器的速度(它響應中斷請求有多快)、期望通信處理器進行的其它活動的預期數量等等。
當所安排的第二個中斷發(fā)生時(在它被安排在X微秒)，控制程序將停止給SPS接收器的計時脈沖線(方框840)，并通報該任務已成功完成(方框845)。然后控制程序返回方框850，并在該處理一直等待到中斷服務完成?？刂瞥绦驅⒏鶕爱斍皶r間”存儲器位置的內容生成一時間短信(方框855)并將該時間短信發(fā)送給SPS接收器(方框860)。如上所述，時間短信傳送著涉及計時脈沖前沿實際時間的信息。注意傳送計時信息不像傳送計時脈沖那樣對時間要求很苛刻。這是由于計時信息簡單地給時間標記者計時脈沖提供了一個“標簽”。
參見圖8b，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的算法870的流程圖。算法870由PMG的控制程序用來向SPS接收器提供準確的時間，其中算法870利用來自一附加時鐘的時鐘信息(以信標脈沖的形式)來增強實時時鐘的準確性。算法870可以是全面響應PMG功能的控制程序的一部分。
控制程序通過接收(方框872)和計數(方框874)來自附加時鐘的一系列信標脈沖工作。例如，如果在由PMG所發(fā)送計時信號之間的周期是一秒時鐘，而來自附加時鐘的信標脈沖的周期是一毫秒的話，則控制程序預計會在PMG發(fā)送另外一個計時信號之前之前收到1000個信標脈沖(假定它在PMG發(fā)送一計時信號之后立即開始對信標脈沖計數)?？刂瞥绦蚶^續(xù)對它收到的信標脈沖計數，直至它收到來自RTC的一信標信號為止(方框876)。
一旦控制程序收到來自RTC的信標信號(方框876)，控制程序就察看是否它已計數到預期數目的信標脈沖(方框878)。例如，如果信標信號的到達是每秒一次，而信標脈沖的到達是每一毫秒一次，則控制程序預計會收到一千個信標脈沖。
如果收到信標脈沖的數目與預期的數目相配，則PMG發(fā)送一計時脈沖給SPS接收器而不作任何調整。然而，如果收到信標脈沖的數目與預期的數目不匹配，則控制程序需要作某些調整。例如，控制程序可對它發(fā)往SPS接收器的計處信息作出調整，或者控制程序可發(fā)送一信號給實時時鐘，通過它應該進行一次調整(方框882)。作為一個例子，如果收到信標脈沖的數少于預計數，則實時時鐘快了，需要調慢(或者計時信息需要反映一更早些的時間)。或者，如果收到信標脈沖的數目大于預期數，則實時時鐘慢了，需要調節(jié)(或者計時計算需要反映一更晚些的時間。
如上所述，本發(fā)明的一較佳實施例利用一附加時鐘，通過使用來自附加時鐘的計時信標來幫助提供一更準確的實時時鐘。根據該實施例，由于附加時鐘用于幫助確保實時時鐘的準確性(或修改計時信息)，它并不必然對用于控制PMG工作的算法800具有直接的影響。算法870(示于圖8b)可獨立于算法800運行。算法800如上所述可與一使用一附加時鐘為特色(或不是特然)的實時時鐘一起使用來幫助確保實時時鐘的準確性。
算法800(圖8a)可進行修改，以利用位于SPS接收器(未示出)中的實時時鐘所產生的信標脈沖，或者可用其他附加時鐘來安排所述中斷。例如，可對方框815和835進行修改，以在計數了一定數目的信標脈沖之后安排一些中斷?；蛘?，也可以計數一定數目的信標脈沖，直至“下一秒”之前N微秒為止(方框815)。
參見圖9a和9b，它示出了根據本發(fā)明的一較佳實施例的兩個示例性的、用于向SPS接收器提供第二計時信息的系統(tǒng)。圖9a示出的系統(tǒng)中，包含一內置式SPS接收器(未示出)的移動單元905連至一無線網910，它接著提供對一公用網915，諸如因特網的進入通道，而公用網915提供提供了對一個或多個NTP服務器920的進入通道。移動單元905可認為具有一內置工通信處理器(未示出)。移動單元905可通過一蜂窩網絡(諸如CDMA蜂窩、TDMA蜂窩、GSM、EDGE、GPRS等)連至無線網，或通過一短程無線通信網(諸如IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、Bluetooth等)連結。無線網絡910可看作是在移動單元905和公用網絡915之間一座橋路。公用網絡915也用作在NTP服務器920和移動單元905之間的一第二橋路。
圖9b示出了一相似的系統(tǒng)，不同之處在具有一分離的SPS接收器955和PDA960(它作為一通信處理器工作)。這樣一種布置的一個例子可以是帶有與PDA相連的外周設備的一個PDA。外周設備可包含一SPS接收器(這類外周設備的一個例子就是使用者可買來幫助提供駕駛指示的地圖指示裝置)。如上所述，PDA960然后可通過一公用網絡970連至一NTP服務器975，它與其相連是通過一可以是蜂窩網或一無線通信網的無線網965。
