[发明专利]具有用于改进信号的接收动态的装置的射频信号接收机

说明书

技术领域

本发明涉及用于由发射机源发射的射频信号的接收机，特别是涉及GPS类型的接收机。接收机具有用于例如当信号被障碍物屏蔽时，改进所述信号的接收动态(dynamic)的装置。

背景技术

在目前的GPS导航系统中，24个卫星被放置在靠近地球表明上20,200千米的距离的轨道中，在每个相对于赤道偏移55度的6个轨道平面上。由一个卫星在返回到地球上的相同点之前进行在轨道中的完整旋转所用的时间大约是12个小时。轨道中的卫星的分布允许一个陆地GPS接收机从至少四个可视卫星接收GPS信号，以确定例如其位置、速度和当地时间。

在民用中，轨道中的每个卫星发射由在1.57542GHz上的载频L1构成的射频信号，在其上，在每个卫星所特有的1.023MHz的伪随机PRN码以及一个50Hz的GPS消息被调制。GPS消息含有来自发射卫星的尤其是对于计算X、Y、Z位置、速度和时间有用的历书日和历书数据。

特别是金色码类型的PRN码(伪随机噪声)，对于每个卫星是不同的。该金色码是由每毫秒重复的1023个码片构成的数字信号。该重复周期还由术语金色码“时段(epoch)”定义。应当指出，一个码片采取关于一个比特的值1或0。不过，GPS技术中的码片不同于用于定义一个数据单元的比特。

为32个卫星识别号定义的金色码具有正交特性。通过将它们彼此相关，相关结果给出接近0的一个值。这样，该特性允许源自几个卫星的同时在同一个频率上发射的几个射频信号在相同的GPS接收机的几个信道中被独立处理。

目前，在几个日常活动中，便携式或特别是包括在车辆中的GPS接收机被用于允许导航数据提供给用户。该数据促使向着希望目标的定向，并允许用户知道他们的方位。此外，便携式GPS接收机是较小的尺寸，以便使得它们还能被包括在能够由人容易传送的物体中，如蜂窝电话或手表中。不过，在这些小尺寸的物体中，因为这些物体是由电池或小尺寸的蓄电池供电，所以通常需要最小化由接收机所消耗的能量。

为了特别是确定一个GPS接收机的位置和时间相关的数据，该GPS接收机需要接收由至少四个可视卫星发射的射频信号。不过，接收机能够通过个别锁定到可视卫星中的一个上来接收对于每个卫星特有的历书数据。

如图1所象征性表示的，GPS接收机1包括天线2，用于接收由至少四个可视卫星S1到S4所发射的射频信号SV1到SV4。不过，确定的射频信号能够在它们的路径上遇到各种障碍物，如例如能够破坏由所述接收机的信号接收的树木A。如图1所示，信号SV1到SV3的该屏蔽结果是在接收机中设置为工作的用于搜索和跟踪卫星S1和S3的相关信道可能瞬间丢失所述信号SV1和SV3。这样，卫星搜索和跟踪阶段中的接收机无法提取计算其位置所需要的信息，这是一个缺点。

当便携式GPS接收机在例如公路车辆中运动时，该现象也可能出现。在这种情况下，对于排列在公路旁的多棵树片刻屏蔽由所述移动接收机接收的来自确定的可视卫星的射频信号是常见的。随着被屏蔽信号的丢失，为了锁定到至少四个可视卫星上，所述接收机必须执行一个新搜索和跟踪。这样，用于确定位置、速度和时间的所有操作都被减慢。

关于快速恢复由于诸如树木或隧道这样的障碍物所导致的丢失信号，欧洲专利文件No.0 429 783公开了一种用于置于特别是车辆中的GPS接收机跟踪GPS类型卫星信号的方法。只要障碍物离去，所述接收机就在尽可能阻止信号被树木屏蔽的最高仰角处搜索卫星。卫星信号的频率被划分成为频段，其中每个频段被分配给相关信道中的一个，以加速所述卫星的接收。这样，几个相关信道被用于相同的卫星。

不过，为了迅速搜索在最高仰角的相同卫星，必须锁定到相同卫星上的信道被以不同方式配置，即使所述卫星被迅速找到，这也是一个缺点。当信号起源自没有最高仰角的可视卫星时，没有提供用于阻止由于通过一个诸如树木的障碍物而被减弱的信号的瞬间丢失的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供射频信号接收机，特别是GPS类型的接收机，其阻止由该接收机的至少一个信道接收的信号的瞬间丢失，所述信号被它们的路径上的一个障碍物所屏蔽，所述接收机克服了现有技术接收机的缺点。