專利名稱：一種定位方法和通信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信系統，更具體地說，涉及一種用于GNSS接收器的自助式星歷表擴 展(ephemeris extension)方法和系統。
背景技術：
GPS (Global Positioning System,全球定位系統)、GLONASS (GlobalOrbiting Navigation Satellite System，全球軌道導航衛星系統)和GALILEO(伽利略)衛星導航系 統是GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)的三個例子。GNSS 基于多個衛星的地球軌道星座(earth-orbiting constellation)，每一衛星廣播指示其精 確位置和范圍信息(ranging information)的信號。在地球上或地球附近任何位置，GNSS 接收器可通過來自多個GNSS衛星的衛星廣播信號正常地確定其導航信息。當GNSS接收器 之前有接收到衛星軌道和時鐘的模型時，第一次定位(即位置計算)所需的時間就會縮短。 該模型由GNSS衛星廣播，通常被稱為星歷表或星歷數據。該星歷表作為GNSS廣播信號或 導航消息的一部分廣播至GNSS接收器。所廣播的星歷表包括發射GNSS衛星的導航信息。 該導航信息包括標準衛星軌道模型、時鐘模型、和/或與相關GNSS衛星(健全的或不健全 的)的操作狀態有關的信息，用于確定導航信息諸如定位(position fix)以及GNSS接收 器的速度。所廣播的星歷表通常只在有限時間周期諸如未來2-4小時(從廣播時間開始起 算)是有效的。在有效周期結束之前，GNSS接收器需要獲取新的廣播星歷表，以便繼續運 作以精確計算GNSS接收器的定位和/或速度。比較本發明后續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其他缺陷和弊端對于本領 域的技術人員來說是顯而易見的。
發明內容
本發明結合多個方面提出一種用于GNSS接收器的自助式星歷表擴展方法和系 統，下面將結合至少一幅附圖來充分展示和/或說明，并且將在權利要求中進行完整的闡 述。根據本發明的一方面，提出一種定位方法，所述方法包括由支持全球導航衛星系統(GNSS)的移動設備中的一個或多個處理器和/或電路 執行以下操作接收來自多個可視(visible)GNSS衛星的GNSS信號；以及在所述支持GNSS的移動設備上使用所接收的GNSS信號為所述多個可視GNSS衛 星中的每一個生成未來星歷表。作為優選，所述方法進一步包括使用所述多個可視GNSS衛星的至少一個所述已 生成的未來星歷表確定所述支持GNSS的移動設備的位置。作為優選，所述方法進一步包括在所述支持GNSS的移動設備接收來自所述多個 可視GNSS衛星的最新廣播星歷表之前，確定所述支持GNSS的移動設備的位置。
作為優選，所述方法進一步包括依據對應GNSS衛星的各個可用未來星歷表的有 效期限和/或可視時間，安排所述生成操作的時間表。作為優選，所述方法進一步包括將各個可用廣播星歷表合并入(integrate)所述 多個可視GNSS衛星的每一個的軌道模型。作為優選，所述方法進一步包括使用多步數值積分(muti-st印 numerical integration)方法來確定所述多個可視GNSS衛星的每一個的所述軌道模型的 各個軌道模型參數。作為優選，所述方法進一步包括使用所述軌道模型傳送所述各個可用廣播星歷 表，以生成所述多個可視GNSS衛星的每一個的未來星歷表。作為優選，所述方法進一步包括將所述已生成的未來星歷表重新格式化為所述支 持GNSS的移動設備所支持的模型或格式。作為優選，所述方法進一步包括曲線擬合所述多個可視GNSS衛星的每一個的所 述已生成的未來星歷表，以確定對應的曲線擬合多項式。作為優選，所述方法進一步包括為所述多個可視GNSS衛星的每一個存儲所述已 確定的對應的曲線擬合多項式以取代所述已生成的未來星歷表。根據本發明的再一方面，提出了一種通信系統，包括用在支持全球導航衛星系統(GNSS)的移動設備中的一個或多個處理器和/或電 路，其中所述一個或多個處理器和/或電路用于接收來自多個可視GNSS衛星的GNSS信號；以及在所述支持GNSS的移動設備上使用所接收的GNSS信號為所述多個可視GNSS衛 星中的每一個生成未來星歷表。