[发明专利]基于移动通信网络的集中计算GPS接收机及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GPS接收机及其定位方法，尤其是一种基于移动通信网络的集中计算GPS接收机及其定位方法，属于GPS接收机集中计算领域。

背景技术

近年来，智能手机和平板电脑的兴起，特别是目前非常热门的基于位置服务(LBS)，更是刺激了GPS接收机全民普及的趋势，GPS接收机已经成为智能手机、平板电脑等便携式设备的标准配置。

我国卫星导航市场有很大的潜力。根据全球导航定位协会的估测，中国卫星导航市场目前的市场规模在1000亿元左右，2015年卫星导航产业总产值将达到2500亿元。而中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍，据保守估计，到2015年，中国国内卫星导航产业的市场规模将达1500亿元人民币，2020年达到4000亿元人民币，届时全球的这一市场规模大概是4000亿到5000亿美元。

对于安装在智能手机、平板电脑等便携式设备上的GPS接收机，低功耗、高精度、低成本一直是业界的追求，但目前的GPS接收机存在以下几点问题：1)目前安装在便携式设备的主流GPS接收机，由于内部的信号跟踪环路需要持续稳定地跟踪卫星信号，因此在定位功能开启后均处于连续工作状态，功耗较大，根据实测，一台智能手机在开启GPS功能后，续航时间仅为5～6个小时；2)在国内由于缺乏差分GPS的支持，因此定位精度受到了限制，约为6m；3)GPS芯片的价格还比较高，限制了GPS接收机在消费类电子市场的普及。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种可以大大减少用户端工作时间和提高用户端定位精度，且功耗和成本低的基于移动通信网络的集中计算GPS接收机。

本发明的另一目的在于提供一种基于移动通信网络的集中计算GPS接收机的定位方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于移动通信网络的集中计算GPS接收机，其特征在于：所述GPS接收机包括通过移动通信网络相连的用户端和服务器，其中：

所述用户端，用于采集GPS卫星信号以及与服务器进行通信；所述与与服务器进行通信的内容为向服务器发送定位请求与中频数据以及接收服务器发送的定位结果。

所述服务器，用于更新和维护GPS星历数据库和基站的信息表(包含基站ID及其对应的精确位置)、融合多个基站的GPS测量坐标和实际坐标计算出局部区域的大气延迟模型以及与用户端进行通信；所述与用户端进行通信的内容为接收用户端发送的定位请求与中频数据，对中频数据进行信号捕获处理，获取用户端采集的卫星信号的码相位和多普勒频移，结合GPS星历数据库中的卫星位置信息，计算出用户端的位置，并把位置信息发送回到用户端。

作为一种优选方案，所述用户端为移动终端，包括射频前端模块、控制器模块、数据缓冲模块和无线数据传输模块，其中：

所述射频前端模块，用于通过天线接收GPS卫星信号并通过ADC转换器采样为中频数据；

所述控制器模块，用于将中频数据写入数据缓冲模块与读取数据缓冲模块的中频数据；

所述数据缓冲模块，用于存储中频数据，该模块是一个读写时钟异步的双端口FIFO，数据输入位宽为Nbit，数据输出位宽为Mbit，写时钟由中频数据的采样时钟反相所得，读时钟跟无线数据传输模块的数据传输速率一致，其中N、M为自然数。

所述无线数据传输模块，用于向服务器发送中频数据与接收服务器发送的定位结果。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于移动通信网络的集中计算GPS接收机的定位方法，其特征在于包括以下步骤：

1)用户端在默认状态下，其各个模块处于低功耗模式，当用户端向服务器发送定位请求时，执行步骤2)。

2)用户端的射频前端模块开始输出中频数据，在控制器模块的控制下把中频数据写入数据缓冲模块中，与此同时，控制器模块读取数据缓冲模块的中频数据，与时间标签、当前通信基站ID形成数据包，并通过无线数据传输模块把数据包发送到服务器；

3)服务器接收到用户端的定位请求后，开始接收用户端发送的数据包，当用户端的数据包发送完毕后关闭射频前端模块，等待服务器的响应；

4)服务器对接收到的数据包进行处理，提取出时间标签、基站ID和中频数据，采用粗时间导航方法，实现用户端位置的解算；

5)服务器向用户端发送定位结果；