專(zhuān)利名稱(chēng)：Gps接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種GPS接收機(jī)，用來(lái)通過(guò)利用來(lái)自GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文測(cè)量當(dāng)前位置。
背景技術(shù)：
用于接收來(lái)自GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文然后通過(guò)利用此類(lèi)消息測(cè)量自身現(xiàn)有位置的GPS接收機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。圖12為顯示現(xiàn)有GPS接收機(jī)接收的導(dǎo)航電文幀結(jié)構(gòu)的圖。
如圖12所示，從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文包含25個(gè)主幀，并且從頁(yè)1至頁(yè)15的頁(yè)號(hào)作為連續(xù)數(shù)附加到相應(yīng)主幀上。一個(gè)主幀包含5個(gè)子幀，一個(gè)子幀的數(shù)據(jù)量為300比特。
在這種情況下，因?yàn)閷?dǎo)航電文的發(fā)送速度為50bps，所以發(fā)送一個(gè)子幀需要6秒鐘，發(fā)送一個(gè)主幀需要30秒鐘，發(fā)送從頁(yè)1至頁(yè)15的導(dǎo)航電文需要12.5分鐘。
在子幀1至3中存儲(chǔ)作為發(fā)送該導(dǎo)航電文的衛(wèi)星自身的詳細(xì)軌道信息的星歷(ephemeris)。與頁(yè)面無(wú)關(guān)地，存儲(chǔ)了完全相同的信息作為星歷。因此，作為存儲(chǔ)作為發(fā)送導(dǎo)航電文的衛(wèi)星的星歷，可以通過(guò)只接收一個(gè)主幀(即使該主幀在任意頁(yè)面中)而接收所有星歷。另外，當(dāng)要接收另一衛(wèi)星的星歷時(shí)，必須從另一衛(wèi)星接收導(dǎo)航電文。
作為衛(wèi)星簡(jiǎn)要軌道信息的歷書(shū)(almanac)以及其他信息在每頁(yè)子幀4與5存儲(chǔ)，作為分別對(duì)于不同衛(wèi)星的信息。換而言之，所有衛(wèi)星的歷書(shū)從一個(gè)衛(wèi)星發(fā)送到GPS接收機(jī)，并且所有GPS接收機(jī)都必須接收所有25個(gè)主幀以獲得這些歷書(shū)。
另外，稱(chēng)為Z計(jì)數(shù)并指示從一周的開(kāi)始經(jīng)過(guò)的時(shí)間的時(shí)間信息數(shù)據(jù)也存儲(chǔ)在每個(gè)子幀中。另外，稱(chēng)為WN(周數(shù))并指示從作為基準(zhǔn)的特定周經(jīng)過(guò)的周數(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各個(gè)主幀的子幀1中。因此，通過(guò)使用該WN與Z計(jì)數(shù)，GPS接收機(jī)能夠知道當(dāng)前時(shí)間。
所有衛(wèi)星的歷書(shū)都以如下方式存儲(chǔ)在每個(gè)頁(yè)的子幀4與5中，該方式使得一個(gè)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在一個(gè)子幀中。當(dāng)通過(guò)利用歷書(shū)計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星的軌道時(shí)指示作為基準(zhǔn)的時(shí)間的WNa(歷書(shū)基準(zhǔn)周)只存儲(chǔ)在頁(yè)25的子幀5中，作為所有衛(wèi)星的公共數(shù)據(jù)。因此，為了準(zhǔn)確地獲得歷書(shū)，必須接收在12.5分鐘只發(fā)送一次的頁(yè)25的子幀5。
另外，為了匹配在每個(gè)子幀中存儲(chǔ)的歷書(shū)與WNa，稱(chēng)為T(mén)oa的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)該歷書(shū)的子幀以及存儲(chǔ)WNa的子幀中。當(dāng)兩個(gè)子幀中Toa相互相同時(shí)，通過(guò)只使用WNa來(lái)存儲(chǔ)歷書(shū)。
在這種情況下，WNa與Toa都是指示時(shí)間的數(shù)據(jù)。WNa為指示從作為基準(zhǔn)的特定周經(jīng)過(guò)的周數(shù)的數(shù)據(jù)，而Toa為指示從該周經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的數(shù)據(jù)。其中，可以當(dāng)計(jì)算衛(wèi)星軌道時(shí)，利用根據(jù)WNa與Toa所計(jì)算的日期與小時(shí)作為基準(zhǔn)，并且被稱(chēng)為歷書(shū)的歷元。
通過(guò)這種方式，從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文由25個(gè)主幀構(gòu)成，并且接收所有子幀需要12.5分鐘。
圖13為顯示現(xiàn)有GPS接收機(jī)的內(nèi)部配置的示意方框圖。
如圖13所示，現(xiàn)有GPS接收機(jī)包含接收部分1，用來(lái)接收從多個(gè)GPS衛(wèi)星中的至少一個(gè)發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分2，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得諸如星歷、歷書(shū)等數(shù)據(jù)，并且分析這些數(shù)據(jù)；歷書(shū)暫存部分3，用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)由導(dǎo)航電文分析部分2獲得的歷書(shū)；歷書(shū)存儲(chǔ)部分4，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；星歷存儲(chǔ)部分5，用來(lái)存儲(chǔ)星歷；時(shí)鐘部分6，用來(lái)計(jì)數(shù)當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分7，用來(lái)計(jì)算衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定計(jì)算部分8，用來(lái)根據(jù)存儲(chǔ)在從作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文中的星歷，計(jì)算GPS接收機(jī)的位置測(cè)定。
下面將解釋現(xiàn)有GPS接收機(jī)的操作。
當(dāng)接收部分1接收來(lái)自GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文時(shí)，導(dǎo)航電文分析部分2分析所接收的導(dǎo)航電文以獲得星歷、歷書(shū)等，然后將其分別存儲(chǔ)在星歷存儲(chǔ)部分5以及歷書(shū)存儲(chǔ)部分4中。在這種情況下，設(shè)計(jì)使得直到收到在12.5分鐘中只發(fā)送一次、并且存儲(chǔ)在頁(yè)25的子幀25中的WNa，才恢復(fù)歷書(shū)。因?yàn)檫@個(gè)原因，導(dǎo)航電文分析部分2將歷書(shū)暫時(shí)存儲(chǔ)在歷書(shū)暫存部分3，然后在收到WNa的階段恢復(fù)歷書(shū)，然后將歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分4中。
另外，通過(guò)衛(wèi)星位置計(jì)算部分7同時(shí)利用由時(shí)鐘部分6計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間、以及歷書(shū)或星歷，GPS接收機(jī)計(jì)算衛(wèi)星位置。然后，GPS接收機(jī)確定此時(shí)在天空中存在的衛(wèi)星(可以與GPS接收機(jī)通信的衛(wèi)星，多個(gè)衛(wèi)星作為通信對(duì)象)，然后分配接收信道給接收部分1，以接收來(lái)自這些衛(wèi)星的信號(hào)。接收部分1接收來(lái)自處于天空中的衛(wèi)星，然后根據(jù)包含在導(dǎo)航電文中的星歷，位置測(cè)定計(jì)算部分8測(cè)量GSP接收機(jī)的當(dāng)前位置與行進(jìn)速度。
