專利名稱：定位裝置及其定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種定位裝置及其定位方法；更具體而言，本發(fā)明關(guān)于可解決因衛(wèi)星數(shù)量變動而造成定位坐標瞬間偏移的問題的定位裝置及其定位方法。
背景技術(shù)：
導航技術(shù)的應(yīng)用范疇已由過去較為專業(yè)的軍事航空航海等領(lǐng)域，逐漸普及于商業(yè)化的應(yīng)用，其中最主要的因素，應(yīng)歸功于全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System ；GPS)的成熟發(fā)展。近年來，GPS已被廣泛運用到車輛與行人導航系統(tǒng)上，其中個人式導航設(shè)備(Personal Navigation Device ；PND)更在消費性電子產(chǎn)品市場上,逐漸成為一般人的生活必需品。換言之，衛(wèi)星定位科技已逐漸成為一般大眾所能理解的消費性商品。
普遍而言，現(xiàn)有的GPS裝置所能達成的定位誤差大約在10公尺左右。由于該定位精確度在市區(qū)道路密集的地方并不足夠，因此大部份的PND會選擇搭載電子地圖，并配合適當?shù)乃惴?，判斷使用者所在的正確道路。舉例而言，當車子在市區(qū)道路行駛時，大多是沿著同一道路行駛，在合理的情況下不可能瞬間跳到十公尺外的另一條道路，因此即使剛開始定位時的誤差(即絕對誤差)達10公尺，只要誤差(即相對誤差)持續(xù)維持剛開始時的水平，不會突然的變大或者變小，即可通過電子地圖及適當?shù)乃惴ㄝo助，將使用者的位置定位在同一條道路上。然而，若相對誤差突然改變，即使造成絕對誤差變小，亦可能造成下一個時間點與前ー時間點所計算出的定位坐標發(fā)生不連續(xù)或者產(chǎn)生跳動，進而造成定位坐標的瞬間偏移。據(jù)此可知，相對誤差對于導航技術(shù)而言是一重要的關(guān)注指標。不可避免地，GPS定位容易因為衛(wèi)星數(shù)量的變化(或者衛(wèi)星幾何結(jié)構(gòu)的變化)，造成定位坐標瞬間偏移。已知GPS定位技術(shù)可經(jīng)由差分修正算法(Differential CorrectionAlgorithm)，提高GPS定位的精確度，并連帶著使精確度的變動也會跟著變小(亦即使定位的相對誤差隨的減少)，以克服上述問題。然而，針對一般商用的GPS裝置而言(例如PND)，其并無法接收GPS的差分修正信號。此外，可接收差分信號的GPS定位裝置大多為測量用的GPS裝置，不但價格較為昂貴，且通常需要搭配其它的數(shù)據(jù)鏈才可接收差分信號，例如搭配全球移動通信系統(tǒng)(GlobalSystem for Mobile Communications ;GSM)、無線相容認證(Wireless Fidelity ;Wi_Fi)或是第三代移動通信(Third Generation Mobile Communications)。更甚者，就算是可接收差分信號的GPS定位裝置，若發(fā)生某一顆衛(wèi)星的差分修正信號突然消失，亦可能造成定位坐標瞬間偏移的問題。綜合上述，差分修正算法并無法普及于現(xiàn)今的GPS裝置上。更進一歩言，為消除因衛(wèi)星數(shù)量變動造成的定位坐標瞬間偏移，已知GPS定位技術(shù)必須在每次衛(wèi)星數(shù)量發(fā)生變動時，逐一地計算出各衛(wèi)星組態(tài)的定位解，才可求得因衛(wèi)星數(shù)量變動造成的定位偏移量，俾消除該定位偏移量。也由于已知GPS定位技術(shù)需耗費冗長的計算時間才能計算出所需的一定位坐標，因而間接地造成使用者獲知該定位坐標的不便。有鑒于此，如何更有效地使GPS裝置所接收的定位坐標不因衛(wèi)星數(shù)量瞬間改變而造成瞬間偏移，俾定位的相對誤差得以減少，確為該領(lǐng)域的業(yè)者亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種定位裝置及其定位方法，俾有效地解決已知GPS裝置因衛(wèi)星數(shù)量變動造成定位坐標瞬間偏移的問題。為達上述目的，本發(fā)明提供一種定位裝置。該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，且該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量小于該第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量。該定位裝置包含一儲存器、一接收器及一處理器。該接收器用以從該第一衛(wèi)星組接收一第一衛(wèi)星組信號，以及從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號。該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，用以根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號計算出一定位偏移量，且根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。為達上述目的，本發(fā)明亦提供一種定位裝置。