專利名稱：：處理gps信號(hào)的gps接收機(jī)及方法
背景技術(shù)：
：有關(guān)申請(qǐng)這個(gè)申請(qǐng)涉及同一發(fā)明者在與這個(gè)申請(qǐng)同一天提交的兩個(gè)專利申請(qǐng)；這兩個(gè)申請(qǐng)是AnImprovedGPSReceiverUtilizingaCommunicationLink(SerialNo.08/612,582，1996年3月8日提交)；AnImprovedGPSReceiverHavingPowerManagement(SerialNo.08/613,966，1996年3月8日提交)。這個(gè)申請(qǐng)也涉及并藉此要求同一發(fā)明者NormanF.Krasner的監(jiān)時(shí)專利申請(qǐng)的提交日期的權(quán)益，該申請(qǐng)題為LowPower，SensitivePseudorangeMesaurementApparaatusandMethodforGlobalPositioningSatellitesSystems，SerialNo.60/005,328，1995年10月9日提交。這個(gè)專利文件揭示的一部分包括受到版權(quán)保護(hù)的材料。版權(quán)所有者不希望任何人傳真復(fù)制該專利文件或?qū)＠沂驹趯＠吧虡?biāo)局專利文件或記錄中出現(xiàn)的形式，而是保留其全部版權(quán)。1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及能夠確定衛(wèi)星的位置信息的接收機(jī)，并且更具體地涉及這種在全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)中得到應(yīng)用的接收機(jī)。2.背景領(lǐng)域GPS接收機(jī)一般通過計(jì)算從多個(gè)GPS(或NAVSTAR)衛(wèi)星同時(shí)發(fā)送的信號(hào)的相對(duì)到達(dá)時(shí)間來確定其位置。作為其消息的一部分，這些衛(wèi)星發(fā)送衛(wèi)星位置數(shù)據(jù)以及時(shí)鐘定時(shí)數(shù)據(jù)，所謂“星歷”數(shù)據(jù)。搜索并捕獲GPS信號(hào)的過程、從多個(gè)衛(wèi)星讀取星歷數(shù)據(jù)并且從這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算該接收機(jī)的位置是很耗時(shí)的，常常需要幾分鐘。在很多情況下，這個(gè)很長的處理時(shí)間時(shí)不可接受的，而且在微小型化便攜應(yīng)用中大大限制了電池的壽命。當(dāng)前GPS接收機(jī)的另一個(gè)局限是它們的操作限于多個(gè)衛(wèi)星在視野中很清晰、不受遮擋這樣的情況，而且必須恰當(dāng)?shù)胤胖靡粋€(gè)質(zhì)量很好的天線去接收這種信號(hào)。正因?yàn)槿绱?，在便攜、隨身放置的應(yīng)用中、在有相當(dāng)多樹葉或建筑物遮蓋的地區(qū)、以及在定內(nèi)應(yīng)用中一般是不能使用的。GPS接收系統(tǒng)有兩個(gè)主要功能(1)到各個(gè)GPS衛(wèi)星的偽距離的計(jì)算，以及(2)使用這些偽距離以及衛(wèi)星定時(shí)和星歷數(shù)據(jù)計(jì)算接收平臺(tái)的位置。簡單地說偽距離就是從每個(gè)衛(wèi)星接收的信號(hào)與本地時(shí)鐘之間測(cè)量的時(shí)延。一旦GPS信號(hào)被捕獲并跟蹤，衛(wèi)星星歷以及定時(shí)數(shù)據(jù)就從GPS信號(hào)中提取。如上所述，采集這種信息一般需要相對(duì)較長的時(shí)間(30秒到幾分鐘)并且必須用好的接收信號(hào)電平來完成一般實(shí)現(xiàn)低誤碼率。實(shí)際上眾所周知的GPS接收機(jī)利用相關(guān)的方法計(jì)算偽距離。這些相關(guān)方法通常用硬件相關(guān)器實(shí)時(shí)地完成。GPS信號(hào)包括高速率重復(fù)的信號(hào)，所謂偽隨機(jī)(PN)序列。用于民用的碼稱為C/A碼，具有1.023MHz的二進(jìn)制相位反轉(zhuǎn)速率，或“切普”速率，1毫秒的碼周期的重復(fù)周期為1023個(gè)切普。家喻戶曉的碼序列是Gold碼。每個(gè)GPS衛(wèi)星用一種唯一的Gold碼廣播信號(hào)。對(duì)于從給定GPS衛(wèi)星接收的信號(hào)，下變頻到基帶的處理之后，相關(guān)接收機(jī)用包含于本地存儲(chǔ)器中的恰當(dāng)?shù)腉old碼的存儲(chǔ)副本乘以所接收的信號(hào)，然后將所得乘積結(jié)果積分，或者低通濾波，以便得到信號(hào)出現(xiàn)的指示。這個(gè)過程的術(shù)語是“相關(guān)”運(yùn)算。通過相對(duì)于接收信號(hào)連續(xù)地調(diào)整這個(gè)存儲(chǔ)副本的相對(duì)定時(shí)，并且觀察相關(guān)輸出，接收機(jī)可以確定接收信號(hào)和本地時(shí)鐘之間的時(shí)延。這種輸出出現(xiàn)的最初確定被稱之為“捕獲”。一旦捕獲發(fā)生，處理就進(jìn)入“跟蹤”階段，其特征是少量調(diào)整本地參考的定時(shí)，以便維持高相關(guān)輸出。跟蹤階段中的相關(guān)輸出可以看作是去掉偽隨機(jī)碼的GPS信號(hào)，或者用通用術(shù)語來說，即“解擴(kuò)”。這個(gè)信號(hào)是窄帶的，相當(dāng)于疊加在GPS波形上的每秒50比特的二進(jìn)制相移鍵控?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的帶寬。相關(guān)振獲過程是非常耗時(shí)的，特別是在接收信號(hào)很弱的時(shí)候。為了改善捕獲時(shí)間，大多數(shù)GPS接收機(jī)利用多個(gè)相關(guān)器(一般多達(dá)12個(gè))，以便并行搜索相關(guān)峰。一些現(xiàn)有的GPS接收機(jī)使用FFT技術(shù)確定所接收的GPS信號(hào)的多勒頻率。這些接收機(jī)利用常規(guī)的相關(guān)運(yùn)算，對(duì)GPS信號(hào)解擴(kuò)并提供窄帶信號(hào)，帶寬一般在10kHz到30kHz的范圍內(nèi)。所得的窄帶信號(hào)用FFT算法做傅立葉分析，確定載波頻率。這種載波確定同時(shí)提供本地PN參考被調(diào)整到接收信號(hào)的正確相位的指示并提供了載波頻率的精確測(cè)量。然后可以在接收機(jī)的跟蹤操作中使用這個(gè)頻率。Johnson的U.S.專利No.5,420,592討論了使用FFT算法在中央處理單元計(jì)算偽距離，而不是在移動(dòng)單元。根據(jù)該方法，GPS接收機(jī)收集數(shù)據(jù)的抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)，然后通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送到遠(yuǎn)端接收機(jī)，在那里進(jìn)行FFT處理。但是，其中揭示的方法在執(zhí)行該組相關(guān)時(shí)只計(jì)算了單個(gè)正向以及逆快速傅立葉變換(對(duì)應(yīng)于四個(gè)PN周期)。正如從本發(fā)明的如下描述中明顯看到的，較高的靈敏度和較高的處理速度可以通過執(zhí)行大量的FFT運(yùn)算以及特殊的預(yù)處理和后處理運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)專利中，常常用到術(shù)語相關(guān)、卷積和匹配濾波。術(shù)語“相關(guān)”當(dāng)用于兩個(gè)數(shù)字序列時(shí)意味著將兩個(gè)序列中相應(yīng)的部分逐項(xiàng)相乘，然后將序列相加。有時(shí)稱為“串行相關(guān)”，并得到單個(gè)數(shù)的輸出。在有些情況下，在連續(xù)的數(shù)據(jù)組上執(zhí)行連續(xù)的相關(guān)運(yùn)算。術(shù)語“卷積”當(dāng)用于兩個(gè)數(shù)字序列時(shí)與本領(lǐng)域通用的用法相同并等效于長度為m的第二序列用一個(gè)濾波器濾波，該濾波器對(duì)應(yīng)于具有長度為n的沖擊響應(yīng)的第一序列。其結(jié)果是長度為m+n-1的第三序列。術(shù)語“匹配濾波”是指卷積或?yàn)V波運(yùn)算，其中上述濾波器的沖擊響應(yīng)是第一序列的時(shí)間反轉(zhuǎn)的復(fù)共軛。術(shù)語“快速卷積”用于表示用有效的方式計(jì)算卷積運(yùn)算的算法序列。一些作者互換地使用術(shù)語相關(guān)和卷積；但是，為了清楚起見，在這個(gè)專利中，術(shù)語相關(guān)總是指上述的串行相關(guān)運(yùn)算。發(fā)明綜述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種方法，從基站通過一條數(shù)據(jù)通信鏈路向遠(yuǎn)端單元或移運(yùn)GPS單元發(fā)送GPS衛(wèi)星信息，包括多普勒，以便確定遠(yuǎn)端GPS接收機(jī)的位置。遠(yuǎn)端單元使用這個(gè)信息以及從視野中的衛(wèi)星接收的GPS信號(hào)，隨后計(jì)算出到該衛(wèi)星的偽距離。然后將所計(jì)算的偽距離發(fā)送到基站，在那里計(jì)算遠(yuǎn)端單元的位置。也描述了完成這個(gè)方法的不同的設(shè)備實(shí)施例。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種GPS接收機(jī)，具有從視野中的衛(wèi)星接收GPS信號(hào)的天線；以及將接收GPS信號(hào)的RF頻率降到中頻(IF)的下變頻器。IF信號(hào)被數(shù)字并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以備接收機(jī)隨后處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)處理一般使用可編程的數(shù)字信號(hào)處理器來完成，數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行在抽樣IFGPS信號(hào)上完成快速卷積(例如FFT)運(yùn)算所必須的指令，以便提供偽距離信息。這些運(yùn)算一般也包括對(duì)GPS信號(hào)的存儲(chǔ)版本或GPS信號(hào)的處理及存儲(chǔ)版本進(jìn)行預(yù)處理(在快速卷積之前)和后處理(快速卷積之后)。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種GPS接收機(jī)的電源管理方法，并提供了一種具有電源管理特性的GPS接收機(jī)。通過從視野中的衛(wèi)星接收GPS信號(hào)；緩存這些信號(hào)；然后關(guān)閉GPS接收機(jī)來降低現(xiàn)有系統(tǒng)的功率消耗也描述了其它電源管理特性。附圖簡述本發(fā)明通過例子來闡述，但是不限于附圖中的圖，圖中的標(biāo)識(shí)表示類似的單元，其中圖1A是使用本發(fā)明方法的遠(yuǎn)端或移動(dòng)GPS接收系統(tǒng)的主要部件的框圖，并且表示了可能在基站和遠(yuǎn)端之間存在的數(shù)據(jù)鏈路。圖1B是可選擇的GPS移動(dòng)單元的框圖。圖1C是另一個(gè)可選的GPS移動(dòng)單元的框圖。圖2A和2B提供了作為本發(fā)明實(shí)施例的接收機(jī)的兩個(gè)可選的RF和IF部分。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的方法，可編程DSP處理器所執(zhí)行的主要運(yùn)算(例如，軟件運(yùn)算)的流程圖。圖4說明根據(jù)本發(fā)明方法的各種處理階段上的信號(hào)處理波形。圖5A說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的基站系統(tǒng)。圖5B說明本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例中的基站系統(tǒng)。圖6說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，具有本振校正或校準(zhǔn)的GPS移動(dòng)單元。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)單元的電源管理方法。發(fā)明詳述這個(gè)發(fā)明有關(guān)計(jì)算稱動(dòng)站、或遠(yuǎn)端站位置的裝置和方法，其目的是得到具有很低電源消耗并能夠以很低接收信號(hào)電平操作的遠(yuǎn)端硬件的一種方法。即，降低電源消耗同時(shí)提高接收機(jī)靈敏度。通過實(shí)現(xiàn)圖1A中所示的遠(yuǎn)端接收功能、以及從分別放置的基站10向遠(yuǎn)端站或GPS移動(dòng)單元20發(fā)送多普勒信息使之成為可能。應(yīng)該注意到可以用很多不同的方式使用偽距離計(jì)算遠(yuǎn)端站的地理位置。有三個(gè)例子是1.方法1通過從基站10向遠(yuǎn)端站20重發(fā)衛(wèi)星數(shù)據(jù)消息，遠(yuǎn)端站20可以將這個(gè)信息與偽距離測(cè)量結(jié)合計(jì)算其位置。例如，見U.S.專利No.5,365,450，在這里結(jié)合作為參考。典型地，遠(yuǎn)端單元20在遠(yuǎn)端站20中進(jìn)行位置計(jì)算。2.方法2遠(yuǎn)端站20可以用本領(lǐng)域通用的一般方式從GPS信號(hào)接收中采集衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)，一般在一到兩個(gè)小時(shí)內(nèi)有效，可以與偽距離測(cè)量結(jié)合，一般在遠(yuǎn)端單元中完成位置計(jì)算。3.方法3遠(yuǎn)端站20可以通過通信鏈路16將偽距離發(fā)送到基站10，基站將這個(gè)信息與衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)結(jié)合完成位置計(jì)算。例如，見U.S.專利No.5,225,842，在這里結(jié)合作為參考。在途徑(或方法)1和3中，假設(shè)基站10和遠(yuǎn)端站20對(duì)所討論的所有衛(wèi)星具有共同的視角并且彼此位置足夠近，可以解決與GPS偽隨機(jī)碼的重復(fù)速率有關(guān)的時(shí)間模糊性問題。當(dāng)基站10和遠(yuǎn)端站20之間的范圍是光速乘以PN重復(fù)周期(1毫秒)的1/2，或大約150公里時(shí)可以滿足該要求。為了解釋本發(fā)明，假設(shè)使用方法3完成位置計(jì)算。但是，當(dāng)討論這個(gè)說明時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解到，可以與上三種方法中任何一個(gè)以及其它途徑一起使用本發(fā)明的各種方面和實(shí)施例。例如，在方法1的變形中，衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，例如衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)表示，可以由基站發(fā)送到遠(yuǎn)端單元，而且這個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息可以與從緩存的GPS信號(hào)中根據(jù)本發(fā)明計(jì)算出來的偽距離結(jié)合，提供遠(yuǎn)端單元的緯度和經(jīng)度(而且在很多情況下也有高度)?？梢岳斫獾氖菑倪h(yuǎn)端站接收的位置信息可以限于緯度和經(jīng)度，或者可以是包括遠(yuǎn)端站的緯度、經(jīng)度、高度、速度和方位在內(nèi)的擴(kuò)展信息。特別是，本發(fā)明的本振校正及/或電源管理方面可以在方法1的這個(gè)變形中使用。而且，多普勒信息可以發(fā)送到遠(yuǎn)端單元20并由遠(yuǎn)端單元20根據(jù)本發(fā)明的方面來使用。在方法3中，基站10通過在如圖1A所示的數(shù)據(jù)通信鏈路16上發(fā)送消息來命令遠(yuǎn)端站20進(jìn)行測(cè)量?；?0也在這個(gè)消息內(nèi)發(fā)送構(gòu)成衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的視野中衛(wèi)星的多普勒信息。這個(gè)多普勒信息一般在頻率信息格式中，而且該消息一般也說明了視野中特定衛(wèi)星的標(biāo)識(shí)或其它初始化數(shù)據(jù)。這個(gè)消息由作為遠(yuǎn)端單元20一部分的單獨(dú)的調(diào)制解調(diào)器22來接收，并且存儲(chǔ)在與低功耗微處理器26相連的存儲(chǔ)器30中。微處理器26處理遠(yuǎn)端單元處理部件32-48與調(diào)制解調(diào)器22之間的數(shù)據(jù)信息傳遞，并且控制遠(yuǎn)端接收機(jī)20內(nèi)的電源管理功能，正如隨后討論中所見的。一般，微處理器26將大多數(shù)或所有遠(yuǎn)端單元20的硬件設(shè)置為低功耗、或下電狀態(tài)，進(jìn)行偽距離及/或其它GPS計(jì)算時(shí)、或當(dāng)提供可選電源時(shí)除外。但是，調(diào)制解調(diào)器的接收機(jī)部分至少要周期性地打開(至全功率)，以便確定基站10是否發(fā)送了一條確定遠(yuǎn)端站位置的命令。這個(gè)上述的多普勒信息持續(xù)時(shí)間很短，因?yàn)檫@種多普勒信息所需的精度不很高。例如，如果需10Hz精度而且最大多普勒頻移大約±7kHz，那么視野中的每個(gè)衛(wèi)星只要11比特定就足夠了。如果視野中有8個(gè)衛(wèi)星，那么需要88比特描述所有這些多普勒頻移。使用這個(gè)信息避免了遠(yuǎn)端站20搜索這種多普勒頻移的必要，藉此將其處理時(shí)間降低到十分之一以下。多普勒信息的使用也使GPS移動(dòng)單元20更快地處理GPS信號(hào)抽樣，而且這會(huì)趨于減少處理器32必須得到全功率以便計(jì)算位置信息的時(shí)間量。只這樣就降低了遠(yuǎn)端單元20所消耗的功率并有助于改善靈敏度。附加信息也可以發(fā)送到遠(yuǎn)端站20，包括GPS消息中的數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)。接收的數(shù)據(jù)鏈路信號(hào)可以使用精確的載波頻率。遠(yuǎn)端站接收機(jī)20可以使用自動(dòng)頻率控制(AFC)環(huán)路鎖定到這個(gè)載波上并藉此校準(zhǔn)其本身的參考振蕩器，如圖6所示。10毫秒的滔滔息發(fā)送時(shí)間、20dB的接收信噪比，一般會(huì)使通過AFC的頻率測(cè)量達(dá)到10Hz或更好的精度。這一般會(huì)超過本發(fā)明所需的精度。這個(gè)特性也將增強(qiáng)常規(guī)地或者使用本發(fā)明的快速卷積方法所進(jìn)行的位置計(jì)算的精度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通信鏈路16是商用的窄帶射頻通信媒體，諸如雙向?qū)ず粝到y(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以用于遠(yuǎn)端站20和基站10之間發(fā)送的數(shù)據(jù)量較少的實(shí)施例中。多普勒頻移以及其它數(shù)據(jù)(例如，如視野中衛(wèi)星的標(biāo)識(shí)這樣的初始化數(shù)據(jù))的發(fā)送所需的數(shù)據(jù)量較少，而且類似地，位置信息(例如，偽距離)所需的數(shù)據(jù)量也較少。因此，窄帶系統(tǒng)對(duì)于這個(gè)實(shí)施例足夠了。這不象那些需要在短時(shí)間段內(nèi)發(fā)送大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；這些系統(tǒng)可能需要較高帶寬的射頻通信媒體。一旦遠(yuǎn)端站20接收到GPS處理的命令(例如，從基站10)以及多普勒信息，微處理器26就通過電池和電源管理器以及電源開關(guān)電路36(以及受控電源線21a、21b、21c和21d)激活RF到IF變頻器42、模數(shù)轉(zhuǎn)換器44以及數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46，藉此對(duì)這些部件提供全功率。這樣，使來自GPS衛(wèi)星、通過天線40接收的信號(hào)下變頻到IF頻率，隨后進(jìn)行數(shù)字化。將相鄰的這樣一組數(shù)據(jù)，一般對(duì)應(yīng)于100毫秒到1秒(或者甚至更長)的持續(xù)時(shí)間，存儲(chǔ)在抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46中。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量可以受微處理器26的控制，使得在保存電源不如得到更好的靈敏度重要的情況下，可以在存儲(chǔ)器46中存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)(得到較好的靈敏度)，而且當(dāng)保存電源比靈敏度更重要的情況下可以存儲(chǔ)較少的數(shù)據(jù)。一般，當(dāng)妗號(hào)可能部分被遮蓋時(shí)靈敏度就更重要些，當(dāng)有豐富的電源(例如，汽車電池)提供時(shí)保存電源就不太重要。該存儲(chǔ)器46存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)的尋址受到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)集成電路48的控制。GPS信號(hào)的下變頻使用頻率合成器38完成，頻率合成器38為變頻器42提供本振信號(hào)39，正如下面進(jìn)一步討論的。注意在這段時(shí)間中(當(dāng)抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46被填入來自視野中衛(wèi)星的數(shù)字化GPS信號(hào)時(shí))DSP微處理器32可以保持在低功耗狀態(tài)。RF到IF變頻器42以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器44一般只打開很短的一段時(shí)間，足夠采集并存儲(chǔ)偽距離計(jì)算所需的數(shù)據(jù)即可。在數(shù)據(jù)采集完成之后，這些轉(zhuǎn)換器電路關(guān)閉或者通過受控電源線21b和21c將功率降低(存儲(chǔ)器46繼續(xù)得到全功率)，這樣在實(shí)際的偽距離計(jì)算過程中不貢獻(xiàn)附加的功耗。然后，在一個(gè)實(shí)施例中使用通用、可編程數(shù)字信號(hào)處理器IC32(DSP)進(jìn)行偽距離計(jì)算，例如備州儀器公司(TexasInstruments)的TMS320C30集成電路。在進(jìn)行這種計(jì)算之前，這個(gè)DSP32由微處理器26以及電路36通過受控電源線21e置于激活電源裝態(tài)。這個(gè)DSP32不同于一些遠(yuǎn)端GPS單元中使用的其它類型，比較專門定制的數(shù)字信號(hào)處理IC而言，它是通用的而且可編程的。此外，DSP32使利用快速傅立葉變換(FFT)算法成為可能，通過在本地產(chǎn)生的參考和接收信號(hào)之間快速完成大量的相關(guān)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)非常快速的偽距離計(jì)算。一般，需要2046個(gè)這樣的相關(guān)，以完成每個(gè)接收的GPS信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)搜索?？