專利名稱：混合型全球定位系統(tǒng)接收方法、接收裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種全球定位系統(tǒng)(global positioning system, GPS)，尤指 一種混合型GPS接收方法、接收裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
利用GPS來進行定位及導航，已是廣泛使用的技術，而目前在GPS接收器 的設計上，主要有兩種習用的解決方案。第一種解決方案中，GPS接收器對于 所接收的GPS衛(wèi)星訊號完全利用硬件電路進行射頻前端(radio frequency front end)處理及執(zhí)行辨識GPS衛(wèi)星所需的運算，本身需要具有專屬的微處理 器及內(nèi)存，以執(zhí)行GPS算法軟件，來產(chǎn)生位置、速度及時間等信息；然而，此 解決方案由于需使用專屬的微處理器及內(nèi)存，因此制造成本偏高，并且所制造 出來的芯片面積大且電路運作沒有彈性，不利于整合在講究輕薄短小的可攜式 電子裝置中。
更進一步地，純硬件的GPS接收器的硬件設計十分復雜。若使用時域解決 方案，熟知GPS領域的人士可以了解到直接利用時域進行相關運算，將牽涉到 1023個碼芯片(code chip)的運算，每次長度為2048，另外還需要同相訊號I、 正交訊號Q、正負號與振幅等位，總共約需要8Mbits大小的內(nèi)存儲存空間。若 使用頻域解決方案，熟知GPS領域的人士可以了解到時域的相關運算將對應至 頻域的乘法運算，但是在將時域訊號取樣轉換至頻域函數(shù)時，需要復雜的快速 傅利葉轉換器(Fast Fourier Transform,簡稱FFT)，等到頻域乘法運算完畢 后，又需要復雜的逆快速傅利葉轉換器(inverse Fast Fourier Transform,簡 稱FFT-1)，將結果轉換至時域，以2048取樣點分辨率為例，典型地需要2048*2 點的FFT與2048點的FFT-1硬件。兩種方式顯然都需要大量的硬件支持，導致 芯片面積無法有效縮小。
第二種解決方案中，GPS接收器僅執(zhí)行GPS衛(wèi)星訊號的接收及射頻前端處 理，而后續(xù)的處理工作，像是執(zhí)行辨識GPS衛(wèi)星所需的運算及產(chǎn)生位置、速度 及時間等信息，完全交由高等級微處理器及海量存儲器執(zhí)行有關的軟件來達成， 此種軟件取向的解決方案所處理的數(shù)據(jù)量極大，會大幅增加GPS接收器的運算、 儲存及電力上的負擔，其實時(real time)反應能力、精確度與成本并不理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種混合型全球定位系統(tǒng)接收方法，另 外還提供了一種全球定位系統(tǒng)接收裝置以及一種混合型全球定位系統(tǒng)， 一方面它們可利用外接主機的既有資源以降低制造成本，并縮小GPS接收裝置之體積， 以利整合于可攜式電子裝置中；另一方面可藉由硬件電路執(zhí)行辨識GPS衛(wèi)星所 需之運算，以提高定位精確度，并減少外接主機的運算、儲存及電力上的負擔。
為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了以下幾種方案。
本發(fā)明揭露一種GPS接收裝置，它包含射頻前端電路、關聯(lián)性電路、探 測引擎及接口控制單元，射頻前端電路接收GPS衛(wèi)星訊號并將其轉換為數(shù)字基 頻訊號；關聯(lián)性電路耦接至射頻前端電路，用以對數(shù)字基頻訊號進行關聯(lián)運算 產(chǎn)生關聯(lián)運算結果；探測引擎耦接至關聯(lián)性電路，根據(jù)關聯(lián)運算結果于頻域探 測衛(wèi)星訊號的接收功率；接口控制單元，耦接至探測引擎，提供低速雙向傳輸 接口以傳輸GPS中間(intermediate)數(shù)據(jù)，GPS中間數(shù)據(jù)包含碼槽、頻率槽、 導航數(shù)據(jù)、本地系統(tǒng)時間以及GPS時間，接口控制單元包含內(nèi)存接口單元，用 以耦接至隨機存取內(nèi)存。
