專利名稱：衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法
衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，特別根據(jù)衛(wèi)星的信號變化斜率的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法。
背景技術(shù)：
一般全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，簡稱為GPS)利用四顆定位衛(wèi)星搭配定位裝置進(jìn)行定位。定位衛(wèi)星所傳送的信號包括衛(wèi)星自身所在位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及發(fā)射時間，而定位裝置內(nèi)的定位芯片再利用這些信息計算定位裝置的所在位置。全球定位系統(tǒng)僅使用四顆衛(wèi)星進(jìn)行定位的時候，如果有任何一顆衛(wèi)星受到影響， 將造成定位時的三維空間也產(chǎn)生偏差，而造成衛(wèi)星信號偏差的原因除了因為衛(wèi)星在傳送衛(wèi)星信號至定位裝置時，可能受到外在的地形屏蔽而使衛(wèi)星信號在傳送的過程中受到干擾夕卜，這四顆用來作為定位使用的定位衛(wèi)星與定位裝置的相對位置關(guān)系均可能影響全球定位系統(tǒng)的定位效果。無論星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SatelliteBased Augmentation Systems，簡稱為 SBAS)、輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Assisted Global Positioning System，簡稱為AGPS)或是差分全球定位系統(tǒng)(Differential Global Positioning System，簡稱為 DGPS)，皆存在一個共同的問題。即，這些信息的提供都必須是在使用者靠近基地臺或是衛(wèi)星信號的有效涵蓋區(qū)域，而且在信號受到遮蔽的情況下，這些方式仍因信號接收強(qiáng)度受到影響而無法確實發(fā)揮效果。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的一個目的是提供一種衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其可提升全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位的效果，克服信號受到地形屏障等影響而無法達(dá)到精準(zhǔn)且快速定位的缺失。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，該判斷方法包含下列步驟 得出一目標(biāo)衛(wèi)星在一第一觀測期間的一第一信號變化斜率；根據(jù)該第一信號變化斜率而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星應(yīng)處于一待遮蔽狀態(tài)；以及因應(yīng)該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)而產(chǎn)生一提示 fn息ο為對本發(fā)明的目的、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合附圖詳細(xì)說明如下

圖1為本發(fā)明一較佳實施例選擇目標(biāo)衛(wèi)星判斷方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一較佳實施例衛(wèi)星劣化判斷方法的流程圖；圖3為本發(fā)明一較佳實施例決定進(jìn)入待遮蔽狀態(tài)的流程圖；圖4為本發(fā)明一較佳實施例判斷脫離待遮蔽狀態(tài)的流程圖；圖5為本發(fā)明另一較佳實施例的第一判斷流程圖；圖6為本發(fā)明另一較佳實施例的第二判斷流程圖。
