[发明专利]使用关于卫星定位系统的辅助数据的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2001年3月20日申请号为第01809746.4号发明名称 为“使用关于卫星定位系统的辅助数据的方法和装置”的中国专利申请的分案 申请。

发明领域

本发明涉及能够确定卫星的位置信息的接收机，尤其涉及在诸如美国全球 定位系统(GPS)之类的卫星定位系统(SPS)中得到应用的接收机。

相关申请

本发明涉及并因此要求同一发明人Leonid Sheynblat的两个临时申请的 申请日的利益。第1个临时申请是名为“Methods and Apparatus for Using Assistance data Relating to Satellite Position Systems”的2000年3 月20日申请的序列号60/190,600。第2个申请是名为“Methods and Apparatus for Using Satellite Status information in Satellite Positioning Systems”的2000年8月25日申请的序列号60/228,258。

发明背景

GPS接收机通常通过计算由多重的GPS卫星同时发送的信号的到达时间来 确定其位置。作为其消息的一部分，这些卫星发送卫星定位数据以及所谓“天 文历”数据的时钟定时数据。搜索和获取GPS信号、读取多重的卫星的天文历 数据以及从该数据中计算接收机的位置的处理是耗费时间的，常常要求几分 钟。在许多情况下，该冗长的处理时间是不可接受的，而且大大地限制了小型 化的便携应用中电池的寿命。

GPS接收系统有两个主要功能。第1个是对各种GPS卫星的伪距的计算， 而第2个是对使用这些伪距和卫星定时及天文历数据对接收机的位置的计算。 所述伪距仅仅是由本地时钟测量的卫星信号的到达时间。有时也把伪距的这种 定义称为编码相位。一旦获取并跟踪GPS信号，从该信号中提取卫星天文历和 定时数据。如上所述，收集该信息通常花费相对较长的时间(30秒至几分钟)， 并必须用较佳的接收信号电平来完成，以便获得较低的差错率。

大多数GPS接收机利用相关法来计算伪距。通常用硬件相关器实时地进行 这些相关法。GPS信号包含被称为伪随机(PN)序列的高速率重复信号。把可 用于民用的编码称为C/A(粗略/捕获)编码，并且所述编码具有1.023MHz的 二进制相位反转速率或“码片分割”速率，以及对于1毫秒的编码周期具有1023 个码片的重复速率。所述编码序列属于被称为金码的系列，并且每个GPS卫星 用唯一的金码广播信号。

对于所接收的来自给定GPS卫星的信号，在下变频处理到基带之后，相关 接收机用所存储的包含于其本地存储器中的适当的金码的副本乘以所接收的 信号，然后对乘积进行积分或低通滤波，以便获得对信号的出现的指示。把该 处理称为“相关”操作。通过相对于所接收的信号顺序地调整所存的副本的相 对定时，以及观察相关输出，接收机能够确定所接收的信号和本地时钟之间的 时间延迟。把这样一个输出的出现的最初确定称为“捕获”。一旦捕获发生， 处理进入“跟踪”阶段，在其中少量地调整本地基准的定时，以便维持高相关 输出。可以把跟踪阶段期间的相关输出看作消除了伪随机码的GPS信号，或看 作通用术语中的“解扩展”。该信号是窄带的，具有与每秒50比特的叠加于 GPS波形之上的二进制相移键控(BPSK)数据相当的带宽。

所述相关捕获处理是非常耗时的，尤其当如果所接收的信号是弱的。为了 改进捕获时间，大多数GPS接收机利用多重相关器(一般多达36个)，它允 许并行搜索相关峰值。