專利名稱：用于確定水平和豎直位置的便攜設備及操作該設備的方法
技術領域：
本發明有關一種用于確定水平和豎直位置的便攜式設備，該設備包括一個高度計(由一個被標定到一個預定初始高度的壓力傳感器組成)，一個GPS信號接收機(用于接收來自若干衛星的信號，以便計算該設備的位置)，一個處理單元(用于接收來自該接收機的位置信號和高度計的高度值，該高度值基于壓力傳感器相對于預定高度的壓力測量值)，并包含顯示裝置，用于顯示處理裝置提供的已處理的該設備的水平和豎直位置。該設備由一個低功耗的電池或蓄電池供電。
背景技術：
本發明還有關一種用于確定水平和豎直位置的方法，以操作所述設備。
本發明還有關該設備在氣象條件估算方面的應用。
可以根據由GPS接收機按照一個可與之相聯系的存儲器(舉例來說)中存儲的一個已知地理地點所提供的數據，校準該高度計。
高度計一旦被校準，則在一個時間段內，壓力傳感器就能夠提供壓力變化測量值，該測量值能夠精確地給出高度值，該時間段也是作為氣象條件的一個函數確定的，例如當該設備用在徒步旅行中時。
當前，大部分人都要求知道他在各種運動狀態(例如，在工作時或在空閑時)時的準確地理位置。隨著GPS類型定位設備的發展，更加感覺到這種需要，GPS類型定位設備目前已可以公開得到。這些用于向用戶提供定位數據的公共設備的公差范圍是，高度上為±150m和水平上為±100m，即便如此，在軍事應用中，已獲得了更好的準確度。不過，通過消除選擇性的人為干擾，當前已經降低了這一公差范圍。
應指出，這些X，Y和Z誤差部分上來源于SA(選擇性可用的)干擾，即，考慮GPS系統提供者產生的降級，以及由衛星發射的無線電波經過產生顫動的電離層時的通路所引起的降級。通過電離層的通路會產生±50m的高度誤差。
為了解這一情況，應該知道，每個衛星都在一個定期的間隔發送一個指定代碼(Gold代碼)，該間隔精確地定義其位置。所有的衛星都在同一時間發送它們自己的代碼，每個衛星都由一個已校準的自動時鐘定時。不過，由于這些衛星并不是在被發射到其自己的軌道上之前的同一時間校準的，因此，這些時鐘可能會有微小的時間間隔。不過，對于公眾可用的GPS系統的計算位置誤差來說，這些時間間隔是可以忽略的。
任何GPS接收機都可以接收軌道中的衛星發出的信號，這些衛星距地球的距離在20,000km之間，當其中的一個衛星位于天頂，26,000km時，當其中的一個衛星位于地球表面的切點處時。
要了解有關利用GPS信號確定一個位置的更多的細節，讀者可參閱Mr Pierre-Yves Gillieron的文章，發表在1998年6月9日的FlashInformatique n° F15(1998年的公告SSC n° 28)。
將一個高度計和一個GPS接收機組合在這樣一個設備中的好處是，與僅靠接收機利用它所接收的無線電波計算高度值相比，只要將高度計預先校準到一個已知高度，該設備就能提供更精確的高度值。
借助于實例并參照附
圖1，美國專利No.5,210,540描述了這樣一個用于確定水平位置X，Y和高度Z的設備。為達到這一目的，設備1包含一個GPS接收機3(用于通過其天線2接收若干衛星發射的無線電波2a)，一個壓力傳感高度計4(根據壓力測量值的一個函數計算一個高度值)，一個處理單元5(從GPS接收機3和高度計4接收位置數據，對所接收的數據進行處理，以便在顯示設備9上顯示以X，Y和Z表示的位置)，并包含存儲裝置6(其中包含地圖數據)，在處理單元5中提供了一個校準器7，以便能夠校準高度計提供的高度，從而能夠在隨后的位置確定步驟中使用這一參考值。在這種情況下，GPS接收機只計算與X，Y位置對應的數據，這樣，就從三維模型轉化為二維模型。