本發(fā)明揭露一種混合型GPS系統(tǒng)，包含天線、GPS接收裝置及具有微處 理器的主機，GPS接收裝置，耦接至天線，用以接收衛(wèi)星訊號及產(chǎn)生GPS中間 數(shù)據(jù)；主機經(jīng)由低速雙向傳輸接口耦接至GPS接收裝置，使得主機利用微處理 器根據(jù)GPS中間數(shù)據(jù)執(zhí)行定位運算。
本發(fā)明另揭露一種GPS接收方法，包含接收GPS衛(wèi)星訊號；將GPS衛(wèi)星 訊號轉換為數(shù)字基頻訊號；將各數(shù)字基頻訊號與偽隨機碼進行相關運算；計算 GPS衛(wèi)星訊號的接收功率，以辨識出相關于GPS衛(wèi)星訊號的GPS衛(wèi)星；以及產(chǎn) 生GPS中間數(shù)據(jù)，其包含碼槽、頻率槽、導航數(shù)據(jù)、本地系統(tǒng)時間以及GPS時 間。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明的一較佳實施例的混合型GPS系統(tǒng)的方塊圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的GPS接收裝置的詳細電路圖。
圖3是圖2中GPS接收裝置運作于封閉回路的電路圖。
圖4是本發(fā)明的一較佳實施例的GPS接收方法流程圖。
圖式的圖號說明 10: GPS接收裝置 12:射頻前端電路 14:探測引擎 17:傳輸接口 180:微處理器 200: GPS接收裝置
11:天線
13:關聯(lián)性電路 16:接口控制單元 18:主機 182:記憶裝置
210:天線射頻前端電路 關聯(lián)器
230:關聯(lián)性電路
探測引擎
234:偽隨機碼產(chǎn)生器
242:傅利葉轉換器
功率計算器 門坎值偵測器 接口控制單元 傳輸接口
246:累加器 250:內(nèi)存 262:內(nèi)存接口單元
310:微控制器
40 45:本發(fā)明的一較佳實施例的GPS接收方法流程
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的一較佳實施例的混合型全球定位(GPS)系統(tǒng)方塊圖，其中， GPS接收裝置10包含射頻前端電路12、關聯(lián)性電路13、探測(acquisition)引 擎14及接口控制單元16。天線11從復數(shù)個GPS衛(wèi)星接收復數(shù)個GPS衛(wèi)星訊號， 射頻前端電路12則對GPS衛(wèi)星訊號執(zhí)行模擬放大、降頻、模擬至數(shù)字轉換等動 作，以轉換為數(shù)字基頻訊號。關聯(lián)性電路13依據(jù)該些數(shù)字基頻訊號，執(zhí)行復數(shù) 個相關(correlation)運算，探測引擎14依據(jù)該些相關運算的結果探測接收GPS 衛(wèi)星訊號的功率強度，關聯(lián)性電路13與探測引擎14經(jīng)過多次的遞歸運算，辨 識出發(fā)射該些GPS衛(wèi)星訊號的復數(shù)個GPS衛(wèi)星。在全球定位系統(tǒng)中，每個GPS 衛(wèi)星具有獨特的展頻碼(spreading code,如C/A碼(Coarse/Acquisition code))，內(nèi)含于各自發(fā)射的GPS衛(wèi)星訊號中，而關聯(lián)性電路13與探測引擎14 經(jīng)過多次的遞歸運算產(chǎn)生GPS衛(wèi)星的重要信息，包括重要參數(shù)碼槽(code bin)、 頻率槽(frequency bin)、導航數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)以及本地系統(tǒng)時間。關聯(lián)性電路 13可利用碼槽及頻率槽與每一數(shù)字基頻訊號分別執(zhí)行相關運算；探測引擎14 執(zhí)行探測及追蹤衛(wèi)星訊號，以鎖定有效的GPS衛(wèi)星的訊號。導航數(shù)據(jù)包含所辨 識出的GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，如年歷(almanac)及星歷(印hemeris)，以供后續(xù) 進行定位時使用。較佳地，辨識出至少四個GPS衛(wèi)星，就能利用其發(fā)射的衛(wèi)星 訊號來進行定位。