具體實施方式為了便于說明起見，本發(fā)明將定位裝置可以接收衛(wèi)星信號的衛(wèi)星稱為有效衛(wèi)星， 并將天空中的這些有效衛(wèi)星個數(shù)以m表示；此外，為了排除其中觀測特性較差的衛(wèi)星，另外還可以選擇以仰角范圍或信號強(qiáng)度作為排除條件，藉以限縮衛(wèi)星個數(shù)。將符合這些限縮條件的有效衛(wèi)星進(jìn)一步定義為觀測衛(wèi)星，并定義觀測衛(wèi)星的個數(shù)為N2。由于定位裝置需要使用其中的四顆衛(wèi)星作為對定位裝置所在位置的定位使用，因此將這四顆衛(wèi)星歸類為定位衛(wèi)星。上述衛(wèi)星個數(shù)間具有以下的關(guān)系N1彡N2彡4。請參見圖1，其為本發(fā)明一較佳實施例選擇目標(biāo)衛(wèi)星判斷方法的流程圖。首先定位裝置偵測有效衛(wèi)星(S221)；接著根據(jù)定位裝置所預(yù)設(shè)的第一條件選取觀測衛(wèi)星(S223)；再由該等觀測衛(wèi)星選取目標(biāo)衛(wèi)星(S225)；決定目標(biāo)衛(wèi)星的衛(wèi)星信息是否遮蔽(S227)。其中，第一條件可由衛(wèi)星的仰角且/或定位裝置所接收的衛(wèi)星信號強(qiáng)度決定。若第一條件中包含衛(wèi)星仰角，則可設(shè)定為O至90度。衛(wèi)星仰角較佳為10至90度。若第一條件中包含定位裝置所接收的衛(wèi)星信號強(qiáng)度，則可設(shè)定載波-噪 音比(CNR，Carrier-to-Noise Ratio)介于12至52分貝(decibel,以下簡稱dB)。請參見圖2，其為本發(fā)明一較佳實施例進(jìn)行衛(wèi)星劣化判斷方法的流程圖。首先，取得在第一觀測期間Atl有效衛(wèi)星所發(fā)出第一信號變化斜率(S31)；根據(jù)第一信號變化斜率決定是否遮蔽該目標(biāo)衛(wèi)星的衛(wèi)星信息(S33)；以及定位裝置決定遮蔽目標(biāo)衛(wèi)星的衛(wèi)星信息或/且產(chǎn)生提示信息(S35)，并視定位裝置的設(shè)定而將提示信息提供給前端處理模塊(如 定位信息提供單元，可利用硬件實現(xiàn)的定位芯片或利用軟件實現(xiàn))或后端處理模塊(如應(yīng)用軟件)使用(S37)。換句話說，本發(fā)明先判斷第一信號變化斜率是否呈現(xiàn)劣化；若發(fā)現(xiàn)第一信號變化斜率確實呈現(xiàn)劣化，則遮蔽該目標(biāo)衛(wèi)星的衛(wèi)星信息。本發(fā)明所述遮蔽衛(wèi)星信息的意思為將衛(wèi)星信息刪除或棄而不用。另外說明，本實施例中針對觀測衛(wèi)星進(jìn)行上述衛(wèi)星劣化判斷方法，藉以減少運(yùn)算資源，然而若在運(yùn)算資源充足的情況下，則建議以有效衛(wèi)星進(jìn)行上述衛(wèi)星劣化判斷方法。在步驟S35產(chǎn)生提示信息后，后續(xù)的處理方式可以根據(jù)處理的模塊與判斷模塊的關(guān)系而分為兩類一種處理方式是先把有問題的定位衛(wèi)星所傳送的定位信號給遮蔽，即，將判斷結(jié)果輸出至前端處理模塊，讓前端處理模塊改為選用其它的定位衛(wèi)星作為定位信息的取得來源；另一種處理方式則是保留原始的定位衛(wèi)星作為定位數(shù)據(jù)的提供來源，但以后端處理模塊的方式，搭配輔助信息的使用，告知使用者衛(wèi)星數(shù)據(jù)受到干擾，并建議使用者需要考慮在特定期間時，衛(wèi)星數(shù)據(jù)可能因為信號強(qiáng)度的關(guān)系而造成定位時的誤差提示信息。請參見圖3，其為本發(fā)明一較佳實施例決定進(jìn)入待遮蔽狀態(tài)的流程圖。將第一觀測期間Atl定義為第一時點tl與第二時點t2之間。在第一時點tl先得出第一信號強(qiáng)度 CNRtl,并在第二時點t2得出第二信號強(qiáng)度CNRt2 (S321)；接著根據(jù)第一信號強(qiáng)度CNRtl與第二信號強(qiáng)度CNRt2來判斷當(dāng)前的目標(biāo)衛(wèi)星在第一觀測期間Δ tl的第一信號變化斜率CNRsl_ 是否呈現(xiàn)劣化(S322)；若是目標(biāo)衛(wèi)星的第一信號變化斜率確實呈現(xiàn)劣化時，則再進(jìn)一步判斷目標(biāo)衛(wèi)星是否為目前定位芯片用來計算定位裝置的位置的定位衛(wèi)星(S323)；若是，則決定目標(biāo)衛(wèi)星進(jìn)入待遮蔽狀態(tài)(S324)。倘若目標(biāo)衛(wèi)星的第一信號變化斜率CNRsl。pe呈現(xiàn)劣化，即，具有斜率為負(fù)的信號變化斜率，且信號變化斜率小于一預(yù)設(shè)斜率門坎(例如選擇以斜率=-3作為預(yù)設(shè)斜率門坎)達(dá)一個預(yù)設(shè)次數(shù)(例如三次)后，代表目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度確實屬于一個相當(dāng)惡劣的情況，因此若目標(biāo)衛(wèi)星屬于四顆用來提供定位功能的定位衛(wèi)星時，便需要將目標(biāo)衛(wèi)星設(shè)定為待遮蔽狀態(tài)。