這樣一個要被安裝在汽車中，以便給出導航信息的設備的一個缺點是，該設備消耗大量的電能。不過，該設備可以由汽車的電池供電，而不會反過來影響汽車其它電氣部分的能量供應。但在低功耗設備中，例如在一個便攜電話或一個腕表中，無法使用該設備。
在設計時并沒有預防該設備的功耗，也就是說，為了改善計算操作并減少計算時間(舉例來說)，一般為該設備提供32位的微處理器。應該指出，GPS接收機必須執行多次迭代以計算位置數據，例如執行10到15次迭代。不過，沒有提供簡化微處理器計算操作的方法。
至于前面提到的例子，美國專利No.5,646,857描述了一個便攜式設備，該設備包括一個與一個高度計組合起來的GPS類型的接收機，特別是，該接收機具有一個壓力傳感器，能夠向GPS接收機提供高度數據以計算X，Y和Z位置。向接收機提供已校準的高度值，同時考慮與高度計提供的值和所接收的無線頻率信號相聯系的品質因子，能夠提高所確定水平和豎直位置的精度。在GPS信號是有噪聲和不確定的情況下，以及所接收的衛星信號數量不夠的情況下，向接收機提供高度值非常有用。因此，該設備可工作在三維模式或工作在使用高度計的二維模式。
不過，對于第一個例子來說，沒有考慮微控制器的明顯功耗，該控制器在計算操作中是32位的，當該設備由低功耗電池或蓄電池供電時，這是一個缺點。因此，該便攜設備不能被安裝在時鐘或便攜電話上。另外，在該設備中，僅僅是顯著提高了定位數據的精度，而未縮短計算時間或是在出現“極限環”的情況下避免執行多次迭代。
發明簡述本發明的一個目的是提供一種用于確定水平和豎直位置的設備，其中，使用一個用于測量高度的、被校準到一個預定初始高度的壓力傳感高度計來簡化GPS接收機的計算操作，以克服原有技術中該設備的缺點。已校準高度計的高度使得能夠向GPS接收機提供一個精確的高度值，以縮短接收機的計算時間，從而減少該設備的功耗。
本發明的另一個目的是提供一種用于確定水平和豎直位置的方法，該方法用于控制該設備。
本發明的另一個目的包括使用該設備進行氣象預報。
本發明的這些和其它目的是通過以上所描述的設備達到的，該設備的特點在于，處理單元向GPS接收機發送一個與已校準高度計的高度值相對應的信號，使得接收機的一個低功耗微控制器能夠利用該高度值確定該設備的位置數據，從而縮短計算時間。
本發明的這些和其它目的是通過用于控制以上所定義的設備的方法達到的，該方法的特征在于，它包含以下步驟利用處理單元處理和提供的數據，將壓力傳感高度計校準到一個預定的初始高度；向處理單元傳輸一個已校準高度計的高度值；從處理單元向GPS接收機發送一個與已校準高度計的高度值相對應的信號，以利用該高度值確定位置數據，該位置數據是利用從若干衛星接收的無線電波的一個函數確定的，從而縮短接收機的一個低功耗微控制器的計算時間；向處理單元傳輸接收機計算的位置數據，這些數據被處理并顯示在顯示設備上。
最后，本發明的這些和其它目的是通過將本設備用于氣象預報來實現的，其特點在于在與以前一段時間存儲的高度相等的一個高度位置，已校準到一個預定初始值的壓力傳感高度計用來提供壓力變化值，該壓力變化轉換為高度變化，被發射給處理單元，由處理單元確定要顯示的氣象條件。
按照本發明，用于確定水平和豎直位置的設備的一個優點是，它消耗很小的電能，這是由于，根據從已校準高度計發出的精確的高度值，借助于處理單元在一個反饋回路中向GPS接收機提供精確的高度數據，GPS接收機的計算時間被大大縮短了，并且，還由于其中使用了低功耗的微控制器，例如8位微處理器。
如果通過來自處理單元的反饋回路向接收機提供了一個精確的高度值，則接收機在計算操作中就能執行較少次的迭代，以更快收斂于要被提供給處理單元的位置數據。