GPS接收裝置10透過接口控制單元16受控于主機18的控制，可以將GPS 接收裝置10所產(chǎn)生的GPS中間數(shù)據(jù)，包括重要參數(shù)碼槽(code bin)、頻率槽 (frequency bin)、導航數(shù)據(jù)(navigation data)、原始數(shù)據(jù)(raw data)以及本 地系統(tǒng)時間，選擇性地經(jīng)由傳輸接口 17傳送至主機18;而主機18透過接口控 制單元16控制GPS接收裝置10的硬件運作。主機18包含既有的微處理器180 及記憶裝置182。微處理器180可依據(jù)運作時需求并依據(jù)傳輸接口 17所送來的 GPS中間資料，進行定位(position)運算，根據(jù)GPS接收裝置10所產(chǎn)生的碼槽 及頻率槽參數(shù)，控制GPS接收裝置10進行探測及/或追蹤運作，碼槽及頻率槽 參數(shù)系為十分重要的參數(shù)，其精確度影響到后續(xù)定位的準確性，舉例而言，碼槽的精確度希望在士1/2芯片(chip)，而頻率槽的精確度在士500赫茲(Hz)，根 據(jù)圖1的架構，藉由主機18的控制，使得GPS接收裝置10運作到達所要的精 確度；然后，交由微處理器180進行定位運算，由可信賴(reliable)的GPS中 間數(shù)據(jù)的導航數(shù)據(jù)與本地系統(tǒng)時間，測量出GPS接收裝置10至各個所辨識GPS 衛(wèi)星間的距離，并依據(jù)測量結果進行精確定位，甚至測速、導航或定時等。記 憶裝置182提供微處理器180運作時所需的儲存空間以及微處理器180進行量 測運算與定位運算所需的韌體儲存空間，例如隨機存取內(nèi)存(RAM)、只讀存儲器 (ROM)或閃存。
藉由圖l的架構，GPS接收裝置10可與主機18共享主機18的資源，如微 處理器180及內(nèi)存182，以執(zhí)行精確定位，并可節(jié)省硬件成本。換言之，主機 18的資源并非專供GPS目的使用，而可隨著主機18本身的設計而有其它不同 用途。舉例而言，主機18可為可攜式電子裝置，例如但不限于手機、個人數(shù)字 助理(PDA)或筆記型計算機等，而微處理器180及內(nèi)存182即為該可攜式電子裝 置本所具有的組件。GPS接收裝置10利用硬件的關聯(lián)性電路13與探測引擎14 執(zhí)行運算量極大的相關、探測及追蹤衛(wèi)星訊號遞歸運作，可大幅減少GPS接收 裝置10與主機18間的傳輸數(shù)據(jù)量，因此傳輸接口 17可使用一般微處理器180 所采用的低速雙向傳輸接口，例如但不限于序列周邊接口 (Serial Peripheral Interface ， 簡稱SPI)、 通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,簡稱UART)界面、集成電路間(Inter-Integrated Circuit,簡稱I2C)接口、 GPIO或直接內(nèi)存存取(Direct Memory Access,簡稱 DMA)接口等等，因此，圖1的架構可應用于多種不同的微處理器平臺，并達到 理想的定位精確度。
較佳地，微處理器180經(jīng)由傳輸接口 17發(fā)出控制訊號至接口控制單元16， 以控制GPS接收裝置10的運作，舉例而言，控制訊號控制GPS接收裝置10的 運作，例如啟動或停止GPS接收裝置10的運作，或者命令GPS接收裝置10進