然而，在現(xiàn)有GPS接收機(jī)中，通過(guò)利用在12.5分鐘只發(fā)送一次的WNa來(lái)恢復(fù)歷書(shū)，然后存儲(chǔ)歷書(shū)。由于該原因，在接通電源之后，最少需要12.5分鐘才能獲得所有衛(wèi)星的歷書(shū)。因此，必須將GPS接收機(jī)的連續(xù)接通所需的12.5分鐘，才能獲得所有衛(wèi)星的歷書(shū)。結(jié)果，存在功耗增加的問(wèn)題。另外，在使用電池作為電源的移動(dòng)GPS接收機(jī)等等中，功耗尤其是個(gè)大問(wèn)題。
本發(fā)明是為克服以上問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠迅速作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星同時(shí)抑制功耗的GPS接收機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的GPS接收機(jī)包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中導(dǎo)航電文分析部分包含預(yù)測(cè)部分，用來(lái)根據(jù)基于分別存儲(chǔ)在所接收的導(dǎo)航電文的每個(gè)主幀中的預(yù)定周的、指示經(jīng)過(guò)的周數(shù)的信息，預(yù)測(cè)只在最后的子幀中存儲(chǔ)的時(shí)間信息，該時(shí)間信息作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)；以及恢復(fù)部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息，恢復(fù)歷書(shū)。
根據(jù)該配置，除非未收到作為計(jì)算多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的時(shí)間信息，可以恢復(fù)歷書(shū)。結(jié)果，可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)歷書(shū)，可以迅速判決作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星，同時(shí)抑制功耗。
本發(fā)明的GPS接收機(jī)包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中導(dǎo)航電文分析部分包含預(yù)測(cè)部分，用來(lái)根據(jù)在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間，預(yù)測(cè)只在導(dǎo)航電文的最后子幀中存儲(chǔ)的時(shí)間信息，該時(shí)間信息作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)；以及恢復(fù)部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息，恢復(fù)歷書(shū)。
根據(jù)該配置，除非未收到作為計(jì)算多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的時(shí)間信息，可以恢復(fù)歷書(shū)。結(jié)果，可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)歷書(shū)，可以迅速判決作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星，同時(shí)抑制功耗。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含用來(lái)根據(jù)在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間，預(yù)測(cè)在導(dǎo)航電文相應(yīng)子幀中存儲(chǔ)的Z計(jì)數(shù)的部分；以及判決部分，用來(lái)當(dāng)所預(yù)測(cè)的Z計(jì)數(shù)與在導(dǎo)航電文子幀中存儲(chǔ)的Z計(jì)數(shù)之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
根據(jù)該配置，如果所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的，則可以迅速判決并去除此類(lèi)歷書(shū)，因此可以預(yù)先防止故障。
另外，在本發(fā)明的GPS接收機(jī)中，衛(wèi)星位置計(jì)算部分包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在歷書(shū)存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及在本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含判決部分，用來(lái)當(dāng)由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置與由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
根據(jù)該配置，如果所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的，則可以迅速判決并去除此類(lèi)歷書(shū)，因此可以預(yù)先防止故障。
另外，在本發(fā)明的GPS接收機(jī)中，衛(wèi)星位置計(jì)算部分包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在星歷存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的星歷，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含判決部分，用來(lái)當(dāng)由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置與由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
根據(jù)該配置，如果所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的，則可以迅速判決并去除此類(lèi)歷書(shū)，因此可以預(yù)先防止故障。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含多普樂(lè)頻移計(jì)算部分，用來(lái)計(jì)算分別從所述多個(gè)GPS衛(wèi)星接收的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移；多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分，用來(lái)利用由恢復(fù)部分恢復(fù)的歷書(shū)，預(yù)測(cè)多普樂(lè)頻移；以及判決部分，用來(lái)當(dāng)由多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的多普樂(lè)頻移與由多普樂(lè)頻移計(jì)算部分計(jì)算的多普樂(lè)頻移之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
根據(jù)該配置，如果所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的，則可以迅速判決并去除此類(lèi)歷書(shū)，因此可以預(yù)先防止故障。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用已經(jīng)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)分別利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及判決部分，用來(lái)判決以下歷書(shū)為有效歷書(shū)該歷書(shū)用來(lái)求得在GPS衛(wèi)星的三個(gè)位置中最接近由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置的位置，所述三個(gè)位置由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算。