在使用這種8位微處理器時，如果不提供來自高度計的精確高度值，則計算操作的多級迭代將會導致無法精確地確定水平和豎直位置。這種不精確性來自“極限環”現象，在這種現象中，該設備收斂于一個錯誤值，例如，在計算過程中丟失一個時鐘脈沖的情況下。這種現象在電學領域內是熟知的。
該計算誤差會提供一個錯誤的結果，該錯誤的結果比GPS接收機設備的固有誤差大得多，例如，在豎直位置上會有一個大于±150m的誤差。通過加入精確的高度值來簡化接收機的計算操作，可以更快地收斂于正確答案，從而避免了極限環現象。
低的功耗可以允許該設備的所有元件都集成在一個時鐘內，例如一個腕表內，或是集成在一個小體積的設備上，例如一個便攜電話上，由一個低電流的電池或蓄電池供電。
按照本發明，該設備的另一個優點是，由于使用了壓力傳感高度計，它能給出氣象條件。這是因為，起始點的高度是準確知道的，這是由存儲在存儲器中的數據提供的，或是由來自以前校準的高度計的存儲高度值提供的，高度計傳感器給出的變化被用于定義當天的氣象條件。例如，若高度計指示+50m，則表示壓力低，反過來，若指示-50m，則表明壓力高。當然，在該信息顯示在顯示設備上之后，高度計傳感器必須再次校準到接收機的計算操作要使用的一個預定的精確高度，如以前所描述的那樣。
通過對附圖中的例證實例的詳細描述，將更清楚本發明方法和裝置的目的，優點和特性。附圖中附圖簡述圖1顯示了按照以前已描述的原有技術，用于確定水平和豎直位置的設備；圖2概述了按照本發明，用于確定水平和豎直位置的一個便攜設備；圖3具體顯示了與圖2中的設備相關的GPS接收機和存儲器；圖4具體顯示了圖2中設備的處理單元。
實施例描述在以下的描述中，并不具體介紹包含在所述設備中的所有電氣部件或單元，這些對電學領域的專業人員來說是熟知的，但反過來，對于實現本發明設備的一個推薦實例所必需的部件，以及實現控制所述設備的方法所必需的方法，以下將概略描述。
圖2概略顯示了便攜設備10，該設備用于確定水平和豎直位置，即，沿X，Y和Z軸的位置。水平位置一般由經緯度定義，豎直位置一般由相對于海平面的高度定義。
該裝置可被插入一個帶精確的電子計時裝置的腕表中，或被插入一個電話或其它易于攜帶的便攜裝置中。在這種集成方式中，該設備由腕表，電話或便攜裝置的低電流電池或蓄電池供電。
該設備包括一個GPS接收機12，該接收機由天線11接收若干個衛星20發出的無線電波，并且，包含地理數據存儲裝置13，在這種情況下，該裝置13與GPS接收機12相關聯，包含一個用于測量壓力變化值(被轉換為高度值)的壓力傳感高度計15，一個從接收機和高度計接收要處理的數據的處理單元14，還包含顯示裝置16，用于顯示由處理單元處理的至少水平和豎直位置。
當該裝置10被插入一個模擬或數字顯示腕表中時，上述所有的部件都被固定在一個公用支架上，該支架是一個帶金屬通路的印制電路板，金屬通路將安裝在絕緣襯底的一個面或兩個面上的每個元件聯系起來，并與電池連接起來以便供電。帶有所有這些元件的該支架被安裝在腕表內，留下至少一個對外的插孔，用于借助于高度傳感器測量壓力。
三個衛星足以精確地確定該設備的水平和豎直位置，但條件是接收機12的時鐘與所述衛星的自動時鐘同步。若不同步，則該接收機必須與至少四個衛星鏈接，該四個衛星允許接收機的時基被改變，即，其要同步的內部時鐘可以被修改。
利用從四個衛星接收的信號，可以得到四個有四個未知數(X，Y，Z；t)的方程式，從而得出答案。
位置的確定與確定接收機從上述四個衛星接收的無線信號之間的時間間隔相對應，四個衛星都在同一時間發射具有其天文歷表(金色碼)的專用信息。由于從每個衛星接收的金色碼都包含有關其在軌道中的位置的數據，因此，由每個無線信號的接收時間可以確定接收點到相應的衛星之間的距離。
信號從衛星到接收機所用的時間乘以光速，等于接收機到衛星之間的距離，利用四個衛星，可以推導出該設備相對于所述衛星的位置。