參見圖10，它示出根據本發(fā)明的一較佳實施例的、帶有一內置式通信處理器的SPS接收器100的高層視圖。如圖10所示，SPS接收器1000包括一可看作是一普通SPS接收器的SPS部分1005、一通信處理器1015、以及一無線網絡接口1025。
SPS部分1005包括一個普通SPS接收器都具有的全部正常電路。事實上，如果通信處理器1015由于某種原因而不能工作時，SPS部分1005會作為一普通SPS接收器工作。SPS部分1005可大致分為兩部分一個模擬處理單元1009和一個數字處理單元1011。模擬處理單元1009執(zhí)行諸如濾波和放大由SPS衛(wèi)星發(fā)出并由天線1007接收的一模擬SPS信號。數字處理單元1011則執(zhí)行諸如信號獲取、相關和譯碼之類的功能。圖中未示出，但確實存在的是位于所述模擬和數字處理單元之間的一模一數轉換器，它用于將模擬信號轉換為數字的數據流。
通信處理器1015如前所述，具有一NTP用戶端1017、一實時時鐘1019、以及一脈沖和短信發(fā)生器1021。當協(xié)調運行時，NTP用戶端1017、實時時鐘1019、以及脈沖和短信發(fā)生器1021可提供準確的計時信息給SPS部分1005，以幫助SPS部分1005獲取SPS衛(wèi)星的發(fā)射。
圖10還示出連至通信處理器1015的一無線網絡接口1025。無線網絡接口1025執(zhí)行將由通信處理器1015產生的電信號的任何和全部必需的轉換，轉換成符合要用來提供對一時間服務器(未示出)連接的無線通信網絡的無線信號?；蛘撸梢杂糜幸痪€網絡接口來取代無線網絡接口1025，如果希望有線網絡連接的話。
參見圖11a和11b，它們示出了根據本發(fā)明的一較佳實施例的兩幅數據圖，圖示說明了由本發(fā)明的一較佳實施例得到的計時信息與GPS系統(tǒng)時間之間的偏差。該兩數據圖示出了PMG準確性的例子。這兩數據圖是這樣得到的當一GPS接收器從足夠數目的GPS衛(wèi)星獲得信號并繼續(xù)跟蹤它們時，GPS接收器識別GPS系統(tǒng)時間達到微秒級的準確度。當這一情況發(fā)生時，GPS接收器可記錄來自PMG的計時脈沖前沿到達的GPS系統(tǒng)時間，而該前沿稱作射入時間。于是，所述偏差就是射入時間與GPS系統(tǒng)時間之差。
圖11a示出由本發(fā)明的一較佳實施例得出的偏差，其中沒有任何人為的誤差介入至該計時信息中。圖11b示出由本發(fā)明的一較佳實施例得出的偏差，其中有一附加的秒偏差添加到該計時信息中。射入時間中的偏差示出的平均值和毫秒范圍內的標準偏差，伴有或不伴有故意添加的秒偏差。例如，伴有或不伴有故意添加的秒偏差。例如，不伴有故意添加的偏差時，偏差的平均值是-0.611毫秒，而其標準偏差是3毫秒；而在伴有故意添加的一秒偏差時，偏差的平均值是1.0017秒，而其標準偏差是3.7毫秒。注意圖11b所示的數據圖的平均偏差主要是由于有目的地添加的一秒偏差。
雖然已詳細了本發(fā)明及其優(yōu)點，但應理解在這里可以作出各種變化、替換和改換而不脫離由所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
此外，本申請的范圍不打算限定于說明書所述的過程、機器、制造、物質的成分、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域的普通熟練人員可從本發(fā)明的揭示中很方便地認識到現有的或今后要開發(fā)的過程、機器、制造、物質的成分、手段、方法、或步驟能像本文所述相應的實施例那樣執(zhí)行基本同樣的功能和取得大致相同的結果。因而，所附的權利要求書在其范圍內包括了這樣的過程、機電、制造、物質的成分、手段、方法或步驟。
權利要求