焖俑盗⑷~變換算法允許對(duì)所有這樣的位置進(jìn)行同時(shí)以及并行的搜索，這樣就可以將所需的計(jì)算過程加速到常規(guī)方法的10倍到100倍。一旦DSP32對(duì)每個(gè)視野中衛(wèi)星完成為偽距離計(jì)算，在一個(gè)發(fā)明的實(shí)施例中，它將這個(gè)信息通過互連總線33發(fā)送到微片量器26。此時(shí)微處理器26可以通過向電池和電源管理器電路36發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)使DSP32和存儲(chǔ)器46再次進(jìn)入低功耗狀態(tài)。然扣為了最后的位置計(jì)算，微處理器26利用調(diào)制解調(diào)器22在數(shù)據(jù)鏈路16上向基站10發(fā)送偽距離數(shù)據(jù)。除了偽距離數(shù)據(jù)，可以同時(shí)向基站10發(fā)送時(shí)間標(biāo)記，表示從在緩存器46中采集初始數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈路16發(fā)送的時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間標(biāo)記提高了基站進(jìn)行位置計(jì)算的能力，因?yàn)樗试S在數(shù)據(jù)采集時(shí)間計(jì)算GPS衛(wèi)星位置。作為一種可選的方案，根據(jù)上述方法上，DSP32可以計(jì)算遠(yuǎn)端單元的位置(例如，緯度、經(jīng)度或緯度、經(jīng)度和高度)并將這個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到微處理器26，后者類似地將這個(gè)數(shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器22中繼到基站10。在這種情況下，通過DSP維持從衛(wèi)星數(shù)據(jù)消息接收到緩存器數(shù)據(jù)采集開始時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間來減輕位置計(jì)算。這樣改善了遠(yuǎn)端單元進(jìn)行位置計(jì)算的能力，因?yàn)樗试S在數(shù)據(jù)采集時(shí)刻進(jìn)行GPS衛(wèi)星位置的計(jì)算。如圖1A所示，在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制解調(diào)器22使用單獨(dú)的天線24通過數(shù)據(jù)鏈路16發(fā)送和接收消息。應(yīng)該理解的是，調(diào)制解調(diào)器22包括一個(gè)通信接收機(jī)和一個(gè)通信發(fā)射機(jī)，交替耦合到天線24。類似地，基站10可以使用單獨(dú)的天線14發(fā)送和接收數(shù)據(jù)鏈路消息，因此允許在基站10通過GPS天線12連續(xù)地接收GPS信號(hào)。如所希望的，在典型的例子中，DSP32中的位置計(jì)算將需要少于幾秒的時(shí)間，根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46中的數(shù)據(jù)量以及DSP或幾個(gè)DSP的速度而定。從上面討論中可以清楚的是，如果來自基站10的位置計(jì)算命令不太頻繁，遠(yuǎn)端單元20只需要將其高功耗電路激活一小段時(shí)間?？梢灶A(yù)期的是，在至少很多情況下，這種命令只會(huì)使遠(yuǎn)端設(shè)備在大約1％或更少的時(shí)間內(nèi)激活到它的高功耗狀態(tài)。這樣就允許電池工作到其它可能會(huì)達(dá)到的時(shí)間長度的100倍。執(zhí)行電源管理操作所必須的程序命令存儲(chǔ)在EEPROM28或其它合適的存儲(chǔ)介質(zhì)中。這種電源管理策略對(duì)于不同的供電環(huán)境都是可接受的。例如，當(dāng)主電源可用時(shí)，位置確定可以連續(xù)地進(jìn)行。如上所示，數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46捕獲對(duì)應(yīng)于相當(dāng)長時(shí)間的記錄。這種使用快速卷積方法的大塊數(shù)據(jù)的有效處理為本發(fā)明提供了以低接收電平處理信號(hào)的能力(例如，當(dāng)由于建筑物、樹木等的部分遮蓋造成接收較差時(shí))。所有可見GPS衛(wèi)星的偽距離都使用這種同樣緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。在信號(hào)幅度快速變化情況(例如城市遮蓋條件下)下，相對(duì)于連續(xù)跟蹤GPS接收機(jī)，這就提供了改善的性能。圖1B中所示的一個(gè)稍微不同的實(shí)現(xiàn)無需微處理器26及其外設(shè)(RAM30和EEPROM28)而且用更復(fù)雜的FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)49內(nèi)所包含的附加電路來替換它們的功率。在這種情況下，F(xiàn)PAG49，一個(gè)低功率器件，用于當(dāng)通過到連19檢測(cè)到調(diào)制解調(diào)器22的激活時(shí)醒DSP32a芯片?；ミB19將調(diào)制解調(diào)器連接到DSP32a以及FPGA19。當(dāng)喚醒DSP芯片32a時(shí)，它直接從調(diào)制解調(diào)器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)/DSP32a也通過它的互連18執(zhí)行功率控制操作，互連18連接到電池和電源管理器以及開關(guān)36，為電路36提供電源開/關(guān)命令。DSP32a根據(jù)諸如圖7所示的電源管理方法，通過互連18提供給電路36的電源開/并命令，選擇性地打開電源或降低不同器件的功率。電路36接收這些命令并選擇性地為不同器件提供電源(或降低功率)。電路36通過互連17喚醒DSP36通過選擇性地通過可控電源線21a、21b、21c、21d以及21f中所選的一個(gè)進(jìn)行電源切換，從而選擇性地為不同器件提供電源。因此，例如，為了給變頻器42和轉(zhuǎn)換器44提供電源，可以通過線路21b和21c給這些轉(zhuǎn)換器提供電源。類似地，調(diào)制解調(diào)器的電源通過可控的電源線21f提供。低頻晶振47連接到存儲(chǔ)器和電源管理FPGA49。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器和電源管理FPGA49包含一個(gè)包括低頻振蕩器47的低功率定時(shí)器。當(dāng)FPGA49定時(shí)器超時(shí)時(shí)，F(xiàn)PGA49就通過互連17向DSP32a發(fā)送喚醒信號(hào)，然后DSP32a就通過向電池和電源管理器以及電源開關(guān)電路36提供電源開/關(guān)命令來喚醒其它電路。其它電路通過電路36控制之下的可控電源線21a、21b、21c、21d以及21f上電，以便進(jìn)行位置運(yùn)算(例如確定諸如偽距離或緯度及經(jīng)度之類的位置信息)。位置運(yùn)算之后，DSP32A復(fù)位FPGA定時(shí)器并降低其本身的功率，電路36也根據(jù)圖7所示的方法降低其它器件的功率。應(yīng)該理解的是，電池或多個(gè)電池通過受存儲(chǔ)器及電源管理FPGA49以及DSP32a控制的電源線為所有功率可控的電路提供電源。也應(yīng)該理解的是，不是直接通過控制到器件的電源線(例如21b)來降低功率，而是通過對(duì)該器件發(fā)信令(如圖1B中所示的通過互連17的DSP32a的情況)減少功率或喚醒至全功率，來減少器件所消耗的功率；當(dāng)一個(gè)器件，例如一個(gè)集成電路，具有控制該器件的功率狀態(tài)的輸入時(shí)，而且該器件具有控制功率消耗所必須的內(nèi)部邏輯(例如，降低該器件不同邏輯模塊的功率的邏輯)時(shí)，這就常常是可能的。存儲(chǔ)器及電源管理FPGA49提供存儲(chǔ)器控制和管理，包括數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)換器44存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器46時(shí)或當(dāng)DSP器件32a從存儲(chǔ)器46中讀數(shù)據(jù)時(shí)的尋址操作。如果必要的話，F(xiàn)PGA49也可以控制諸如存儲(chǔ)器刷新之類的其它存儲(chǔ)器功能。圖1C表示根據(jù)本發(fā)明的GPS移動(dòng)單元的另一個(gè)實(shí)施例，包括很多與圖1A和1B所示的GPS移動(dòng)單元相同的器件。此外，圖1C中所示的GPS移動(dòng)單元包知電源管理器77，連接它以便從多個(gè)電池81以及可選的外部電源輸入83和太陽能電池79接收功率。電源管理器77在可控電源線的控制下為所有電路提供電源，可控電源線由圖1C中所示的DSP芯片32a和存儲(chǔ)器及電源管理FPGA49進(jìn)行管理。太陽能電池79可以使用常規(guī)的充電技術(shù)對(duì)那些電池充電。除了對(duì)電池充電以外，太陽能電池79也可以對(duì)GPS移動(dòng)單元提供電源。在圖1C所示的實(shí)施例中，F(xiàn)PGA49通過互連75對(duì)DSP芯片32a提供喚醒信號(hào)；這個(gè)信號(hào)使DSP芯片架到全功率，以便進(jìn)行為DSP芯片32a所描述的各種功能。DSP芯片也可以通過來自調(diào)制解調(diào)器22的外部命令激活到全功率狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器22通過互連19直接連接到DSP芯片。圖1C也表示了本發(fā)明的一個(gè)特性，即允許GPS移動(dòng)單元為保存電源而折衷靈敏度。正如這里所描述的，GPS移動(dòng)單元的靈敏度可以通過增加存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器46中的緩存GPS信號(hào)量來增加。通過采集并數(shù)字化更多的GPS信號(hào)并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器46中可以實(shí)現(xiàn)。盡管這種增加的緩存造成了更多的功耗時(shí)，但改善了GPS移動(dòng)單元的靈敏度。這種增加靈敏度模式可以通過GPS單元上的功率模式開關(guān)85來選擇，該開關(guān)連接到總線19為DSP芯片32a提供進(jìn)入增加靈敏度模式的命令。還可以通過采集較少的GPS信號(hào)的抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)并藉此在存儲(chǔ)器46中存儲(chǔ)較少量的GPS信號(hào)實(shí)現(xiàn)選擇性地使這個(gè)功率模式開關(guān)85向DSP芯片32a發(fā)送保存更多的電源并提供較低靈敏度的命令。應(yīng)該理解的是，這個(gè)功率模式選擇也可以通過從基站向調(diào)制解調(diào)器22發(fā)送一個(gè)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)，調(diào)制解調(diào)器22再通過互連19向DSP芯片32a傳遞這個(gè)命令。移動(dòng)GPS單元的RF到IF頻率變換器以及數(shù)字化系統(tǒng)的一個(gè)代表性例子示于圖2A。1575.42MHz的輸入信號(hào)通過限帶濾波器(BPF)50以及低噪聲放大器(LNA)52傳遞并發(fā)送到頻率轉(zhuǎn)換級(jí)。這級(jí)中所用的本振(LO)56被鎖相(通過PLL58)到2.048MHz(或其諧波分量)的溫補(bǔ)晶振(TCXO)60上。在優(yōu)選的實(shí)施例中，LO頻率是1531.392MHz，即2991×0.512MHz。所產(chǎn)生的IF信號(hào)以44.028MHz為中心。這個(gè)IF是所需要的，因?yàn)榻咏?4MHz的低成本器件有供應(yīng)。特別是，電視應(yīng)用中用得很多的聲表面波濾波器(SAW)是很容易得到的。當(dāng)然，可以使用其它的限帶器件，而不是SAW器件。接收的GPS信號(hào)在混頻器54中與LO信號(hào)混頻，產(chǎn)生IF信號(hào)。這個(gè)IF信號(hào)通過SAW濾波器64，精確限帶到2MHz帶寬，然后送到I/Q下變頻器68，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成接近基帶(標(biāo)稱4kHz中心頻率)。這個(gè)下變頻器的本振頻率從2.048MHz的TCXO60得到，為1.024MHz的43次諧波，即44.032MHz。I/Q下變頻器68一般是有供貨的RF器件。它通常由兩個(gè)混頻器和低通濾器組成。在這種情況下，一個(gè)混頻器的輸入口饋入IF信號(hào)和LO信號(hào)，另一個(gè)混頻器的輸入口饋入相同的IF信號(hào)和相移了90°的LO信號(hào)。兩個(gè)混頻器的輸出被低通濾波以消除反饋和其糨失真成分。如圖2A所示，如果需要，放大器62和66可以在限帶操作之前和之后使用。I/Q下變器68的兩個(gè)輸出送入兩個(gè)匹配的A/D變換器44，以2.048MHz對(duì)該信號(hào)抽樣。另一種實(shí)現(xiàn)用比較器(未示出)代替A/D變換器44，其中每一個(gè)根據(jù)輸入信號(hào)的極性輸出數(shù)據(jù)的二值(1比特)序列。熟知的是這種方法相對(duì)于多電平A/D變換器會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)靈敏度損失大約1.96dB。但是，使用比較器而不是A/D變換器，而且在隨后的抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46中減少對(duì)存儲(chǔ)器的需求會(huì)節(jié)省相當(dāng)多的成本。下變頻器和A/D系統(tǒng)的另一種實(shí)現(xiàn)示于圖2，其中使用了帶通抽樣方法。所使用的TCXO70在頻率4.096MHz處(或者其諧波)。TCXO的輸出可以用作A/D變換器44(或比較器)的抽樣時(shí)鐘，用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換到1.028MHz。這個(gè)頻率是4.096MHz的11次諧波與輸入IF頻率44.028MHz之差。所產(chǎn)生的1.028MHzIF接近四分之一抽樣速率，已知這在最小化抽樣類型失真上是近乎理想的。與圖2A中的I/Q抽樣相比，這種單個(gè)抽樣器提供了一個(gè)數(shù)據(jù)信道而不是兩個(gè)，但是速率加倍了。此外，數(shù)據(jù)實(shí)際上是在1.028MHz的IF處。然后，通過將要描述的隨后處理中的數(shù)字裝置實(shí)現(xiàn)I/Q頻率轉(zhuǎn)換到接近0MHz。圖2A和2B中的裝置在成本和復(fù)雜度上都是可以比擬的；通常器件的供貨決定了優(yōu)選的方法。但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員很顯然的是，可以使用其它接收機(jī)配置實(shí)現(xiàn)類似的結(jié)果。為了簡化如下的討論，下面假設(shè)使用圖2A聽I/O抽樣而且抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46包括2.048MHz的兩個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)信道。DSP32中執(zhí)行的信號(hào)處理的細(xì)節(jié)可以在圖3流程圖以及圖4A、4B、4C、4D和4E中圖示的幫助下理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，執(zhí)行要描述的信號(hào)處理用的機(jī)器碼、或其它合適的碼存儲(chǔ)在EPROM34中。其它非易失存儲(chǔ)器件也可以使用。該處理的目的是針對(duì)本地產(chǎn)生的波形確定接收波形的定時(shí)。此外，為了實(shí)現(xiàn)高靈敏度，要處理很長一段的這種波形、一般是100毫秒到1秒。為了理解該處理，第一個(gè)應(yīng)該注意的是每個(gè)接收的GPS信號(hào)(C/A模式)由高速(1MHz)重量的1023個(gè)符號(hào)的偽隨機(jī)(PN)模式構(gòu)造，通常稱為“切普”。這些“切普”組成了圖4A中所示的波形。這個(gè)模式上還加上了從衛(wèi)星以50波特發(fā)送的低速數(shù)據(jù)。所有這些數(shù)據(jù)以在2MHz帶寬內(nèi)測(cè)量的很低信噪比接收。如果對(duì)載波頻率和所有數(shù)據(jù)率的確知達(dá)到了很高的精度，而且沒有數(shù)據(jù)出現(xiàn)，那么通過連續(xù)幀彼此相加，可以很大地改善信噪比并大大減少數(shù)據(jù)。例如，在1秒時(shí)間內(nèi)有1000個(gè)PN幀。第一個(gè)這樣的幀可以相干地加到下一幀，其結(jié)果再加到第三幀，等等。結(jié)果將是持續(xù)1023個(gè)切普的一個(gè)信號(hào)。然后可以將這個(gè)序列的相位與本地參考序列相比較，確定兩個(gè)之間的相對(duì)定時(shí)，因此建立所謂偽距離。上述處理必須從抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46中存儲(chǔ)的同樣一組接收數(shù)據(jù)中對(duì)視野中的每個(gè)衛(wèi)星分別進(jìn)行，因此，一般來自不同衛(wèi)星的GPS信號(hào)具有不同的多普勒頻移而且PN模式彼此不同。因此載波頻率的未知可能由于信號(hào)多普勒不確定造成超過5kHz、以及由于接收機(jī)本振不確定造成附加的未知量這個(gè)事實(shí)，上述處理就變得很困難。這些多普勒不確定性在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過從同時(shí)監(jiān)視來自視野中衛(wèi)星的所有GPS信號(hào)的基站10發(fā)送這樣的信息來去除。因此，就在遠(yuǎn)端站20中避免了多普勒搜索。本振的不確定性也通過使用基站到遠(yuǎn)端站的通偏信信號(hào)而執(zhí)行的AFC操作而大大減少(到大約50Hz)，如圖6所示。疊加在GPS信號(hào)上的50波特?cái)?shù)據(jù)的出現(xiàn)還限制PN幀的相干相加不超過20毫秒的周期。即，在數(shù)據(jù)符號(hào)反轉(zhuǎn)進(jìn)一步限制處理增益之前，幾乎有20幀可以相干相加。附加的處理增益可以通過匹配濾波和幀幅度(或幅度的平方)相加來實(shí)現(xiàn)，如下面段落所樣述的。圖3的流程圖在步驟100開始，來自基站10的一個(gè)命令啟動(dòng)GPS處理操作(在圖3中稱為“定位命令”)。這個(gè)命令包括，通過通信鏈路16發(fā)送視野中每個(gè)衛(wèi)星的多普勒頻移以及這些衛(wèi)星的標(biāo)識(shí)。在步驟102，遠(yuǎn)端單元20通過頻率鎖定到從基站10發(fā)送的信號(hào)來計(jì)算它的本振漂移。另一種方法是利用遠(yuǎn)端單元中的質(zhì)量很好的溫補(bǔ)晶振。例如，控制TCXO，所謂DCXO，目前可以實(shí)現(xiàn)的精確度是0.1個(gè)百萬分之一，或?qū)τ贚1GPS信號(hào)大約150Hz的差錯(cuò)。在步驟104，遠(yuǎn)端單元的微處理器26打開接收機(jī)前端42、模數(shù)轉(zhuǎn)換器44以及數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46的電源，并采集C/A碼持續(xù)K個(gè)PN幀的數(shù)據(jù)的抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)，這里K一般為100到1000(相對(duì)于100毫秒到1秒的持續(xù)時(shí)間)。當(dāng)足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)采集完之后，微處理器26關(guān)閉RF到IF變頻器42和A/D轉(zhuǎn)換器44。然后如下計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星的偽距離。首先，在步驟106，為了處理給定GPS衛(wèi)星信號(hào)，從EPROM34獲取相應(yīng)的偽隨機(jī)碼(PN)。正如所簡單討論的，優(yōu)選的PN存儲(chǔ)格式實(shí)際上是這個(gè)PN碼的傅立葉變換，每1023個(gè)PN比特以2048個(gè)抽樣的速率抽樣。抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46中的數(shù)據(jù)以N個(gè)連續(xù)PN幀塊處理，即2048N個(gè)復(fù)抽樣塊(N-般是范圍5到10中的整數(shù))。類似的操作在每塊上進(jìn)行，如圖3底部循環(huán)(步驟108-124)所示。即，這個(gè)循環(huán)對(duì)于要處理的每個(gè)GPS信號(hào)執(zhí)行總共K/N次。在步驟108，塊的2048N個(gè)數(shù)據(jù)字乘以一個(gè)復(fù)指數(shù)，去掉信號(hào)載波上的多普勒效應(yīng)，以及接收機(jī)本振漂移的影響。為了說明起見，假設(shè)從基站10發(fā)送的多普勒頻率加上本振偏稱對(duì)應(yīng)于feHz。那么，該數(shù)據(jù)的左乘取函數(shù)e-j2πfenT的形式，n＝+(B-1)×2048N，這里T＝1/2.048MHz是抽樣周期，塊號(hào)B的范圍從1到K/N。然后，在步驟110，塊內(nèi)鄰組的N(一般為10)幀數(shù)據(jù)彼此相干相加。即，抽樣0，2048，4096，...2048(N-1)-1加在一起，然后1，2049，4097...2048(N-1)加在一起，等等。此時(shí)，該塊只包含2048個(gè)復(fù)抽樣。每個(gè)求和運(yùn)算所產(chǎn)生的波形在4個(gè)PN幀情況下的例子示于圖4B。這個(gè)求和運(yùn)算可以認(rèn)為是一種在快速卷積運(yùn)算之前進(jìn)行的預(yù)處理運(yùn)算。然后，在步驟112-118，每個(gè)平均的幀經(jīng)過一次匹配濾波運(yùn)算，其目的是確定包含在該數(shù)據(jù)塊中的所接收的PN碼和本地產(chǎn)生的PN參考信號(hào)之間的相對(duì)定時(shí)。同時(shí)，也補(bǔ)償了抽樣次數(shù)上的多普勒效應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用諸如在某種意義上用于執(zhí)行循環(huán)卷積的快速傅立葉變換算法這樣的快速卷積運(yùn)算可以大大加速這些運(yùn)算，如現(xiàn)在所描述的。為了簡化討論，開始忽略了上述多普勒補(bǔ)償。要執(zhí)行的在本運(yùn)算是將正處理的塊(2048個(gè)復(fù)抽樣)內(nèi)數(shù)據(jù)與本地存儲(chǔ)的類似的參考PN塊相比較，該比較實(shí)際上通過將該數(shù)據(jù)塊的每個(gè)元素(復(fù))乘以該參考的相應(yīng)元素并將結(jié)果求和。這個(gè)比較稱為“相關(guān)”。但是，單個(gè)相關(guān)只能針對(duì)該數(shù)據(jù)塊的一個(gè)特定開始時(shí)間來完成，而存在2048種可能提供較好匹配的位置。對(duì)于所有可能的開始位置的所有相關(guān)運(yùn)算的集合被稱為“匹配濾波”運(yùn)算。在優(yōu)選的實(shí)施例中需要完全匹配濾波運(yùn)算。PN塊的其他時(shí)間通過將PN參考循環(huán)移位并重復(fù)執(zhí)行相同的運(yùn)算來檢測(cè)。