專利名稱：一種利用手機(jī)蜂窩網(wǎng)獲取輔助信息的快速高精度gps定位終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩網(wǎng)通信領(lǐng)域和衛(wèi)星定位領(lǐng)域，尤其是輔助衛(wèi)星定位(Aiding GNSS)領(lǐng)域，是一種利用現(xiàn)有的手機(jī)蜂窩網(wǎng)通信基礎(chǔ)設(shè)施傳送衛(wèi)星定位輔助信息，提升常規(guī) 衛(wèi)星定位接收機(jī)初次定位速度和連續(xù)定位精度的GPS定位終端。
背景技術(shù)：
在GPS接收機(jī)中，信號(hào)處理主要包括基帶信號(hào)處理和導(dǎo)航結(jié)算處理，其中基帶信 號(hào)處理主要包括信號(hào)捕獲和信號(hào)跟蹤。信號(hào)捕獲的任務(wù)有兩點(diǎn)1.決定當(dāng)前天頂上可見衛(wèi) 星集合。2.對(duì)于每一顆可見衛(wèi)星，確定其偽碼相位和多普勒頻移。任務(wù)1的出發(fā)點(diǎn)是由于 GPS衛(wèi)星作為中軌道衛(wèi)星，軌道半徑近似為2萬公里左右，空中組網(wǎng)包括32顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi) 星具有唯一的偽隨機(jī)碼，偽隨機(jī)碼的存在提供了測(cè)距碼，同時(shí)將衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)頻帶展寬，經(jīng) 過2萬多公里的路徑衰減使地球表面接收到的衛(wèi)星型號(hào)被背景噪聲湮沒，所以必須通過信 號(hào)捕獲得到當(dāng)前可見衛(wèi)星的集合，才能進(jìn)行后續(xù)處理。GPS信號(hào)中調(diào)制的偽隨機(jī)碼分為軍碼和民用碼，民事應(yīng)用中只適用了民用碼。民 碼的碼周期為1毫秒，分為1023個(gè)偽碼相位。在GPS接收機(jī)端，由于時(shí)間和位置的隨機(jī)性， 導(dǎo)致在某個(gè)特定時(shí)刻接受的偽碼相位也是隨機(jī)的，所以必須找到偽碼相位的精確測(cè)量值才 能將本地偽碼和輸入信號(hào)的偽碼相位對(duì)齊，這樣才能得到最大相關(guān)峰，從而檢測(cè)到某顆衛(wèi) 星的存在；另一方面，由于衛(wèi)星不是靜止軌道，其高速運(yùn)行速率(> 4公里/秒)導(dǎo)致接收 到的信號(hào)產(chǎn)生較大的多普勒頻移，一般在-5KHz到+5KHz之間，所以也必須在載波頻率方 向進(jìn)行多個(gè)頻率井的搜索，只有當(dāng)載波頻率和多普勒頻移的頻率差在一定范圍之內(nèi)(比如 < 500Hz)，同時(shí)本地偽碼相位和輸入信號(hào)的偽碼相位差在0. 5個(gè)碼片之內(nèi)，才能得到一個(gè) 最大的相關(guān)峰，完成信號(hào)的捕獲?？梢钥闯觯盘?hào)捕獲的過程包括了一個(gè)二維的搜索，根據(jù) 相關(guān)時(shí)間的不同決定載波頻率搜索的頻寬，一般來說需要40-100個(gè)頻點(diǎn)的搜索，加上1023 個(gè)偽碼相位的搜索，導(dǎo)致了信號(hào)捕獲在接收機(jī)初次定位時(shí)間中的大部分，所以縮短信號(hào)捕 獲的時(shí)間對(duì)于縮短初次定位時(shí)間具有非常重要的意義。衛(wèi)星定位接收機(jī)用來定位的觀測(cè)量主要是偽距觀測(cè)量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
權(quán)利要求
