同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置。該同步導(dǎo)航電文的方法包括下列步驟：估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中接收機(jī)從導(dǎo)航設(shè)備接收導(dǎo)航電文；根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，確定導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；根據(jù)導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中同步信息用于同步導(dǎo)航電文。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置，能夠不需匹配子幀頭，快速同步導(dǎo)航電文，減少首次定位時(shí)間，提高TTFF性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，特別涉及一種同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigation Satellite System,GNSS 系統(tǒng))是一種用于在全球范圍內(nèi)自動(dòng)提供地理空間定位的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)使得小型電子接收機(jī)通過(guò)時(shí)間信號(hào)將其位置(經(jīng)度、緯度和高度)確定在幾米的范圍內(nèi)，該時(shí)間信號(hào)以無(wú)線(xiàn)電波的形式按時(shí)間從衛(wèi)星傳輸?shù)浇邮諜C(jī)上。接收機(jī)計(jì)算精確的時(shí)間以及位置，所計(jì)算的時(shí)間和位置信息作為導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[0003]現(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)，比如全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡(jiǎn)稱(chēng)GP S系統(tǒng))和北斗(又稱(chēng)羅盤(pán))導(dǎo)航系統(tǒng)，需要從導(dǎo)航衛(wèi)星獲取導(dǎo)航電文的精確發(fā)送時(shí)間，該發(fā)送時(shí)間可以根據(jù)子巾貞周內(nèi)時(shí)間(Time Of Week,簡(jiǎn)稱(chēng)TOW)和子巾貞內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)值(bit count,簡(jiǎn)稱(chēng)bitcnt)來(lái)計(jì)算。導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間Ts可以通過(guò)以下公式(I)計(jì)算得出:
[0004]Ts=T0ff+bitcnt X cycle+Th (I)
[0005]其中，cycle表示子巾貞內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)值bitcnt的更新周期,對(duì)于GPS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)該更新周期為20ms ；Th為更高精度的測(cè)量值。GPS系統(tǒng)中導(dǎo)航電文的信息結(jié)構(gòu)為由5個(gè)子幀構(gòu)成的1500bit長(zhǎng)的主幀基本格式(也稱(chēng)頁(yè))，每一個(gè)子幀包含300bit (每個(gè)子幀長(zhǎng)度為6秒)。GPS衛(wèi)星的子幀周內(nèi)時(shí)間TOW—個(gè)子幀更新一次，子幀內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)值bitcnt表示定位時(shí)刻收到最后一個(gè)導(dǎo)航比特(即當(dāng)前比特)在一個(gè)TOW更新周期內(nèi)的偏移量。因此在GPS系統(tǒng)中，子幀內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)值bitcnt的數(shù)值范圍為0-299。GPS系統(tǒng)中，子幀同步完成后，就能獲得子幀周內(nèi)時(shí)間TOW和子幀內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)值bitcnt。
[0006]在傳統(tǒng)技術(shù)中，通過(guò)在導(dǎo)航數(shù)據(jù)流中逐一匹配子幀頭來(lái)完成子幀同步。例如，在GPS系統(tǒng)中，每個(gè)子幀的前N位為子幀頭。傳統(tǒng)的子幀同步方法是在導(dǎo)航數(shù)據(jù)流中匹配子幀頭，一旦匹配成功，則進(jìn)一步校驗(yàn)子幀中相同的字中的奇偶校驗(yàn)位。一旦校驗(yàn)通過(guò)，則衛(wèi)星和接收機(jī)間的子幀同步完成，然后接收機(jī)開(kāi)始對(duì)隨后接收的導(dǎo)航電文進(jìn)行子幀內(nèi)導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。當(dāng)累計(jì)滿(mǎn)一個(gè)TOW更新周期(例如，300bits)后，bitcnt重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。