當(dāng)然，這里對于第一時點tl、第二時點t2、預(yù)設(shè)斜率門坎與預(yù)設(shè)次數(shù)僅是為了舉例所作的說明，實際應(yīng)用時，這些數(shù)值的選用并不需要受到限制。簡單來說，本發(fā)明后續(xù)將說明的核心流程根據(jù)預(yù)設(shè)的第一條件而選出的觀測衛(wèi)星為基礎(chǔ)而進(jìn)行的，即，在選出觀測衛(wèi)星后，針對觀測衛(wèi)星所發(fā)出信號的強(qiáng)度變化得出特定觀測期間的信號變化斜率，并對觀測衛(wèi)星中用來提供定位功能的定位衛(wèi)星在信號變化斜率為趨于劣化的情況下，選擇停止使用該顆定位衛(wèi)星，或是針對該顆定位衛(wèi)星所進(jìn)行定位的結(jié)果發(fā)出可能存在較大誤差等警示信息。

請參見圖4，其為本發(fā)明一較佳實施例判斷目標(biāo)衛(wèi)星脫離待遮蔽狀態(tài)的流程圖。由于目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度會因為衛(wèi)星與定位裝置的相對位置變化而改變，因此在將目標(biāo)衛(wèi)星判斷為處于待遮蔽狀態(tài)后，仍繼續(xù)追蹤目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度，因此可以得出目標(biāo)衛(wèi)星在第二觀測期間的第二信號變化斜率(S331)；并判斷第二信號變化斜率是否呈現(xiàn)優(yōu)化，并據(jù)此而判斷目標(biāo)衛(wèi)星是否應(yīng)離開待遮蔽狀態(tài)(S332)。此目標(biāo)衛(wèi)星脫離待遮蔽狀態(tài)的判斷方式與圖2內(nèi)容類似，因此不特別就其內(nèi)部的細(xì)節(jié)加以探討。當(dāng)然，這里的第二觀測期間固然可以另外選取與第一觀測期間相同時間長度或不同時間長度。判斷第二信號變化斜率的方式則是以正向斜率作為判斷優(yōu)化的門坎值。需注意的是，本發(fā)明提出的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法并不是用來取代現(xiàn)有技術(shù)的全球定位系統(tǒng)的作法，而是一種輔助判斷的方式，讓定位裝置得以判定當(dāng)前所使用的定位衛(wèi)星的信號與狀態(tài)是否適合作為定位使用，倘若信號變化斜率呈現(xiàn)劣化，便判定定位裝置不適合使用這個觀測衛(wèi)星的信號，并送出這個觀測衛(wèi)星應(yīng)該被設(shè)定為待屏蔽狀態(tài)的提示信號。因此，在完成判斷目標(biāo)衛(wèi)星是否應(yīng)被設(shè)定為待屏蔽狀態(tài)后，接下來進(jìn)行的便是將上述判斷衛(wèi)星狀態(tài)的結(jié)果傳送至其它搭配使用的處理模塊中。請參見圖5與圖6，其為本發(fā)明另一較佳實施例的第一、第二判斷流程圖。定位裝置首先搜尋天空中可以接收到定位信號的各個衛(wèi)星而形成一個衛(wèi)星列表(S401)；接著以仰角大/等于二十度的條件而自衛(wèi)星列表中找出觀測衛(wèi)星(S402)；并進(jìn)一步再以衛(wèi)星信號強(qiáng)度介于20dB與50dB間的衛(wèi)星作為篩選觀測衛(wèi)星的條件(S403)；并輪流自觀測衛(wèi)星中選擇出用來判斷的目標(biāo)衛(wèi)星(S410)。首先針對目標(biāo)衛(wèi)星計算第一觀測期間，在此以第0秒作為第一時點，并以第15秒作為第二時點，即，以這兩個時點所形成的第一觀測期間來觀察目標(biāo)衛(wèi)星的第一信號變化斜率(S404)；將上述計算得出的第一信號變化斜率與預(yù)設(shè)的劣化的條件進(jìn)行比對，例如判斷第一信號變化斜率是否是否小于/等于_3(S405)；若否，代表目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度相當(dāng)正常，因此便選取其它的觀測衛(wèi)星來進(jìn)行狀態(tài)判斷(S410)。若第一信號變化斜率小于/等于_3，則可以利用一個第一計數(shù)器來輔助計數(shù)第一信號變化斜率符合劣化條件判斷的成立次數(shù)，而增加第一計數(shù)器所紀(jì)錄的次數(shù)(S407)。而后判斷第一計數(shù)器所紀(jì)錄的次數(shù)是否達(dá)到一個預(yù)設(shè)次數(shù)(如2次)(S408)；若是計數(shù)器所紀(jì)錄的次數(shù)并未達(dá)到預(yù)定的次數(shù)時，則重新選擇另一顆目標(biāo)衛(wèi)星進(jìn)行衛(wèi)星狀態(tài)判斷。接著判斷目標(biāo)衛(wèi)星是否為定位衛(wèi)星(S409)。