該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，且該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量大于該第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量。該定位裝置包含一儲存器、一接收器及一處理器。該接收器用以從該第一衛(wèi)星組接收一第 一衛(wèi)星組信號，以及從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號。該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，用以根據(jù)該第一衛(wèi)星組信號計算出一定位偏移量，且根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。為達上述目的，本發(fā)明更提供一種用于一定位裝置的定位方法。該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，且該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量小于該第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量。該定位裝置包含一儲存器、一接收器及一處理器，且該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器。該定位方法包含下列步驟(a)令該接收器從該第一衛(wèi)星組接收一第一衛(wèi)星組信號；(b)令該接收器從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號；(C)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號，計算出一定位偏移量；(d)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果；以及(e)令該處理器將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。為達上述目的，本發(fā)明又提供一種用于一定位裝置的定位方法。該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，且該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量大于該第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量。該定位裝置包含一儲存器、一接收器及一處理器且該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器。該定位方法包含下列步驟(a)令該接收器從該第一衛(wèi)星組接收一第一衛(wèi)星組信號；(b)令該接收器從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號；(C)令該處理器根據(jù)該第一衛(wèi)星組信號，計算出一定位偏移量；(d)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果；以及(e)令該處理器將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。由上述可知，本發(fā)明的定位裝置及其定位方法，因應(yīng)一第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量以及一第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量的不同，而根據(jù)一第一衛(wèi)星組信號及一第二衛(wèi)星組信號其中之一計算出一定位偏移量，再經(jīng)由該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果O具體而言，由于該第一衛(wèi)星組信號及該第二衛(wèi)星組信號即為一般GPS裝置正常運作中所接收的數(shù)個定位信號，故本發(fā)明的定位裝置及其定位方法不需在每次衛(wèi)星數(shù)量發(fā)生變動時，逐一地計算出各衛(wèi)星組態(tài)的定位解，僅需依據(jù)已知的這些定位信號，即可計算出該定位偏移量。據(jù)此，本發(fā)明的定位裝置及其定位方法已有效地解決已知GPS裝置因衛(wèi)星數(shù)量變動造成定位坐標瞬間偏移的問題。為讓上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。


圖I描繪第一實施例的定位裝置I的ー運作示意圖；圖2描繪第二實施例的定位裝置I的ー運作示意圖；
圖3描繪第三實施例的流程圖；以及圖4描繪第四實施例的流程圖。主要組件符號說明I定位裝置11儲存器13接收器15處理器2第一衛(wèi)星組信號3第一衛(wèi)星組31-36 衛(wèi)星4第二衛(wèi)星組信號5第二衛(wèi)星組