即，如果PN碼被標(biāo)為p(0)P(1)...P(2047)，那么循環(huán)移位一個(gè)抽樣得到p(1)P(2)...P(2047)p(0)。這個(gè)修改的序列檢測(cè)確定該數(shù)據(jù)塊是否包含以p(10開始的PN信號(hào)。類似地，該數(shù)據(jù)塊可能以抽樣p(2)，p(3)，等等開始，而且每個(gè)都可以通過將參考PN循環(huán)移位并重復(fù)執(zhí)行該檢測(cè)來測(cè)定。應(yīng)該很明確的是完整的測(cè)試集應(yīng)該需要2048×2047＝4,194,304次運(yùn)算，每次需要一次復(fù)數(shù)乘法和加法。可以使用一種更有效的數(shù)學(xué)上等效的方法，利用快速傅立葉變換(FFT)，只需要大約12×2048次復(fù)數(shù)乘法以及兩倍的加法數(shù)目。在這種方法中，在步驟112，對(duì)該數(shù)據(jù)塊和PN塊進(jìn)行FFT。在步驟114，該數(shù)據(jù)塊的FFT乘以該參考的FFT的復(fù)共軛，并在步驟118對(duì)其結(jié)果進(jìn)行逆傅葉變換。這樣得到的最終數(shù)據(jù)長度為2048，包含該數(shù)據(jù)塊和該P(yáng)N塊對(duì)所有可能位置的相關(guān)集合。每個(gè)前向或逆FFT運(yùn)算需要P/2log2P次運(yùn)算，這里P是正在轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的大小(假設(shè)使用2-基FFT算法)。對(duì)于B＝2048這種情況，每個(gè)FFT需要11×1024次復(fù)數(shù)乘法。但是，如果PN序列的FFT預(yù)存在EPROM34中，正如在優(yōu)選的實(shí)施例中那樣，那么就不需要在濾波過程中計(jì)算FFT了。因此前向FFT、逆FFT以及FFT的乘積的復(fù)數(shù)乘法總數(shù)為(2×11+2)×1024＝24576，比直接相關(guān)節(jié)省了171倍。圖4C說明了這種匹配濾運(yùn)算所產(chǎn)生的波形。本發(fā)明的優(yōu)選方法是使用在1023切普的PN周期上取2048個(gè)數(shù)據(jù)抽樣這樣的抽樣速率。這就允許使用長度為2048的FFT算法。已知是2或4的方冪的FFT算法一般比其它大小更有效(而且2048＝211)。因此，這樣選擇抽樣速率就大大提高處理速度。優(yōu)選的是FFT的抽樣數(shù)等于一個(gè)PN幀的抽樣數(shù)，這樣可以實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)难h(huán)卷積。即，這種情況允許對(duì)PN碼的所有循環(huán)移位版本測(cè)試該數(shù)據(jù)塊，如上面所討論的。如果FFT的大小選擇為與一個(gè)PN幀長度不同的抽樣數(shù)，那么可以使用另一類方法，在本領(lǐng)域稱為“重疊存儲(chǔ)”或“重疊相加”。這些方法大約需要上述優(yōu)選實(shí)現(xiàn)的計(jì)算數(shù)目的兩倍。本領(lǐng)域的計(jì)算人員應(yīng)該清楚的是可以如何通過使用各種提供快速卷積運(yùn)算的不同長度的FFT算法以及各種抽樣速率來修改上述過程。此餐，一組快速卷積算法的存在，也具有需要的計(jì)算數(shù)與Blog2B，而不是直接相關(guān)中所需的B2成比例的特性。很多這種算法在標(biāo)準(zhǔn)參考書中列舉，例如，H.J.Nussbaumer，”FastForuierTransformandConvolutionAlgorithms，”NewYork，Springer-Verlag，C1982。這種算法的重要例子是Agarwal-Cooley算法、拆分嵌套算法、遞歸多項(xiàng)式嵌套算法，以及Winograd-Fourier算法，前三種用于進(jìn)行卷積，后一種用于進(jìn)行傅立葉變換。這些算法可以用于替換上面提出的優(yōu)選方法?，F(xiàn)在解釋步驟116中所使用的時(shí)間多普勒補(bǔ)償方法。在優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，由于接收GPS信號(hào)上的多普勒效應(yīng)以及本振不穩(wěn)的影響，所使用的抽樣速率可能不精確地對(duì)應(yīng)于每PN幀2048個(gè)抽樣。例如，已知多普勒頻移可能產(chǎn)生±2700納秒/秒的延遲誤差。為了補(bǔ)償這種效應(yīng)，在上述描述中處理的數(shù)據(jù)塊需要進(jìn)行時(shí)間移位以便補(bǔ)償這個(gè)誤差。例如，如果所處理的塊大小對(duì)應(yīng)于5個(gè)PN幀(5毫秒)，那么從一塊到另一塊的時(shí)間移位可能是±13.5納秒。較小的時(shí)間稱位是由于本振的不穩(wěn)定造成的。這些稱位可以通過將連續(xù)數(shù)據(jù)塊時(shí)移單個(gè)數(shù)據(jù)塊所需的時(shí)間移位的倍數(shù)來補(bǔ)償。即，如果每塊的多普勒時(shí)間移位是d，那么這些塊被時(shí)間移位nd，n＝0，1，2，....。一般來說，這些時(shí)間移位是一個(gè)抽樣的幾分之一。使用數(shù)字信號(hào)處理方法直接執(zhí)行這些運(yùn)算會(huì)包括使用非整數(shù)的信號(hào)插值方法而且會(huì)產(chǎn)生很高的計(jì)算負(fù)擔(dān)。另一種方法是本發(fā)明的優(yōu)選方法，在快速傅立葉變換函數(shù)中加入該處理。眾所周知d秒的時(shí)間移位等效于將一個(gè)函數(shù)的傅立葉變換乘以e-j2πfd，這里f是頻率變量。因此，時(shí)間移位可以通過將數(shù)據(jù)塊的FFT，對(duì)于n＝0，1，2，...，1023就乘以e-j2πnd/Tf，對(duì)于n＝1024，1025，...，2047就乘以e-j2π(n-2048)d/Tf，這里Tf是PN幀長度(1毫秒)。這個(gè)補(bǔ)償只對(duì)與FFT處理有關(guān)的處理時(shí)間增加了大約8％。該補(bǔ)償分成兩半，以便保證相位補(bǔ)償在過0Hz時(shí)的連續(xù)性。在匹配濾波運(yùn)算完成之后，在步驟120計(jì)算該塊的復(fù)數(shù)的幅度、或幅度平方。哪一種選擇都幾乎工作得很好。這個(gè)運(yùn)算去掉了50Hz數(shù)據(jù)相位翻轉(zhuǎn)(如圖4D所示)以及剩下的低頻載波誤差的影響。然后將2048個(gè)抽樣的塊加前面塊的求和上，在步驟122處理。步驟122可以認(rèn)為是后處理運(yùn)算，在步驟112-118所提供的快速卷積運(yùn)算之后進(jìn)行。一直持續(xù)到所有K/N個(gè)塊都處理完畢，如步驟124的判決模塊所示，此時(shí)只乘下2048個(gè)抽樣的一個(gè)塊，從中可以計(jì)算偽距離。圖4E說明了求和運(yùn)算之后所得到的波形。偽距離確定在步驟126進(jìn)行。搜索本地計(jì)算的噪聲電平之上的一個(gè)峰值。如果找到了這樣的一個(gè)峰值，那么它相對(duì)于該塊開始出現(xiàn)的時(shí)間就代表了與特定PN碼及相關(guān)GPS衛(wèi)星有關(guān)的偽距離。在步驟126使用了一個(gè)插值程序?qū)ふ以摲逯档奈恢?，其精確度大于與抽樣速率(2.048MHz)相關(guān)的精度。該插值程序依賴于遠(yuǎn)端接收機(jī)20的RF/IF部分中使用的預(yù)帶通濾波。質(zhì)量好的濾波器會(huì)得到近似三角形、底部寬度等于4個(gè)抽樣的一個(gè)峰值。在這種情況下，在減去平均幅度(為了去掉DC基線)之后，最大的兩個(gè)幅度可以用于更精確地確定峰值位置。假設(shè)這些幅度被標(biāo)為Ap和Ap+1，不失一般性，這里Ap≤Ap+1，p是峰值幅度的索引。那么該峰值相對(duì)于與Ap對(duì)應(yīng)的位置可以通過這個(gè)公式提供峰值位置＝p+Ap/(Ap+AP+1)。例如如果Ap＝Ap+1，那么找到峰值位置是p+0.5，即，兩個(gè)抽樣索引中間的位置。在一些情況下，帶通濾波可能在該峰值附近，而且三點(diǎn)多項(xiàng)式插值可能更合適。在前面的處理中，用于門限的本地噪聲參考可以在去掉幾個(gè)最大的這種峰值之后，通過將最后平均的塊中的所有數(shù)據(jù)平均來計(jì)算。一旦找到偽距離，就在步驟128以類似的方法對(duì)視野中的另一個(gè)衛(wèi)星繼續(xù)該處理，除非所有這種衛(wèi)星都處理完畢。對(duì)所有這種衛(wèi)星的處理完成之后，處理在步驟130繼續(xù)，將偽距離數(shù)據(jù)通過通信鏈路16發(fā)射到基站10，在這里進(jìn)行遠(yuǎn)端站的最后位置計(jì)算(假設(shè)使用方法3)。最后，在步驟132，將遠(yuǎn)端站20的大部分電路置于低功耗狀態(tài)，等待新的命令執(zhí)行另一次位置運(yùn)算?，F(xiàn)在提供上面描述的、并在圖3中表示的信號(hào)處理的概要。來自一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)使用遠(yuǎn)端GPS單元上的天線在遠(yuǎn)端GPS單元接收。這些信號(hào)被數(shù)字化并存儲(chǔ)在遠(yuǎn)端GPS單元的緩存器中。這些信號(hào)存儲(chǔ)之后，處理器進(jìn)行預(yù)處理、快速卷積處理、以及后處理運(yùn)算。這些處理運(yùn)算包括a)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分成連續(xù)塊序列，每塊的持續(xù)時(shí)間等于包含在GPS信號(hào)中的偽隨機(jī)(PN)碼的幀周期的倍數(shù)。b)對(duì)于每一塊，進(jìn)行預(yù)處理步驟，通過將連續(xù)的數(shù)據(jù)子塊—子塊持續(xù)時(shí)間等于一個(gè)PN幀—相干相加產(chǎn)生長度等于偽隨機(jī)碼周期長度的壓縮數(shù)據(jù)塊；這個(gè)加法步驟意味著每個(gè)子塊相應(yīng)的抽樣號(hào)彼此相加。c)對(duì)于每個(gè)壓縮塊，利用快速卷積技術(shù)進(jìn)行匹配濾波運(yùn)算，確定包含在數(shù)據(jù)塊內(nèi)的所接收的PN碼與本地產(chǎn)生的PN參考信號(hào)(例如，正處理的GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)序列)之間的相對(duì)定時(shí)。d)通過在所述匹配濾波運(yùn)算結(jié)果上進(jìn)行幅度平方運(yùn)算以及對(duì)其進(jìn)行后處理確定偽距離，后處理是通過將幅度平方數(shù)據(jù)塊加到一起產(chǎn)生一個(gè)峰值，從而將所有塊的幅度平方數(shù)據(jù)合并成一個(gè)單數(shù)據(jù)塊。以及e)使用數(shù)字插值方法精度地定位所述單數(shù)據(jù)塊的峰值，這里的位置是數(shù)據(jù)塊的開始到所述峰值的距離，而且該位置代表了對(duì)應(yīng)于正處理的偽隨機(jī)序列的GPS衛(wèi)星的偽距離。一般，處理緩存的GPS信號(hào)中使用的快速卷積技術(shù)是快速傅立葉變換(FFT)，而且卷積的結(jié)果由計(jì)算壓縮塊的前向變換和預(yù)存儲(chǔ)的偽隨機(jī)序列前向變換表示的乘積，以便產(chǎn)生一個(gè)第一結(jié)果，然后進(jìn)行第一結(jié)果的逆傅立變換恢復(fù)該結(jié)果來產(chǎn)生。而且，多普勒所引起的時(shí)延和本振所引起的時(shí)間誤差的影響在每個(gè)壓縮數(shù)據(jù)塊上進(jìn)行補(bǔ)償，方法是在前向和逆快速傅立葉變換運(yùn)算之間插入壓縮塊的前向FFT與一個(gè)復(fù)指數(shù)的乘積，該復(fù)指數(shù)對(duì)應(yīng)于抽樣號(hào)的相位被調(diào)整為對(duì)應(yīng)于該塊所需的延遲補(bǔ)償。在前面的實(shí)施例中，來自每個(gè)衛(wèi)星的GPS信號(hào)的處理時(shí)間上順序時(shí)行，而不是并行的。在另一個(gè)實(shí)施例中，來自所有視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)可以用并行方式及時(shí)地處理。假設(shè)基站10對(duì)所有要處理的以及范圍上與遠(yuǎn)端單元20足夠接近的衛(wèi)星有共同的視野，這樣可以避免與C/APN碼的重復(fù)周期有關(guān)的模糊性。90英里的范圍將滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。也假設(shè)基站10具有GPS接收機(jī)和很好的地理位置，這樣視野中的所有衛(wèi)星可以被連續(xù)地跟蹤到很高精度。盡管幾處所描述的基站10的實(shí)施例表明在基站中使用諸如計(jì)算機(jī)這樣的數(shù)據(jù)處理單元是為了為移動(dòng)GPS單元計(jì)算諸如緯度和經(jīng)度這樣的位置信息，但是應(yīng)該理解每個(gè)基站10可以僅將從移動(dòng)GPS單元接收的諸如偽距離這樣的信息中繼到實(shí)際執(zhí)行緯度和經(jīng)度計(jì)算的中央單元或幾個(gè)中央單元。用這種方式，可以通過從每個(gè)中繼基站中去掉數(shù)據(jù)處理單元及其有關(guān)的器件來減少這些中繼基站的成本和復(fù)雜性。一個(gè)中央單元，可能包括接收機(jī)(例如電信接收機(jī))以及數(shù)據(jù)處理單元及其有關(guān)器件。特別是，在某些實(shí)施例中，基站可能是虛擬的，它可能是向遠(yuǎn)端單元發(fā)送多普勒信息的衛(wèi)星，這樣就可以在傳輸服務(wù)小區(qū)中去掉基站。圖5A和5B表示根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)基站實(shí)施例。在圖5A所示的在站中，GPS接收機(jī)501通過GPS天線501a接收GPS信號(hào)。可能是常規(guī)GPS接收機(jī)的GPS接收機(jī)501提供一個(gè)定時(shí)參考信號(hào)，一般其定時(shí)相對(duì)于GPS信號(hào)，并且提供相對(duì)于視野中衛(wèi)星的多普勒信息。這個(gè)GPS接收機(jī)501連接到一個(gè)接收定時(shí)參考信號(hào)510的標(biāo)準(zhǔn)本振505上，并將其本身相位鎖定到這個(gè)參考上。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)本振505具有一個(gè)提供給調(diào)制器506的輸出。該調(diào)制器506也從該GPS移動(dòng)單元視野中的每個(gè)衛(wèi)星接收多普勒數(shù)據(jù)信息信號(hào)及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息信號(hào)511。調(diào)制器506將多普勒及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息調(diào)制到從標(biāo)準(zhǔn)本振505接收的本振信號(hào)上，以便為發(fā)射機(jī)503提供調(diào)制的信號(hào)513。發(fā)射機(jī)503通過互連514連接到數(shù)據(jù)處理單元502，這樣數(shù)據(jù)處理單元可以控制發(fā)射機(jī)503的操作，以便產(chǎn)生通過發(fā)射機(jī)的天線503a向GPS移動(dòng)單元的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的發(fā)送，例如多普勒信息。用這種方式，GPS移動(dòng)單元可以接收多普勒信息，其信息源是GPS接收機(jī)501，而且也可以接收高精度本振載濾信號(hào)，用于校準(zhǔn)GPS移動(dòng)單元中的本振如圖6所示。圖5A中所示的基站也包括接收機(jī)504，連接它以便通過通信天線504a從遠(yuǎn)端站或GPS移動(dòng)單元接收通信信號(hào)。應(yīng)該理解的是天線504a可能與發(fā)射機(jī)天線503a是同一天線，這樣一個(gè)單個(gè)天線可以按照常規(guī)方式即可用于發(fā)射機(jī)也可用于接收機(jī)。接收機(jī)504連接到可能是常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元502。處理單元502也可以包括一個(gè)互連512，從GPS接收機(jī)511接收多普勒及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息。這些信息可以用于處理通過接收機(jī)504從移動(dòng)單元接收的偽距離信息或其它信息。這個(gè)數(shù)據(jù)處理單元502連接到可能是常規(guī)CRT的顯示設(shè)備508。該數(shù)據(jù)處理單元502也連接到海量存儲(chǔ)器件507，其中包括GIS(地理信息系統(tǒng))軟件(例如，StrategicMapping，Inc.OfSantaClara，California的AtlasGIS)，用于在顯示器508上顯示地圖。使用顯示器地圖，移動(dòng)GPS單元的位置可以相對(duì)于所顯求援地圖在顯示器上表示出來。圖5B所示的另一種基站包括很多與圖5A所示相同的元件。但是，不是從GPS接收機(jī)得到多普勒及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，而是圖5B的基站包括多普勒及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息源552，用常規(guī)方式從電信鏈路或無線鏈路得到。這個(gè)多普勒及/或衛(wèi)星信息通過互連553傳輸?shù)秸{(diào)制器506。圖5B所示的調(diào)制器506的另一個(gè)輸入是來自諸如銫頻標(biāo)本振這樣的參考質(zhì)量本振的振蕩器輸出信號(hào)。這個(gè)參考本振551提供精確的載波頻率，多普勒及/或其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息調(diào)制在其上，然后通過發(fā)射機(jī)503發(fā)射到移動(dòng)GPS單元。圖6表示本發(fā)明的GPS移動(dòng)單元的一個(gè)實(shí)施例，使用了通過類似于圖1A所示的天線24的信道天線601接收的精確載波頻率信號(hào)。天線601連接到調(diào)制解調(diào)器602，類似于圖1A中的調(diào)制解調(diào)器22，而且這個(gè)調(diào)制解調(diào)器602連接到自動(dòng)頻率控制電路603，該電路鎖定到這里根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所描述的基站發(fā)送的精確載波頻率信號(hào)上。自動(dòng)頻率控制電路603提供一個(gè)輸出604，一般在頻率上鎖定到精確載波頻率上。這個(gè)信號(hào)604通過比較器605與GPS本振606經(jīng)過互連608的輸出比較。比較器605所執(zhí)行的比較結(jié)果是一個(gè)誤差糾正信號(hào)610，提供給頻率合成器609。用這種方法，頻率合成器609提供質(zhì)量較高的、校準(zhǔn)的本振信號(hào)，通過互連612送到GPS下變頻器614。應(yīng)該理解的是通過互連612提供的信號(hào)類似于圖1A中互連39提供給變頻器42的本振信號(hào)；而且，變頻器42類似于連接到GPS天線613接收GPS信號(hào)的GPS下變頻器614。在另一個(gè)實(shí)施例中，比較器605所執(zhí)行的比較結(jié)果可能通過互連610a輸出，作為DSP器件620的誤差糾正，該DSP類似于圖1A所示的DSP芯片32。在這種情況下沒有誤差糾正信號(hào)610提供給頻率合成器609。自動(dòng)頻率控制電路可以用多種常規(guī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括鎖相環(huán)或頻率跟蹤環(huán)或塊相位估計(jì)器。圖7表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源管理的特定序列。應(yīng)該理解的是有多種本領(lǐng)域已知的方法可用于降低功率。這些包括將提供給同步的、時(shí)序器件的時(shí)鐘變慢以及對(duì)特定部件完全關(guān)閉電源或者關(guān)掉一個(gè)部件的某部分電路而保留其它的。例如，應(yīng)該理解到鎖相環(huán)和振蕩器電路需要啟動(dòng)及穩(wěn)定時(shí)間，因此設(shè)計(jì)者可能不會(huì)決定完全(或者根本上)對(duì)這些部件掉電。圖7所示的例子在步驟701開始，系統(tǒng)的各個(gè)部件在其中初始化并置于降低功率狀態(tài)?；蛘咧芷谛缘鼗蛘咴陬A(yù)定的一段時(shí)間之后，調(diào)制解調(diào)器22中的通信接收機(jī)要返回全功率，以便確定是否有從基站10發(fā)送的命令。在步驟703出現(xiàn)這種情況。如果在步驟705接收了來自基站單元的定位信息請(qǐng)，那么調(diào)制解調(diào)器22就在步驟707提示電源管理電路。此時(shí)，調(diào)制解調(diào)器22中的通信接收機(jī)或者可以關(guān)閉一段預(yù)定時(shí)間或者關(guān)閉、隨后再周期性地打開，這在步驟709中表示。應(yīng)該理解的是通信接收機(jī)可能保持在全功率狀態(tài)而不是此時(shí)關(guān)閉。然后，在步驟711，電源管理電路通過打開變頻器42和模數(shù)轉(zhuǎn)換器44的電源，將移動(dòng)單元的GPS接收機(jī)部分返回到全功率；如果頻率振蕩器38也掉電，此時(shí)將這個(gè)部件上電并返回全功率并允許一段穩(wěn)定時(shí)間。然后，在步驟713，包括部件38、42和44的GPS接收機(jī)接收GPS信號(hào)。這個(gè)妗號(hào)緩存在當(dāng)GPS接收機(jī)在步驟711返回全功率時(shí)也返回全功率的存儲(chǔ)器46中。在抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)信息采集完畢之后，在步驟717，GPS接收機(jī)返回低功率狀態(tài)；這一般包括降低變頻器42和轉(zhuǎn)換器44的功率，同時(shí)將存儲(chǔ)器46保持在全功率。然后在步驟719，處理系統(tǒng)返回到全功率；在一個(gè)實(shí)施例中，這要包括給DSP芯片32全功率；但是應(yīng)該理解的是如果DSP芯片32也提供電源管理功能，如圖1C所示的實(shí)施例情況，那么DSP芯片32一般要在步驟707返回全功率。在圖1A所示的實(shí)施例中，微處理器26進(jìn)行電源管理功能，該處理系統(tǒng)，例如DSP芯片32可以在步驟719返回全功率。在步驟721，GPS信號(hào)根據(jù)本發(fā)明的方法處理，例如圖3所示。然后，在GPS信號(hào)的處量完畢之后，該處理系統(tǒng)被置于低功率狀態(tài)，如步驟23所示(除非該處理系統(tǒng)也為如上所示的控制電源管理)。然后，在步驟725，調(diào)制解調(diào)器22中的通信發(fā)射機(jī)返回全功率以便在步驟727將處理的GPS信號(hào)發(fā)回基站10。在處理的GPS信號(hào)一一例如偽距離信息或糾度和經(jīng)度信息—發(fā)送完之后，在729，通信發(fā)射機(jī)返回低功率狀態(tài)，而且在步驟731電源管理系統(tǒng)等待一段時(shí)間的延遲，例如一段預(yù)定的時(shí)間。這段延遲之后，調(diào)制解調(diào)器22中的通信接收機(jī)返回全功率以便確定是否有從基站發(fā)送的請(qǐng)求。盡管本發(fā)明的方法和裝置已經(jīng)參考GPS衛(wèi)星進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解該概念可以同等地應(yīng)用于使用偽星或衛(wèi)星和偽星結(jié)合的定位系統(tǒng)。