一種利用手機(jī)蜂窩網(wǎng)獲取輔助信息的快速高精度GPS定位終端，該終端包括GPS差分基站，手機(jī)短消息模塊，GPS定位接收機(jī)，中心處理單元，構(gòu)成一個(gè)可以和GPS差分基站雙向通信的GPS定位終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS定位終端，其特征在于GPS差分基站和GPS定位接收機(jī)的 雙向通信，以及利用差分信息和輔助信息提升定位性能和縮短定位所需時(shí)間的定位終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS定位終端，其特征在于該定位終端通過蜂窩手機(jī)網(wǎng)短消 息傳送GPS差分信息和輔助啟動(dòng)信息，利用預(yù)設(shè)的GPS接收機(jī)基站接收GPS定位信息，根 據(jù)標(biāo)定的蜂窩站精確位置計(jì)算差分?jǐn)?shù)據(jù)信息，包括電離層、對(duì)流層延遲矯正量，衛(wèi)星種差矯 正，以及實(shí)時(shí)的可見衛(wèi)星集合，單顆衛(wèi)星的偽碼相位和載波多普勒頻移，經(jīng)過壓縮算法將以 上諸量的數(shù)據(jù)量壓縮，然后通過蜂窩網(wǎng)短消息的方式發(fā)送出去。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS定位終端，其特征在于該定位終端通過預(yù)設(shè)的短信平臺(tái) 接受GPS輔助信息中和差分?jǐn)?shù)據(jù)信息，輔助信息可以用來限定當(dāng)前信號(hào)捕獲引擎的偽碼設(shè) 定，限定每顆衛(wèi)星的信號(hào)捕獲的多普勒頻率的設(shè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GPS定位終端，其特征在于，該定位終端將中頻采樣的GPS數(shù) 字信號(hào)分成多個(gè)1ms為長(zhǎng)度單位的數(shù)據(jù)塊，產(chǎn)生一個(gè)本地頻率補(bǔ)償序列，將輸入中頻數(shù)據(jù) 塊依次乘以產(chǎn)生一個(gè)本地頻率補(bǔ)償序列，得到一個(gè)新的中頻序列，將新中頻數(shù)據(jù)塊進(jìn)行塊 累加(以1毫秒為塊長(zhǎng)度)，對(duì)塊累加以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)的相關(guān)捕獲或FFT捕獲。
6.一種通過蜂窩手機(jī)網(wǎng)短消息傳送GPS輔助信息的方法，該方法利用預(yù)設(shè)的GPS接收 機(jī)基站接收GPS定位信息，將蜂窩基站的精確位置事先標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定的蜂窩站精確位置 計(jì)算差分?jǐn)?shù)據(jù)信息，包括電離層、對(duì)流層延遲矯正量，衛(wèi)星種差矯正，以及實(shí)時(shí)的可見衛(wèi)星 集合，單顆衛(wèi)星的偽碼相位和載波多普勒頻移，經(jīng)過壓縮算法將以上諸量的數(shù)據(jù)量壓縮，然 后通過蜂窩網(wǎng)短消息的方式發(fā)送給蜂窩基站覆蓋范圍內(nèi)的定位終端；在定位終端方面，通 過無線鏈路接受到差分站發(fā)送的差分修正量，將公共誤差項(xiàng)剔除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用手機(jī)蜂窩網(wǎng)獲取輔助信息的快速高精度GPS定位終端，其基于現(xiàn)有的蜂窩基站上面的GPS差分站，通過事先標(biāo)定的蜂窩基站的精確位置，計(jì)算出如上所述的公共誤差項(xiàng)，然后通過獨(dú)有的壓縮算法將冗余信息剔除，將精簡(jiǎn)的誤差修正信息通過手機(jī)短信的形式發(fā)送給蜂窩基站覆蓋范圍內(nèi)的定位終端；在定位終端方面，通過無線鏈路，例如GSM，GPRS，3G等接受到差分站發(fā)送的差分修正量，將公共誤差項(xiàng)剔除，提高定位的精度和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01S19/12GK101950023SQ20101026618
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者魯郁 申請(qǐng)人:魯郁