[发明专利]使用近地轨道(LEO)卫星的本地时钟频率校准

说明书

技术领域

本公开通常涉及卫星系统，并更特别涉及使用卫星系统的频率校准。

背景技术

许多类型的手持电子设备，例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)接收机或其它无线电接收机，可以用来提供许多基于位置的服务。例如，商场中的购物者能够基于装置(例如蜂窝电话)“知道”她在商场内当前位置，接收关于她附近的、具有她正在搜索的特定商品在售的商店的信息和该商店的方向。或，基于装置能够准确定位他们自己的位置(即准确导航)，她能够与可以互相保持跟踪对方位置的朋友一起购物，或任何数量的其它无穷可能性可。

以使用蜂窝电话为例，基于位置服务的提供可能取决于蜂窝电话具有使用各种现有卫星导航系统(例如GPS)提供的导航和时序信号的能力。然而，在卫星信号可能被遮挡的许多情形中，这些卫星系统通常不会提供足够满意的系统性能(例如信号功率)以启用基于位置的服务。例如，导航卫星信号在建筑内(例如上面给出的购物中心例子)和其它高堵塞环境内(例如建筑结构包围的位置)可能受到非常大的衰减。另外，导航卫星信号可能会受到其它影响，例如雨衰；多径失真，例如高大建筑周围；干扰，例如在军事应用中；以及通过深叶(deep foliage)的衰减。

一些基于位置的服务系统和导航系统尝试通过使用各种方法来解决室内导航缺陷，例如惯性导航系统、专用信标和高灵敏度GPS系统。然而，惯性导航系统漂移并且昂贵。信标需要昂贵且非标准化的专用固定设施，因此具有仅专用的用途。灵敏GPS系统通常不会执行用户期望，因为它们一直不能可靠地克服GPS信号在室内环境中的弱点。基于例如蜂窝电话或电视信号的其它导航方法通常缺乏垂直导航信息。

因此，需要改善手持设备(例如蜂窝电话、PDA、GPS导航仪或其它便携无线电接收机)对导航信号(例如GPS信号)接收的灵敏度，使得可以可靠地提供室内的基于位置的服务和导航。另外，需要提供手持设备在狭窄约束(例如，有限的体积、重量和功耗要求)内的这样的导航信号接收灵敏度。

发明内容

根据一个实施例，从卫星向设备传递频率稳定度的方法包括从卫星接收信号；从卫星信号确定码相位；接收帮助信息；以及使用码相位和帮助信息校准设备的本地时钟的频率，从而使本地时钟频率与卫星时钟频率基本同步。

根据另一实施例，接收机单元包括适于从卫星接收信号的天线；本地时钟；适于从卫星信号中时间传递结构消息采样数据的模数(A/D)转换器；适于存储帮助信息的存储器；以及计算机，其适于使用采样数据确定码相位，并使用码相位和帮助信息为本地时钟确定频率校正，从而使本地时钟频率与卫星的时钟频率基本同步。

根据另一实施例，在衰减环境中接收全球定位系统(GPS)信号的方法包括检测近地轨道卫星(LEO)信号的帧结构；使本地时钟对准到帧结构；根据帧结构生成分别隔开的多个时间估计值；向多个平行相关器中的每一个提供时间估计中相应的一个；使用时间估计值时间对准平行相关器；以及使用来自时间对准的相关器的时间估计值锁定GPS信号。

本发明的领域由权利要求定义，其包括在该节作为参考。通过考虑一个或更多实施例的下面详细描述，向本领域技术人员给予本发明实施例的更完全理解，及其另外优点的实现。参考首先简要描述的附图的附表。

附图说明

图1是图解根据本发明实施例能够在遮挡或干扰环境中执行的导航系统的概述的示意图；

图2是根据本发明实施例的接收机单元的框图；

图3是图解根据本发明实施例的近地轨道(LEO)卫星的时间传递结构信号的信号时序图；

图4是图解根据本发明实施例从卫星获得精确频率传递的方法的流程图；

图5是图解根据本发明实施例确定接收的卫星信号的码相位的方法的流程图；

图6是图解根据本发明实施例在衰减或干扰环境中执行频率传递的方法的流程图。

通过参考下面详细描述更好地理解实施例和它们的优点。应理解，相同的标号用来识别在一个或多个附图中所示的相同元素。

具体实施方式