偽星是地基發(fā)射機(jī)，它廣播調(diào)制在L波段載波信號(hào)上的PN碼(類似于GPS信號(hào))。一般同步于GPS時(shí)間。每個(gè)發(fā)射機(jī)可以指定一個(gè)唯一的PN碼，以便使遠(yuǎn)端接收機(jī)能夠識(shí)別。偽星在不能提供來自軌道衛(wèi)星的GPS信號(hào)的情況下很有用，例如隧道、礦井、建筑物或其它封閉區(qū)域。這里使用的術(shù)語“衛(wèi)星”意圖包括偽星或偽星的等同物，而且這里使用的術(shù)語GPS信號(hào)意圖包括來自偽星或偽星等同物的GPS類型的信號(hào)。在前面的討論中，發(fā)明參考全美全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)方面的應(yīng)用來描述。但是，顯然這些方法可以同等地用于類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，而且特別是RussianGlonass系統(tǒng)。Glonass系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)的主要區(qū)別是不同衛(wèi)星的發(fā)射是通過使用略微不同的載波頻率，而不是使用不同的偽隨機(jī)碼來彼此區(qū)別的。在這種情況下，實(shí)際上前面描述的所有電路和算法都可以使用，除了當(dāng)處理新的衛(wèi)星發(fā)射時(shí)使用不同的指數(shù)因子來預(yù)處理數(shù)據(jù)。這個(gè)運(yùn)算可以與圖3中方框108中的多普勒校正運(yùn)算結(jié)合，而不需要任何附加的處理運(yùn)算。在這種情況下只需要一個(gè)PN碼，因此去掉模塊106。這里使用的術(shù)語“GPS”包括這些其它的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括RussianGlonass系統(tǒng)。盡管圖1A、1B和1C表示了處理數(shù)字信號(hào)的多個(gè)邏輯模塊(例如圖1A中的46、32、34、36、30、28)，但是應(yīng)該理解的是這些模塊中的一些或全部是集成在一個(gè)單片集成電路上的，同時(shí)還保持了這種電路的DSP部分的可編程性。這樣一種實(shí)現(xiàn)可能對(duì)于低功率和成本敏感的應(yīng)用很重要。應(yīng)該理解的是圖3中的一個(gè)或幾個(gè)運(yùn)算可以由硬件邏輯完成，以便增加整體的處理速度，同時(shí)保持DSP處理器的可編程性。例如，模塊108的多普勒校正功能可以由專用硬件完成，放置在數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器46和DSPIC32之間。在這種情況下，圖3中的所有其它軟件功能可以由DSP處理器來實(shí)現(xiàn)。而且，幾個(gè)DSP可以一起在一個(gè)遠(yuǎn)端單元中使用，提供更高的處理能力。也會(huì)理解的是可以采集(抽樣)多組GPS數(shù)據(jù)信號(hào)幀并如圖3所示處理每一組，同時(shí)考到每組幀采集之間的時(shí)間。已經(jīng)建立了一個(gè)演示系統(tǒng)，作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)例子，驗(yàn)證這里描述的方法和算法中的運(yùn)算，并且顯示了使用這些方法和算法可能帶來的靈敏度的改善。該演示系統(tǒng)包括GECPlesseySemiconductors的GPS天線和RF下變頻器，后面跟一個(gè)GageAppliedSciencesInc.的數(shù)字化緩存板。天線和下變頻器執(zhí)行圖1A的功能38、40、42和44，數(shù)字化緩存執(zhí)行圖1A的功能44、46和48。在IBMPC兼容機(jī)上使用運(yùn)行在Window95操作系統(tǒng)下的Pentium微處理器執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理。這樣仿真DSP芯片32和存儲(chǔ)器外圍器件34的功能。來自視野中衛(wèi)星的多普勒信息作為信號(hào)處理程序的輸入提供給信號(hào)處理軟件，用以仿真調(diào)制解調(diào)器和微處理器22、24、25、26的功能。這個(gè)演示系統(tǒng)的算法使MAYLAB編程語言開發(fā)。在各種阻塞情況下得到的真實(shí)GPS信號(hào)上進(jìn)行了大量測(cè)試。這些測(cè)試已經(jīng)驗(yàn)證該演示系統(tǒng)的靈敏度性能實(shí)際上超過了幾種同時(shí)測(cè)試的商用GPS接收機(jī)。附錄A提供了這些測(cè)試中使用的MATLAB機(jī)器碼的詳細(xì)清單并且作為本發(fā)明的快速卷積運(yùn)算的一個(gè)例子(例如圖4)。在前面說明中，發(fā)明已經(jīng)參考其特定示范實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，顯然的是可以在不背離所附權(quán)利要求中提出的發(fā)明更寬泛的精神和范圍的情況下，對(duì)此進(jìn)行各種修正和變更。因此該說明和附圖被認(rèn)為是說明性的而不是限制意義的。附錄A<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[function{sv，prange，snrin，snrout，svdoppler，outdata}＝　　gps(filename，srate，codes，doppler，no_pred，samplerange)％，％function％{sv，prange，snrin，snrout，svdoppler，outdata}＝gps(filename，srate，codes，doppler，％no_pred，samplerange)％％N.KrasnerFeb.20，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117％％Thisfunctionprocessesdigitizeddataandprovidespseudorangesasoutputs％togetherwithotherstatisticalquanitites，asdescribedbelow.％％Datatobeprocessedisstoredinafilenamedfilename′.％％ThisfunctionworksondatafromGagedigitizerateithersamplerate％3×2.048MBz(ifsrate＝＝0)oratsamplerate6×2.048MBz(ifsrate＝＝1).％whereitisassumedthatIFis35.42-(1400/45)＝4.308889MBz.％Thefollowingaredefinitionsofinputsandoutputsoftheroutine％％CodesaretheSVnumbers；ifcodes＝0，thenallcodeswillbeused；％％Doppler＝{dopper(1)doppler(2)...doppler(n)span}，specifiesthemean％dopplerofeachofthensatelliteplusaspantobesearchedover；ifspan％ismissingor＝0)，thensearchisonlydoneatthespecifieddopplers％Analgorithmisusedtoselectthequantizationsizeofdopplersteps.％Insomecasesevenifspanisnonzero，onlyonedopplerfrequencypersatellite％willbeused.Thesearchrangeis＝soanrelativetoeachdoppler.％％nopredisnumberofpredetectionframes％％Alldatainthefileisprocesaed′ifsamplerangeisdeleted.Bowever，if％itispresentitistwovalueandhasthenotation％samplerange＝{lower_index，upper_index}；％Iftheseindicesarenotwithinrangeofthatprovidedinthegagefile％thenanerrormessageisprovided.％％Defaultsareifdopplerhasonlyonevalue，then′doppler_spanwillbezero％ifno_postdisnotspecified，thenalldatawillbeused％ifno_predisnotspecified，thenpredwillbesetto9％ifno_predisspecified，thenno_postdmustbespecified％％Cutputsarecodenumbers，pseudrenges，gnrsandbestdoppler％withthepseudorangesexpressedinnsecandsnrsindB.％Asignalpeakmustexceed15dBthresholdfordetection.An％interpolationalgorithmisusedtodeterminesignalpeaklocation.％Ifnocodesarefound，thethereturnedfunctionwillbeellzerog.％％Cutdataisavectorofsize2048thatrepresentstheoutputoignalplus％noiseafterpostdetectionintegrctionforeachdotectedDatellitevehicle，％forthebestdoppler.Thisdatnwadusedtofindpseudoranges％％％％％------------------------------------------------------------％％％％％Firstopenthefileandfindthebuffersizeandindicesto％process，whichmaybealldataifnotspecifiedininputargumenzs{filevals，rate}＝gageopen(filename}；buffsize＝filevals(3)；％zotalnumberofsamplesinfileifnargin＝＝6，　　lower_index＝samplerange(1)；upper_index＝samplerenge(2)；　　ifupper_index＞buffsize-1，　　error(′Samplerangeisoutofbounds′)；　　endelse，　　lower_index＝0；upper_index＝buffsize-l；end％％％％-----------------------------------------------------------------％％％％Nowfindnumberofdopplerbins；thecenterofthesebinsare％calleddoppsandtheyarereferencedtothecenteroftheinputdopplersiflength(doppler)＝＝length(codes)，span＝＝0；elseiflength(doppler)＝＝length(codes)+1，　　span＝doppler(length(codes)+1)；else，　　error(′Lengthofdopplervectormusteguallengthofcodes，or1more′)；endifopen＜0，error(′Spanmustbegreaterthanzero)；endifsrate＝＝0，s_per_frame＝6；else，s_per_frcme＝12；endifnargin＝＝3，no_pred＝min(9，fix(buffsize/(1024*s_per_frame)))；endno_postd＝fix(buffsize/(no_pred*1024*s_per_frame))；ifno_pred＜1，error(′Numberofpredetectionframesmustbeatleast1)；endifno_postd＜1，error(′Numberofpostdetectionfrcmesmustbeatleast1)；enddeltaf＝(1/3)*1000/no_pred；％yieldsabout1.5dBlosswhichismadeup　?。orstcasebytwoindependentdetectionsfor　　％whentruefreqismidwaybetweenbinsifspcn＜deltaf，　　dopps＝0；％noneedtoquantizedopplerelse.　　dopps＝{0-deltaf-span}；　　dopps＝sort({doppsdeltafdeltafspan))；end％％％---------------------------------------------------------------％％％％NowgettheFFTofcodesandputtheminamatrixofsizelength(codes)X2048ifcodes＝＝0，codes＝128；end　　％searchallcodesinthiscasecodearray＝zeros(length(codes)，2048)；fork＝1length(codes)，　　codearray(k，)＝gps_resampled(codes(k))；end％％％---------------------------------------------------------------％％％％InthefollowingweinputdatainblocksequaltoanumberofPN％framesequaltono_pred.Forexampleifno_pred＝7，thethenumber％ofnamplesfromthegageis2048*3*7＝43008，nothatinthiscase％afull4Hbytecollectionwouldtakeabout93iterations.Each％iterationthenperformsthepredsummation，cross-correlation，mag-％squaredoperationandsurmationwithpreviousblocksforalldopplers％andellsatellitevehiclesspecified.blocksize＝1024*s_per_frame*no_pred；start＝lower_index-blocksize；lc＝length(codes)；ld＝length(dopps)；prdeta＝zeros(lc*ld，2048)；no_blocks＝fix((buffsize-10*s_per_frame)/blocksize)；％extra60or120samples　　％foroverlap-saveallowsimpulseresponseto　?。?0or120；seeif_2_basem-fileforn＝1no_blocks，start＝start+blocksize；{data，count}＝gageread(filevals，start，blocksize+10*s_per_frame)；data＝if_2_base{data，srate)；％Convertsdatatobasebandanddecimatesto　　％2.048MBzdata＝data(2120+2048*no_pred)；％rejectedgeeffectdata(overlapssavefork＝1lc，％IterateoverSV　　ref＝codearray(k，)；％codetobeusedforSVcode(k)　　ford＝11d，％Iterateoverdopplers　　df＝doppler(k)+dopps(d)；　　rdata＝data.*exp(-j*2*pi*df*{02048*no_pred-1}/2.04Be6)；　　rdata＝sum(reshape(rdata，2048，no_pred)′)；％doespredsummation　　rdata＝fft(rdata).*ref；％doesmatchedfilter　?。ompensatefortimeslipperblockwhichisfdopp/totimestime　?。otingthatfdoop/foisdopplertimeslippersecond　　timeslip＝le-3*no_pred*df/1575.42e6；　　phase＝exp(-j*2*pi*timeslip*(n-1)*{01024}*1e3)；　　rdata(11025)＝rdata(11025).*phase；　　rdata(10262048)＝rdata(10262048).*conj(phage(1024-12))；　　rdata＝ifft(rdata)；　　rdata＝real(rdata).*2+imag(rdata).*2；％magnitude　　prdata((k-1)*1d+d，)＝prdata((k-1)*1d+d，)+rdata；　　end　　endend％％％---------------------------------------------------------------％％％sv＝{}；，prange＝{}；，snrin＝{}；snrout＝{}；svdopper＝{}；outdate＝{}；％Nowwelookforpeaksexceedingthresholdfork＝11c，％lookatallSV′sanddopps　　z＝prdata((k-1)*1d+{11d}，)；％datamatrixforsvakandalldopplero　　z＝z-mean{mean(z))；　　noise＝sqrt(mean(mean(z.*2)))；％coarsenoiserms　　threshold＝5.7*noise；　?。ieldspfalessthan1e-4perusingall　?。?Bav′sand10doppleraperSV　　indt＝find(z＜threshold)；　　noise＝sqrt(mean(mean(z(indt).*2}))；％refinednoisegettingridofsignal　　d＝z+0.2*max(mrotate(x，-1)，mrotate(2，1))；％detectionotat.elimincting　?。icketfenceproblem　　{maxd，indd}＝max(d)；％indnmaxandlocationforcachdoppler{maxsv，indsv}＝max(maxd)；％findglobalpeakforthissv　　ifmaxsv＞threshold，％thenwedetectthissv　　r＝(maxsv/noise)*2；％peaktonoiseawayfrompeak　　snin＝sqrt(r/(no_pred*2*no_postd))；％snrinviaN.Kanalysis　　snrin＝{snrin10*log10(snin))；　?。owfindsnroutatpeak　　snout＝(no_pred*2*no_postd)*snin*2/(1+2*no_pred*snin)；％viaN.Kanal.　　snrout＝{snrout10*log10(snout)}；　　sv＝{svcodes(k)}；　　d＝z(indsv，)；％dataforbestdoppler　　outdata＝{outdatad}；　　svdoppler＝{svdopplerdoppler(k)+dopps(indsv)}；％bestdoppler　　ind0＝indd(indsv)；％bestsampleforbest　　inds0＝{ind0-4ind0+4}；％blockof9datasamplesaboutind0；　　ninds＝find(inds0＜＝0)；　　pinds＝find(inds0＞2048)；　　iflength(ninds)＞0，％keepdatatointerpolatewithinrange　　inds0(ninds)＝inds0(ninds)+2048；　　elseiflength(pinds)＞0，　　inds0(pinds)＝inds0(pinds)-2048；　　end　　dint＝interp(d(inds0)，10)；％gotorate20MBz　　dint＝interp(dint，10)；％gotorate200MBz　　dint＝interp(dint，5)；％gotorate1GBz　　{amax，imax}＝max(dint)；％findmax　　indmax＝min(find(dint＞0.8*amax))；％maxabove80％　　tmax＝ind0+(indmax-2001)/500；％pseudorangeinsamples　　iftmax＞＝2048，　　tmax＝tmax-2048；　　elseiftmax＜0，　　tmax＝tmax+2048；　　end　　tmax＝tmax*500；％pseudorangeinunitsofnsec　　prange＝{prangetmax}；　　endendiflength(sv)＝＝0，％thentherewerenodetections　　sv＝0；prenge＝0；snrin＝0；snrout＝0；svdoppler＝0；outdata＝0；endfclose(′all′)；functiony＝gpscodcs(num)％y＝gpscodes(num)％％N.FrasnerJan.22，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117％％Returnsdll1023bitcodesassociatedwithsatelliteinan％arrayyofsize37×1023.Eachrowisthecodeossociated％withthesatellitehavingthecorrespondingIDnumber.That％isrow1isthePll(Gold)codeofaetellite1，etc.％％Ifnumisspecifiedthenonlyonecodewiththatnumberin％returnedy1＝pngen({3，10}，1023，ones(1，10)}；y2＝pngen({2，3，6，8，9，10}，1023，ones(1，10))；delays＝{5，67，8，17，18，139，140，141，251，252，254，255，255，257，258}；delays＝(delays，469，470，471，472，473，474，509512，513，514，515，516}；delays＝{delays，859860861862863950947948950}；ifnargin＝＝0，fork＝1length(delays)，y(k，)＝xor(y1，rotate(y2，deleys(k)))；endelse，y＝xor(y1，rotate(y2，delays(num)))；endfunctionz＝gps_rsmp(codcnumber)％％N.KrasnerFeb.16，1996％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117％％ReturnstheresampledFouriertransformofspedified1023bit％GPScode，resempledtoatrate2048kBzendweighted％witha*sinc*functiontoemulatethetronsformofthe％sequencesconsistingofagetofsguarepulses，which％isideallybandpassfilteredtothefirstnulls(＝1023kBz).％％Ifcodenumberis0，thenallgpscodesarereturnedinamatrix％ofsize37×2048.％％Thetransforneddatacontainsrealandimaginarycomponents％eachofwhichisroundedto4bitsignedintegersintherange％{-7，7).ThisistheformstoredinEPROM.Thisquanitization％minimizesrequiredstorage，butresultsinnegligiblelossof％performance.