[0007]然而，現(xiàn)有的子幀同步方法中，由于需要匹配子幀頭，在某些情況下，子幀同步會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間。在GPS系統(tǒng)中，每個(gè)子幀長(zhǎng)度為6s。如果當(dāng)前的子幀頭丟失，為了匹配下一個(gè)子幀頭，接收機(jī)要等待6s直到接收到下一個(gè)子幀。此外，現(xiàn)有的方法中，在子幀頭匹配后，需要校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)位。在衛(wèi)星接收到的信號(hào)較弱的情況下，校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)位會(huì)較困難，從而，進(jìn)一步增加了子巾貞同步的時(shí)間以及接收機(jī)首次定位的時(shí)間(Time To First Fix,簡(jiǎn)稱(chēng) TTFF)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置，能夠不需要匹配子幀頭，快速地同步導(dǎo)航電文，減少接收機(jī)首次定位時(shí)間，提供TTFF性能。
[0009]本發(fā)明提供了一種同步導(dǎo)航電文的方法，該方法包括下列步驟:估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中接收機(jī)從導(dǎo)航設(shè)備接收導(dǎo)航電文；根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，確定導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；根據(jù)導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
[0010]本發(fā)明還提供了一種同步導(dǎo)航電文的接收機(jī)，該接收機(jī)包括電文同步模塊和同步信息存儲(chǔ)器，電文同步模塊包括距離計(jì)算器、發(fā)送時(shí)間計(jì)算器和同步信息計(jì)算器。距離計(jì)算器估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中接收機(jī)從導(dǎo)航設(shè)備接收導(dǎo)航電文；發(fā)送時(shí)間計(jì)算器根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，確定導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；同步信息計(jì)算器根據(jù)導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
[0011]本發(fā)明還提供了一種同步導(dǎo)航電文的裝置，該裝置包括:距離計(jì)算器、發(fā)送時(shí)間計(jì)算器和同步信息計(jì)算器。距離計(jì)算器，用于估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中所述接收機(jī)從所述導(dǎo)航設(shè)備接收所述導(dǎo)航電文；發(fā)送時(shí)間計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離，確定所述導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；同步信息計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中所述同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
[0012]本發(fā)明提供的同步導(dǎo)航電文的方法、接收機(jī)及裝置，能夠不需匹配子幀頭，快速同步導(dǎo)航電文，減少首次定位時(shí)間，提高TTFF性能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]以下通過(guò)對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0014]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)航電文同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1所示接收機(jī)的導(dǎo)航處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元的一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0017]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元的另一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0018]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元中的第一快速電文同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5所示第一快速電文同步模塊的一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0020]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5所示第一快速電文同步模塊的另一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0021]圖8所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元中的第二快速電文同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖8所示第二快速電文同步模塊的一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0023]圖10所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖8所示第二快速電文同步模塊的另一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0024]圖11所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元中的第三快速電文同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖12所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖11所示第三快速電文同步模塊的一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；