入或離開睡眠狀態(tài)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的全球定位(GPS)接收裝置200的詳細電 路圖，GPS接收裝置200包含射頻前端電路220、關聯(lián)性電路230、探測引擎240 及接口控制單元260。天線210從復數(shù)個GPS衛(wèi)星接收復數(shù)個GPS衛(wèi)星訊號， 射頻前端電路220對GPS衛(wèi)星訊號執(zhí)行模擬放大、降頻、模擬至數(shù)字轉換等動 作，以轉換為數(shù)字基頻訊號Sin。關聯(lián)性電路230依據(jù)數(shù)字基頻訊號Sin，執(zhí)行 相關運算，探測引擎240依據(jù)相關運算的結果經(jīng)過多次的遞歸運算，辨識出GPS 衛(wèi)星。關聯(lián)性電路230包含關聯(lián)器232與偽隨機碼產(chǎn)生器(pseudo random code generator) 234，偽隨機碼產(chǎn)生器234接收碼槽、頻率槽參數(shù)，以提供對應的偽 隨機碼(又稱粗調探測碼，C/A碼)供關聯(lián)器232對基頻訊號Sin執(zhí) 相關運算，較佳地，GPS接收裝置200包含復數(shù)個相同的關聯(lián)性電路230以對復數(shù)個GPS 衛(wèi)星訊號分別進行關聯(lián)性運算。于此實施例中，探測引擎240于頻域上探測衛(wèi) 星訊號的接收功率,探測引擎240包含64點傅利葉轉換器242、功率計算器244、 累加器(accumulator) 246以及門坎值偵測器(threshold detector) 248，關聯(lián) 性電路230所產(chǎn)生的相關運算的結果送進傅利葉轉換器242進行傅利葉轉換， 以將相關運算的時域結果轉換至頻域，功率計算器244將頻域結果平方以獲得 衛(wèi)星訊號的接收功率；累加器246可以經(jīng)由致能訊號EN1決定致能與否，當致 能累加器24之時，可以將多次衛(wèi)星訊號的功率累加起來改善微弱衛(wèi)星訊號的接 收功率，當禁能累加器24之時，則探測引擎240計算單次衛(wèi)星訊號之功率；經(jīng) 過門坎值偵測器248偵測此區(qū)衛(wèi)星訊號的接收功率是否超過門坎值，并將相關 結果透過內(nèi)存接口單元262儲存至內(nèi)存250中，例如是隨機存取內(nèi)存、閃存或 者靜態(tài)隨機存取內(nèi)存，并可藉由直接內(nèi)存存取(DMA)方式快速存取內(nèi)存250中的 數(shù)據(jù)，較佳地，GPS接收裝置200與靜態(tài)隨機存取內(nèi)存250整合成集成電路 (integrated circuit, IC);接口控制單元260則提供主機端(未示出)存取與 觀察GPS接收裝置200的運算結果，以及控制GPS接收裝置200的運作模式。 熟知此技藝的人士可以了解依據(jù)GPS接收裝置200的電路架構可以進一步依照 本發(fā)明的構想簡化硬件電路復雜度， 一般而言，GPS接收電路需要搜尋引擎與 追蹤引擎兩種獨立電路，而且需要多達2048*2點的傅利葉轉換器才能達到所需 要的高精確度GPS定位，例如碼槽的精確度希望在士1/2芯片，而頻率槽的精 確度在士500Hz， GPS接收裝置200的電路架構可以實現(xiàn)搜尋引擎與追蹤引擎的 兩種硬件運作。舉例而言， 一開始主機端(未示出)經(jīng)由接口控制單元260下令 GPS接收裝置200運作于搜尋模式，以運算出所有碼槽與頻率槽的衛(wèi)星訊號功 率，根據(jù)衛(wèi)星訊號功率的大小判斷出對應的衛(wèi)星訊號是否存在，并儲存其對應 正確衛(wèi)星訊號功率的碼槽與頻率槽；主機端則在預定時間之后經(jīng)由接口控制單 元260來讀取儲存的碼槽與頻率槽是否為正確可信賴，在此預定時間內(nèi)，主機 端可以自行運行其工作，例如主機為手機，因此GPS接收裝置200與主機可以 發(fā)揮其各自的最大運作效率，較佳地，GPS接收裝置200藉由致能訊號EN1禁 能累加器246的運作，并藉由64點傅利葉轉換器運算快速地找到此衛(wèi)星的碼槽 與頻率槽的大略位置。當主機端判斷碼槽與頻率槽為正確可信賴后，可經(jīng)由接 口控制單元260令GPS接收裝置200運作于追蹤模式，舉例而言，GPS接收裝 置200可藉由致能訊號EN2禁能探測引擎240的運作，直接利用關聯(lián)性電路230 的輸出數(shù)據(jù)進行封閉回路(closed-lo叩)微調碼槽與頻率槽，亦即探測引擎240 直接旁通(bypass)關聯(lián)性電路230的輸出，換言之，由于GPS接收裝置200于 搜尋模式已經(jīng)粗略掌握碼槽與頻率槽的大略位置，于追蹤模式下以小刻度方式 運算小區(qū)域的衛(wèi)星訊號能量分部，例如碼槽的精確度在士1/2芯片，而頻率槽