％％Asinthefunctiongpscodes，thereturnedvaluecontains37％rowseachcorrespondingtothecorrespondingGPScode(row1％containscode1，etc.)ifallcodesarerequested.Eachrowis％oflength2048and，asstatedabovecontainscomplexwordswhose％compomentsareintegersintherange{-15，15}.％％Notethatthisfunctioncallsthefunctiongpscodestocreate％thevariousGoldcodes.ifcodenumber＝＝0，　　y＝gpscodes；else，　　y＝gpscodes(codenumber)；end％returnsmatrix37×1023ofGPScodesy＝2*y-1；％convertto＝lifcodenumber＝＝0，z＝zeron(37，2048)；fork＝137，　　fyl＝fft(stretch(y(k，)，2))；　　fyll＝{fyl(11024).*sinc({01023}/1023)00}；　　fyll＝{fyllfyl(10252045).*sinc({1022-11}/1023)}；　　z(k，)＝conj(fyll)；％needconjuqateformatchedfilterendelse，　　fyl＝fft(stretch(y，2))；　　fyll＝{fyl(11024).*sinc({01023}/1023)00}；　　fyll＝{fyllfyl(10252046).*sinc({1022-11}/1023)}；　　z＝conj(fyll)；％needconjugateformatchedfilzerendendz＝round(z/20)；％sincemaxis171.9butfewvaluesareabove140rz＝min(real(z)，7)；rz＝max(rz，-7)；％limitrangeiz＝min(imag(z)，7)；iz＝max(iz，-7)；％limitrangez＝rz+j*iz；functiondata_out＝if_2_basc(data_in，ratc)％data_out＝if_2_base(data_in)％％N.KrasnerFeb.20，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117％％％Ifrateismissingorequals0，thentheinputrateisessumed％tobe3*2048kBz.Ifrateequals1，thenitis6*2048kBz.％％ConvertsdatafromGAGEdigitizersampledateither3*2048kBz％or6*2048kBzwithIF6.144MBz(3*2.048)centeredat％35.42-(1400/45)＝4.308889MBztoacomplex(I，Q)stream％ofdatawithsamplerate2.048MBzcenteredat0％frequency(nominally).Thisroutinedoesnotcompenactefor％anydopplershiftsonSV′s，noranyLOdrifts.Notethattheoutput％datalengthiseither1/3or2/3thatoftheinput.ifnargin＝＝1，rate＝0；endifreq＝35.42-(1400/45)；％inMBzifrate＝＝0，％casewheresamplerateis3*2048kBz　　srate＝3*2.048；％inMBz％samplerateforGAGE　　{u，v)＝size(data_in)；ifu＞v；data_in＝data_in′；end；ld＝length(data_ln)；　　c＝exp(-j*2*pi*{01d-1}*ifreq/srate)；％LO　　dataout＝data_in.*c；cleardata_inc％convertto0　　h＝firl(50，.9/3.072)；　　data_out＝filter(h，l，data_out)；％filterto＝1MBz　　dataout＝dataout(131d)；％decimatetoyield2.048MBzsrateelse，％casewheresamplerateis6*2048kBz　　srate＝6*2.048；％inMBz　{u，v}＝size(data_in)；ifu＞v；data_in＝data_in*}oncld＝length(data_in)；　　　c＝exp(-j*2*pi*{01d-1}*ifreq/srate)；％LO　　dataout＝data_in.*c；cleardcta_inc％convertto0　　h＝firl(100，.9/6.144)；　　data_out＝filter(h，1，data_out}；％filtertoalMBz　　data_out＝data_out(161d)；％dectmetetoyieid2.049MBzsratefunctiony＝mrotatc(x，m)％y＝mrotate(x，m)；matrixrotationbymunits％％N.KrasnerFeb.20，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117m＝round(m)；m＝rem(m，1x)；ifm＞0，　　y＝{x(，1x-m+11x)x(，11x-m)}；elseifm＜0，　　y＝{x(，1-m1x)x(，1-m)}；else，　　y＝x；endfunctiony＝pagen(taps，npts，fill)％pngen(taps，npts，fill)％％N.KrasnerFeb.13，1995.％ONormanF.Krasner，SanCarlos，CA.94070％％PNGENgenerates*npts*numberofpointsofthepsuedorandom％sequencedefinedbyashiftregisteroflengthnwithfeedbacktaps％′tapsandinitialfill′fill′.PN(npts，taps，fill)returnsa％vectoroflengthnptscontainingthissequence.％Atypicalexample{1，6，8，14}forR14，fill＝{1zeros(1，13)}％％Ifasinglenumberisgivenin*taps*itisinterpretedas％theoctalvaluespecifyingthetaps，asinPetersonandWeldon.For％exampieacode2767(octal)＝010111110111.Wedeletetheleading0％togetthepolynomeal10111110111.Thefeedbacxtapsfor′thiscase％arefoundbyignoringthefirstoneandchoosingtheremaining-ones*％togetposition.Forthiscasethetapsarethus234568910.iflength(taps)＝＝1，　　taps＝sprintf(′％.0f′，taps)；ntaps＝{}；　　iftaps(1)＝′1′，ntaps＝{1}；　　elseiftaps(1)＝＝′2′，ntaps＝{10}；　　elseiftaps(1)＝＝′3′，ntaps＝{11}；　　elseiftaps(1)＝＝′4′，ntaps＝{100}；　　elseiftaps(1)＝＝′5′，ntaps＝{101}；　　elseiftaps(1)＝＝′6′，ntaps＝{110}；　　elseiftap0(1)＝＝′7′，ntaps＝{111}；　　endfork＝2lengzh(taps)　iftaps(k)＝＝′0′，ntaps＝{ntaps000}；　　　elseiftaps(k)＝＝′1′，ntaps＝{ntaps001}；　　elseiftaps(k)＝＝′2′，ntaps＝{ntaps010}；　　elseiftaps(k)＝＝′3′，ntaps＝(ntaps011}；　　elseiftaps(k)＝＝′4′，ntaps＝{ntaps100}；　　elseiftaps(k)＝＝′5′，ntaps＝{ntaps101}；　　elseiftaps(k)＝＝′6′，ntaps＝{ntaps110}；　　elseiftaps(k)＝＝′7′，ntaps＝(ntaps111}；　　end　　end　　ntaps(1)＝{}；　　taps＝find(ntaps)；endn＝max(taps)；ifnargin＜＝2，fill＝{1zeros(1，n-1)}；endifnargin＝＝1，npts＝(2^n)-1；endy＝zeros(1，npts)；x＝zeros(1，n)；x＝fill(length(fill)-11)；fori＝1npts　　y(i)＝x(n)；　　x＝{rem(sum(x(taps))，2)，x(1n-1)}；endfunction{file_vals，sample_rate}＝gageopen(filename)％Readgageformattedfile，withparticularnumberofsamples％function{file_vals，sample_rate}＝gageopen(filename)％％B.wilsonJan.13，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117file_vals(1)＝fopen(filename，′r′}；{sample_rate，sample_depth，head_vals，operation_mode}＝rdgghead(file_vals(1))；file_vals(2)＝operation_mode；file_vals(3)＝sample_depth；file_vals(46)＝head_vals(13)function{buf，count}＝gagcrcad(file_vals，start，numsamplcs)％Readgageformattedfile，withparticularnumberofsamples％function{buf，count}＝gageread(file_vals，start，numscples)％B.WilsonJan.13，1996.％OPrecisionTracking，Inc.，SanJose，CA.95117％files_vals％1-fileid％2-operation_mode-if＝1；fileismemoryimageinterleavesample_depthlong；＝2memoryimage％3-sample_depth％ns2＝numsamples/2；fid＝file_vals(1)；if(filevals(2)＝＝2)　　buf＝zeros(numsamples，1)；　　fresult＝fseek(fid，512+start，-1)；％movetorequestedpointindataportionoffile　　{buf，count}＝fread(fid，numsamples，′uchar′)；else　　buf＝zeros(ns2，2)；　　fresult＝fseek(fid，512+(start/2)，-1)；％movetorequestedpointindataportionoffile　　{buf(，1)，cl}＝fread(fid，ns2，′uchar′)；　　fresult＝fseek(fid，512+(start/2)+file_vals(3)，-1)；％movetoBANKB，portionofmemoryimage　　{buf(，2)，c2}＝fread(fid，ns2，′uchar′)；　　count＝c1+c2；　　buf＝reshape(buf′，numsamples，1)；end％buf＝buf-128；function{sample_rate，sample_depth，head_vals，operation_mode}-rdgghead(fid)％Readgageformattedheader％B.WilsonJan.13，1996.％OPPrecisionTr-acking，Inc.，SanJose，CA.95117％％％％sample_rate＝{1，2，5，10，20，50，100，200，500，1000，2000，5000，10000，20000，50000}；sample_rate_table＝{1，2，4，5，10，12.5，20，25，30，40，50，60，100，120，125，150，200，250}；％fresult＝fseek(fid，0，-1)；％rewindthefile％tmp＝fread(fid，14，′char′)；s＝setstr(tmp′)；％fresult＝fseek(fid，16，-1)；％movetonamevariabletmp＝fread(fid，9，′char′)；sname＝setstr(tmp′)；％fresult＝fseek{fid，287，-1)；％movetoindextosampleratetablevariablesample_rate_index＝fread(fid，1，′int16′)；if(sample_rate_index＝＝42)％42is′external　　sample_rate＝-1；else　　sample_rate＝sample_rate_tabie(sample_rate_index-17)；end％fresult＝fseek(fid，289，-1)；％movetoindextooparetionmodeveriablecperstion_mode＝fread(fid，1，′int16′)％％if(operation_mode＝＝1)％％sample_rate＝sample_rete/2；％％end％fresult＝fseek(fid，301，-1)；％movetosample_depthvariablesample_depth＝fread(fid，1，′int32′)if(operation_mode＝＝1)　　sample_depth＝sample_depth/2％seemslikea′bug′tome　　if(sample_depth＝＝4194304)　　sampledepth＝sampledepth/2　　endend；％fresult＝fseek(fid，313，-1)；％movetostarting_addressheadvals＝fread(fid，3，′int32′)；％fresult＝fseek(fid，339，-1)；％move′tosample_depthvariableresolution_12_bits＝fread(fid，1，′int16′)；％fresult＝fseek(fid，345，-1)；％moveto/sample_|depth|variaglesample_cffset＝fread(fid，1，′int16′)；％fresult＝fseek(fid，349，-1)；％movetosample_depthvariablesample_bits＝fread(fid，1，′int16′)；functiony＝rotatc(x，q)％y＝rotate(x，q)％Rotatesvectorbyqplaces％N.KrasnerNow.28，1995.％ONormanKrasoer，SanCarlos，CA.94070％Ifqisdeletedthisrotatesavectorbyinterchangingthefirstandlasthalf％ofthevector.Ifthevectorisoddinlengththemidpointis％placedatthebeginningofthenewvector.％％Ifqispresentand＞0thisrotatesthevectorxrightbyqpositions；e.g.％ifx＝{11010}，thenrotate(x，2)yieldsy＝{10110}.Ifqis＜0then％thisrotatesxtotheleft.{m，n}＝size(x)；mn＝max(m，n)；ifnargiz＞1，q＝rem(q，mn)；endifm＞1；n＞1，error(′Thisfunctionworksonlyforvectors，notmatrices.′)；endifm＞1，x＝x′；endifnargin＝＝1，　　ifrem(mn，2)＝＝0，　　pivot＝1+mn/2；　　elsepivot＝(mn+1)/2；　　end　　y＝(x(pivotmn)x(1pivot-1)}；elseifabs(q)＞0，　　ifq＜0，q＝q+mn；end％fixforshiftsleft　　y＝(x(mn-q+1mn)x(1mn-q))；elsey＝x；　　endendifm＞1，y＝y(tǒng)′；endfunctionr＝sinc(x)％z＝sinc(x)％N.KrasnerApril21，1991％ONormanKrasner，SanCarlos，CA.94070％％Definitionsinc(x)＝sin(pi*x)/(pi*x)，wherexisavector/matrix.％sinc(x)＝1ifx＝0ind1＝find(x＝＝0)；ind2＝find(x-＝0)；z＝x；x(ind1)＝ones(1，length(ind1))；x(ind2)＝sin(pi*x(ind2))./(pi*x(ind2))；z()＝x；functionr＝strctch(signal，pcriod)％functionz＝stretch(signal，period)％％N.KrasnerMarch12，1995％ONormanKrasner，SanCarlos，CA.94070％Thisfunctionstretchsasignalbyreplacingeachelement％withmidenticalelements；misspecifiedby*period.*{u，v}＝size(signal)；ifu＞1&amp;v＞1error(′Thisfunctionworksonlyforvectorinputs.′}；endifu＞1，signal＝signal′；enda＝ones(period，1)*signal；z＝a()′；z＝conj(z)；ifu＞1，z＝conj(z′)；endfunctiony＝xor(a，b)；％functiony＝xor(a，b)；％Exclusiveor，termbyterm，oftwovectors％N.KrasnerJune13，1994％ONormanKrasner，SanCorlos，CA.94070y＝(a&amp;-b)|(b&amp;-n)；]]></pre>權(quán)利要求1.在全球定位衛(wèi)星(GPS)接收機(jī)中確定偽距離的方法，包括使用連接到下變頻器的天線從一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星接收GPS信號(hào)，所述GPS信號(hào)包括偽隨機(jī)序列；在數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器中緩存所接收的GPS信號(hào)；在數(shù)字信號(hào)處理器中處理為一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星緩存的GPS信號(hào)，通過將緩存數(shù)據(jù)分成一系列連續(xù)塊，持續(xù)時(shí)間等于包含在GPS信號(hào)中的偽隨機(jī)(PN)碼的多個(gè)幀周期，對(duì)于每一塊，通過將數(shù)據(jù)的連續(xù)子塊加在一起產(chǎn)生長度等于偽隨機(jī)碼周期時(shí)間的壓縮數(shù)據(jù)塊，所述子塊的持續(xù)時(shí)間等于一個(gè)PN幀，這樣每個(gè)子塊相應(yīng)的抽樣號(hào)彼此相加；對(duì)于每個(gè)壓縮塊，進(jìn)行壓縮塊數(shù)據(jù)與正處理的GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)序列(PRS)的卷積，所述卷積使用快速卷積算法完成，所述卷積產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果；在每個(gè)所述卷積產(chǎn)生的結(jié)果上進(jìn)行幅度平方運(yùn)算，產(chǎn)生幅度平方數(shù)據(jù)；通過將這種幅度平方數(shù)據(jù)塊加在一起，將所有塊的所述幅度平方數(shù)據(jù)合成一個(gè)單一數(shù)據(jù)塊，這樣從卷積來的每個(gè)幅度平方的相應(yīng)抽樣號(hào)就彼此相加；而且使用數(shù)字插值方法高精確度地找到所述單個(gè)數(shù)據(jù)塊的峰值位置，這里的位置是從數(shù)據(jù)塊開始到所述峰值的距離，而且該位置代表對(duì)應(yīng)于正處理的PRS的GPS衛(wèi)星的偽距離。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是快速傅立葉變換(FFT)，而且該卷積的結(jié)果通過計(jì)算PRS前向變換的預(yù)存表示與所述壓縮塊的前向變換的乘積產(chǎn)生，以此得到第一結(jié)果，然后進(jìn)行所述第一結(jié)果的逆變換以便恢復(fù)所述結(jié)果。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是Winograd算法。4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于多普勒效應(yīng)引起的時(shí)間延遲以及本振引起的時(shí)間誤差，通過在每個(gè)壓縮數(shù)據(jù)塊的前向和逆快速傅立葉變換運(yùn)算之間插入所述壓縮塊的前向FFT與一個(gè)復(fù)指數(shù)的乘積來補(bǔ)償，該復(fù)指數(shù)與抽樣號(hào)對(duì)應(yīng)的相位被調(diào)整為與所述塊所需的延遲補(bǔ)償相對(duì)應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于數(shù)字信號(hào)處理器是執(zhí)行存儲(chǔ)指令的通用可編程數(shù)字信號(hào)處理芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是Agarwal-Cooley算法。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是分裂嵌套算法。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是遞歸多項(xiàng)式嵌套算法。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法還包括如下步驟通過確定所述峰值是否超過預(yù)定門限來確定所述峰值是否有效。10.在確定遠(yuǎn)端單元位置的方法中，一種處理包括在所述遠(yuǎn)端單元接收來自蜂窩通信系統(tǒng)中的傳輸網(wǎng)孔的所述遠(yuǎn)端單元視野中衛(wèi)星的多普勒信息；以及在所述遠(yuǎn)端單元中通過使用所述多普勒信息計(jì)算所述衛(wèi)星的位置信息，而無需接收及使用衛(wèi)星星歷信息。11.根據(jù)權(quán)利要求10的處理，還包括從基站到所述遠(yuǎn)端單元發(fā)射所述衛(wèi)星的所述多普勒信息。12.根據(jù)權(quán)利要求11的處理，其特征在于所述多普勒信息在所述基站從GPS接收機(jī)得到。13.根據(jù)權(quán)利要求11的處理，其特征在于所述位置信息包括到所述遠(yuǎn)端單元視野中的多個(gè)衛(wèi)星、包括所述的衛(wèi)星的偽距離。14.根據(jù)權(quán)利要求13的處理，還包括從所述遠(yuǎn)端單元到所述基站發(fā)射所述偽距離，而且所述基站計(jì)算表示所述遠(yuǎn)端單元位置的緯度和經(jīng)度。15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于處理單元利用所述多普勒信息以補(bǔ)償來自所述衛(wèi)星的GPS信號(hào)的多普勒頻移。16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述遠(yuǎn)端單元未使用衛(wèi)星星歷信息以確定所述位置信息。17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述遠(yuǎn)端單元未接收衛(wèi)星星歷信息以確定所述多普勒信息。18.