在第一階段，設備10的高度計15必須被精確地校準到一個預定高度h，以便在該設備用于以下將參照圖3詳細介紹的應用中時，該高度計能為接收機的計算操作提供精確的高度值。
高度計15中使用的壓力傳感器可以是一個已知類型的壓敏傳感器，實現在一個帶薄膜的微型硅元件上，薄膜的一面暴露于環境壓力，另一面攜帶按惠斯通電橋組織的電阻。任何壓力變化都會產生電橋的不平衡，使所述電橋的輸出端產生電壓變化。該傳感器可以是AM761類型的，由瑞士Bevaix的Intersema Sensoric公司銷售。
在出發作徒步旅行時，壓力傳感器被校準到一個預定高度，該預定高度一般來自GPS接收機，與存儲在存儲器13(舉例來說)中的該設備所使用區域的精確地理數據相結合。從存儲器13(舉例來說)取出的開始位置的已知精確高度值被送給處理單元14，處理單元14將其傳送給壓力傳感高度計15，用于校準操作。
一般，將GPS接收機計算所得的位置數據與存儲在所述存儲器中的一個地圖上的若干參考點相比較。若水平位置(X，Y)或水平位置和豎直位置(X，Y，Z)對應于一個精確的存儲數據項，則至少將從該存儲器中提取的精確高度值傳送給該單元以校準該高度計。
與GPS接收機12結合起來使用的存儲器13是(例如)一個EEPROM存儲器。在該存儲器中，有可能通過電子設備，將一個確定區域的地理數據編程到所述存儲器中，以便有一個開始位置或一段旅行途中的精確X，Y，Z值，或是有一個水平曲線。一般，接收機12送給處理單元14的是一個準確位置的Z數據。
可以提供一個專供一個指定區域使用的模塊形式的存儲器，而不是使存儲器固定在支架上，供該設備的所有其它元件公用。這樣，地理區域的改變僅涉及存儲模塊的改變。
當然，也可以通過與上述方式不同的方式來將高度計校準到一個預定高度，例如，可以通過鍵盤輸入該高度值，或將高度值直接下載到處理單元中。
高度計15一旦被校準，在徒步運動期間，高度計將壓力測量值轉換為以校準后的預定高度為基準的高度數據，并且，該高度數據是氣象條件的函數，即，在一個時間段內(例如，5到6小時，當所述條件變化不大時)。作為指示，壓力變化10百帕，對應于高度相差100m。
已校準高度計15的精確高度值h被傳送給處理單元14，處理單元14向GPS接收機12發送一個與該精確高度值h相對應的信號，以便如前面所解釋的那樣，簡化的水平和垂直數據計算操作。考慮高度計15的高度能減少接收機計算X，Y(經度和緯度)和Z位置值時的迭代次數。
在校準了高度計15的傳感器后，設備10可以在顯示裝置上顯示高度值Z或h，并根據要求(例如，按該設備的一個專用控制鍵)，或按固定的時間間隔，借助于從接收機12提供給處理單元14的數據，在顯示裝置上顯示X和Y(經度和緯度)位置。
由圖2可見，從GPS接收機12和高度計15傳送給處理單元14的信號還包括品質參數或所傳輸數據的品質因子。
被稱為DOPG的品質參數定義總的精度下降，該參數與位置數據(X，Y，Z)同時從接收機發射。這些參數還可取自從衛星20接收的數據，這里，它們可被分解，例如，分解為水平位置的HDOP和豎直位置的VDOP。這些參數使處理單元能夠知道接收機所計算位置數據的精度。若該因子的值為20，意味著精度很差，不過，若該因子接近1，意味著精度較好。處理單元傳送這一附加數據，使其顯示在顯示裝置16上，告知該設備的用戶有關所執行測量品質的信息。
品質因子QUAL與高度值h同時傳送給處理單元。該因子可以(舉例來說)代表高度計提供的高度值的精度，該精度是所述高度計的壓力傳感器上次校準后所經過時間的函數。在剛校準之后，該參數的值為1，在5到6小時的時間段內，該參數作為所經過時間的函數，以類線性的方式遞減。