9碼槽與頻率槽的精確度，進一步提高衛(wèi)星 定位的精確度；圖3是圖2中GPS接收裝置200運作于封閉回路與微控制器310 間的協(xié)同運作電路方塊圖，于上述實施例中，經(jīng)過搜尋模式之后，碼槽的精確 度已經(jīng)落在士1/2芯片，而頻率槽的精確度在士500Hz的范圍內(nèi)，主機端可經(jīng)由 接口控制單元260令GPS接收裝置200運作于追蹤模式，此時，微控制器310 將±1/2芯片范圍內(nèi)所代表的三個碼槽值饋送進關聯(lián)性電路230，藉由致能訊號 EN2禁能探測引擎240的運作，使得探測引擎240直接旁通關聯(lián)性電路230的 輸出而將結果儲存至內(nèi)存250中，微控制器310再經(jīng)由接口控制單元260將對 應±1/2芯片范圍內(nèi)所代表的三個碼槽值所運算的結果取還分析，而更新碼槽 與頻率槽參數(shù)，回路運作而鎖住碼槽與頻率槽，最終產(chǎn)生精確的碼槽與頻率槽 結果。微控制器310例如為8051微處理器，應注意到，根據(jù)本發(fā)明所揭示的實 施例，所需的微控制器310為低階的微控制器即可完成相關工作，毋需習知技 藝的高階專屬處理器。
另一方面，主機可經(jīng)由接口控制單元260監(jiān)控GPS接收裝置200的運作狀 態(tài)，舉例而言，主機可定時經(jīng)由接口控制單元260讀取碼槽與頻率槽以及一相 關的變異數(shù)(variance),判斷目前此衛(wèi)星定位的準確度，舉例而言，若變異數(shù) 值不符合標準，例如超出某門坎值，則判定碼槽與頻率槽不符合精確度要求。 更進一步，主機可經(jīng)由接口控制單元260令GPS接收裝置200運作于開回路 (叩enloop)模式，舉例而言，GPS接收裝置200藉由致能訊號EN2致能探測引 擎240的運作，并藉由致能訊號EN1致能累加器246的運作，可以提供開回路 運作模式，此模式非常有利于衛(wèi)星訊號微弱的環(huán)境，例如大都市的高樓林立的 環(huán)境下的咖啡廳，當主機察覺GPS接收裝置200定位準確度不佳時，可經(jīng)由接 口控制單元260令GPS接收裝置200從追蹤模式切換至開回路模式，可以再以 大刻度方式觀察衛(wèi)星訊號的強弱分布，并可適當?shù)卦O定累加器246功率累加次 數(shù)，因此可以大幅提升衛(wèi)星微弱訊號環(huán)境的定位能力。
于此實施例中，GPS接收裝置200提供精簡的GPS接收電路架構，并提供 主機端藉由傳輸接口 270控制GPS接收裝置200的搜尋模式、追蹤模式與開回 路模式等等彈性運作，而且主機端可藉由傳輸接口 270與接口控制單元260存 取GPS接收裝置200的重要數(shù)據(jù)，應注意到，傳輸接口 270可利用低速的傳輸 接口即可實現(xiàn)本發(fā)明，舉例而言，但不限于SPI接口、 UART接口、 fC接口、 GPIO接口或DMA接口等等。主機亦可令GPS接收裝置200的關聯(lián)性電路230輸 出關聯(lián)性運算結果儲存(dump)并讀取之，亦即觀察時域的原始數(shù)據(jù)(raw data)， 判斷其衛(wèi)星訊號是否正常接收運作。
更進一步說明GPS接收裝置200的電路架構可以簡化傅利葉轉換器的硬件 數(shù)量，亦可達到高精確度定位的需求。于此實施例中系以64點傅利葉轉換器242予以實現(xiàn)，但不應以此限制本發(fā)明。傅利葉轉換器的數(shù)量可以配合GPS接 收裝置200的整體硬件架構予以精簡，詳細說明如下。假設希望利用Nr點傅利 葉轉換器，實現(xiàn)頻率槽的精確度在士500Hz，而碼槽的精確度±1/2芯片