根據(jù)步驟S409，若當(dāng)前的目標(biāo)衛(wèi)星并非定位衛(wèi)星，則不需考慮這顆目標(biāo)衛(wèi)星對定位信息所造成的影響。反之，則設(shè)定目標(biāo)衛(wèi)星進(jìn)入待遮蔽狀態(tài)(S411)。利用精度衰減因子(Dilution of Position，簡稱為D0P)進(jìn)行判斷，例如對兩個時點(如第5秒及第0秒)的精度衰減因子差值的絕對值(S412)；判斷精度衰減因子差值的絕對值是否小于或等于一個門坎值(例0. 1) (S413)；若是，便增加一第二計數(shù)器的紀(jì)錄次數(shù)(S414)，否則回到步驟S410。接著判斷第二計數(shù)器的紀(jì)錄次數(shù)是否大于一預(yù)設(shè)次數(shù) (S415)；若是，則維持遮蔽目標(biāo)衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(S416)。接著開始計算目標(biāo)衛(wèi)星在第二觀測期間的第二信號變化斜率(S417)；將上述計算得出的第二信號變化斜率與預(yù)設(shè)的優(yōu)化的條件進(jìn)行比對，例如判斷第二信號變化斜率的斜率是否大于或等于_2(S418)。若第二信號變化斜率的斜率大于或等 于_2，代表目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度有所改善， 因此可以離開目前將定位衛(wèi)星設(shè)定為待遮蔽狀態(tài)的判斷流程，接著繼續(xù)對其他的觀測衛(wèi)星進(jìn)行狀態(tài)判斷。但是為了確保目標(biāo)衛(wèi)星的信號強(qiáng)度改善的情況并非偶發(fā)現(xiàn)象，因此可以利用第三計數(shù)器來紀(jì)錄定位衛(wèi)星的信號強(qiáng)度改善的次數(shù)，間隔某時間后便偵測定位衛(wèi)星的信號強(qiáng)度是否改善并以第三計數(shù)器紀(jì)錄，每次定位衛(wèi)星的信號強(qiáng)度改善則增加第三計數(shù)器的紀(jì)錄次數(shù)(S419)；而后判斷第三計數(shù)器的紀(jì)錄次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)次數(shù)(S420)；若是，代表當(dāng)前提供定位衛(wèi)星功能的目標(biāo)衛(wèi)星不需要再被設(shè)定為待遮蔽狀態(tài)，因此流程回到步驟 S410而繼續(xù)對其他的觀測衛(wèi)星加以判斷。若第二信號變化斜率的斜率小于_2，則回到步驟 S412。當(dāng)然，在步驟S411以及步驟S416對定位衛(wèi)星判斷信號強(qiáng)度呈現(xiàn)劣化的情況下，除了將定位衛(wèi)星的狀態(tài)設(shè)定為待遮蔽狀態(tài)外，更可以如上述核心流程的說明，將待遮蔽狀態(tài)的情況以提示信息的方式提供給其它處理模塊。通常來說，提供全球定位功能的芯片在選擇用來定位的衛(wèi)星時，并不會提供后端系統(tǒng)得以選擇定位衛(wèi)星的功能，因此即便系統(tǒng)判定觀測衛(wèi)星應(yīng)該被設(shè)定為待屏蔽狀態(tài)時， 并不一定可以傳送至芯片來判斷，在這種狀況下，定位裝置便可以選擇透過軟件來輸出衛(wèi)星信號狀態(tài)的相關(guān)提示信息(例如以語音提示、以警示畫面提示等方式)，通知使用者在這段期間所計算出來的定位信息可能因為觀測衛(wèi)星的信號強(qiáng)度并不理想，而導(dǎo)致定位信息可能有誤的情形，讓使用者警覺需要特別留心數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。需注意的是，盡管上述的較佳實施例是以全球定位系統(tǒng)作為舉例，但是本發(fā)明的作法并不以此為限，而能以一種計算機(jī)程序產(chǎn)品的方式運(yùn)作于各類型的電子裝置上，透過在計算機(jī)程序產(chǎn)品上儲存軟件程序的方式，讓軟件程序在執(zhí)行時，得以使提供定位接收功能的電子裝置進(jìn)行本發(fā)明所提出的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，即得出一目標(biāo)衛(wèi)星在一第一觀測期間的一第一信號變化斜率；根據(jù)該第一信號變化斜率而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星應(yīng)處于一待遮蔽狀態(tài)；以及該電子裝置因應(yīng)該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)而產(chǎn)生一提示信息。