專利名稱：Gps接收機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機。
美國專利5818389公開了這樣一種GPS接收機，在該接收機中，定向天線主要用于從可能的干擾源接收信號，并且在該接收機中組合的兩根天線用于確定面向任何這種源的方向。美國專利5818389還在第9欄、37至45行中指出，所述GPS接收機可以“當大多數(shù)干擾信號并不位于定向射束中，以及[GPS]信號的重要部分位于所述定向射束內時，利用定向天線所增加的增益來獲取并跟蹤[GPS]衛(wèi)星”。
本發(fā)明的目的是提供一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，并且它以提高的能力來荻取弱的GPS信號。
根據(jù)本發(fā)明，提供了這樣一種GPS接收機，其被配置成(i)單獨從所述定向天線的輸出獲取一個第一GPS信號，或者從該定向天線的輸出與所述全向天線的輸出結合獲取一個第一GPS信號，以及(ii)單獨從所述全向天線的輸出獲取一個第二GPS信號。
本發(fā)明人已經(jīng)意識到盡管期望能夠使用一種相對定向的天線來增強獲取弱GPS信號的機會(當定向天線主波瓣的最大增益通常大于相對全向的天線的增益時)，但是將會仍然需要一根全向天線來捕獲位于定向天線零信號(nu11)處的衛(wèi)星。而且，正如在美國專利5818389中所公開的組合全向天線和定向天線的輸出減少了來自這些衛(wèi)星的信號的信噪比，所述衛(wèi)星位于定向天線的零信號處，從而只有對這些衛(wèi)星作出貢獻的重要信號來自所述全向天線的輸出。通過能夠單獨從所述定向天線獲取一個信號以及從全向天線獲得另一個信號，可以避免這種缺點。
使用從第一GPS信號獲得的輔助數(shù)據(jù)(這種輔助數(shù)據(jù)包括例如日歷、星歷表、頻率參考、多普勒和碼相位信息)，可以荻取第二GPS信號和相繼的GPS信號。
在存在顯著的衛(wèi)星掩星的環(huán)境中這將特別有用。例如，位于室內的手持GPS接收機的用戶可以引導所述GPS接收機，以便定向天線的主波瓣指向一扇窗戶，借此使得所述GPS接收機能夠通過穿過所述窗戶的視線(強的信號反射)從定向天線的輸出荻取第一GPS信號。然后，借助來自該第一GPS信號的輔助數(shù)據(jù)，所述GPS接收機例如通過墻增強了從全向天線的輸出獲取較弱信號的機會。
這種GPS可以方便地與引導GPS接收機的用戶指向一定方向(對應于定向天線的一個波瓣)的指令捆綁銷售，從諸如室內環(huán)境中的一扇窗戶或市區(qū)峽谷中建筑物之間的空隙，將最有可能獲取一個GPS信號。
而且，根據(jù)本發(fā)明提供了一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，其特征在于所述GPS接收機能夠被配置成單獨從該定向天線的輸出獲取一個GPS信號。
現(xiàn)在將參考示意性的附圖僅通過實例的方式來描述本發(fā)明，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個GPS接收機。
眾所周知的是提供一種連續(xù)產生復制GPS衛(wèi)星偽隨機噪聲(PRN)碼信號并且上述信號與接收到的GPS信號相關以獲取所述GPS信號的GPS接收機。典型地，當復制碼有可能具有一個不同于接收到的GPS信號的碼相位，以及具有由于接收機和軌道運行的衛(wèi)星之間的多普勒位移而產生的不同頻率時，應用一種二維碼頻率/相位掃描，借此，這種掃描將最終產生到達的PRN碼，所述PRN碼與本地產生的復制碼具有相同的頻率和碼相位。如果檢測到該碼，則獲取和跟蹤它，并且可以重現(xiàn)偽距離信息，從該偽距離信息中可以使用傳統(tǒng)的導航算法來計算接收機的位置。
在圖1中示意性示出了這樣的一種GPS接收機1，該接收機同時具有相應的接收機前端11、13的一根全向天線12和一根定向天線14，且接收機前端11、13全部受到GPS微處理器10的控制，所述微處理器還負責以一種傳統(tǒng)的方式來處理并行的數(shù)字接收機信道(未示出)中的信號。