根據(jù)該配置，通過(guò)短時(shí)間的電流供應(yīng)可以收集正確的歷書(shū)，由此可以實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在星歷存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的星歷，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)分別利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及判決部分，用來(lái)判決以下歷書(shū)為有效歷書(shū)該歷書(shū)用來(lái)求得在GPS衛(wèi)星的三個(gè)位置中最接近由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置的位置，所述三個(gè)位置由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算。
根據(jù)該配置，通過(guò)短時(shí)間的電流供應(yīng)可以收集正確的歷書(shū)，由此可以實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含多普樂(lè)頻移計(jì)算部分，用來(lái)計(jì)算分別從所述多個(gè)GPS衛(wèi)星接收的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移；多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分，用來(lái)分別利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，預(yù)測(cè)三個(gè)多普樂(lè)頻移；以及判決部分，用來(lái)判決以下歷書(shū)為有效歷書(shū)該歷書(shū)用來(lái)預(yù)測(cè)在所述三個(gè)多普樂(lè)頻移中最接近由多普樂(lè)頻移計(jì)算部分計(jì)算的多普樂(lè)頻移的多普樂(lè)頻移，所述三個(gè)多普樂(lè)頻移由多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)。
根據(jù)該配置，通過(guò)短時(shí)間的電流供應(yīng)可以收集正確的歷書(shū)，由此可以實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)還包含時(shí)間計(jì)算部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間以及在導(dǎo)航電文相應(yīng)主幀中存儲(chǔ)的、用來(lái)指示從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息，計(jì)算時(shí)間；以及校正部分，用來(lái)校正作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間，使得由時(shí)間計(jì)算部分計(jì)算的時(shí)間低于由時(shí)鐘部分計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間3.5天。
根據(jù)該配置，通過(guò)短時(shí)間的電流供應(yīng)可以收集正確的歷書(shū)，由此可以實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省。
另外，在本發(fā)明的GPS接收機(jī)中，用來(lái)指示從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息存儲(chǔ)在導(dǎo)航電文相應(yīng)主幀的子幀中，在該子幀中存儲(chǔ)了星歷；以及針對(duì)包含了指示從同一周開(kāi)始經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息的歷書(shū)，不重復(fù)對(duì)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的時(shí)間信息的預(yù)測(cè)，并且原樣使用先前所預(yù)測(cè)的WNa。
根據(jù)該配置，可以減少計(jì)算WNa的處理量，并且可以減少故障。
另外，本發(fā)明的GPS接收機(jī)，包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中根據(jù)所獲得的星歷制定歷書(shū)。
根據(jù)該配置，因?yàn)闅v書(shū)可以在獲得星歷的時(shí)間上制定，所以簡(jiǎn)單地通過(guò)短時(shí)間的電路供應(yīng)可以收集歷書(shū)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的方框圖；圖2為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第一流程圖；圖3為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第二流程圖；圖4為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第三流程圖；圖5為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第四流程圖；圖6為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第五流程圖；圖7為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第六流程圖；圖8為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第七流程圖；圖9為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第八流程圖；圖10為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第九流程圖；圖11為解釋本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的操作的第十流程圖；圖12為顯示從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)的圖；圖13為顯示現(xiàn)有GPS接收機(jī)的配置的示意方框圖。
在這種情況下，在這些附圖中，標(biāo)號(hào)1、101為接收部分，102為導(dǎo)航電文分析部分、3為歷書(shū)暫存部分，4、103為歷書(shū)存儲(chǔ)部分，5、104為星歷存儲(chǔ)部分，6、105為時(shí)鐘部分，7、106為衛(wèi)星位置計(jì)算部分，8、107為位置測(cè)定部分。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施方式。在這種情況下，在以下實(shí)施方式中解釋的導(dǎo)航電文具有與圖12所示相同的幀結(jié)構(gòu)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的GPS接收機(jī)的方框圖。
如圖1所示，本實(shí)施方式的GPS接收機(jī)包含接收部分101，用來(lái)接收從多個(gè)GPS衛(wèi)星中的至少一個(gè)發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分102，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得諸如星歷、歷書(shū)等數(shù)據(jù)，并且分析這些數(shù)據(jù)；歷書(shū)存儲(chǔ)部分103，用來(lái)存儲(chǔ)由導(dǎo)航電文分析部分102恢復(fù)的歷書(shū)；星歷存儲(chǔ)部分104，用來(lái)存儲(chǔ)由導(dǎo)航電文分析部分102獲得的星歷；時(shí)鐘部分105，用來(lái)計(jì)數(shù)當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分106，用來(lái)通過(guò)利用由時(shí)鐘部分105計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間以及星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分107，用來(lái)根據(jù)存儲(chǔ)在從根據(jù)GPS衛(wèi)星位置選擇的多個(gè)GPS衛(wèi)星(作為通信對(duì)象的衛(wèi)星)發(fā)送的導(dǎo)航電文中的星歷，計(jì)算位置測(cè)定，而GPS衛(wèi)星位置在衛(wèi)星位置計(jì)算部分106中計(jì)算。另外，導(dǎo)航電文分析部分102包含恢復(fù)部分(未顯示，相應(yīng)于權(quán)利要求中的“恢復(fù)部分”)，用來(lái)恢復(fù)歷書(shū)；以及WNa預(yù)測(cè)部分(未顯示，相應(yīng)于權(quán)利要求中的“預(yù)測(cè)部分”)，用來(lái)根據(jù)存儲(chǔ)在每個(gè)子幀1中的導(dǎo)航電文的WN，預(yù)測(cè)存儲(chǔ)在頁(yè)25主幀子幀5中的WNa，即導(dǎo)航電文的最后子幀。
