[实用新型]延长允许热开机时间的GPS接收器

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种GPS信号接收器，尤指一种在接收器关机后，可在较长时间内仍可获得热开机立即定位的GPS信号接收器。

背景技术

全球卫星定位系统(Global Position System，GPS)是由美国国防部自1970年代开始发展的系统，共包含28颗GPS人造卫星，运行在六个轨道面上。每一GPS人造卫星利用1574.42MHz的载波固定发射1.023MHz的伪随机码(pseudorandomcode)电波讯号，代表其所在位置。

GPS接收器本身内部即具有一高精度的频率(clock)电路，其受到同样频率的高精度频率信号所驱动，所述的高精度频率信号是用以推动GPS接收器内部的关联器(correlator)电路。当四个以上的关联器追踪接收不同人造卫星的发射信号，并计算出所述的信号的传输时间，则可反演算出GPS接收器自己本身所在地的坐标信息与高精度频率信号的时间偏差(time offset)量。当高精度频率信号的时间偏差量求得的后，GPS接收器内部的高精度频率电路可据此调整与原子钟同步的GPS频率，其精确度高达数十亿分的一秒(ns)。

在一般GPS接收器的电源启动方面，GPS信号必须经过信号撷取、信号追踪、数据位同步化、信号框(frame)同步化等一连串的连续作业后才能自信号中解析出所需的信息。而每一笔GPS的数据格式是以连续5个次信号框(sub-frame)构成，各次信号框占据6秒时间。用以计算卫星所在位置的星历数据是根据第1～3次信号框而来。而星历数据(Ephemeris data)其还新速率是每四个小时上传至卫星，因此GPS接收器也须再次下载还新后的星历数据以再次计算卫星的所在位置。

因此当一GPS接收器在关机数个小时的后再次开机，在能正确定位的前，下载星历数据即约需花费18至30秒。如果GPS接收器是在持续操作使用的状态下或关机非超过一小时，则由内部电池电力所维持储存的星历数据仍属有效而可供定位计算，毋须重新下载新的星历数据，如此可节省18至30秒的等待时间。

请参考图2所示，为一现有GPS接收器的部分电路图，当中包含两个主要的芯片组，分别是射频芯片组(10)(GPSRFIC)与基频芯片组(20)(GPSBaseband)。当接收器利用天线接收GPS讯号后会经过一连串讯号放大、过滤噪声、降频、取样等前端作业过程(RFfrontend)，经前端作业过程后的数据是输入至所述的射频芯片组(10)，所述的射频芯片组(10)的输出讯号则输入基频芯片组(20)，其中基频芯片组(20)是主要的数据分析、运算与处理核心。

所述的基频芯片组(20)包含有一实时频率产生器(21)(内含备份内存)、一时序控制单元(22)、一关联器单元(23)、一处理单元(24)、一内存(25)与一通用输入/输出单元(26)。

在电力供应部分，前述射频芯片组(10)与基频芯片组(20)均是连接一主供应电源以获得所需的工作电压，所述的主供应电源也连接一内建的电池(30)并对其进行充电作业。基频芯片组(20)本身与所述的实时频率产生器(21)两者是采用互为独立的电源(Vcc1)(Vcc2)，换言的，在主电源断电时实时频率产生器(21)是由电池(30)提供工作电压。

即使GPS接收器电源关闭，经由电池(30)供电下，所述的实时频率产生器(21)仍可继续运作，而数据储存暂存在内部的备份内存中。因此，当GPS接收器在关机后的短时间之内再次开机(约在20秒以内)，即所谓的热开机(HotStart)，则实时频率的预估偏差量仅是在0.5毫秒(ms)之内(仍可进行立即开机的最大时间误差值以内)，数据位同步化的作业不须重新进行而可预估得知，因此可达到立即开机定位的效果。

但是前述电路的缺点在于所述的实时频率产生器(21)是使用一般石英振荡产生频率信号，优点是耗电量极低(约5微安培左右)，但其精确度只有+/-25ppm，在较差的情况下，可能在20秒的关机时间内便有着0.5毫秒的偏差量(已超过可快速定位估算的最大时间误差)，导致热开机模式容许时间极为短暂，通常是在关机后的20秒以内再重新开机才适用，然就一般临时性停车的情况而论，至少在1分钟以上，前述热开机模式根本无从适用。

本实用新型主要为基于前述现有技术时间误差过大而无法立即开机定位的现象下，而考虑提供一种如何在较长时间的关机状态下(例如15分钟)，仍使内部电路保持在可立即开机定位的极低时间误差数值下，提供一关机后较长时间仍可进行立即开机定位的优点。

发明内容