術語全向和定向意圖在于相對而言，所述全向天線在大多數(shù)方向中有增益，但是所述定向天線在至少一個方向中具有更為顯著的高增益、波瓣，但是也許在其其它方向具有明顯的零信號。將這種天線設計為具有選擇的頻率響應范圍和波瓣/增益圖案是完全傳統(tǒng)的。
根據(jù)本發(fā)明，正如以下實例場景所示例的，所述GPS接收機能夠獲取GPS信號。
實例在市區(qū)峽谷中，一個GPS接收機嘗試獲取大量試圖使用所述全向天線的一個輸出同時獲取的GPS信號中的任何一個信號并且失敗。所述GPS接收機通過一個可聽到的報警來通知用戶上述失敗。
假設在銷售時與GPS接收機一起提供的文件聲明在發(fā)生這種報警事件時，用戶應該將所述GPS接收機指向這種市區(qū)峽谷中的空隙以增強信號獲取的可能性。
在提供了這樣的一種報警之后，所述GPS接收機從使用該全向天線的一個輸出切換到所述定向天線的一個輸出，并且所述用戶將所述GPS接收機(因此為定向天線)指向該市區(qū)峽谷中的空隙。利用該定向天線的增強增益(單獨地或者與全向天線的輸出進行組合)，更有可能獲取一個GPS信號(雖然在存在有限的視野中)，并且為了進行示例，我們假設使用定向天線單獨的輸出。
當使用定向天線的輸出已經(jīng)獲取了一個GPS信號時，然后該GPS接收機能夠監(jiān)聽用以描述衛(wèi)星軌道的星歷表數(shù)據(jù)消息。另外，所述GPS接收機還具有一個參考頻率，利用該參考頻率分析本地振蕩器誤差，如果該GPS接收機擁有根據(jù)最后知道的位置(不必特別準確)對其當前位置的大致估計，那么它能夠推測出其他GPS信號的觀測頻率，而且還有各自偽隨機噪聲碼的碼相位，其中利用這些碼來調制所述GPS信號。
GPS接收機然后試圖利用輔助數(shù)據(jù)通過單獨使用全向天線的一個輸出來獲取剩下的信號，所述輔助數(shù)據(jù)來自使用定向天線獲取的GPS信號，并且該GPS接收機以更為增強的能夠荻取所剩信號的可能性來獲取剩下信號。
權利要求
1.一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，其特征在于，所述GPS接收機被配置成(i)單獨從所述定向天線的輸出獲取一個第一GPS信號，或者從該定向天線的輸出與所述全向天線的輸出相結合獲取一個第一GPS信號，以及(ii)單獨從所述全向天線的輸出獲取一個第二GPS信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的GPS接收機，其中，所述第二GPS信號是使用從所述第一GPS信號獲得的輔助數(shù)據(jù)而獲取的。
3.根據(jù)權利要求1所述的GPS接收機，與引導GPS接收機的用戶將GPS接收機指向一定方向的指令捆綁銷售，從該方向中最有可能獲取一個GPS信號。
4.一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，其特征在于，所述GPS接收機被配置成單獨從定向天線的輸出獲取一個GPS信號。
全文摘要
公開了一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，其被配置成(i)單獨從所述定向天線的輸出獲取一個第一GPS信號，或者從該定向天線的輸出與所述全向天線的輸出相結合獲取一個第一GPS信號，以及(ii)單獨從所述全向天線的輸出獲取一個第二GPS信號。而且，公開了一種具有一根全向天線和一根定向天線的GPS接收機，其被配置成單獨從所述定向天線的輸出獲取一個GPS信號。
文檔編號G01S1/00GK1708696SQ200380102527
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權日2002年10月30日
發(fā)明者S·R·多利, A·T·于勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司