[0026]圖13所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖11所示第三快速電文同步模塊的另一種同步導(dǎo)航電文的方法流程圖；以及
[0027]圖14所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)航處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的參考。盡管本發(fā)明通過(guò)這些實(shí)施方式進(jìn)行闡述和說(shuō)明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。相反，本發(fā)明涵蓋后附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和發(fā)明范圍內(nèi)的所有替代物、變體和等同物。
[0029]另外，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，公開(kāi)了一種不需要匹配子幀頭，快速同步導(dǎo)航電文的方法和裝置。本發(fā)明公開(kāi)的方法和裝置可以減少首次定位時(shí)間TTFF和/或增加被捕獲到的用于導(dǎo)航的導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量，從而改善導(dǎo)航性能。此外，本發(fā)明公開(kāi)了三種不同的快速導(dǎo)航電文同步方法，以適應(yīng)需要同步導(dǎo)航電文的各種情況，如接收機(jī)的熱啟動(dòng)、重啟、暫時(shí)性信號(hào)丟失、暫時(shí)性處理中斷等等。接下來(lái)將從各個(gè)方面舉例描述本發(fā)明的有益效果和新穎性，在以下描述中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可結(jié)合附圖理解本發(fā)明技術(shù)方案的【具體實(shí)施方式】等等。
[0031]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)航電文同步系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。導(dǎo)航電文同步系統(tǒng)100可以是，例如:GPS系統(tǒng)、北斗(羅盤(pán))系統(tǒng)或其他適用的系統(tǒng)。導(dǎo)航電文同步系統(tǒng)100可以包括接收機(jī)102和一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航設(shè)備(如衛(wèi)星104)，其中衛(wèi)星104將調(diào)制的導(dǎo)航信號(hào)傳送至接收機(jī)102。導(dǎo)航電文可以通過(guò)碼分多址(Code Division MultipleAccess,簡(jiǎn)稱(chēng)CDMA)或其他擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行編碼，從而使得每個(gè)衛(wèi)星根據(jù)各自不同的編碼方法所獲得的導(dǎo)航電文能夠彼此相區(qū)別。
[0032]在這個(gè)實(shí)施例中，接收機(jī)102包括天線(xiàn)106、射頻(Radio-Frequency,簡(jiǎn)稱(chēng)RF)前端108、基帶處理單元110、導(dǎo)航處理單元112、本地時(shí)鐘114和顯示器116。接收機(jī)102可以是向用戶(hù)提供當(dāng)前位置信息和時(shí)鐘信息的獨(dú)立電子設(shè)備或集成在另一個(gè)設(shè)備上的模塊，該另一個(gè)設(shè)備可以為但不限于一種便攜設(shè)備，例如:智能電話(huà)、平板電腦、游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)或車(chē)輛。天線(xiàn)106從衛(wèi)星104接收經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)后，RF前端108將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率適合于數(shù)字信號(hào)處理的信號(hào)。基帶處理單元110可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器，該處理器通過(guò)去除載波信號(hào)和粗捕獲碼(Coarse/Acquisition Code,簡(jiǎn)稱(chēng)C/A碼)來(lái)提取從每個(gè)衛(wèi)星104接收的導(dǎo)航電文。
[0033]在這個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)航處理單元112解碼導(dǎo)航電文，并使用默認(rèn)電文同步模塊118和一個(gè)或多個(gè)快速電文同步模塊120根據(jù)解碼后的信息確定衛(wèi)星位置和發(fā)送時(shí)間。解碼后的信息包括:例如，衛(wèi)星時(shí)鐘、時(shí)鐘關(guān)系、星歷和歷書(shū)等等。導(dǎo)航處理單元112還根據(jù)衛(wèi)星位置和發(fā)送時(shí)間來(lái)計(jì)算接收機(jī)102的當(dāng)前位置。接收機(jī)102中的本地時(shí)鐘114為導(dǎo)航處理單元112提供本地參考時(shí)間。本地時(shí)鐘114可以是與衛(wèi)星時(shí)鐘同步過(guò)的，以達(dá)到一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，例如，時(shí)間基準(zhǔn)可精確到Ims。
[0034]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1所示接收機(jī)102的導(dǎo)航處理單元112的結(jié)構(gòu)示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)航處理單元112包括默認(rèn)電文同步模塊118、第一快速電文同步模塊202、第二快速電文同步模塊204、第三快速電文同步模塊206、切換模塊208、同步信息存儲(chǔ)器210和檢查模塊212。這里提到的“模塊”、“單元”是指任意適合的可執(zhí)行軟件模塊、硬件、可執(zhí)行的硬件程序或能完成所需功能的任意組合，如可編程處理器、分立邏輯器件，如狀態(tài)機(jī)等。