其中，fr為頻率分辨率，fss為1毫秒內(nèi)的次取樣頻率，fs為模擬前端電 路的取樣頻率，Ns為對應取樣頻率fs的取樣數(shù)，Nss為對應取樣頻率fss的次 取樣數(shù)，T則為對應Nr點取樣數(shù)所需的時間，單位為毫秒。于GPS接收裝置200 電路設計時，可以定義所欲之硬件規(guī)格，達到所欲之定位精確度，舉例而言， 以衛(wèi)星定位有1024個芯片而言，周期為1毫秒，碼槽的精確度±1/2芯片，相 當于Ns =2048點取樣，取樣頻率fs為2. 048Mhz，頻率分辨率fr為500Hz， Nr 代表64點傅利葉轉換器，則根據(jù)式一、式二、式三，可得到fss:32Khz， Nss =32點，T為2毫秒。依照此規(guī)格設計的GPS接收裝置200電路，即可利用64 點傅利葉轉換器實現(xiàn)碼槽的精確度士1/2芯片、頻率槽的精確度在士500Hz的定 位精確度，而模擬前端電路對模擬訊號取樣產(chǎn)生取樣頻率為fs=2.048Mhz的數(shù) 據(jù)，舉例而言，可以利用降取樣器(down converter)(未示出)將原始較高頻率 取樣的數(shù)據(jù)精確地降頻為想要的2. 048Mhz的數(shù)據(jù)，每毫秒產(chǎn)生Ns二2048個取樣， 對應的次取樣頻率fss=32Khz，每毫秒產(chǎn)生次取樣數(shù)NSS =32點，代表在這樣 的硬件設計架構下，每毫秒產(chǎn)生32個次取樣數(shù)，而*=64點，因此T:Nr/Nss 二 2毫秒才會產(chǎn)生64個次取樣數(shù)，亦即圖2中GPS接收裝置200的經(jīng)取樣的數(shù) 字基頻訊號Sin數(shù)據(jù)頻率為fs=2. 048Mhz，而關聯(lián)性電路230每1毫秒產(chǎn)生32 個次取樣關聯(lián)性結果，探測引擎240可以每2毫秒利用64點傅利葉轉換器242 對64點時域的關聯(lián)性結果進行頻域訊號轉換，即可達到所欲的定位精確度碼 槽的精確度士1/2芯片、頻率槽的精確度在士500Hz的定位精確度。
圖4系本發(fā)明的一較佳實施例的GPS接收方法流程圖，于步驟40，接收復 數(shù)個GPS衛(wèi)星訊號；于步驟41，將該些GPS衛(wèi)星訊號轉換為數(shù)字基頻訊號；于 步驟42，將各數(shù)字基頻訊號與一偽隨機碼進行相關運算；于步驟43，依據(jù)該些 相關運算的結果，藉由傅利葉轉換計算接收功率，以辨識出發(fā)射該些GPS衛(wèi)星 訊號的復數(shù)個GPS衛(wèi)星；于步驟44，產(chǎn)生GPS中間數(shù)據(jù)，包括碼槽、頻率槽、 導航數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)、本地系統(tǒng)時間以及GPS時間；于步驟45，響應于一請求 命令，將GPS中間數(shù)據(jù)經(jīng)由傳輸接口傳送至一主機，傳輸接口可以為，例如但 不限于，SPI接口、 UART接口、 12C接口或DMA接口。
以上所述系利用較佳實施例詳細說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。熟 知此技藝人士皆能明了，可根據(jù)以上實施例的揭示而做出諸多可能變化，仍不
fr 二 fss/Nr fs/Ns 二 fss/Nss Nr/Nss 二 T
-(式一) (式二)
(式三)脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，它包含一射頻前端電路，用以接收一全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號并將該全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號轉換為一數(shù)字基頻訊號；一關聯(lián)性電路，耦接至該射頻前端電路，用以對該數(shù)字基頻訊號進行關聯(lián)運算產(chǎn)生一關聯(lián)運算結果；一探測引擎，耦接至該關聯(lián)性電路，用以根據(jù)該關聯(lián)運算結果探測該衛(wèi)星訊號的接收功率；以及一接口控制單元，耦接至該探測引擎，用以傳輸一全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)。
2. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該全球定位 系統(tǒng)接收裝置根據(jù)該關聯(lián)運算結果與該衛(wèi)星訊號的接收功率產(chǎn)生該全球定位系 統(tǒng)中間數(shù)據(jù)。
3. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該全球定位 系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)包含一碼槽、 一頻率槽、 一導航數(shù)據(jù)、 一本地系統(tǒng)時間以及一全 球定位系統(tǒng)時間。
4. 如權利要求3所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該導航數(shù)據(jù) 包含一年歷及一星歷。
5. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該關聯(lián)性電 路包含一關聯(lián)器與一偽隨機碼產(chǎn)生器，該關聯(lián)器耦接至該偽隨機碼產(chǎn)生器，該 偽隨機碼產(chǎn)生器根據(jù)一碼槽及一頻率槽產(chǎn)生一偽隨機碼，該關聯(lián)器接收該些數(shù) 字基頻訊號與該偽隨機碼進行關聯(lián)運算以產(chǎn)生該關聯(lián)運算結果。
6. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該探測引擎 包含一傅利葉轉換器，用以將該關聯(lián)運算結果進行傅利葉轉換；以及 一功率計算器，耦接至該傅利葉轉換器，用以計算該衛(wèi)星訊號的接收功率。
7. 如權利要求6所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該探測引擎 還包含 一累加器，耦接至該功率計算器，用以累加該衛(wèi)星訊號的接收功率； 以及一門坎值偵測器，耦接至該累加器，用以判斷該累加的接收功率是否超過 一門坎值。
8. 如權利要求7所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該累加器具 有一致能訊號以控制該累加器致能與否。
9. 如權利要求7所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該探測引擎 具有一致能訊號以控制該探測弓I擎致能與否。
10. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該接口控制單元經(jīng)由一傳輸接口耦接至一主機，該主機可經(jīng)由該接口控制單元控制該全 球定位系統(tǒng)接收裝置運作于一搜尋模式、 一追蹤模式以及一開回路模式。
11. 如權利要求10所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該傳輸接 口系下列其中之一 一序列周邊接口、 一通用異步收發(fā)機接口、 一集成電路間 接口及一直接內(nèi)存存取接口。
12. 如權利要求10所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該主機包 含一微處理器，用以根據(jù)該全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)執(zhí)行一定位軟件運算。
13. 如權利要求1所述的全球定位系統(tǒng)接收裝置，其特征在于，該探測引 擎系于頻域上探測該衛(wèi)星訊號的接收功率。
14. 一種混合型全球定位系統(tǒng)接收方法，其特征在于，它包含 接收復數(shù)個全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號， 將該些全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號轉換為復數(shù)個數(shù)字基頻訊號； 將各數(shù)字基頻訊號與一偽隨機碼進行相關運算；計算該些全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號的接收功率，以辨識出相關于該些全球定 位系統(tǒng)衛(wèi)星訊號的復數(shù)個全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星；以及 產(chǎn)生一全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)。