1.一種用于提供時間信息的方法，其特征在于，它包括通過一第一通信網絡向一時間服務器發(fā)送一詢問；根據來自所述時間服務器的響應確定日時間；如果所述日時間與時鐘所保持的時間不同，則對所述時鐘進行調整；以及通過第一通信鏈路，向一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收器提供所述時間信息，其中，所述通信鏈路不同于在所述SPS中衛(wèi)星用來向SPS接收器傳送信息的一第二通信鏈路。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送包括通過所述第一通信網絡向一第二通信網絡發(fā)送所述詢問；以及通過所述第二通信網絡向所述時間服務器發(fā)送所述詢問。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述確定包括計算與所述詢問和所述響應有關的等待時間；以及調整所述日時間以補償所述等待時間。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述時間信息包括發(fā)送給所述SPS接收器的計時脈沖和時間短信，其中，所述時間短信載有對應于所述計時脈沖發(fā)生的時間。
5.如權利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送包括向多個時間服務器發(fā)送多個詢問，并且其中，所述確定包括對從每一所述時間服務器收到的日時間進行平均。
6.一種便于在一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中進行信號獲取的方法，其特征在于，所述方法包括通過一通信網絡向一時間服務器以一第一周期發(fā)送定期的詢問；根據來自所述時間服務器的響應決定一日時間；如果所述日時間與一時鐘所保持的時間不同，則對時鐘進行調整；以及根據時鐘中所保持的時間，通過一第一通信鏈路，向一SPS接收器周期性地提供一時間信息，且其周期等于一第二周期，其中，所述第一通信鏈路不同于所述SPS中的衛(wèi)星用來向所述SPS接收器傳送信息的一第二通信鏈路。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一周期和所述第二周期是不同的。
8.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，還包括在所述提供之前，對由一附加時鐘所提供的一系列周期性的信標脈沖進行計數；將所述計數所得的信標脈沖的數目與一預期的信號脈沖的數目進行比較；以及如果計數所得的信標脈沖的數目與所述預期的信標脈沖的數目不同，則對所述時鐘進行調整。
9.如權利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述時間信息包括發(fā)送到所述SPS接收器的一計時脈沖和一計時短信，其中，所述計時短信載有對應于所述計時脈沖發(fā)生的時間。
10.一種用于在一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中幫助信號獲取的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一SPS接收器，所述SPS接收器包含用來接收來自多個SPS衛(wèi)星的傳送并根據所收到的傳送計算其當前的位置和當前時間的電路；與所述SPS接收器耦合的通信處理器，所述通信處理器包括用于從外源獲得所述時間信息并將該時間信息提供給所述SPS接收器的電路；耦合至所述通信處理器的一第一通信網絡；以及一耦合至所述第一通信網絡的時間服務器，所述時間服務器包含保持準確時間并對時間詢問作出響應的電路。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信處理器包括耦合至所述第一通信網絡的一時間服務器用戶端，所述時間服務器用戶端包含與所述時間服務器接口相連的電路；耦合至所述時間服務器用戶端的一實時時鐘，所述實時時鐘保持由所述時間服務器提供的時間；以及耦合至所述實時時鐘的一脈沖和短信發(fā)生器(PMG)，所述PMG包含向所述SPS接收器提供取自所述實時時鐘的時間信息的電路。
12.如權利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述實時時鐘以規(guī)定的周期定期向所述PMG提供時間，而且所述系統(tǒng)還包括耦合至所述實時時鐘的附加時鐘，所述附加時鐘提供一系列的周期性的信標脈沖供所述PMG用來確保所述規(guī)定周期的準確性。
13.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信網絡包括一第二通信網絡和一第三通信網絡，其中，所述通信處理器耦合至所述第二通信網絡，其中，所述時間服務器耦合至所述第三通信網絡，并且其中，所述第一和第二通信網絡耦合在一起。