具體實施例方式以下將通過多個實施例來解釋本發(fā)明的定位裝置及其定位方法。須說明者，在以下多個實施例及圖式中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的組件及步驟皆已省略而未繪示，且為清楚揭露本發(fā)明的技術(shù)特征，本案的相關(guān)圖式皆以較實際且更為顯著的方式繪制。此舉利于說明而非限定本發(fā)明，且本案所請求的范圍，以申請專利范圍為準。本發(fā)明的第一實施例為一定位裝置1，其說明請參考圖I。圖I描繪定位裝置I的一運作示意圖。如圖I所示，定位裝置I可與一第一衛(wèi)星組3以及ー第二衛(wèi)星組5協(xié)同エ作，且第一衛(wèi)星組3的ー衛(wèi)星數(shù)量小于第二衛(wèi)星組5的ー衛(wèi)星數(shù)量，其中第一衛(wèi)星組3包含衛(wèi)星31、衛(wèi)星32、衛(wèi)星33及衛(wèi)星34，第二衛(wèi)星組5包含衛(wèi)星31、衛(wèi)星32、衛(wèi)星33、衛(wèi)星34、衛(wèi)星35及衛(wèi)星36。須說明者，第一衛(wèi)星組3的該衛(wèi)星數(shù)量及第ニ衛(wèi)星組5的該衛(wèi)星數(shù)量僅為本發(fā)明的ー實施方面且不受限于此。定位裝置I可為ー移動電話、一筆記型計算機、ー車用導航器、或其它具有GPS導航功能的設(shè)備，也就是凡具有GPS導航功能的裝置均屬于本發(fā)明的涵蓋范圍內(nèi)。定位裝置I包含一儲存器11、一接收器13及一處理器15。接收器13于第一時間點tl，從第一衛(wèi)星組3接收ー第一衛(wèi)星組信號2，且于第二時間點t2，從第二衛(wèi)星組5接收ー第二衛(wèi)星組信號4。處理器15電性連結(jié)至儲存器11及接收器13，用以根據(jù)第二衛(wèi)星組信號4計算出一定位偏移量，且根據(jù)第二衛(wèi)星組信號4以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于儲存器11。詳言之，由于衛(wèi)星數(shù)量由4顆衛(wèi)星變動為6顆衛(wèi)星(即由第一衛(wèi)星組3變動為第二衛(wèi)星組5)，俾定位裝置I的定位坐標產(chǎn)生瞬間偏移，造成該定位偏移量。處理器15根據(jù)一最小平方法(Least-Squares Algorithm)推導出第一衛(wèi)星組信號2與第二衛(wèi)星組信號4的一定位偏移關(guān)系，并根據(jù)該定位偏移關(guān)系及該第二衛(wèi)星組信號4計算出該定位偏移量。之后，處理器15再根據(jù)第二衛(wèi)星組信號4以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器，此時該定位結(jié)果一已消除因衛(wèi)星數(shù)量變動造成定位坐標瞬間偏移的定位坐標。須說明者，一般GPS定位所需的較佳衛(wèi)星數(shù)量為4顆以上，利用4顆衛(wèi)星即可以求得一三維定位坐標(即x-y-z坐標)與鐘差。接著說明如何推導出第一衛(wèi)星組3與第二衛(wèi)星組5的一定位偏移關(guān)系。首先，根據(jù)最小平方法相關(guān)文獻的記載，當未知數(shù)增加時，可推得新估測結(jié)果與舊估測結(jié)果之間的關(guān)系。據(jù)此，假設(shè)要估算的未知數(shù)由P個增加為q個，則第二衛(wèi)星組5的定位結(jié)果可表示為下式
權(quán)利要求
1.ー種定位裝置，可與一第一衛(wèi)星組以及ー第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量小于該第二衛(wèi)星組的ー衛(wèi)星數(shù)量，該定位裝置包含 一儲存器； ー接收器，用以從該第一衛(wèi)星組接收ー第一衛(wèi)星組信號，以及從該第二衛(wèi)星組接收ー第二衛(wèi)星組信號；以及 ー處理器，電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，用以根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號計算出一定位偏移量，且根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中該處理器根據(jù)ー最小平方法推導出該第一衛(wèi)星組信號與該第二衛(wèi)星組信號的一定位偏移關(guān)系，井根據(jù)該定位偏移關(guān)系及該第二衛(wèi)星組信號計算出該定位偏移量。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中該處理器更根據(jù)一參數(shù)值遞減該定位偏移量。
