[发明专利]一种全球定位系统卫星搜索调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及全球卫星定位与导航领域，例如GPS系统，尤其涉及一种用于全球定位系统接收机的卫星搜索调度方法的领域。

背景技术

全球卫星定位与导航系统，例如全球定位系统(GPS)，包括一组发送GPS信号的一个卫星星座(又被称为Navstar卫星)，该GPS信号能被接收机用来确定该接收机的位置。卫星轨道被安排在多个平面内，以便在地球上任何位置都能从至少四颗卫星接收该种信号。更典型的情况是，在地球上绝大多数地方都能从六颗以上卫星接收该种信号。

每一颗GPS卫星所传送的GPS信号都是直接序列扩频信号。商业上使用的信号与标准定位服务(SPS)有关，而且被称之为粗码(C/A码)的直接序列二相扩频信号，在1575.42MHz的载波下，具有每秒1.023兆码片的速率。伪随机噪声(PN)序列长度是1023个码片，对应于1毫秒的时间周期。每一颗卫星发射不同的PN码(Gold码)，使得信号能够从几颗卫星同时发送，并由一接收机同时接收，相互间几乎无干扰。术语“卫星星号”和这个PN码相关，可以用以标示不同的GPS卫星。

GPS的调制信号是导航电文(又被称为D码)和PN码的组合码。导航电文的速率为每秒50比特。D码的基本单位是一个1500比特的主帧，主帧又分为5个300比特的子帧。其中子帧一包含了标识码，星种数据龄期，卫星时钟修正参数信息。子帧二和子帧三包含了实时的GPS卫星星历(ephemeris)，星历是当前导航定位信息的最主要内容。利用子帧一至子帧三的信息即可以实现定位，完成定位的基本任务。子帧四和子帧五包含了1-32颗卫星的健康状况，UTC校准信息和电离层修正参数及1-32颗卫星的历书(almanac)。历书是卫星星历参数的简化子集，用于预测相对于接收机的可见卫星及其多普勒频偏。历书每12.5分钟广播一次，寿命为一周，可延长至2个月。

GPS接收机的主要目标之一是确定PN码的到达时间。术语“GPS到达之间”指GPS卫星PN码到达GPS接收机的时间。这是通过将本地产生的PN参考信号与接收的信号相比并且“滑动”本地基准直至与接收信号在时间上对齐来完成的。通过称之为“相关”的相乘和积分过程，将这两个信号相互比较。当两个信号在时间上是对齐时，输出的结果为最大。

术语“GPS启动时间”是衡量GPS基带处理芯片性能的重要指标之一。GPS启动时间包括热启动时间、温启动时间和冷启动时间。术语“启动时间”是指GPS接收机从上电到输出首次定位结果的时间差。术语“热启动时间”是指在已知接收机位置和GPS卫星星历情况下的启动时间。术语“温启动时间”是指在已知接收机位置、用户时间及GPS卫星历书的启动时间。术语“冷启动时间”是指在无任何先验信息的启动时间。

术语“GPS重捕时间”是衡量GPS基带处理芯片性能的重要指标之一。术语“重捕时间”是指GPS接收机在正常跟踪GPS卫星并定位的情况下，因各种原因卫星信号缺失，进而信号重现，从信号重现得时刻起，到重新捕获卫星时刻的时间差。类似的，术语“重定位时间”是指GPS接收机在正常跟踪GPS卫星并定位的情况下，因各种原因卫星信号缺失，进而信号重现，从信号重现得时刻起，到重新定位的时间差。

GPS接收机经常遇到GPS信号缺失的情况，特别是在GPS接收机运动和遮挡物较多的情况下。一个典型的场合是城市中行驶的车载GPS定位接收机。行驶的车辆经常遭遇各种桥梁、建筑物、隧道等遮挡物的遮挡，使接收机无法接收到足够信噪比的GPS信号。这些信号缺失的时间长度往往从秒级到数分钟不等。信号缺失之后重新出现时，GPS接收机的重捕和重定位时间是GPS用户关心的核心性能之一，因而吸引了相当多的研究。

发明内容

本发明提出了一种引用于全球定位系统接收机的卫星搜索调度方法。

该方法包括以下步骤：

更新卫星信息；

根据卫星信息为卫星分类；

对于遮挡卫星，则对其实施维持重捕；

对于非遮挡卫星，则使用归类卫星概率调度；

利用卫星信息预测卫星信噪比；

根据预测信噪比使用选择不同灵敏度捕获方法对调度卫星进行搜索。

进一步地，卫星信息包括该卫星是否被遮挡。

进一步地，卫星信息包括该卫星的仰角，方位角。

进一步地，卫星信息包括该卫星信号的多普勒频偏，PN码码相位。

进一步地，卫星信息包括该卫星信号的强度。