[0035]在這個(gè)實(shí)施例中，默認(rèn)電文同步模塊118根據(jù)導(dǎo)航電文頭的匹配，在接收機(jī)102和一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星104之間建立初始電文同步。在GPS系統(tǒng)中，如上所述，該初始電文同步通過(guò)子幀頭匹配和奇偶校驗(yàn)位的校驗(yàn)來(lái)完成。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦接收機(jī)102開(kāi)機(jī)或重啟，默認(rèn)電文同步模塊118通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法建立初始電文同步。在這個(gè)實(shí)施例中，一旦建立初始電文同步，接收機(jī)102開(kāi)始工作，與電文同步相關(guān)的信息存儲(chǔ)在同步信息存儲(chǔ)器210中。該信息包括:例如，衛(wèi)星104的星歷、計(jì)算得到的接收機(jī)102的當(dāng)前位置、導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間(例如，子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù))、與衛(wèi)星時(shí)鐘和本地時(shí)鐘之間的時(shí)鐘同步相關(guān)的信息(例如，時(shí)鐘關(guān)系)、與本地時(shí)鐘相關(guān)的信息、或其他任意適合的信息。在這個(gè)實(shí)施例中，即使是在熱啟動(dòng)或重啟后，信息仍會(huì)不斷更新并保存在同步信息存儲(chǔ)器210中。
[0036]在這個(gè)實(shí)施例中，第一快速電文同步模塊202、第二快速電文同步模塊204和第三快速電文同步模塊206用于在初始電文同步中斷情況下，從同步信息存儲(chǔ)器210中獲取與電文同步相關(guān)的信息，并根據(jù)所獲取的信息，在接收機(jī)102和衛(wèi)星104之間重新建立電文同步。初始電文同步可能是因?yàn)楦鞣N不同原因中斷的，比如:熱啟動(dòng)、重啟、暫時(shí)性GPS信號(hào)丟失或暫時(shí)性中斷處理。在不同原因?qū)е碌碾娢耐街袛嗲闆r下，從同步信息存儲(chǔ)器210中重新獲取的可用信息是不同的。在這個(gè)實(shí)施例中，切換模塊208根據(jù)初始電文同步中的可用信息來(lái)確定用哪一個(gè)快速電文同步模塊重新建立電文同步最合適。如何選擇合適的電文同步模塊的細(xì)節(jié)將會(huì)在后面描述。一旦經(jīng)由第一快速電文同步模塊202、第二快速電文同步模塊204和第三快速電文同步模塊206中的一個(gè)模塊重新建立電文同步后，檢查模塊212將檢查同步信息的可靠性。在一個(gè)實(shí)施例中，如果從一個(gè)快速電文同步模塊中獲得的同步信息沒(méi)有通過(guò)測(cè)試，則切換模塊208會(huì)啟用另一個(gè)快速電文同步模塊來(lái)重新建立電文同步。通過(guò)了測(cè)試的同步信息(例如，子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù))會(huì)存儲(chǔ)在同步信息存儲(chǔ)器210中。
[0037]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元的一種同步導(dǎo)航電文的方法300的流程圖。圖3將結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行描述。需要說(shuō)明的是，除了本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)的模塊或單元，任意適合的模塊或單元也可包括在本實(shí)施例中。首先，在步驟302中，通過(guò)導(dǎo)航電文頭匹配(例如，GPS系統(tǒng)中的子幀頭匹配)在接收機(jī)和導(dǎo)航設(shè)備(例如，衛(wèi)星104)之間建立電文同步。接收機(jī)從導(dǎo)航設(shè)備接收導(dǎo)航電文。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的默認(rèn)電文同步模塊118完成。接下來(lái)，在步驟304中，檢測(cè)已建立的電文同步是否中斷。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的切換模塊208完成。如果檢測(cè)到電文同步中斷，則執(zhí)行步驟306，從接收機(jī)重新獲取與電文同步相關(guān)的信息。在步驟308中，根據(jù)重新獲取的信息，在接收機(jī)和導(dǎo)航設(shè)備之間重新建立電文同步。如上所述，步驟306和308可以由導(dǎo)航處理單元112的第一快速電文同步模塊202、第二快速電文同步模塊204和第三快速電文同步模塊206中的一個(gè)模塊完成。
[0038]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元的另一種同步導(dǎo)航電文的方法400的流程圖。圖4將結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行描述。需要說(shuō)明的是，除了本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)的模塊或單元，任意適合的模塊或單元也可包括在本實(shí)施例中。首先，在步驟402中，通過(guò)子幀頭匹配完成衛(wèi)星和接收機(jī)之間的初始電文同步。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的默認(rèn)電文同步模塊118完成。