[发明专利]卫星定位辅助通信系统选择无效

专利信息
申请号: 200580033675.5 申请日: 2005-12-07
公开(公告)号: CN101163983A 公开(公告)日: 2008-04-16
发明(设计)人: 格雷戈里·图雷茨基;埃里克·安德森 申请(专利权)人: SiRF技术公司
主分类号: G01S1/00 分类号: G01S1/00;H04B7/185;G01S5/14
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 代理人: 黄小临;王志森
地址: 美国加利*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 卫星 定位 辅助 通信 系统 选择
【说明书】:

技术领域

发明总体涉及移动通信系统,具体地讲,本发明涉及组合的卫星定位系统(SATPS)和通信系统。

背景技术

卫星定位系统(SATPS),例如由美国政府所维持的全球定位系统(GPS),是基于无线电导航。GPS系统是基于卫星的导航系统,其具有24个卫星加上轨道备件的网络,绕地球之上11000海里轨道运行,处于6个均匀分布的轨道上。每一个GPS卫星每12小时绕地球轨道一周。

GPS卫星的主要功能是用作为时钟。每个GPS卫星从卫星上的10.23MHz的铯原子时钟得到其信号。每个GPS卫星传输扩展频谱信号,具有其自己单独的伪噪声(PN)代码。通过使用不同的PN编码序列在同一频谱上传输几个信号,GPS卫星可以在无互相干扰的情况下共享同一带宽。GPS系统中所使用的代码为1023个比特长,并且按每秒1.023兆比特的速率发送,从而得到时间标记,有时将其称为大约每微秒一次的“时间基片”。该序列每毫秒重复一次,并且被称为粗采集代码(C/A代码)。每第20个周期,该代码可以改变相位,并且被用于编码1500比特长的消息,所述消息包括针对其它GPS卫星的“天文年历”数据。

有由GPS当局指定的32个PN代码。这些PN代码中的24个属于轨道中的当前GPS卫星,并且把第25个PN代码选定为不将其赋予任何GPS卫星。其余PN代码为备用代码,可以被用于新GPS卫星中以取代旧的或出故障的单元。GPS接收器使用不同的PN序列,可以搜索用于寻找匹配的信号频谱。如果GPS接收器找到匹配,则它已经识别生成那个信号的GPS卫星。

基于地面的GPS接收器使用无线电范围测量方法的变体,其被称为三边测量,以确定基于地面的GPS接收器的位置。GPS位置确定与过去的无线电方向发现(RDF)技术的不同之处在于:无线电信标不再是固定的;它们是卫星,当它们绕地球轨道运行时,以大约每秒1.8英里的速度移过空间。由于是基于空间的,所以所述GPS系统能够被用于使用诸如三边测量的方法来实际建立地球上任何点的位置。

三边测量方法依赖于从GPS卫星获取时间信号的GPS接收单元。由于知道实际时间以及将其与从GPS卫星所接收的时间加以比较,所以接收器可以计算距GPS卫星的距离。例如,如果GPS卫星与接收器相距12000英里,则必须把接收器定位在距该GPS卫星12000英里的半径所定义的位置球体上的某个地方。如果GPS接收器然后确定第二GPS卫星的位置,则其可以根据围绕第二GPS卫星的位置球体来计算接收器的地点。两个球体相交,并且与定位在所述位置圆周内某处的GPS接收器形成圆周。通过确定距第三GPS卫星的距离,该GPS接收器可以预测(project)围绕第三GPS卫星的位置球体。第三GPS卫星的位置球体然后将仅在两个点与前两个GPS卫星的位置球体的相交所产生的位置圆周相交。通过确定再一个GPS卫星的位置球体,其位置球体将与两个可能的位置点之一相交,该GPS接收器的精确位置被确定为定位在地球上的位置点。还把第四GPS卫星用于解决接收器中的时钟误差。因此,也可以确定精确的时间,因为仅仅存在一个可以说明所有GPS卫星的位置的时间偏移量。三边测量方法可以产生30米量级的位置精度,然而,由于信号强度和多路径反射,GPS位置确定的精度可能劣化。

GPS接收器可同时接收11个卫星。在某些环境中,例如在峡谷中,某些GPS卫星可能会被阻挡,就位置信息而言,GPS位置确定系统可以依赖于具有较弱信号强度的GPS卫星,例如接近地平线的GPS卫星。在其它情况下,头顶上的树叶可能会减弱由GPS接收器单元所接收的信号强度。在任何一种情况下,均可能减弱信号强度或者全部阻挡信号强度。在这样的情况下,可使用辅助信息以帮助位置确定。

存在着多种使用无线电频谱进行通信的方式。例如,在频分多路存取(FDMA)系统中,把频带划分成一系列频率时隙,并且向不同的发射器分配不同的频率时隙。在时分多路存取(TDMA)系统中,把每个发射器可以广播的时间限制在时间时隙中,从而发射器可以一条接一条地发送它们的消息,并且仅在它们所分配的时段期间进行发送。使用TDMA,每个发送器进行发送时的频率可以为固定频率,或者可以是连续变化的(频率跳变)。

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