4.ー種定位裝置，可與一第一衛(wèi)星組以及ー第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量大于該第二衛(wèi)星組的ー衛(wèi)星數(shù)量，該定位裝置包含 一儲存器； ー接收器，用以從該第一衛(wèi)星組接收ー第一衛(wèi)星組信號，以及從該第二衛(wèi)星組接收ー第二衛(wèi)星組信號；以及 ー處理器，電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，用以根據(jù)該第一衛(wèi)星組信號計算出一定位偏移量，且根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中該處理器根據(jù)ー最小平方法推導出該第一衛(wèi)星組信號與該第二衛(wèi)星組信號的一定位偏移關(guān)系，井根據(jù)該定位偏移關(guān)系及該第一衛(wèi)星組信號計算出該定位偏移量。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中該處理器更根據(jù)一參數(shù)值遞減該定位偏移量。
7.一種用于一定位裝置的定位方法，該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及ー第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，該第一衛(wèi)星組的ー衛(wèi)星數(shù)量小于該第二衛(wèi)星組的ー衛(wèi)星數(shù)量，該定位裝置包含ー儲存器、一接收器及ー處理器，該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，該定位方法包含下列步驟 (a)令該接收器從該第一衛(wèi)星組接收ー第一衛(wèi)星組信號； (b)令該接收器從該第二衛(wèi)星組接收ー第二衛(wèi)星組信號； (C)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號，計算出一定位偏移量； (d)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果；以及 (e)令該處理器將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。
8.如權(quán)利要求7所述的定位方法，其中該步驟(C)更包含下列步驟 (cl)令該處理器根據(jù)ー最小平方法推導出該第一衛(wèi)星組信號與該第二衛(wèi)星組信號的一定位偏移關(guān)系；以及 (c2)令該處理器根據(jù)該定位偏移關(guān)系及該第二衛(wèi)星組信號計算出該定位偏移量。
9.如權(quán)利要求7所述的定位方法，其中該步驟(d)更包含下列步驟 (dl)令該處理器根據(jù)ー參數(shù)值遞減該定位偏移量；以及(d2)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果。
10.一種用于一定位裝置的定位方法，該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，該第一衛(wèi)星組的一衛(wèi) 星數(shù)量大于該第二衛(wèi)星組的一衛(wèi)星數(shù)量，該定位裝置包含一儲存器、一接收器及一處理器，該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，該定位方法包含下列步驟 (a)令該接收器從該第一衛(wèi)星組接收一第一衛(wèi)星組信號； (b)令該接收器從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號； (C)令該處理器根據(jù)該第一衛(wèi)星組信號，計算出一定位偏移量； (d)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果；以及 (e)令該處理器將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。
11.如權(quán)利要求10所述的定位方法，其中該步驟(C)更包含下列步驟 (Cl)令該處理器根據(jù)一最小平方法推導出該第一衛(wèi)星組信號與該第二衛(wèi)星組信號的一定位偏移關(guān)系；以及 (c2)令該處理器根據(jù)該定位偏移關(guān)系及該第一衛(wèi)星組信號計算出該定位偏移量。
12.如權(quán)利要求10所述的定位方法，其中該步驟(d)更包含下列步驟 (dl)令該處理器根據(jù)一參數(shù)值遞減該定位偏移量；以及 (d2)令該處理器根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定位裝置及其定位方法。該定位裝置可與一第一衛(wèi)星組以及一第二衛(wèi)星組協(xié)同工作，且包含一儲存器、一接收器及一處理器。該接收器用以從該第一衛(wèi)星組接收一第一衛(wèi)星組信號，以及從該第二衛(wèi)星組接收一第二衛(wèi)星組信號。該處理器電性連結(jié)至該儲存器及該接收器，用以根據(jù)該第一衛(wèi)星組信號及該第二衛(wèi)星組信號其中之一計算出一定位偏移量。該處理器再根據(jù)該第二衛(wèi)星組信號以及該定位偏移量計算出一定位結(jié)果，并將該定位結(jié)果儲存于該儲存器。
文檔編號G01S19/46GK102788988SQ201110270570
公開日2012年11月21日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者莊淑閔, 張帆人, 李智鴻, 楊善元, 王和盛, 王秉豐, 許志民, 陳弘唯 申請人:財團法人資訊工業(yè)策進會