與現(xiàn)有技術(shù)相同，當(dāng)已經(jīng)收到WNa時(shí)，導(dǎo)航電文分析部分102利用WNa的值通過(guò)恢復(fù)部分來(lái)恢復(fù)歷書(shū)。不同的是，當(dāng)未收到WNa時(shí)(電源首次接通，先前打開(kāi)電源時(shí)接收的WNa值已變舊等等)，導(dǎo)航電文分析部分102利用由WNa預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的WNa值利用來(lái)恢復(fù)歷書(shū)。在本實(shí)施方式中，WNa預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)以下事實(shí)WN值為與WNa值相同的值。
下面將解釋該GPS接收機(jī)的整體操作。
首先，接收部分101接收從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文。由接收部分101接收的導(dǎo)航電文被提供給導(dǎo)航電文分析部分102，然后從導(dǎo)航電文中獲得并且恢復(fù)諸如星歷、歷書(shū)等信息。所獲得的星歷與所恢復(fù)的歷書(shū)分別存儲(chǔ)在星歷存儲(chǔ)部分104以及歷書(shū)存儲(chǔ)部分103。所存儲(chǔ)的星歷與歷書(shū)分別根據(jù)需要讀取，并且提供給衛(wèi)星位置計(jì)算部分106。衛(wèi)星位置計(jì)算部分106通過(guò)利用星歷或歷書(shū)，根據(jù)由時(shí)鐘部分105計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間計(jì)算多個(gè)衛(wèi)星的位置。然后，衛(wèi)星位置計(jì)算部分106識(shí)別用來(lái)測(cè)量位置的GPS衛(wèi)星(通信對(duì)象衛(wèi)星)，并且控制接收部分101來(lái)從該通信對(duì)象衛(wèi)星接收導(dǎo)航電文。包含在從通信對(duì)象衛(wèi)星發(fā)送、并且由接收部分101接收的導(dǎo)航電文中星歷提供為位置測(cè)定部分107，此處根據(jù)星歷，執(zhí)行位置測(cè)定計(jì)算，并由此計(jì)算當(dāng)前位置。
以上操作為在從GPS衛(wèi)星收到導(dǎo)航電文直到測(cè)定當(dāng)前位置時(shí)所需的一系列操作。在本實(shí)施方式中，如圖12所示，導(dǎo)航電文分析部分102確定是否已經(jīng)收到在12.5分鐘中只發(fā)送一次的WNa(步驟201)。如果還未收到WNa，則將在所接收的導(dǎo)航電文的每個(gè)主幀中存儲(chǔ)的WN值原樣預(yù)測(cè)為先前所解釋的在12.5分鐘中只發(fā)送一次的、即只在最后子幀5中存儲(chǔ)的WNa值(步驟202)。根據(jù)所預(yù)測(cè)的WNa值恢復(fù)歷書(shū)(步驟203)。在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)歷書(shū)(步驟204)。相反，如果已經(jīng)收到WNa(步驟201是)，則通過(guò)所接收的WNa值恢復(fù)歷書(shū)，然后，所恢復(fù)的歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。
在以上解釋中，恢復(fù)在子幀4與子幀5中存儲(chǔ)的歷書(shū)需要30秒。以下將解釋另一個(gè)例子。
例如，當(dāng)從主幀1的子幀4開(kāi)始接收導(dǎo)航電文時(shí)，在收到主幀2的子幀1的時(shí)間點(diǎn)上，導(dǎo)航電文分析部分102將WN值設(shè)置為WNa值，然后利用該WNa值恢復(fù)歷書(shū)，該歷書(shū)存儲(chǔ)在主幀1子幀4與子幀5中。在這種情況下，恢復(fù)歷書(shū)所需的時(shí)間為18秒。
另外，當(dāng)從主幀1的子幀5開(kāi)始接收導(dǎo)航電文時(shí)，在收到主幀2的子幀2的時(shí)間點(diǎn)上，導(dǎo)航電文分析部分102將WN值設(shè)置為WNa值，然后利用該WNa值恢復(fù)歷書(shū)，該歷書(shū)存儲(chǔ)在主幀1子幀5中。在這種情況下，恢復(fù)歷書(shū)所需的時(shí)間為12秒。
另外，當(dāng)從主幀1的子幀4中間開(kāi)始接收導(dǎo)航電文時(shí)，在收到主幀1的子幀4、5以及主幀2的子幀1至4的時(shí)間點(diǎn)上，導(dǎo)航電文分析部分102將WN值設(shè)置為WNa值，然后利用該WNa值恢復(fù)歷書(shū)，該歷書(shū)存儲(chǔ)在主幀1子幀5中。在這種情況下，恢復(fù)歷書(shū)所需的時(shí)間最長(zhǎng)，為36秒。
通過(guò)以上，根據(jù)本實(shí)施方式，可以通過(guò)利用在30秒鐘發(fā)送一次的WN值而非在12.5分鐘只發(fā)送一次的WNa值，來(lái)恢復(fù)在每個(gè)子幀中存儲(chǔ)的歷書(shū)。在這種情況下，如以上例子所解釋的，因?yàn)榧词乖谧铋L(zhǎng)的情況下也能在36秒鐘內(nèi)恢復(fù)歷書(shū)，所以可以縮短接收部分101的電源時(shí)間，因此可以降低GPS接收機(jī)100至測(cè)定現(xiàn)有位置時(shí)的所需功耗。
在這種情況下，可以提供用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)還未恢復(fù)的歷書(shū)的存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)歷書(shū)，然后可以當(dāng)收到WN時(shí)根據(jù)該WN恢復(fù)被暫時(shí)存儲(chǔ)的歷書(shū)。如果這樣做的話(huà)，則可以利用在先前頁(yè)第一子幀中存儲(chǔ)的WN，恢復(fù)后繼頁(yè)的歷書(shū)，因此可以更有效地恢復(fù)歷書(shū)。
另外，在本實(shí)施方式中，WNa預(yù)測(cè)部分可以構(gòu)造來(lái)不將在導(dǎo)航電文中包含的WN值預(yù)測(cè)為WNa值，而是根據(jù)由時(shí)鐘部分105計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間預(yù)測(cè)WNa值。
在這種情況下，如圖3所示，導(dǎo)航電文分析部分102確定是否已收到WNa(步驟301)。如果未收到WNa，則導(dǎo)航電文分析部分102根據(jù)由時(shí)鐘部分105計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前周數(shù)(步驟302)，然后通過(guò)將周數(shù)用做WNa值來(lái)恢復(fù)歷書(shū)(步驟303)，然后在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)歷書(shū)(步驟304)。
如果這樣做的話(huà)，則除非收到WN，可以預(yù)測(cè)WNa，可以在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)歷書(shū)，并且可以迅速在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)歷書(shū)。因此，衛(wèi)星位置計(jì)算部分106可以在較早階段利用歷書(shū)。
另外，在本實(shí)施方式中，不可能說(shuō)預(yù)測(cè)的WNa總是正確的。因此，如下所述，提供用于確定所預(yù)測(cè)的WNa是否有效的部分。