接下來(lái)，在步驟404中，存儲(chǔ)從初始電文同步中獲得的信息，該信息包括:例如，衛(wèi)星104的星歷、計(jì)算得到的接收機(jī)102的當(dāng)前位置、導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間(例如，子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù))、與衛(wèi)星時(shí)鐘和本地時(shí)鐘之間的時(shí)鐘同步相關(guān)的信息(例如，時(shí)鐘關(guān)系)、與本地時(shí)鐘相關(guān)的信息、或其他任意適合的信息。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的同步信息存儲(chǔ)器210完成。在步驟406中，根據(jù)從初始電文同步中獲取的可用信息，確定一種快速電文同步方法。換句話(huà)說(shuō)，不同的快速電文同步方法可以適用于需要通過(guò)快速電文同步來(lái)重新建立電文同步的各種不同情況。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的切換模塊208完成。在步驟408中，根據(jù)從初始電文同步中獲取的可用信息，使用已確定的快速電文同步方法完成電文同步。這一步驟具體而言包括獲取同步信息(例如，子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù))。如上所述，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112的第一快速電文同步模塊202、第二快速電文同步模塊204和第三快速電文同步模塊206中的一個(gè)模塊完成。在步驟410中，驗(yàn)證從快速電文同步獲取的同步信息，以確?？焖匐娢耐降目煽啃浴Ｈ缟纤?，這一步驟可以由導(dǎo)航處理單元112中的檢查模塊212完成。在步驟412中，一旦獲取的同步信息通過(guò)驗(yàn)證，則更新該獲取的同步信息并將其存儲(chǔ)在同步信息存儲(chǔ)器210中。
[0039]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2所示導(dǎo)航處理單元112中的第一快速電文同步模塊202的結(jié)構(gòu)示意圖。在初始電文同步后，當(dāng)衛(wèi)星星歷、接收機(jī)位置以及時(shí)鐘同步信息均可用時(shí)，啟用第一快速電文同步模塊202。在一個(gè)實(shí)施例中，啟用第一快速電文同步模塊202可以減少接收機(jī)102熱啟動(dòng)后的首次定位時(shí)間TTFF。在另一個(gè)實(shí)施例中，初始電文同步后，當(dāng)接收機(jī)102移動(dòng)到某些區(qū)域時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)GPS信號(hào)被遮擋或丟失的情況。一旦信號(hào)恢復(fù)，可以啟用第一快速電文同步模塊202，從而重新建立與上述情況下的衛(wèi)星之間的電文同步。在這個(gè)實(shí)施例中，第一快速電文同步模塊202包括距離計(jì)算器502、發(fā)送時(shí)間計(jì)算器504和同步信息計(jì)算器506。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，距離計(jì)算器502用于根據(jù)衛(wèi)星104的星歷和接收機(jī)102的位置估算衛(wèi)星104和接收機(jī)102之間的距離D。接收機(jī)102從衛(wèi)星104接收導(dǎo)航電文。距離D可以通過(guò)下面的公式(2)計(jì)算:
_1] (2)
[0042]其中，Psv表示衛(wèi)星104的位置，Pr表示接收機(jī)102的位置。
[0043]為計(jì)算該距離D，距離計(jì)算器502從接收機(jī)102的同步信息存儲(chǔ)器210獲取衛(wèi)星104的星歷以及接收機(jī)102的位置。如果接收機(jī)102是在移動(dòng)的情況下，接收機(jī)102的當(dāng)前位置會(huì)與存儲(chǔ)在同步信息存儲(chǔ)器210中的接收機(jī)位置不同。根據(jù)導(dǎo)航比特的長(zhǎng)度，接收機(jī)位置的偏移量應(yīng)該低于閾值，以啟用第一快速電文同步模塊202。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)啟用第一快速電文同步模塊202時(shí)，相對(duì)于上一次電文同步來(lái)說(shuō)，接收機(jī)102不能移動(dòng)得太遠(yuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)航電文為2ms導(dǎo)航比特時(shí)，接收機(jī)位置的偏移量應(yīng)低于200Km。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)航電文為20ms導(dǎo)航比特時(shí)，接收機(jī)位置的偏移量應(yīng)低于2000Km。
[0044]為了根據(jù)已存儲(chǔ)的星歷來(lái)估算衛(wèi)星104的位置，需要使用衛(wèi)星時(shí)鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，已經(jīng)建立了衛(wèi)星時(shí)鐘和本地時(shí)鐘114間的時(shí)鐘同步。換句話(huà)說(shuō)，衛(wèi)星時(shí)鐘和本地時(shí)鐘114間的時(shí)鐘關(guān)系是已知的。假設(shè)本地時(shí)鐘114線(xiàn)性工作，為了計(jì)算衛(wèi)星104的位置，可以利用本地時(shí)鐘114來(lái)估算衛(wèi)星時(shí)鐘。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)送時(shí)間計(jì)算器504根據(jù)衛(wèi)星104與接收機(jī)102之間的距離D來(lái)確定衛(wèi)星104發(fā)送導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間Ts。發(fā)送時(shí)間Ts可以通過(guò)以下公式(3)來(lái)計(jì)算:
[0046]Ts=Tr-D/C (3)