在處理單元內，比較品質參數DOPG和因子QUAL。比較之后，若QUAL小于參數DOPG的高度參數，則處理單元可以確定是否需要重新校準傳感器，以使其可以向GPS接收機提供一個基于新的預定高度的高度值，用于隨后的位置計算操作。
應指出，盡管高度值精確很高，水平精度仍可以保持在±100m范圍內。雖然如此，由于來自傳感器的高度值的反饋回路，接收機計算操作的周期大大縮短了，從而限制了接收機的功耗。
在徒步旅行的任意時刻，GPS接收機12計算出的X，Y位置，以及精確的高度值，都可被存儲在存儲器13中，以增加所列出的地理位置參考點的數量。
設備10可被用于氣象預報。在同一已知并存儲的高度，高度計15的壓力傳感器相對于一個預先校準的壓力值的任何壓力變化都反映了氣壓趨勢。在這種情況下，處理單元將高度計發送來的高度值與同一高度的預先存儲值進行比較。
若高度計高度值的變化為正，則趨向于低氣壓。若高度計高度值的變化為負，則趨向于高氣壓。
在設備10的用戶出發之前，并且在必須將該高度計再次校準到一個精確的存儲高度之前，可以將由處理單元處理的這一信息顯示出來，以告知用戶氣象條件。要獲得有關信息，請參閱歐洲專利NO.0 670532，其中描述了一個“氣象手表”。
在一個低和強氣候擾動之間測量的氣候變化在0.6和1.6mbar/h之間，而300m高度的高度變化測量值的級別是30mbar/h，它遠遠大于徒步旅行時的氣候變化。一旦已校準并經歷了一天中的很長一部分時間，即使有輕微的氣候變化影響，高度計仍能給出相當精確的高度值。不過，經過一天后或開始另一個徒步旅行前，可由該單元檢查氣候變化，以給出未來一天的氣象預報。
圖3更詳細地介紹了與存儲裝置，例如前面參照圖2描述的一個EEPROM，相關的GPS接收機的電氣單元。
所述接收機包括一個天線11，用于接收若干衛星20發出的載波頻率為1,57542GHz的無線信號，一個第一射頻轉換電路21，從天線11接收信號31，對信號31執行頻率倍減，提供180MHz頻率級的信號32，一個第二轉換電路22，接收信號32，對信號32執行頻率倍減，提供4MHz頻率級的信號33，一個相關器23，接收信號33并包含一系列倍減級，以便能夠從由天線接收的無線信號中提取每個衛星的專用代碼，一個8位微控制器24，通過線路34與相關器23通信，以便從所述相關器接收信息并給出所述相關器的指令。
通過相關器23的線路34傳送給微控制器24的數據的頻率一般是50Hz，而微控制器工作時的時鐘信號的頻率級別是8MHz，并且也能允許與相關器23同步。如前面已經介紹的，該時基必須與衛星的時基同步。
由于第一射頻轉換電路21比所述接收機的其它部件消耗的電能多，因此，只在接收每個無線信號及向第二轉換電路發射時才接通該電路。
調制在1,57542GHz載波頻率上的每個專用衛星代碼都被稱為一個金色碼。該代碼是一個頻率為1,023MHz(1023比特)的代碼，每一毫秒(1ms)重復一次。
在接收到GPS信號時，除了有用信號外，一個非常大幅值的噪聲(+20Db)超過了希望從該GPS信號中提取的信號。因此，在接收時必須已知信號的形狀，以便能夠在相關器23中將所接收信號與一個已知的有用信號相關，一旦出現等效形式，就能夠知道哪個是已去掉或濾掉噪聲的干凈的衛星信號。該已知信號被存儲在微控制器24中，微控制器24將其發送給相關器23以找出這種等效形式。
微控制器24還控制相關器23，指示它隨著能執行通信的信道的不同而將其自身與某個衛星鏈接起來。若微處理器發出要求后，一個衛星無法在一個時間段內到達，則微處理器24給相關器23另一個命令，以便將其鏈接到另一個可用衛星上。所詢問的衛星數量越多，精度越高，但不能少于四個衛星。