即，導(dǎo)航電文分析部分102包含Z計(jì)數(shù)預(yù)測(cè)部分(未顯示，相應(yīng)于權(quán)利要求中的“用于預(yù)測(cè)Z計(jì)數(shù)的部分”)，用來(lái)根據(jù)時(shí)鐘部分105中的當(dāng)前時(shí)間預(yù)測(cè)從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的時(shí)間(Z計(jì)數(shù))；以及判決部分(未顯示，相應(yīng)于權(quán)利要求中的“判決部分”)，用來(lái)根據(jù)所預(yù)測(cè)的、從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的時(shí)間與在所接收的導(dǎo)航電文中存儲(chǔ)的Z計(jì)數(shù)，判決由WNa預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的WNa值是否接近正確值。另外，導(dǎo)航電文分析部分102根據(jù)判決結(jié)果在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)。
在這種情況下，如圖4所示，導(dǎo)航電文分析部分102根據(jù)時(shí)鐘部分105中的當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算GPS衛(wèi)星發(fā)送的周數(shù)與從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的時(shí)間(步驟401)，然后由判決部分判決所計(jì)算的、從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的時(shí)間與所接收的Z計(jì)數(shù)之間的差異是否超過(guò)預(yù)定門(mén)限值(步驟402)。然后，作為該判決的結(jié)果，如果該差異超過(guò)門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)先前預(yù)測(cè)WNa(圖3中步驟303)恢復(fù)的歷書(shū)是不正常的(步驟403)，然后放棄該歷書(shū)(步驟404)。如果該差異低于門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)先前預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的歷書(shū)是有效的(步驟405)，然后在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)該歷書(shū)(步驟406)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，根據(jù)從在時(shí)鐘部分105中計(jì)數(shù)的當(dāng)前時(shí)間預(yù)測(cè)的、從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的時(shí)間以及所接收的Z計(jì)數(shù)，可以迅速判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa計(jì)算的歷書(shū)是否是有效的。然后，只有被判決為有效的歷書(shū)才準(zhǔn)確地存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。結(jié)果，由衛(wèi)星位置計(jì)算部分106計(jì)算的衛(wèi)星位置變得更有效，并且可以獲得更準(zhǔn)確的位置測(cè)定。
另外，在本實(shí)施方式中解釋的GPS接收機(jī)中，在圖4的步驟406中將接近準(zhǔn)確值的歷書(shū)(此后稱(chēng)為有效歷書(shū))存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中之后，當(dāng)收到導(dǎo)航電文時(shí)可以根據(jù)GPS衛(wèi)星的位置再次執(zhí)行由判決部分進(jìn)行的判決，該位置根據(jù)有效歷書(shū)計(jì)算。
在這種情況下，衛(wèi)星位置計(jì)算部分106包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)根據(jù)有效歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置；以及第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)根據(jù)依照由WNa預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的WNa恢復(fù)的歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置。
換而言之，在該GPS接收機(jī)中，如圖5所示，導(dǎo)航電文分析部分102判決歷書(shū)是否已經(jīng)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟501)。如果判決已經(jīng)存儲(chǔ)了歷書(shū)，則衛(wèi)星位置計(jì)算部分106根據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)的歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置(步驟502)。同時(shí)，衛(wèi)星位置計(jì)算部分106類(lèi)似地根據(jù)利用預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的日歷計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置(步驟503)。判決部分判決兩個(gè)位置分離是否超過(guò)預(yù)定門(mén)限值(步驟504)。作為該判決的結(jié)果，如果兩個(gè)位置分離超過(guò)預(yù)定門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的日歷是不正常的(步驟505)，然后放棄該歷書(shū)(步驟506)。如果兩個(gè)位置分離未超過(guò)預(yù)定門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的日歷是有效的(步驟507)，然后將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟508)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，根據(jù)由有效歷書(shū)計(jì)算的GPS衛(wèi)星位置與由利用預(yù)測(cè)WNa值恢復(fù)的歷書(shū)計(jì)算的GPS衛(wèi)星位置之間的距離，可以判決利用預(yù)測(cè)WNa值恢復(fù)的歷書(shū)是否是有效的。
因此，根據(jù)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中的歷書(shū)計(jì)算的GPS衛(wèi)星位置為有效的。因此，可以防止GPS衛(wèi)星的實(shí)際位置大大不同于GPS衛(wèi)星的預(yù)測(cè)位置。
在本實(shí)施方式中，如果使用存儲(chǔ)在星歷存儲(chǔ)部分104中的星歷，而不使用存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中的歷書(shū)，則可以獲得類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。
在這種情況下，在步驟501，可以判決星歷是否已經(jīng)存儲(chǔ)在星歷存儲(chǔ)部分104中。然后，如果已經(jīng)存儲(chǔ)了星歷，則該過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟502。然后，在步驟502，可以根據(jù)所存儲(chǔ)的星歷計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置。在步驟504，可以判決分別在步驟502與步驟503計(jì)算的位置的差異是否超過(guò)預(yù)定門(mén)限值。然后，根據(jù)該判決結(jié)果，該過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟505或507。