本發(fā)明所提出的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法讓使用者在使用定位裝置時，能夠根據(jù)衛(wèi)星信號的強(qiáng)度與接收情形決定是否讓目標(biāo)衛(wèi)星進(jìn)入待遮蔽狀態(tài)，因而改善了原有的定位裝置在衛(wèi)星信號不佳情況下影響定位效能的問題。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該判斷方法包含下列步驟得出一目標(biāo)衛(wèi)星在一第一觀測期間的一第一信號變化斜率；根據(jù)該第一信號變化斜率而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星應(yīng)處于一待遮蔽狀態(tài)；以及因應(yīng)該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)而產(chǎn)生一提示信息。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，更包含以下步驟根據(jù)一第一條件而自若干個衛(wèi)星選取若干個觀測衛(wèi)星；以及輪流自該等觀測衛(wèi)星選擇一觀測衛(wèi)星作為該目標(biāo)衛(wèi)星。
3.如權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，第一條件包含衛(wèi)星仰角為O至 90度。
4.如權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，第一條件包含定位裝置所接收衛(wèi)星信號的載波_噪音比介于12至52分貝。
5.如權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，目標(biāo)衛(wèi)星的第一信號變化斜率根據(jù)目標(biāo)衛(wèi)星信號的載波_噪音比判別，并于第一信號變化斜率小于一預(yù)設(shè)斜率門坎則判斷該目標(biāo)衛(wèi)星應(yīng)處于待遮蔽狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，根據(jù)提示信息而遮蔽該目標(biāo)衛(wèi)星所傳送的定位信號。
7.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，根據(jù)提示信息而發(fā)出一誤差提示信息。
8.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，根據(jù)該信號強(qiáng)度變化而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)的步驟包含以下步驟判斷該第一信號變化斜率是否呈現(xiàn)一劣化；以及因應(yīng)該第一信號變化斜率呈現(xiàn)該劣化而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該判斷方法更包含下列步驟得出該目標(biāo)衛(wèi)星在一第二觀測期間的一第二信號變化斜率；以及判斷該第二信號變化斜率是否呈現(xiàn)一優(yōu)化并據(jù)此而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星是否應(yīng)離開該待遮蔽狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，更包含以下步驟提供該提示信息予一前端處理模塊或一后端處理模塊。
11.如權(quán)利要求10所述的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該前端處理模塊為一定位信息提供單元，而該后端處理模塊為一應(yīng)用軟件。
全文摘要
本發(fā)明為一種衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法，本發(fā)明所提出的衛(wèi)星狀態(tài)判斷方法包含下列步驟得出一目標(biāo)衛(wèi)星在一第一觀測期間的一第一信號變化斜率；根據(jù)該第一信號變化斜率而判斷該目標(biāo)衛(wèi)星應(yīng)處于一待遮蔽狀態(tài)；以及因應(yīng)該目標(biāo)衛(wèi)星處于該待遮蔽狀態(tài)而產(chǎn)生一提示信息。
文檔編號G01S19/08GK102401902SQ20101027568
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者邱上銘 申請人:神基科技股份有限公司, 神訊電腦(昆山)有限公司