[0047]其中，I；表示導(dǎo)航電文的接收時(shí)間，C為光速。因?yàn)楸镜貢r(shí)鐘114已經(jīng)與衛(wèi)星時(shí)鐘同步過(guò)，接收導(dǎo)航電文的本地時(shí)間可以作為公式(3)中的I；。導(dǎo)航電文從衛(wèi)星104傳送到接收機(jī)102的傳送時(shí)間可以根據(jù)距離計(jì)算器502估算的距離D和光速C來(lái)計(jì)算。然后根據(jù)導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間和導(dǎo)航電文的接收時(shí)間I；計(jì)算導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間Ts。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，同步信息計(jì)算器506根據(jù)導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間Ts計(jì)算同步信息。如上文所述，同步信息包括子幀周內(nèi)時(shí)間TOW和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)Nnavbit，該同步信息可用于同步導(dǎo)航電文。首先，同步信息計(jì)算器506根據(jù)導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間Ts，通過(guò)以下公式(4)計(jì)算子幀周內(nèi)時(shí)間T0W:
【權(quán)利要求】
1.一種同步導(dǎo)航電文的方法，其特征在于，所述方法包括: 估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中所述接收機(jī)從所述導(dǎo)航設(shè)備接收所述導(dǎo)航電文； 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離確定所述導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中所述同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航設(shè)備包含衛(wèi)星。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步信息包括子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收機(jī)的本地時(shí)鐘已經(jīng)與所述導(dǎo)航設(shè)備的時(shí)鐘同步過(guò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離的步驟進(jìn)一步包括: 從所述接收機(jī)獲取所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷； 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷和所述接收機(jī)的本地時(shí)鐘計(jì)算所述導(dǎo)航設(shè)備的位置； 從所述接收機(jī)獲取所述接收機(jī)的位置；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的位置和所述接收機(jī)的位置估算所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述確定所述導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間的步驟進(jìn)一步包括: 從所述接收機(jī)的所述本地時(shí)鐘獲取所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間； 根據(jù)所述估算的所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離計(jì)算所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間和所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間計(jì)算所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算同步信息的步驟進(jìn)一步包括: 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間和子幀周內(nèi)時(shí)間的更新周期計(jì)算所述子幀周內(nèi)時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間、子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)的更新周期計(jì)算所述導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
8.一種同步導(dǎo)航電文的接收機(jī)，所述接收機(jī)包含電文同步模塊和同步信息存儲(chǔ)器，其特征在于，所述電文同步模塊包括: 距離計(jì)算器，用于估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中所述接收機(jī)從所述導(dǎo)航設(shè)備接收所述導(dǎo)航電文； 發(fā)送時(shí)間計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離確定所述導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；以及 同步信息計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中所述同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)航設(shè)備包含衛(wèi)星。