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述遠(yuǎn)端單元未解調(diào)含有衛(wèi)星星歷信息的信號(hào)以確定所述多普勒信息。19.使用表示GPS信號(hào)的數(shù)據(jù)提供所述遠(yuǎn)端單元位置的移動(dòng)單元，所述移動(dòng)單元包括在所述移動(dòng)單元中的接收機(jī)，所述接收機(jī)用于通過傳送網(wǎng)孔中的一條蜂窩通信鏈路連接以便接收所述移動(dòng)單元視野中衛(wèi)星的多普勒信息；在所述移動(dòng)單元中的處理單元，所述處理單元連接到所述接收機(jī)，以便接收所述多普勒信息，并通過使用所述多普勒信息計(jì)算所述衛(wèi)星的位置信息，而無需接收及使用衛(wèi)星星歷信息。20.根據(jù)權(quán)利要求19的移動(dòng)單元，其特征在于所述處理單元使用所述多普勒信息補(bǔ)償來自所述衛(wèi)星的GPS信號(hào)的多普勒頻移。21.根據(jù)權(quán)利要求20的移動(dòng)單元，其特征在于所述通信鏈路包括射頻通信介質(zhì)。22.根據(jù)權(quán)利要求20的移動(dòng)單元，還包括連接到所述處理單元的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射所述位置信息。23.根據(jù)權(quán)利要求22的移動(dòng)單元，其特征在于所述位置信息包括到所述移動(dòng)單元視野中多個(gè)衛(wèi)星的偽距離。24.根據(jù)權(quán)利要求20的移動(dòng)單元，其特征在于所述處理單元包括數(shù)字信號(hào)處理集成電路(DSP)，而且所述DSP使用快速卷積算法處理所述GPS信號(hào)和所述多普勒信息。25.根據(jù)權(quán)利要求24的移動(dòng)單元，還包括連接到所述處理單元的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射所述位置信息。26.使用基站提供到移動(dòng)GPS單元的一條通信鏈路的方法，所述方法包括確定所述移動(dòng)GPS單元視野中衛(wèi)星的多普勒信息，其中所述移動(dòng)GPS單元使用所述多普勒信息確定所述衛(wèi)星的位置信息；從蜂窩通信系統(tǒng)中的傳送網(wǎng)孔發(fā)射所述視野中衛(wèi)星的所述多普勒信息給所述移動(dòng)GPS單元，而且所述移動(dòng)GPS單元無需接收及使用衛(wèi)星星歷信息而確定所述位置信息。27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其特征在于所述多普勒信息代表從所述衛(wèi)星到所述基站的GPS信號(hào)的多普勒頻移。28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其特征在于所述多普勒信息近似地代表從所述衛(wèi)星到所述移動(dòng)GPS單元的GPS信號(hào)的多普勒頻移。29.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其特征在于所述多普勒信息在所述基站中從GPS接收機(jī)得到，而且所述多普勒信息代表從所述衛(wèi)星到所述基站的GPS信號(hào)的多普勒頻移。30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其特征在于所述多普勒信息近似地代表從所述衛(wèi)星到所述移動(dòng)GPS單元的GPS信號(hào)的多普勒頻移。31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括從所述移動(dòng)GPS單元接收位置信息，所述位置信息在所述基站接收，使得所述基站可以得到表示所述移動(dòng)GPS單元位置的緯度和經(jīng)度。32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述位置信息包括到所述移動(dòng)GPS單元視野中的多個(gè)衛(wèi)星、包括所述的衛(wèi)星的偽距離，而且所述基站從所述偽距離計(jì)算所述緯度和經(jīng)度。33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述位置信息包括所述緯度和經(jīng)度。34.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其特征在于所述基站未發(fā)射可以提取衛(wèi)星位置信息的衛(wèi)星數(shù)據(jù)消息。35.提供到移動(dòng)GPS單元的蜂窩通信鏈路的基站，所述基站包括所述移動(dòng)GPS單元視野中衛(wèi)星的多普勒信息的源；以及連接到所述多普勒信息的所述源的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)通過發(fā)送網(wǎng)孔中所述蜂窩通信鏈路向所述移動(dòng)GPS單元發(fā)射所述多普勒信息，其中所述移動(dòng)GPS單元無需接收及使用衛(wèi)星星歷信息而確定位置信息。36.根據(jù)權(quán)利要求35的基站，其特征在于所述多普勒信息的所述源是連接到所述基站的存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算的所述衛(wèi)星的近似多普勒信息。37.根據(jù)權(quán)利要求26的基站，還包括從所述移動(dòng)GPS單元接收位置信息的接收機(jī)；以及連接到所述接收機(jī)的處理器。38.根據(jù)權(quán)利要求35的基站，其特征在于所述多普勒信息表示從所述衛(wèi)星到所述基站的GPS信號(hào)的多普勒頻移。39.根據(jù)權(quán)利要求38的基站，其特征在于所述多普勒信息近似地表示從所述衛(wèi)星到所述移動(dòng)GPS單元的GPS信號(hào)的多普勒頻移。40.根據(jù)權(quán)利要求35的基站，其特征在于所述多普勒信息從所述基站的包括GPS接收機(jī)的所述源得到，而且所述多普勒信息表示從所述衛(wèi)星到所述基站的GPS信號(hào)的多普勒頻移。41.根據(jù)權(quán)利要求40的基站，其特征在于所述多普勒信息近似地表示從所述衛(wèi)星到所述移動(dòng)GPS單元的GPS信號(hào)的多普勒頻移。42.根據(jù)權(quán)利要求37的基站，其特征在于所述位置信息在所述基站接收，使得所述基站得到表示所述移動(dòng)GPS單元位置的緯度和經(jīng)度。43.根據(jù)權(quán)利要求42的基站，其特征在于所述位置信息包括到所述移動(dòng)GPS單元視野內(nèi)多個(gè)衛(wèi)星、包括所述的衛(wèi)星的偽距離，而且所述基站的所述處理器從所述偽距離中計(jì)算所述緯度和經(jīng)度。44.根據(jù)權(quán)利要求38的基站，其特征在于所述基站和所述移動(dòng)GPS單元彼此相距大約150公里以內(nèi)。45.一種確定遠(yuǎn)端單元位置的方法，包括如下步驟從基站通過一條蜂窩鏈路向遠(yuǎn)端單元經(jīng)蜂窩通信系統(tǒng)中的發(fā)送網(wǎng)孔發(fā)射包括多普勒信息在內(nèi)的GPS衛(wèi)星信息；在所述遠(yuǎn)端單元接收所述衛(wèi)星信息并從視野中衛(wèi)星接收GPS信號(hào)；在遠(yuǎn)端單元中利用所述多普勒信息計(jì)算到所述的視野中衛(wèi)星的偽距離，其中所述遠(yuǎn)端單元無需接收及使用衛(wèi)星星歷信息而確定所述偽距離；從所述遠(yuǎn)端單元通過所述蜂窩數(shù)據(jù)鏈路向所述基站發(fā)射所述偽距離；并在所述基站，使用所述偽距離計(jì)算所述遠(yuǎn)端單元的位置。46.一種GPS接收機(jī)裝置，包括在RF頻率接收來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)的天線；連接到所述天線的下變頻器，所述下變頻器將所述接收的GPS信號(hào)的RF頻率降低到中頻(IF)；連接到所述下變頻器并接收所述IFGPS信號(hào)的數(shù)字化器，所述數(shù)字化器以預(yù)定速率對(duì)所述IFGPS信號(hào)抽樣，產(chǎn)生抽樣的IFGPS信號(hào)；連接到所述數(shù)字化器的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)抽樣的IFGPS信號(hào)；以及連接到所述存儲(chǔ)器的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，所述DSP執(zhí)行快速卷積，其中，所述數(shù)字信號(hào)處理器處理所述的抽樣IFGPS信號(hào)，該處理是通過在對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述抽樣的IFGPS信號(hào)塊上進(jìn)行多個(gè)快速卷積以給出每一快速卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果，并且對(duì)所述多個(gè)相應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息來進(jìn)行的。47.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)，還包括一個(gè)通信天線和連接到所述通信天線和所述DSP的一個(gè)接收機(jī)，所述接收機(jī)接收包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)信號(hào)。48.根據(jù)權(quán)利要求47的GPS接收機(jī)，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括所述GPS接收機(jī)視野中衛(wèi)星的多普勒信息。49.根據(jù)權(quán)利要求48的GPS接收機(jī)，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括所述GPS接收機(jī)視野中多個(gè)衛(wèi)星的標(biāo)識(shí)以及所述GPS接收機(jī)視野中所述多個(gè)衛(wèi)星中每個(gè)衛(wèi)星的相應(yīng)的多個(gè)多普勒信息。50.根據(jù)權(quán)利要求47的GPS接收機(jī)，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括表示衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)。51.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)還包括連接到所述下變頻器的本振，所述本振提供第一參考信號(hào)。52.根據(jù)權(quán)利要求2的GPS接收機(jī)還包括連接到所述下變頻器的本振，所述本振提供一參考信號(hào)而且所述接收機(jī)接收用于校準(zhǔn)來自所述本振的所述第一參考信號(hào)的精確載波頻率信號(hào)，其中所述本振用于捕獲GPS信號(hào)。53.根據(jù)權(quán)利要求48的GPS接收機(jī)，其特征在于所述DSP使用所述多普勒信息補(bǔ)償所述抽樣的IFGPS信號(hào)。54.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)還包括連接到所述下變頻器和所述數(shù)字化器的電源管理電路，其中在所述IFGPS信號(hào)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中之后，所述電源管理電路降低所述下變頻器和所述數(shù)字化器消耗的功率。55.根據(jù)權(quán)利要求53的GPS接收機(jī)還包括連接到所述DSP的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射所述偽距離信息。56.根據(jù)權(quán)利要求47的GPS接收機(jī)還包括連接到所述DSP的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射緯度和經(jīng)度信息。57.一種使用GPS接收機(jī)的方法，所述方法包括從視野中衛(wèi)星接收GPS信號(hào)；以預(yù)定速率對(duì)所述GPS信號(hào)數(shù)字化以便產(chǎn)生抽樣的GPS信號(hào)；將所述抽樣的GPS信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；以及通過在所述GPS接收機(jī)的所述抽樣GPS信號(hào)上執(zhí)行快速卷積算法處理所述抽樣的GPS信號(hào)，其中，所述處理處理所述的抽樣GPS信號(hào)，該處理是通過在對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述抽樣的GPS信號(hào)塊上進(jìn)行多個(gè)快速卷積以給出每一快速卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果，并且對(duì)所述多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息來進(jìn)行的。58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法還包括接收包含衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)信號(hào)。59.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括所述GPS接收機(jī)視野中衛(wèi)星的多普勒信息。60.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其特征在于所述多普勒信息用于補(bǔ)償所述抽樣GPS信號(hào)，而且所述處理還包括預(yù)處理運(yùn)算。61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其特征在于所述第一位置信息包括偽距離信息。62.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括表示衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)。63.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其特征在于所述第一位置信息包括偽距離信息，而且所述星歷和所述偽距離信息用于計(jì)算所述GPS接收機(jī)的緯度和經(jīng)度。64.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其特征在于所述緯度和經(jīng)度顯示給所述GPS接收機(jī)的用戶。65.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其特征在于所述緯度和經(jīng)度由所述GPS接收機(jī)發(fā)射。66.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其特征在于所述GPS信號(hào)發(fā)自偽星。67.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其特征在于所述GPS信號(hào)發(fā)自軌道衛(wèi)星。68.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)，其特征在于所述GPS信號(hào)發(fā)自偽星。69.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)，其特征在于所述GPS信號(hào)發(fā)自軌道衛(wèi)星。70.在全球定位衛(wèi)星(GPS)接收機(jī)中確定偽距離的方法，包括使用連接到下變頻器的天線從一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星接收GPS信號(hào)，所述GPS信號(hào)包括偽隨機(jī)序列；在數(shù)字抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)器中緩存所接收的GPS信號(hào)；在數(shù)字信號(hào)處理器中處理為一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星緩存的GPS信號(hào)，通過將緩存數(shù)據(jù)分成一系列連續(xù)塊，持續(xù)時(shí)間等于包含在GPS信號(hào)中的偽隨機(jī)(PN)碼的多個(gè)幀周期，對(duì)于每一塊，通過將連續(xù)的數(shù)據(jù)子塊加在一起產(chǎn)生長度等于偽隨機(jī)碼周期時(shí)間的壓縮數(shù)據(jù)塊，所述子塊的持續(xù)時(shí)間等于一個(gè)PN幀，這樣每個(gè)子塊相應(yīng)的抽樣號(hào)彼此相加；對(duì)于每個(gè)壓縮塊，進(jìn)行壓縮塊數(shù)據(jù)與正處理的GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)序列(PRS)的卷積，所述卷積使用快速卷積算法完成，所述卷積產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果；在每個(gè)所述卷積產(chǎn)生的結(jié)果上進(jìn)行幅度平方運(yùn)算，產(chǎn)生幅度平方數(shù)據(jù)；通過將這種幅度平方數(shù)據(jù)塊加在一起，將所有塊的所述幅度平方數(shù)據(jù)合成一個(gè)單一數(shù)據(jù)塊，這樣從卷積來的每個(gè)幅度平方的相應(yīng)抽樣號(hào)就彼此相加；而且使用數(shù)字插值方法高精確度地找到所述單個(gè)數(shù)據(jù)塊的峰值位置，這里的位置是從數(shù)據(jù)塊開始到所述峰值的距離，而且該位置代表對(duì)應(yīng)于正處理的PRS的GPS衛(wèi)星的偽距離。71.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是快速傅立葉變換(FFT)，而且該卷積的結(jié)果通過計(jì)算PRS前向變換的預(yù)存表示與所述壓縮塊的前向變換的乘積產(chǎn)生，以此得到第一結(jié)果，然后進(jìn)行所述第一結(jié)果的逆變換以便恢復(fù)所述結(jié)果。72.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是Winograd算法。73.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，其特征在于多普勒效應(yīng)引起的時(shí)間延遲以及本振引起的時(shí)間誤差，通過在每個(gè)壓縮數(shù)據(jù)塊的前向和逆快速傅立葉變換運(yùn)算之間插入所述壓縮塊的前向FFT與一個(gè)復(fù)指數(shù)的乘積來補(bǔ)償，該復(fù)指數(shù)與抽樣號(hào)對(duì)應(yīng)的相位被調(diào)整為與所述塊所需的延遲補(bǔ)償相對(duì)應(yīng)。74.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于數(shù)字信號(hào)處理器是執(zhí)行存儲(chǔ)指令的通用可編程數(shù)字信號(hào)處理芯片。75.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是Agarwal-Cooley算法。76.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是分裂嵌套算法。77.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中所用的快速卷積算法是遞歸多項(xiàng)式嵌套算法。78.根據(jù)權(quán)利要求70的方法還包括如下步驟通過確定所述峰值是否超過預(yù)定門限來確定所述峰值是否有效。79.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的跟蹤過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器中接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括對(duì)所述GPS信號(hào)的表示進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，該處理是通過在對(duì)應(yīng)的多個(gè)表示所述GPS信號(hào)的數(shù)據(jù)塊上進(jìn)行多個(gè)快速卷積以給出每一快速卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果，并且對(duì)所述多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息來進(jìn)行的；從所述檢測(cè)器向基站發(fā)射所述偽距離，給所述基站提供了GPS衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)；而且在所述基站接收所述偽距離，并使用所述偽距離和所述衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)計(jì)算所述檢測(cè)器的地理位置。80.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的跟蹤過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器中接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括使用快速卷積技術(shù)在存儲(chǔ)GPS信號(hào)上進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，從所述檢測(cè)器向基站發(fā)射所述偽距離，給所述基站提供了GPS衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)；而且在所述基站接收所述偽距離，并使用所述偽距離和所述衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)計(jì)算所述檢測(cè)器的地理位置，其中計(jì)算偽距離包括以下步驟在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)接收的GPS信號(hào)；在數(shù)字信號(hào)處理器中處理為一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星存儲(chǔ)的GPS信號(hào)，通過將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分成一系列連續(xù)塊，持續(xù)時(shí)間等于包含在GPS信號(hào)中的偽隨機(jī)(PN)碼的多個(gè)幀周期；對(duì)于每一塊，通過將連續(xù)的數(shù)據(jù)子塊相干地加在一起產(chǎn)生長度等于偽隨機(jī)碼周期的持續(xù)時(shí)間的壓縮數(shù)據(jù)塊，所述子塊的持續(xù)時(shí)間等于一個(gè)PN幀；對(duì)于每個(gè)壓縮塊，進(jìn)行匹配濾波運(yùn)算，確定數(shù)據(jù)塊內(nèi)包含的接收PN碼與本地產(chǎn)生的PN參考信號(hào)之間的相對(duì)定時(shí)，所述匹配濾波運(yùn)算使用所述快速卷積技術(shù)；而且確定所述偽距離，通過在所述匹配濾波運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果上進(jìn)行幅度平方運(yùn)算，并通過將所述幅度平方數(shù)據(jù)塊加在一起，將所有塊的所述幅度平方數(shù)據(jù)合并成一個(gè)單一數(shù)據(jù)塊，以便得到一個(gè)峰值，所述峰值的位置使用數(shù)字插值方法確定并對(duì)應(yīng)于所述偽距離。