微控制器24從處理單元接收精確的高度值Z＝h，以簡化接收機的計算操作并更快地收斂于正確答案。確定了水平和豎直位置之后，將其與存儲器中存儲的數據比較，以檢測所存儲的準確數據是否對應于接收機計算出的數據。位置數據(X，Y，Z)和品質參數DPOG被發射給處理單元以便在顯示裝置上處理并顯示。
8位微處理器可在瑞士的EM Microelectronic-Marin SA購買，名為CoolRISC-816。
參照圖4，其中詳細描述了處理單元，該處理單元用于控制從接收機和高度計接收的數據，包含一個8位微控制器。該單元包括一個輸入和輸出單元41，輸入單元從接收機和高度計接收數據，輸出單元一方面為高度計輸出h＝Z數據，另一方面向接收機輸出Z＝h數據。一個微處理器42由一個石英44振蕩器43計時，計時頻率為32kHz，并通過線路50與單元41通信，一個ROM程序存儲器45通過線路53與微處理器42連接，一個RAM數據存儲器46通過線路52與微處理器42連接，一個顯示裝置(例如一個液晶顯示器)的驅動電路47通過線路51從微處理器42接收數據。
輸入和輸出單元41從GPS接收機接收位置數據(X，Y，Z)，位置數據品質參數DOPG，高度計高度值h，高度計品質因子QUAL。在這個由微處理器42控制的單元中，可以提供一個比較電路，特別是對品質參數DOPG和品質因子QUAL之間進行比較。
在RAM存儲器46中可以存儲由已校準高度計或接收機輸出的高度值(舉例來說)，供氣象預報使用。
微處理器最好是一個8位PUNCH微處理器，由瑞士的EMMicroelectronic-Marin SA提供。
若該設備被插入一個時鐘，則帶有晶體44的振蕩器43也可被用作計時功能的時基。
對于本技術專業人員來說，可以不脫離本發明的范圍，對前面剛剛進行的描述作多種改動。例如，可以不將包含地理數據的存儲器連接到接收機上，而是將其連接到處理單元上。在這些條件下，與接收機計算得到的位置數據進行比較這一操作，可以在處理單元內進行，而不是在接收機中。
權利要求
1.一個用于確定水平和豎直位置的便攜式設備，該設備安裝在，特別是，一個時鐘或便攜電話中，所述設備包含一個被校準到一個預定初始高度的壓力傳感高度計(15)，一個GPS信號接收機(12)，用于接收若干衛星(20)發出的信號，以計算該設備(10)的位置數據，一個處理單元(14)，從接收機(12)接收位置數據并從高度計(15)接收一個高度值，該高度值基于壓力傳感器相對于該預定高度的壓力測量值，并包含顯示裝置(16)，用于顯示處理單元處理并提供的該設備的水平和豎直位置，所述設備由一個低功耗的電池或蓄電池供電，其特征在于，處理單元(14)向GPS接收機(12)發送一個信號(Z＝h)，該信號對應于已校準高度計(15)的高度值，通過利用該高度值計算該設備的位置數據，可以縮短接收機(12)的低功耗微控制器(24)的計算時間。
2.按照權利要求1的設備，其特征在于，包含一個區域的地理數據的存儲設備(13)與GPS接收機(12)相聯系，以便在所述接收機計算出的位置與所述存儲設備中存儲的一個地理地點相對應時，接收機能夠向處理單元(14)提供精確的位置數據。
3.按照權利要求2的設備，其特征在于，存儲裝置(13)是一個EEPROM類型的非易失性存儲器，可以向其中寫入或刪除地理數據。
4.按照權利要求2或3的設備，其特征在于，包含一個區域的地理數據的存儲設備(13)可被嵌入在一個模塊中，該模塊可從所述設備中取出，因此，可以根據已確定的該設備的使用區域來改變所述模塊。
5.按照權利要求1的設備，其特征在于，接收機(12)和處理單元(14)都包含一個低功耗的微控制器(24，42)，特別是一個8位微控制器。