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，所述同步信息包括子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)還包括本地時(shí)鐘，所述本地時(shí)鐘已經(jīng)與所述導(dǎo)航設(shè)備的時(shí)鐘同步過(guò)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機(jī)，其特征在于，所述距離計(jì)算器進(jìn)一步用于: 從所述接收機(jī)的所述同步信息存儲(chǔ)器中獲取所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷； 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷和所述接收機(jī)的本地時(shí)鐘計(jì)算所述導(dǎo)航設(shè)備的位置； 從所述接收機(jī)的所述同步信息存儲(chǔ)器中獲取所述接收機(jī)的位置；以及根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的位置和所述接收機(jī)的位置估算所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機(jī)，其特征在于，所述發(fā)送時(shí)間計(jì)算器進(jìn)一步用于: 從所述接收機(jī)的所述本地時(shí)鐘獲取所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間； 根據(jù)所述估算的所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離計(jì)算所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間和所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間計(jì)算所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利 要求10所述的接收機(jī)，其特征在于，所述同步信息計(jì)算器進(jìn)一步用于: 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間和子幀周內(nèi)時(shí)間的更新周期計(jì)算所述子幀周內(nèi)時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間、所述子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)的更新周期計(jì)算所述導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
15.一種同步導(dǎo)航電文的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 距離計(jì)算器，用于估算導(dǎo)航設(shè)備和接收機(jī)之間的距離，其中所述接收機(jī)從所述導(dǎo)航設(shè)備接收所述導(dǎo)航電文； 發(fā)送時(shí)間計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離確定所述導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間；以及 同步信息計(jì)算器，用于根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間計(jì)算同步信息，其中所述同步信息用于同步導(dǎo)航電文。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)航設(shè)備包含衛(wèi)星。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述同步信息包括子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述接收機(jī)的本地時(shí)鐘已經(jīng)與所述導(dǎo)航設(shè)備的時(shí)鐘同步過(guò)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述距離計(jì)算器進(jìn)一步用于: 從所述接收機(jī)獲取所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷； 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的星歷和所述接收機(jī)的本地時(shí)鐘計(jì)算所述導(dǎo)航設(shè)備的位置； 從所述接收機(jī)獲取所述接收機(jī)的位置；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航設(shè)備的位置和所述接收機(jī)的位置估算所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)送時(shí)間計(jì)算器進(jìn)一步用于: 從所述接收機(jī)的所述本地時(shí)鐘獲取所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間； 根據(jù)所述估算的所述導(dǎo)航設(shè)備和所述接收機(jī)之間的距離計(jì)算所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的接收時(shí)間和所述導(dǎo)航電文的傳送時(shí)間計(jì)算所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述同步信息計(jì)算器進(jìn)一步用于: 根據(jù)所述導(dǎo)航電文的發(fā)送時(shí)間和子幀周內(nèi)時(shí)間的更新周期計(jì)算所述子幀周內(nèi)時(shí)間；以及 根據(jù)所述導(dǎo)航電文 的發(fā)送時(shí)間、所述子幀周內(nèi)時(shí)間和導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)的更新周期計(jì)算所述導(dǎo)航比特計(jì)數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01S19/13GK103675837SQ201210318474
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】鄒景華, 茍娟, 蘇衍榮 申請(qǐng)人:邁實(shí)電子(上海)有限公司