14.一種位置測量裝置，其特征在于，它包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收器，它包含包含用于濾波和放大通過一天線收到的一模擬SPS信號的電路的模擬處理單元；與所述模擬處理單元耦合的數字處理單元，所述數字處理單元包含用于進行信號獲取、相關、和譯碼的電路；通信處理器，它包含包含用于產生計時信標和計時短信的電路的脈沖和短信發(fā)生器(PMG)；耦合至PMG單元的實時時鐘，所述實時時鐘包含用于保持時間跟蹤并產生指示計時事件的信號的電路；以及耦合至所述實時時鐘的網絡用戶端，它包含用于接收來自經一網絡而耦合至所述通信處理器的一時間服務器的計時信息并提供對所述實時時鐘進行時間調整的電路。
15.如權利要求14所述的位置測量裝置，其特征在于，所述PMG單元還包括一第二時鐘輸入，并且其中，所述第二時鐘輸入提供來自另一時鐘的計時信號。
16.如權利要求14或15所述的位置測量裝置，其特征在于，它還包括一耦合至所述通信處理器的無線網絡接口，所述無線網絡接口包含用于將由所述通信處理器所提供的電信號轉換成便于傳送的無線信號的電路。
17.如權利要求14、15或16所述的位置測量裝置，其特征在于，它還包含一與所述通信處理器耦合的有線網絡接口，所述有線網絡接口包含用于將所述通信處理器提供的信號轉換成與一網絡兼容的格式。
18.一種通信處理器，其特征在于，它包含脈沖和短信發(fā)生器(PMG)，它包含用于產生供衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器使用的計時信標和計時短信的電路；耦合至所述PMG的實時時鐘，所述實時時鐘包含用于跟蹤時間并產生指示計時事件信號給所述PMG的電路；以及耦合至所述實時時鐘的網絡用戶端，所述網絡用戶端包含用于接收來自一通過網絡耦合至所述通信處理器的時間服務器的計時信息并向所述實時時鐘提供時間調整的電路。
19.如權利要求18所述的通信處理器，其特征在于，所述計時短信包含一時間，該時間對應于所述計時信標的產生的時間。
20.如權利要求18或19所述的通信處理器，其特征在于，由所述時間服務器提供的計時信息是響應于所述網絡用戶端發(fā)送的時間詢問。
21.如權利要求18、19或20或21所述的通信處理器，其特征在于，所述時間服務器周期性地向所述網絡傳播計時信息。
22.如權利要求18、19、20或21所述的通信處理器，其特征在于，所述PMG還包含一第二時鐘輸入，并且其中，所述第二時鐘輸入提供一連續(xù)的周期性的信標流。
23.一種便于在衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中進行信號獲取的方法，其特征在于，它包含根據由一時間服務器播送的時間短信確定一日時間；如果所述日時間不同于由所述時鐘保持的時間，則對所述時鐘進行調整；以及根據所述時鐘中保持的時間，通過一第一通信鏈路，定期地向一SPS接收器提供一時間信息，其中，所述第一通信鏈路不同于所述SPS中由衛(wèi)星用來向所述SPS接收器傳送信息的一第二通信鏈路。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述時間服務器周期性地傳播所述時間短信。
25.如權利要求23或24所述的方法，其特征在于，它還包括在所述提供之前，對由一附加時鐘所提供的一系列周期性的信標脈沖進行計數；將計數所得的信標脈沖的數目與一預期的信標脈沖的數目相比較；以及如果所述計數所得的信標脈沖的數目與所述預期的信標脈沖的數目不同，則對所述時鐘進行調整。
全文摘要
揭示了一種系統(tǒng)和方法，可以在來自SPS衛(wèi)星和信號由于一SPS接收器的工作環(huán)境而受到衰減時，能在衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)中進行信號獲取。一較佳實施例包括一通信服務器(例如通信服務器220)，其一端連至一SPS接收器(例如SPS接收器210)；還包括一借助一公用網絡(例如因特網230)的時間服務器(例如時間服務器225)。最好是通信服務器220通過一無線網絡連至因特網230，以便具有最大的可移動性和靈活性。通信服務器220向時間服務器225詢問當前時間，然后將當前時間提供給SPS接收器210。SPS接收器利用該當前時間協(xié)助其信號獲取。
文檔編號H04B7/26GK1629652SQ20031012339
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權日2003年12月19日
發(fā)明者A·M·吉爾克斯 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司