81.根據(jù)權(quán)利要求80的跟蹤過程，其特征在于所述匹配濾波運(yùn)算包括執(zhí)行壓縮數(shù)據(jù)塊與正處理的GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)序列(PRS)的卷積，所述卷積使用所述快速卷積算法進(jìn)行以便產(chǎn)生該卷積的一個(gè)結(jié)果。82.根據(jù)權(quán)利要求81的跟蹤過程，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是快速傅立葉變換(FFT)，而且該卷積的結(jié)果通過用PRS前向變換的預(yù)存表示計(jì)算所述壓縮快的前向變換來產(chǎn)生，以此得到第一結(jié)果，然后進(jìn)行所述第一結(jié)果的逆變換以便恢復(fù)所述結(jié)果。83.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其特征在于所述GPS信號(hào)以1.024MHz的倍數(shù)速率抽樣，提供所述抽樣的GPS信號(hào)。84.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)定速率是1.024MHz的倍數(shù)。85.根據(jù)權(quán)利要求46的GPS接收機(jī)，其特征在于所述DSP也進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算。86.根據(jù)權(quán)利要求85的GPS接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)處理運(yùn)算出現(xiàn)在所述快速卷積之前。87.根據(jù)權(quán)利要求86的GPS接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)處理運(yùn)算包括校正來自所述視野中衛(wèi)星信號(hào)的多普勒頻移。88.根據(jù)權(quán)利要求86的GPS接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)處理運(yùn)算包括將所述抽樣IFGPS信號(hào)的各部分加在一起以提供所述抽樣IFGPS信號(hào)的所述對(duì)應(yīng)的多個(gè)塊中至少一個(gè)。89.根據(jù)權(quán)利要求88的GPS接收機(jī)，其特征在于所述多個(gè)數(shù)學(xué)表式包括多個(gè)幅度平方。90.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括對(duì)所述GPS信號(hào)的表示進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，該處理是通過在對(duì)應(yīng)的多個(gè)表示所述GPS信號(hào)的數(shù)據(jù)塊上進(jìn)行多個(gè)快速卷積以給出每一快速卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果，并且對(duì)所述多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息來進(jìn)行的；接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的發(fā)送，該信息包括表示多個(gè)衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)；并且通過使用所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息和所述偽距離，在檢測(cè)器中計(jì)算位置信息。91.根據(jù)權(quán)利要求90的過程，其特征在于所述發(fā)送來自基站。92.根據(jù)權(quán)利要求90的過程，其特征在于所述發(fā)送包括來自所述多個(gè)衛(wèi)星的發(fā)送。93.根據(jù)權(quán)利要求90的過程，其特征在于所述位置信息發(fā)送到基站。94.根據(jù)權(quán)利要求91的過程還包括從所述基站接收精確的載波頻率信號(hào)；自動(dòng)地鎖定到來自所述基站的所述精確的載波頻率信號(hào)；并用所述精確的載波頻率信號(hào)校準(zhǔn)所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器中的本振。95.根據(jù)權(quán)利要求92的過程，其特征在于所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器包括GPS接收機(jī)，接收機(jī)接收包括表示多個(gè)衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)的所述發(fā)送。96.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括使用快速卷積技術(shù)在存儲(chǔ)GPS信號(hào)上進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理；接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的發(fā)送，該信息包括表示多個(gè)衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)；通過使用所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息和所述偽距離，在檢測(cè)器中計(jì)算位置信息，其中計(jì)算偽距離包括以下步驟在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)接收的GPS信號(hào)；在數(shù)字信號(hào)處理器中處理為一個(gè)或多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星存儲(chǔ)的GPS信號(hào)，通過將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分成一系列連續(xù)塊，持續(xù)時(shí)間等于包含在GPS信號(hào)中的偽隨機(jī)(PN)碼的多個(gè)幀周期；對(duì)于每一塊，通過將數(shù)據(jù)的連續(xù)子塊相干地加在一起產(chǎn)生長度等于偽隨機(jī)碼周期的持續(xù)時(shí)間的壓縮數(shù)據(jù)塊，所述子塊的持續(xù)時(shí)間等于一個(gè)PN幀；對(duì)于每個(gè)壓縮塊，進(jìn)行匹配濾波運(yùn)算，確定數(shù)據(jù)塊內(nèi)包含的接收的PN碼與本地產(chǎn)生的PN參考信號(hào)之間的相對(duì)定時(shí)，所述匹配濾波運(yùn)算使用所述快速卷積技術(shù)；并且確定所述偽距離，通過在所述匹配濾波運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果上進(jìn)行幅度平方運(yùn)算，并通過將所述幅度平方數(shù)據(jù)塊加在一起，將所有塊的所述幅度平方數(shù)據(jù)合成一個(gè)單一數(shù)據(jù)塊，以便得到一個(gè)峰值，所述峰值的位置使用數(shù)字插值方法確定并對(duì)應(yīng)于所述偽距離。97.根據(jù)權(quán)利要求96的過程，其特征在于所述匹配濾波運(yùn)算包括執(zhí)行壓縮塊的數(shù)據(jù)與正處理的GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)序列(PRS)的卷積，所述卷積使用所述快速卷積算法進(jìn)行以便產(chǎn)生該卷積的一個(gè)結(jié)果。98.根據(jù)權(quán)利要求97的過程，其特征在于處理緩存GPS信號(hào)中使用的快速卷積算法是快速傅立葉變換(FFT)，而且該卷積的結(jié)果通過用PRS前向變換的預(yù)存表示計(jì)算所述壓縮塊的前向變換來產(chǎn)生，以此得到第一結(jié)果，然后進(jìn)行所述第一結(jié)果的逆變換以便恢復(fù)所述結(jié)果。99.根據(jù)權(quán)利要求92的過程，其特征在于所述計(jì)算偽距離的步驟還包括在所述快速卷積之前進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算。100.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括使用快速卷積技術(shù)在存儲(chǔ)GPS信號(hào)上進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，其中所述計(jì)算包括以下步驟在所述快速卷積技術(shù)之前進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算并在所述快速卷積技術(shù)之后進(jìn)行后處理運(yùn)算，其中所述快速卷積技術(shù)包括匹配濾波運(yùn)算，而且所述GPS信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的一系列連續(xù)塊中，而且所述預(yù)處理包括，通過將連續(xù)數(shù)據(jù)子塊加在一起為每一塊產(chǎn)生一個(gè)壓縮數(shù)據(jù)塊，而且所述后處理包括將所述匹配濾波運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果的表示加在一起；接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的發(fā)送，該信息包括表示多個(gè)衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)；并且通過使用所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息和所述偽距離，在檢測(cè)器中計(jì)算位置信息。101.根據(jù)權(quán)利要求79的過程還包括從所述基站接收精確載波頻率信號(hào)；自動(dòng)地鎖定到來自所述基站的所述精確載波頻率信號(hào)；并且用所述精確載波頻率信號(hào)校正所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器中的本振。102.根據(jù)權(quán)利要求79的過程，其特征在于所述計(jì)算偽距離的步驟還包括在所述快速卷積之前進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算。103.一種使用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星確定遠(yuǎn)端檢測(cè)器位置的跟蹤過程，該過程包括如下步驟在所述遠(yuǎn)端檢測(cè)器接收并存儲(chǔ)來自多個(gè)視野中GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)；在檢測(cè)器中使用所述GPS信號(hào)計(jì)算偽距離，所述計(jì)算包括使用快速卷積技術(shù)在存儲(chǔ)GPS信號(hào)上進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，其中所述計(jì)算包括以下步驟在所述快速卷積技術(shù)之前進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算并在所述快速卷積技術(shù)之后進(jìn)行后處理運(yùn)算，其中所述快速卷積技術(shù)包括匹配濾波運(yùn)算，所述GPS信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的一系列連續(xù)塊中，而且所述預(yù)處理包括，通過將連續(xù)數(shù)據(jù)子塊加在一起為每一塊產(chǎn)生一個(gè)壓縮數(shù)據(jù)塊，而且所述后處理包括將所述匹配濾波運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果的表示加在一起；從所述檢測(cè)器向基站發(fā)射所述偽距離，給所述基站提供了GPS衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)；而且在所述基站接收所述偽距離，并使用所述偽距離和所述衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)計(jì)算所述檢測(cè)器的地理位置。104.根據(jù)權(quán)利要求52的GPS接收機(jī)，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括所述GPS接收機(jī)視野中多個(gè)衛(wèi)星的標(biāo)識(shí)，以及所述GPS接收機(jī)視野中的所述多個(gè)衛(wèi)星中每個(gè)衛(wèi)星的相應(yīng)的多個(gè)多普勒信息。105.根據(jù)權(quán)利要求52的GPS接收機(jī)，還包括連接到所述下變頻器和所述數(shù)字化器的電源管理電路，其中在所述IFGPS信號(hào)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中之后，所述電源管理電路降低所述下變頻器和所述數(shù)字化器消耗的功率。106.一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)包含一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，帶有GPS接收機(jī)的執(zhí)行代碼，所述計(jì)算機(jī)程序包括從視野中衛(wèi)星接收GPS信號(hào)的第一指令，所述GPS信號(hào)包含偽隨機(jī)(PN)碼；以預(yù)定速率數(shù)字化所述GPS信號(hào)、產(chǎn)生抽樣GPS信號(hào)的第二指令；在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述抽樣GPS信號(hào)的第三指令；以及通過在所述抽樣GPS信號(hào)進(jìn)行多個(gè)卷積處理所述抽樣GPS信號(hào)的第四指令，所述處理包括在對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述抽樣GPS信號(hào)塊上進(jìn)行多個(gè)卷積以給出每一卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果，并且對(duì)所述多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息。107.根據(jù)權(quán)利要求106的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述第一位置信息包括多個(gè)偽距離。108.根據(jù)權(quán)利要求107的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于還包括使所述第一位置信息將從所述GPS接收機(jī)發(fā)送的第五指令。109.根據(jù)權(quán)利要求108的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于還包括使所述GPS接收機(jī)處于低功率狀態(tài)的第六指令。110.根據(jù)權(quán)利要求108的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于還包括用來校正來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)的多普勒頻移的第六指令。111.根據(jù)權(quán)利要求110的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于通用可編程數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行所述處理。112.根據(jù)權(quán)利要求107的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于還包括將GPS信號(hào)的各部分加起來以便產(chǎn)生所述抽樣GPS信號(hào)的第五指令。113.根據(jù)權(quán)利要求107的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于還包括第五指令，用于自動(dòng)鎖定到精確載波頻率信號(hào)并校正GPS本振，所述精確載波頻率信號(hào)在所述GPS接收機(jī)處被接收。114.根據(jù)權(quán)利要求107的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述預(yù)定速率偽1.024MHz的倍數(shù)。115.根據(jù)權(quán)利要求107的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述每一卷積包括快速傅立葉變換(FFT)，而所述每一對(duì)應(yīng)結(jié)果是通過以下步驟來得出計(jì)算所述抽樣GPS信號(hào)的對(duì)應(yīng)塊的前向變換與偽隨機(jī)碼的前向變換的表示的乘積以產(chǎn)生第一結(jié)果，然后執(zhí)行逆變換以得出所述每一對(duì)應(yīng)結(jié)果。116.根據(jù)權(quán)利要求115的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于多普勒效應(yīng)引起的時(shí)間偏移，通過在每個(gè)所述對(duì)應(yīng)塊的前向變換和逆變換之間插入所述前向變換與一個(gè)復(fù)指數(shù)的乘積來補(bǔ)償，該復(fù)指數(shù)與抽樣號(hào)對(duì)應(yīng)的相位被調(diào)整為與所述對(duì)應(yīng)塊所需的偏移補(bǔ)償相對(duì)應(yīng)。117.一種包含數(shù)字處理系統(tǒng)中所用的可執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述可執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序在所述數(shù)字處理系統(tǒng)中被執(zhí)行時(shí)使得所述數(shù)字處理系統(tǒng)進(jìn)行以下的操作在對(duì)應(yīng)的多個(gè)抽樣GPS信號(hào)塊上進(jìn)行多個(gè)卷積以給出每一卷積的多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果；對(duì)所述多個(gè)對(duì)應(yīng)結(jié)果的多個(gè)數(shù)學(xué)表式求和以得到第一位置信息。118.根據(jù)權(quán)利要求117的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述操作在基站中被執(zhí)行，該基站接收來自移動(dòng)GPS接收機(jī)的所述抽樣GPS信號(hào)。119.根據(jù)權(quán)利要求118的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述抽樣GPS信號(hào)在所述基站中被用來計(jì)算所述第一位置信息，該信息包括相對(duì)于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)的多個(gè)偽距離。120.根據(jù)權(quán)利要求119的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述操作還包括確定所述移動(dòng)GPS接收機(jī)所用的多普勒信息。121.根據(jù)權(quán)利要求119的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)接收GPS信號(hào)并給所述基站發(fā)送所述GPS信號(hào)的表示。122.根據(jù)權(quán)利要求117的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述操作在接收來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)的移動(dòng)GPS接收機(jī)中被執(zhí)行，而且所述第一位置信息包括相對(duì)于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)的多個(gè)偽距離。123.根據(jù)權(quán)利要求122的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)給基站發(fā)送所述多個(gè)偽距離，該基站接收表示衛(wèi)星星歷信息的數(shù)據(jù)。124.根據(jù)權(quán)利要求118的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述基站接收表示衛(wèi)星星歷信息的數(shù)據(jù)，而且所述基站根據(jù)所述第一位置信息和所述的表示衛(wèi)星星歷信息的數(shù)據(jù)確定所述移動(dòng)GPS接收機(jī)所用的緯度和經(jīng)度。125.根據(jù)權(quán)利要求123的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)接收多普勒信息，以便校正來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)的多普勒頻移。126.根據(jù)權(quán)利要求125的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于，有時(shí)所述移動(dòng)GPS接收機(jī)未接收GPS信號(hào)，在此期間所述移動(dòng)GPS接收機(jī)進(jìn)入低功率狀態(tài)。127.根據(jù)權(quán)利要求125的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其特征在于所述移動(dòng)GPS接收機(jī)自動(dòng)地鎖定到精確載波頻率信號(hào)上，以便校正GPS本振。128.一種GPS接收機(jī)的電源管理方法，所述方法包括如下步驟在所述GPS接收機(jī)接收來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)，而且接收所述GPS信號(hào)時(shí)所述GPS接收機(jī)的GPS接收部分以第一速率消耗功率；將所述GPS信號(hào)數(shù)字化，以便給出所述GPS信號(hào)的數(shù)字表示；在數(shù)字存儲(chǔ)器中緩存所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示；在緩存所述數(shù)字表示之后，降低所述GPS接收機(jī)的所述GPS接收部分所消耗的功率為小于所述第一速率的第二速率，其中所述GPS接收部分將GPS射頻信號(hào)下變頻到中頻；通過檢索所述數(shù)字存儲(chǔ)器中的所述數(shù)字表示處理所述數(shù)字表示并處理所述數(shù)字表示以給出至少一個(gè)偽距離信息，所述處理是在所述降低功率之后被執(zhí)行，所述處理包括對(duì)緩存于存儲(chǔ)器中的所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示的一個(gè)快速卷積運(yùn)算；其中，緩存于所述存儲(chǔ)器中的所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示的數(shù)量可以改變以便犧牲靈敏度而換取功耗的降低。129.根據(jù)權(quán)利要求127的方法，其特征在于可以緩存較少的所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示以便節(jié)省更多的功率。