另外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)從特定GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移，判決部分可以判決預(yù)測(cè)WNa是否是有效的。在這種情況下，GPS接收機(jī)包含多普樂(lè)頻移計(jì)算部分(未顯示)，用來(lái)計(jì)算從特定GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移；以及多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分(未顯示)，用來(lái)利用根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的歷書(shū)預(yù)測(cè)從以上特定GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移。
即，在這種情況下的GPS接收機(jī)中，如圖6所示，在收到特定衛(wèi)星的歷書(shū)的時(shí)間點(diǎn)上，判決是否正在從該特定衛(wèi)星接收信號(hào)(步驟601)。如果判決正在從該特定衛(wèi)星接收信號(hào)，計(jì)算所接收的信號(hào)的多普樂(lè)頻移(步驟602)。同時(shí)，利用根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算來(lái)自以上衛(wèi)星的信號(hào)的多普樂(lè)頻移(步驟603)。判決它們之間的位置差異是否超過(guò)預(yù)定門(mén)限值(步驟604)。作為該判決的結(jié)果，如果該差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的歷書(shū)是不正常的(步驟605)，然后放棄該歷書(shū)(步驟606)。如果該差異低于預(yù)定門(mén)限值，則導(dǎo)航電文分析部分102判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)的歷書(shū)是有效的，然后在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中存儲(chǔ)該歷書(shū)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，根據(jù)正在實(shí)際接收的多普樂(lè)頻移，判決根據(jù)預(yù)測(cè)WNa計(jì)算的歷書(shū)是否是正常的，并且因此可以大大減少故障。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)導(dǎo)航電文分析部分102恢復(fù)歷書(shū)時(shí)，根據(jù)預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)該歷書(shū)，然后將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。然而，如下所述，除了WNa之外，通過(guò)向/從預(yù)測(cè)WNa加/減1，可以計(jì)算WNa+1與WNa-1，然后分別利用它們恢復(fù)一個(gè)GPS衛(wèi)星的三個(gè)歷書(shū)，然后可以從它們中選擇有效的一個(gè)，并且將其存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。
即，圖7與圖8顯示分別以此方式構(gòu)造的實(shí)施方式，并且以下將詳細(xì)解釋這些實(shí)施方式。
在圖7所示的實(shí)施方式中，GPS接收機(jī)判決歷書(shū)是否已經(jīng)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟701)。如果已經(jīng)存儲(chǔ)了歷書(shū)，則第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分利用已經(jīng)存儲(chǔ)的歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置S0(步驟702)。然后，如上所述，根據(jù)預(yù)測(cè)WNa計(jì)算WNa、WNa+1與WNa-1(步驟703)。分別根據(jù)WNa、WNa+1與WNa-1恢復(fù)三個(gè)歷書(shū)(步驟704)。第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分分別利用三個(gè)恢復(fù)的歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置S1、S2、S3(步驟705)。求得最接近先前計(jì)算的GPS衛(wèi)星位置S0的GPS衛(wèi)星位置的歷書(shū)被判決為正確歷書(shū)(步驟706)。將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟707)。
另外，在圖8所示的實(shí)施方式中，在收到特定GPS衛(wèi)星的歷書(shū)的時(shí)間點(diǎn)上，GPS接收機(jī)判決是否正在從該衛(wèi)星接收信號(hào)(步驟801)。如果正在接收信號(hào)，則由多普樂(lè)頻移計(jì)算部分計(jì)算正在接收的信號(hào)的多普樂(lè)頻移F0(步驟802)。然后，導(dǎo)航電文分析部分102根據(jù)預(yù)測(cè)的WNa計(jì)算WNa、WNa+1與WNa-1(步驟803)。分別根據(jù)WNa、WNa+1與WNa-1恢復(fù)三個(gè)歷書(shū)(步驟804)。多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分分別利用三個(gè)恢復(fù)的歷書(shū)預(yù)測(cè)來(lái)自三個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)的多普樂(lè)頻移F1、F2、F3(步驟805)。用來(lái)預(yù)測(cè)最接近先前計(jì)算的多普樂(lè)頻移F0的多普樂(lè)頻移的歷書(shū)被判決為正確歷書(shū)(步驟806)。將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟807)。
通過(guò)這種方式，根據(jù)圖7與圖8中所示的實(shí)施方式，通過(guò)分別向/從先前預(yù)測(cè)的WNa加/減1，可以計(jì)算WNa+1與WNa-1，然后分別利用它們恢復(fù)歷書(shū)，然后可以選擇設(shè)定為最有效歷書(shū)的歷書(shū)。因此，即使預(yù)測(cè)WNa具有±1的誤差，也能輕易校正該誤差，并因此獲得更準(zhǔn)確的歷書(shū)。
在圖7所示的實(shí)施方式中，判決歷書(shū)是否已經(jīng)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟701)，然后如果已經(jīng)存儲(chǔ)了歷書(shū)，則利用已存儲(chǔ)的歷書(shū)計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置S0(步驟702)。在這種情況下，不需說(shuō)如果星歷已經(jīng)存儲(chǔ)在星歷存儲(chǔ)部分104中，則可以利用已存儲(chǔ)的星歷計(jì)算GPS衛(wèi)星的位置S0，然后可以判決以下歷書(shū)為正確歷書(shū)在利用根據(jù)預(yù)測(cè)的WNa恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)求得的GPS衛(wèi)星位置S1、S2、S3中，該歷書(shū)用來(lái)求得最接近先前計(jì)算的GPS衛(wèi)星位置S0的GPS衛(wèi)星位置，然后可以將歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。
另外，在圖7與圖8等所示的實(shí)施方式中，計(jì)算三個(gè)歷書(shū)，然后從它們中選擇有效歷書(shū)。在這種情況下，如圖9所示，在特定條件下可以自動(dòng)校正預(yù)測(cè)WNa，然后可以根據(jù)校正后的WNa計(jì)算歷書(shū)，之后可以將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中。同時(shí)，可以添加該配置。