15. 如權利要求14所述的全球定位系統(tǒng)接收方法，其特征在于，該全球定 位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)，包括一碼槽、 一頻率槽、 一導航數(shù)據(jù)、 一本地系統(tǒng)時間以及 一全球定位系統(tǒng)時間。
16. 如權利要求14所述的全球定位系統(tǒng)接收方法，其特征在于，它更包含 一將該全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)經(jīng)由一低速傳輸接口傳送至一主機的步驟，該低 速傳輸接口系下列其中之一 一序列周邊接口、 一通用異步收發(fā)機接口、 一集成電路間接口及一直接內(nèi)存存取接口 。
17. —種混合型全球定位系統(tǒng)，其特征在于，它包含 一天線；一全球定位系統(tǒng)接收裝置，耦接至該天線，用以接收復數(shù)個衛(wèi)星射頻訊號 及產(chǎn)生一全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)；以及一具有一微處理器的主機，經(jīng)由一低速傳輸接口耦接至該全球定位系統(tǒng)接 收裝置，其中，該主機利用該微處理器根據(jù)該全球定位系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)執(zhí)行定位運算。
18. 如權利要求17所述的混合型全球定位系統(tǒng)，其特征在于，該低速傳輸 接口系下列其中之一 一序列周邊接口、 一通用異步收發(fā)機接口、 一集成電路間接口及一直接內(nèi)存存取接口 。
19. 如權利要求17所述的混合型全球定位系統(tǒng)，其特征在于，該主機可透 過該低速傳輸接口控制該全球定位系統(tǒng)接收裝置運作于一搜尋模式、 一追蹤模式以及一開回路模式。
20.如權利要求17所述的混合型全球定位系統(tǒng)，其特征在于，該全球定位 系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)包含一碼槽、 一頻率槽、 一導航數(shù)據(jù)、 一本地系統(tǒng)時間以及一全 球定位系統(tǒng)時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合型全球定位系統(tǒng)接收方法、接收裝置及系統(tǒng)，它們不但可以降低制造成本，而且可以提高定位精確度。GPS接收裝置包含射頻前端電路、關聯(lián)性電路、探測引擎及接口控制單元，射頻前端電路接收GPS衛(wèi)星訊號并將其轉換為數(shù)字基頻訊號；關聯(lián)性電路耦接至射頻前端電路，用以對數(shù)字基頻訊號進行關聯(lián)運算產(chǎn)生關聯(lián)運算結果；探測引擎耦接至關聯(lián)性電路，根據(jù)關聯(lián)運算結果探測衛(wèi)星訊號之接收功率；接口控制單元，耦接至探測引擎，提供低速接口以傳輸GPS中間數(shù)據(jù)，GPS中間數(shù)據(jù)包含碼槽、頻率槽、導航數(shù)據(jù)、本地系統(tǒng)時間以及GPS時間，接口控制單元包含內(nèi)存接口單元，用以耦接至隨機存取內(nèi)存。
文檔編號G01S5/02GK101614806SQ20081012678
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權日2008年6月23日
發(fā)明者張瓊宏, 楊朝棟, 賴盈霖, 陳家溢, 陳壽芳 申請人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導體股份有限公司