130.一種GPS接收機(jī)的電源管理方法，所述方法包括如下步驟在所述GPS接收機(jī)接收來自視野中衛(wèi)星的GPS信號(hào)，而且接收所述GPS信號(hào)時(shí)所述GPS接收機(jī)的GPS接收部分以第一速率消耗功率；將所述GPS信號(hào)數(shù)字化，以便給出所述GPS信號(hào)的數(shù)字表示；在數(shù)字存儲(chǔ)器中緩存所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示；在緩存所述數(shù)字表示之后，降低所述GPS接收機(jī)的所述GPS接收部分所消耗的功率為小于所述第一速率的第二速率，其中所述GPS接收部分將GPS射頻信號(hào)下變頻到中頻；通過檢索所述數(shù)字存儲(chǔ)器中的所述數(shù)字表示處理所述數(shù)字表示并處理所述數(shù)字表示以給出至少一個(gè)偽距離信息，所述處理是在所述降低功率之后被執(zhí)行，所述處理包括對(duì)緩存于存儲(chǔ)器中的所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示的一個(gè)快速卷積運(yùn)算；并且在所述GPS接收機(jī)接收從所述GPS接收機(jī)的角度而言衛(wèi)星的多普勒信息，其中，緩存于所述數(shù)字存儲(chǔ)器中的所述GPS信號(hào)的數(shù)量可以改變以便犧牲靈敏度而換取功耗的降低。131.根據(jù)權(quán)利要求130的方法，其特征在于可以緩存較少的所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示以便節(jié)省更多的功率。132.一個(gè)具有降低功率狀態(tài)的GPS移動(dòng)單元，所述GPS移動(dòng)單元包括從視野中衛(wèi)星接收GPS信號(hào)的接收機(jī)；連接到所述接收機(jī)存儲(chǔ)所述GPS信號(hào)的數(shù)字表示的存儲(chǔ)器；連接到所述存儲(chǔ)器的處理器，所述處理器處理所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示，以便根據(jù)所述數(shù)字表示提供至少一個(gè)偽距離信息；連接到所述接收機(jī)的GPS接收部分的電源管理電路，所述電源管理電路降低所述GPS移動(dòng)單元的所述接收機(jī)的所述GPS接收部分所消耗的功率，所述功耗是從接收所述GPS信號(hào)時(shí)所用的第一速率去到存儲(chǔ)所述數(shù)字表示之后所用的第二速率，其中，所述GPS接收部分將GPS射頻信號(hào)下變頻到中頻信號(hào)，而且所述電源管理電路增加所述處理器所耗的功率，使其從接收所述GPS信號(hào)時(shí)所用的第三速率去到所述數(shù)字表示存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器中之后所用的第四速率，從而處理所述GPS信號(hào)。133.根據(jù)權(quán)利要求5的GPS移動(dòng)單元，還包括連接到所述電源管理電路的通信接收機(jī)和通信發(fā)射機(jī)。134.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，其特征在于所述電源管理電路降低所述處理器消耗的功率。135.根據(jù)權(quán)利要求133的GPS移動(dòng)單元，其特征在于在所述GPS移動(dòng)單元置于低功率狀態(tài)之后，在從所述通信接收機(jī)接收到一個(gè)信號(hào)之后，所述電源管理電路將所述GPS移動(dòng)單元返回到增加的功率消耗狀態(tài)。136.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，還包括一個(gè)電池和一個(gè)太陽能電池以及一個(gè)連接到所述電池和所述太陽能電池和所述電源管理電路的電源管理器，所述太陽能電池對(duì)所述電池充電。137.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，還包括連接到所述接收機(jī)和所述電源管理電路的第一受控電源互連；連接到所述存儲(chǔ)器和所述電源管理電路的第二受控是源互連，其中所述電源管理電路通過控制經(jīng)由所述第一受控電源互連提供給所述接收機(jī)的功率、以及通過控制經(jīng)由所述第二受控電源互連提供給所述存儲(chǔ)器的功率，來降低功率。138.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，其特征在于所述電源管理電路包括一個(gè)微處理器和多個(gè)電源開關(guān)。139.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，其特征在于所述電源管理電路包括數(shù)字信號(hào)處理器件中的電源控制邏輯，而且所述處理器包括所述數(shù)字信號(hào)處理器件。140.根據(jù)權(quán)利要求139的GPS移動(dòng)單元，其特征在于所述電源管理電路還包括連接到所述電源控制邏輯的多個(gè)電源開關(guān)。141.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，還包括一個(gè)接收含有所述GPS接收機(jī)視野中衛(wèi)星的多普勒信息的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的通信接收機(jī)。142.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，其特征在于在所述GPS移動(dòng)單元置于低功率狀態(tài)之后，所述電源管理電路將所述GPS移動(dòng)單元返回到增加的功率消耗狀態(tài)。143.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，還包括接收含有表示衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的通信接收機(jī)。144.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，其特征在于所述處理器通過在所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示上進(jìn)行快速卷積運(yùn)算來處理所述GPS信號(hào)。145.根據(jù)權(quán)利要求144的GPS移動(dòng)單元，其特征在于在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示之后，降低所述接收機(jī)消耗的功率。146.根據(jù)權(quán)利要求144的GPS移動(dòng)單元，其特征在于在進(jìn)行所述快速卷積運(yùn)算之前，在所述GPS信號(hào)的所述數(shù)字表示上進(jìn)行預(yù)處理運(yùn)算。147.根據(jù)權(quán)利要求146的GPS移動(dòng)單元，其特征在于在進(jìn)行所述快速卷速運(yùn)算之后，在所述快速卷積運(yùn)算的結(jié)果上進(jìn)行后處理運(yùn)算。148.根據(jù)權(quán)利要求132的GPS移動(dòng)單元，還包括連接到所述接收機(jī)的本振，所述本振提供第一參考信號(hào)，并包括連接到所述本振的通信接收機(jī)，所述通信接收機(jī)提供精確的載波頻率信號(hào)，以便校準(zhǔn)用于捕獲所述GPS信號(hào)的所述本振。149.備有移動(dòng)GPS接收機(jī)和基本單元的GPS系統(tǒng)中的一種操作GPS系統(tǒng)的方法，其中所述移動(dòng)GPS接收機(jī)處于低功率狀態(tài)，所述方法包括以下步驟在移動(dòng)GPS接收機(jī)接收通信信號(hào)，其中所述通信信號(hào)包括衛(wèi)星信息；在接收所述通信信號(hào)后，將GPS接收機(jī)從所述低功率狀態(tài)置于高功率狀態(tài)；收集并存儲(chǔ)GPS數(shù)據(jù)，并在存儲(chǔ)了所述GPS數(shù)據(jù)后降低所述移動(dòng)GPS接收機(jī)的功率；給基本單元發(fā)送GPS信號(hào)數(shù)據(jù)的表示；在基本單元中計(jì)算移動(dòng)GPS接收機(jī)的最后位置；并且使用微處理器控制GPS接收機(jī)靈敏度的電平，以響應(yīng)移動(dòng)GPS接收機(jī)的一個(gè)所選的功耗級(jí)。150.根據(jù)權(quán)利要求149的方法，其特征在于移動(dòng)GPS接收機(jī)靈敏度受控于所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器中所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)量。151.根據(jù)權(quán)利要求150的方法，其特征在于移動(dòng)GPS接收機(jī)靈敏度隨著微處理器在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)而增加。152.一種用于確定移動(dòng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)的位置的方法，所述方法包括以下步驟在所述移動(dòng)SPS接收機(jī)從一個(gè)來源接收表示SPS消息中的數(shù)據(jù)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，該消息從一個(gè)SPS衛(wèi)星發(fā)送，所述來源有別于所述SPS衛(wèi)星；在所述移動(dòng)SPS接收機(jī)中捕獲來自所述SPS衛(wèi)星的SPS信號(hào)，以確定到所述SPS衛(wèi)星的偽距離，其中所述時(shí)間點(diǎn)是用來捕獲所述SPS信號(hào)。153.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述方法還包括以下步驟相對(duì)于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)確定至少一個(gè)視野中衛(wèi)星所用的多普勒信息，并且所述至少一個(gè)多普勒信息是用來捕獲所述SPS信號(hào)。154.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述方法還包括以下步驟接收至少一個(gè)視野中SPS衛(wèi)星所用的相對(duì)于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的多普勒信息，所述至少一個(gè)多普勒信息由連接于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的蜂窩通信系統(tǒng)所接收，而且所述至少一個(gè)多普勒信息是用來捕獲所述SPS信號(hào)。155.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述方法還包括以下步驟在蜂窩通信系統(tǒng)中接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，所述蜂窩通信系統(tǒng)連接于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)，以便給所述移動(dòng)SPS接收機(jī)提供所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息。156.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息至少包括衛(wèi)星年歷或表示至少一個(gè)SPS衛(wèi)星的星歷的數(shù)據(jù)其中之一。157.根據(jù)權(quán)利要求156的方法，其特征在于視野中SPS衛(wèi)星所用的至少一個(gè)多普勒信息是根據(jù)所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息來確定。158.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)確定多個(gè)包括所述偽距離的偽距離，并且所述多個(gè)偽距離被發(fā)送到遠(yuǎn)端處理系統(tǒng)，用以確定所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的位置。159.一種有助于確定移動(dòng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)的位置的方法，所述方法包括以下步驟從一個(gè)非SPS衛(wèi)星源發(fā)送從SPS衛(wèi)星發(fā)送的SPS消息中的數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)，其中所述時(shí)間點(diǎn)用來捕獲移動(dòng)SPS接收機(jī)中的SPS信號(hào)。160.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于所述非SPS衛(wèi)星源包括一個(gè)備有GPS接收機(jī)的基站。161.根據(jù)權(quán)利要求160的方法，其特征在于所述基站至少連接于一個(gè)網(wǎng)孔站。162.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于還包括以下步驟發(fā)送至少一個(gè)相對(duì)于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的視野中SPS衛(wèi)星所用的多普勒信息，其中所述至少一個(gè)多普勒信息是用來捕獲所述SPS信號(hào)。163.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于還包括以下步驟給所述移動(dòng)SPS接收機(jī)發(fā)送一個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息。164.根據(jù)權(quán)利要求163的方法，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息至少包括衛(wèi)星年歷或表示至少一個(gè)SPS衛(wèi)星的星歷的數(shù)據(jù)其中之一。165.根據(jù)權(quán)利要求164的方法，其特征在于視野中SPS衛(wèi)星所用的至少一個(gè)多普勒信息是根據(jù)所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息來確定。166.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于還包括以下步驟從所述移動(dòng)SPS接收機(jī)接收多個(gè)偽距離，并根據(jù)所述多個(gè)偽距離確定所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的位置。167.根據(jù)權(quán)利要求166的方法，其特征在于所述方法在連接于至少一個(gè)網(wǎng)孔站的基站中進(jìn)行。168.一種移動(dòng)設(shè)備，包括用來接收表示從SPS衛(wèi)星發(fā)送的SPS消息中的數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)的信息的蜂窩通信系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)表示從無線網(wǎng)孔站發(fā)送的所述時(shí)間點(diǎn)；連接于所述蜂窩通信系統(tǒng)的移動(dòng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)，其中所述移動(dòng)SPS接收機(jī)捕獲來自所述SPS衛(wèi)星的SPS信號(hào)以確定到所述SPS衛(wèi)星的偽距離，而所述時(shí)間點(diǎn)用來捕獲所述SPS信號(hào)。169.根據(jù)權(quán)利要求168的設(shè)備，其特征在于至少一個(gè)相對(duì)于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的視野中衛(wèi)星所用的多普勒信息是用來捕獲所述SPS信號(hào)。170.根據(jù)權(quán)利要求169的設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)多普勒信息由所述蜂窩通信系統(tǒng)接收。171.根據(jù)權(quán)利要求168的設(shè)備，其特征在于所述蜂窩通信系統(tǒng)接收用于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，以捕獲所述SPS信號(hào)。172.根據(jù)權(quán)利要求171的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息至少包括衛(wèi)星年歷或表示至少一個(gè)SPS衛(wèi)星的星歷的數(shù)據(jù)其中之一。173.根據(jù)權(quán)利要求172的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于視野中SPS衛(wèi)星所用的至少一個(gè)多普勒信息是根據(jù)所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息來確定。174.根據(jù)權(quán)利要求168的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)確定多個(gè)包括所述偽距離的偽距離，而且所述多個(gè)偽距離由所述蜂窩通信系統(tǒng)發(fā)送到所述無線網(wǎng)孔站。175.一種基站設(shè)備，包括用于接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)信號(hào)并確定從SPS衛(wèi)星發(fā)送的SPS信號(hào)中數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)的GPS接收機(jī)；以及連接于所述GPS接收機(jī)的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)送由遠(yuǎn)端移動(dòng)SPS接收機(jī)在捕獲所述移動(dòng)SPS接收機(jī)中的SPS信號(hào)時(shí)所用的所述時(shí)間點(diǎn)。176.根據(jù)權(quán)利要求175的基站設(shè)備，其特征在于所述基站確定衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息并將所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述遠(yuǎn)端移動(dòng)SPS接收機(jī)使用。177.根據(jù)權(quán)利要求176的基站動(dòng)設(shè)備，其特征在于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息包括至少一個(gè)衛(wèi)星年歷或表示星歷的數(shù)據(jù)或視野中SPS衛(wèi)星的多普勒信息。178.一種基站設(shè)備，包括用于接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)信號(hào)并確定從SPS衛(wèi)星發(fā)送的SPS消息中數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)的GPS接收機(jī)；以及連接于所述GPS數(shù)據(jù)處理接收機(jī)的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)送由遠(yuǎn)端移動(dòng)SPS接收機(jī)在捕獲所述移動(dòng)SPS接收機(jī)中的SPS信號(hào)時(shí)所用的所述時(shí)間點(diǎn)。179.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述時(shí)間點(diǎn)被接收用于至少一個(gè)在所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星。180.根據(jù)權(quán)利要求152的方法，其特征在于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)確定多個(gè)包括所述偽距離的偽距離，而且所述多個(gè)偽距離用于確定所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的位置。181.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于所述時(shí)間點(diǎn)是用于至少一個(gè)在所述SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星。182.根據(jù)權(quán)利要求159的方法，其特征在于還包括以下步驟確定多個(gè)偽距離并確定根據(jù)所述多個(gè)偽距離確定所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的位置。183.根據(jù)權(quán)利要求168的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于所述時(shí)間點(diǎn)被接收用于至少一個(gè)在所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的視野中的SPS衛(wèi)星。184.根據(jù)權(quán)利要求168的移動(dòng)設(shè)備，其特征在于所述移動(dòng)SPS接收機(jī)確定多個(gè)包括所述偽距離的偽距離，而且所述多個(gè)偽距離用于確定所述移動(dòng)SPS接收機(jī)的位置。185.根據(jù)權(quán)利要求175的基站設(shè)備，其特征在于所述GPS相對(duì)于所述發(fā)射機(jī)是遠(yuǎn)方設(shè)置的。全文摘要一個(gè)實(shí)施例中的GPS接收機(jī)包括從視野中的衛(wèi)星接收RF頻率的GPS信號(hào)的天線；與天線連接的下變頻器，將接收GPS信號(hào)的RF頻率降到中頻(IF)；與下變頻器相連的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，以預(yù)定速率對(duì)IFGPS信號(hào)抽樣，產(chǎn)生抽樣的IFGPS信號(hào)；與數(shù)字化轉(zhuǎn)換器相邊聽存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)抽樣的IFGPS信號(hào)(GPS信號(hào)的抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ))；以及與存儲(chǔ)器相連的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，按照存儲(chǔ)的指令操作，藉此在抽樣IFGPS信號(hào)上執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT)運(yùn)算，提供偽距離信息。這些運(yùn)算一般也包括GPS信號(hào)的預(yù)處理和后處理。在數(shù)據(jù)抽樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成之后，接收機(jī)前端掉電。文檔編號(hào)G01S19/23GK1487306SQ03130989公開日2004年4月7日申請(qǐng)日期1996年10月8日優(yōu)先權(quán)日1995年10月9日發(fā)明者N·F·克拉斯內(nèi)爾,NF克拉斯內(nèi)爾申請(qǐng)人:快速追蹤有限公司