在這種情況下，GPS包含時(shí)間計(jì)算部分(未顯示，相應(yīng)于權(quán)利要求中的“時(shí)間計(jì)算部分”)，用來(lái)根據(jù)所接收的WN與Z計(jì)數(shù)計(jì)算時(shí)間；以及校正部分，用來(lái)校正預(yù)測(cè)WNa值。
即，在圖9所示的實(shí)施方式中，首先GPS接收機(jī)判決是否已經(jīng)收到WN與Z計(jì)數(shù)(步驟901)。如果已經(jīng)收到WN與Z計(jì)數(shù)，則根據(jù)WN與Z計(jì)數(shù)計(jì)算時(shí)間T(步驟902)。相反，根據(jù)預(yù)測(cè)WNa與Toa計(jì)算歷書(shū)的歷元T0(步驟903)。判決T0-T是否超過(guò)3.5天(步驟904)。如果T0-T超過(guò)3.5天，則將WNa校正為WNa-1(步驟905)。如果T0-T在3.5天內(nèi)，則判決T0-T是否低于-3.5天(步驟906)。如果T0-T低于-3.5天，則將WNa校正為WNa+1(步驟907)。然后，根據(jù)正確的WNa恢復(fù)歷書(shū)，該正確的WNa可以是校正后的或者未校正的，并且將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟908)。此處，3.5天為歷書(shū)的更新周期，并且T0-T值的絕對(duì)值為3.5天或更少的條件為NASA(國(guó)家航空和宇宙航行局)定義的允許誤差范圍。
因此，根據(jù)圖9的實(shí)施方式，預(yù)測(cè)WNa被自動(dòng)糾正為正確WNa，并因此可以輕易獲得正確的歷書(shū)，而不用恢復(fù)三個(gè)歷書(shū)。
另外，如圖10所示，導(dǎo)航電文分析部分102判決是否已經(jīng)收到相應(yīng)于所接收的Toa的WNa(步驟1001)。如果已經(jīng)收到WNa，則利用所接收的WNa恢復(fù)歷書(shū)(步驟1002)。然后，將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟1003)。因此，不需說(shuō)只有當(dāng)還未收到相應(yīng)于所接收的Toa的WNa時(shí)，如圖2與圖3所示，才根據(jù)WN或時(shí)鐘部分105中的當(dāng)前時(shí)間預(yù)測(cè)WNa，然后利用預(yù)測(cè)WNa恢復(fù)歷書(shū)(步驟1004)，然后將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟1005)。
另外，在以上實(shí)施方式中，根據(jù)WN與時(shí)鐘部分105中的當(dāng)前時(shí)間預(yù)測(cè)WNa。在這種情況下，如圖11所示，導(dǎo)航電文分析部分102可以判決是否已經(jīng)完全接收了星歷(日歷1101)。如果已經(jīng)收到星歷，則可以根據(jù)所收到的星歷制定歷書(shū)(步驟1102)。然后，將該歷書(shū)存儲(chǔ)在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中(步驟1103)。因此，可以構(gòu)成GSP接收機(jī)以包含歷書(shū)制定部分，用來(lái)根據(jù)星歷制定歷書(shū)。
另外，在以上解釋中，GPS接收機(jī)被解釋為具有適當(dāng)?shù)?、選擇性的各個(gè)配置。但是GPS接收機(jī)可以具有所有配置，否則GPS接收機(jī)可以具有任意或選擇性地組合的多個(gè)配置。
雖然參照具體實(shí)施方式
詳細(xì)解釋了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的前提下可以使用各種變化與修改。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠迅速判決作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星同時(shí)抑制功耗的GPS接收機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種GPS接收機(jī)，包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中導(dǎo)航電文分析部分包含預(yù)測(cè)部分，用來(lái)根據(jù)基于分別存儲(chǔ)在所接收的導(dǎo)航電文的每個(gè)主幀中的預(yù)定周而指示的經(jīng)過(guò)的周數(shù)的信息，預(yù)測(cè)只在最后的子幀中存儲(chǔ)的時(shí)間信息，該時(shí)間信息作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)；以及恢復(fù)部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息，恢復(fù)歷書(shū)。
2.一種GPS接收機(jī)，包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中導(dǎo)航電文分析部分包含預(yù)測(cè)部分，用來(lái)根據(jù)在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間，預(yù)測(cè)只在導(dǎo)航電文的最后子幀中存儲(chǔ)的時(shí)間信息，該時(shí)間信息作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)；以及恢復(fù)部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息，恢復(fù)歷書(shū)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，還包含用來(lái)根據(jù)在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間，預(yù)測(cè)在導(dǎo)航電文相應(yīng)子幀中存儲(chǔ)的Z計(jì)數(shù)的部分；以及判決部分，用來(lái)當(dāng)所預(yù)測(cè)的Z計(jì)數(shù)與在導(dǎo)航電文子幀中存儲(chǔ)的Z計(jì)數(shù)之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
4.如權(quán)利要求3所述的GPS接收機(jī)，其中衛(wèi)星位置計(jì)算部分包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在歷書(shū)存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及所述GPS接收機(jī)還包含判決部分，用來(lái)當(dāng)由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置與由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
5.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，其中衛(wèi)星位置計(jì)算部分包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在星歷存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的星歷，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及所述GPS接收機(jī)還包含判決部分，用來(lái)當(dāng)由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置與由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
6.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，還包含多普樂(lè)頻移計(jì)算部分，用來(lái)計(jì)算分別從所述多個(gè)GPS衛(wèi)星接收的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移；多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分，用來(lái)利用由恢復(fù)部分恢復(fù)的歷書(shū)，預(yù)測(cè)多普樂(lè)頻移；以及判決部分，用來(lái)當(dāng)由多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的多普樂(lè)頻移與由多普樂(lè)頻移計(jì)算部分計(jì)算的多普樂(lè)頻移之間的差異超過(guò)預(yù)定門(mén)限值時(shí)，判決所恢復(fù)的歷書(shū)為不正常的。