6.按照權利要求1的設備，其特征在于，接收機的工作時鐘頻率高于1MHz，而處理單元的工作時鐘頻率低于100kHz。
7.按照權利要求1或2的設備，其特征在于，接收機(12)，高度計(15)，處理單元(14)和存儲裝置(13)都固定在同一支架上。
8.按照前面任一個權利要求的設備，其特征在于，該設備被插入在一個時鐘內，尤其是一個腕表內，或插入在一個便攜式電話中。
9.按照權利要求1的設備，其特征在于，除了位置數據(X，Y，Z)之外，接收機(12)還向處理單元(14)發送品質參數(DOPG)，該參數是從衛星(20)發射的無線電波中提取的，從而，處理單元(14)可以確定從接收機接收的位置信號的精度。
10.用于確定水平和豎直位置的方法，該方法用于控制前面任一權利要求中的設備，該方法的特點在于，它包含以下步驟-利用處理單元(14)處理并提供的數據，將壓力傳感高度計校準到一個預定的初始高度；-向處理單元(14)發送已校準高度計(15)的一個高度值；-從處理單元(14)向接收機(12)發送一個對應于已校準高度計(15)的高度值的信號(Z＝h)，以便能夠縮短接收機(12)的低功耗微控制器(24)的計算時間，微控制器(24)利用該高度值，作為從若干衛星(20)接收的無線電波的函數，計算該設備的位置數據；并且-將接收機(12)計算出的位置數據傳送給處理單元(14)，以便在顯示裝置(16)上處理并顯示。
11.按照權利要求10的方法，其特征在于，用于將高度計(15)校準到一個預定的精確高度的數據是從存儲裝置(13)中提取的，該存儲裝置包含一個區域的地理數據并與GPS接收機(12)相聯系以便向處理單元(14)傳輸。
12.按照權利要求10的方法，其特征在于，除了位置數據(X，Y，Z)之外，接收機(12)還向處理單元(14)發送品質參數(DOPG)，該參數是從衛星(20)發射的無線電波中提取的，從而，處理單元(14)可以確定從接收機接收的位置信號的精度。
13.按照權利要求12的方法，其特征在于，除了高度值之外，高度計(15)還向處理裝置(14)發送所述高度值的一個品質因子(QUAL)，并且，其特點還在于，在該單元內對接收機的品質參數(DOPG)和該高度計的品質因子(QUAL)進行比較，以確定要顯示的精確水平和豎直位置。
14.按照權利要求13的方法，其特征在于，若比較的結果顯示，接收機發出的品質參數(DOPG)優于高度計發出的品質因子(QUAL)，則需要再次將高度計(15)校準到一個預定高度。
15.按照權利要求10的方法，其特征在于，在已存儲了其高度的同一位置，高度計(15)傳感器的壓力變化(已被轉換為高度變化)被處理單元(14)用于確定要被顯示的氣象條件，隨后，高度計被校準到所存儲的高度。
16.將權利要求1的設備用于估算氣象條件，其特征在于，被校準到一個預定初始高度的壓力傳感高度計(15)用于在與前一時間周期內存儲的高度相同的高度處，提供壓力變化，該壓力變化被轉換為高度變化，傳送給處理單元(14)，因此，處理單元(14)能夠確定要顯示的氣象條件。
全文摘要
用于確定水平和豎直位置的便攜設備(10)。包括一個壓力傳感高度計(15)，一個GPS接收機(12)，一個處理單元(14)，從接收機(12)接收位置數據并從高度計(15)接收一個高度值，并包含顯示裝置(16)，用于顯示由處理單元處理并提供的該設備的水平和豎直位置。處理單元向GPS接收機發送一個對應于已校準高度計的高度值的信號，以使接收機能夠利用該高度值確定該設備的位置數據。
文檔編號G01S5/14GK1426528SQ01806963
公開日2003年6月25日 申請日期2001年2月20日 優先權日2000年3月22日
發明者P·A·法里納, J·D·艾蒂安 申請人:阿蘇拉布股份有限公司