7.如權(quán)利要求3所述的GPS接收機(jī)，還包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在歷書(shū)存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)分別利用根據(jù)所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1所恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，所述預(yù)測(cè)的時(shí)間信息作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及判決部分，用來(lái)判決以下用于計(jì)算一位置的歷書(shū)為有效歷書(shū)該位置是在由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的三個(gè)位置中最接近由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置的位置。
8.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，還包含第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)利用在星歷存儲(chǔ)部分中存儲(chǔ)的星歷，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)分別利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1所恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及判決部分，用來(lái)判決以下用于計(jì)算一位置的歷書(shū)為有效歷書(shū)該位置是在由第二衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的三個(gè)位置中最接近由第一衛(wèi)星位置計(jì)算部分計(jì)算的GPS衛(wèi)星的位置的位置。
9.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，還包含多普樂(lè)頻移計(jì)算部分，用來(lái)計(jì)算分別從所述多個(gè)GPS衛(wèi)星接收的導(dǎo)航電文的多普樂(lè)頻移；多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分，用來(lái)分別利用根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間信息(此后稱(chēng)為WNa)以及分別通過(guò)從/向WNa減/加1而獲得的WNa-1與WNa+1所恢復(fù)的三個(gè)歷書(shū)，預(yù)測(cè)三個(gè)多普樂(lè)頻移；以及判決部分，用來(lái)判決以下用于測(cè)定多普樂(lè)頻移的歷書(shū)為有效歷書(shū)，該多普樂(lè)頻移是在由多普樂(lè)頻移預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的三個(gè)多普樂(lè)頻移中最接近由多普樂(lè)頻移計(jì)算部分計(jì)算的多普樂(lè)頻移的多普樂(lè)頻移。
10.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，還包含時(shí)間計(jì)算部分，用來(lái)根據(jù)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間以及在導(dǎo)航電文相應(yīng)主幀中存儲(chǔ)的、用來(lái)指示從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息，計(jì)算時(shí)間；以及校正部分，用來(lái)校正作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的所預(yù)測(cè)的時(shí)間，使得由時(shí)間計(jì)算部分計(jì)算的時(shí)間低于由時(shí)鐘部分計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間3.5天。
11.如權(quán)利要求1或2所述的GPS接收機(jī)，其中用來(lái)指示從周開(kāi)始處經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息存儲(chǔ)在導(dǎo)航電文相應(yīng)主幀的子幀中，在該子幀中存儲(chǔ)了星歷；以及其中先前所預(yù)測(cè)的WNa被用做針對(duì)歷書(shū)的時(shí)間信息，其包含了指示從同一周開(kāi)始經(jīng)過(guò)的秒數(shù)的時(shí)間信息，而不重復(fù)預(yù)測(cè)作為計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置的基準(zhǔn)的時(shí)間信息。
12.一種GPS接收機(jī)，包含接收部分，用來(lái)接收分別從多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文；導(dǎo)航電文分析部分，用來(lái)從所接收的導(dǎo)航電文中獲得星歷與歷書(shū)以進(jìn)行恢復(fù)；星歷存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所獲得的星歷；歷書(shū)存儲(chǔ)部分，用來(lái)存儲(chǔ)所恢復(fù)的歷書(shū)；時(shí)鐘部分，用來(lái)測(cè)量時(shí)間以計(jì)算當(dāng)前時(shí)間；衛(wèi)星位置計(jì)算部分，用來(lái)通過(guò)利用在時(shí)鐘部分中計(jì)算的當(dāng)前時(shí)間與所獲得的星歷或所恢復(fù)的歷書(shū)，計(jì)算所述多個(gè)GPS衛(wèi)星的位置；以及位置測(cè)定部分，用來(lái)根據(jù)從作為通信對(duì)象的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，計(jì)算位置測(cè)定，其中根據(jù)所獲得的星歷形成歷書(shū)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠迅速判決作為通信對(duì)象的GPS衛(wèi)星同時(shí)抑制功耗的GPS接收機(jī)。為了達(dá)到該目的，當(dāng)接收部分101沒(méi)有接收在從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文中的WMa但是收到WN時(shí)，本發(fā)明的GPS接收機(jī)根據(jù)所接收的WN預(yù)測(cè)WMa，然后據(jù)此恢復(fù)歷書(shū)。然后，將歷書(shū)存查在歷書(shū)存儲(chǔ)部分103中，并且衛(wèi)星位置計(jì)算部分106讀取根據(jù)不同情況的歷書(shū)，并且根據(jù)該歷書(shū)計(jì)算衛(wèi)星的位置。根據(jù)所計(jì)算的衛(wèi)星位置，控制接收部分101，使得可以接收來(lái)自在天空中存在的多個(gè)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文，并且位置測(cè)定部分108根據(jù)來(lái)自多個(gè)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文，測(cè)定當(dāng)前位置，這些導(dǎo)航電文由接收部分101接收。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1633605SQ02829089
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2002年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者宮野曉史, 石垣敏弘, 佐佐木雅廣 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社