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于使用所述多個可視GNSS衛星的 至少一個所述已生成的未來星歷表確定所述支持GNSS的移動設備的位置。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于在所述支持GNSS的移動設備接 收來自所述多個可視GNSS衛星的最新廣播星歷表之前，確定所述支持GNSS的移動設備的 位置。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于依據對應GNSS衛星的各個可用 未來星歷表的有效期限和/或可視時間，安排所述多個GNSS衛星的所述生成操作的時間表。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于將各個可用廣播星歷表合并入 所述多個可視GNSS衛星的每一個的軌道模型。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于使用多步數值積分(muti-step numerical integration)方法來確定所述多個可視GNS S衛星的每一個的所述軌道模型的 各個軌道模型參數。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于使用所述軌道模型傳送所述各 個可用廣播星歷表，以生成所述多個可視GNSS衛星的每一個的未來星歷表。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于將所述已生成的未來星歷表重 新格式化為所述支持GNSS的移動設備所支持的模型或格式。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于曲線擬合所述多個可視GNSS衛星的每一個的所述已生成的未來星歷表，以確定對應的曲線擬合多項式。作為優選，所述一個或多個處理器和/或電路用于為所述多個可視GNSS衛星的每 一個存儲所述已確定的對應的曲線擬合多項式以取代所述已生成的未來星歷表。下文將結合附圖對具體實施例進行詳細描述，以幫助理解本發明的各種優點、各 個方面和創新特征。
圖1是依據本發明一實施例的使用GNSS接收器上的自助式星歷表擴展來定位 GNSS接收器的通信系統的示意圖；圖2是依據本發明一實施例的使用自助式星歷表擴展來確定衛星軌道的示范性 的支持GNSS的移動設備結構示意圖；圖3是依據本發明一實施例的使用可用星歷表和/或衛星度量來創建星歷表擴展 的示范性GNSS接收器結構示意圖；圖4是依據本發明一實施例的安排GNSS接收器中星歷表擴展的生成時間表的方 法流程圖；圖5是依據本發明一實施例的用于GNSS接收器中的示范性的已擴展星歷表生成 過程示意圖；圖6是依據本發明一實施例的用于在GNSS接收器中生成星歷表擴展的示范性傳 送過程示意圖；圖7是依據本發明一實施例的用于重新格式化GNSS接收器中的星歷表擴展的示 范性重新格式化過程示意圖。
具體實施例方式本發明提出一種用于GNSS接收器的自助式星歷表擴展方法和系統。依據本發明 的各個實施例，支持GNSS的移動設備用于接收來自多個可視GNSS衛星的GNSS信號。術語 “可視(visible)”指的是支持GNSS的移動設備能夠接收來自特定GNSS衛星的有效信號。 支持GNSS的移動設備用于從所接收的GNSS信號中提取廣播星歷表，以生成星歷表擴展，所 述星歷表擴展包括可視的多個GNSS衛星的每一個在接下來幾天的未來星歷表。所生成的 未來星歷表用于確定支持GNSS的移動設備的位置，而無需支持GNSS的移動設備接收和/ 或完全接收來自多個可視GNSS衛星的最新廣播星歷表。支持GNSS的移動設備用于依據多種因素諸如可用星歷表擴展的使用期限(age) 和/或相關GNSS衛星的可視時間，為多個可視衛星中的每一個安排星歷表擴展(未來星歷 表)生成操作。將可用的星歷表諸如當前或歷史廣播星歷表合并入軌道模型諸如太陽輻射 壓(solar radiation pressure)模型，來為每一個可視衛星生成未來星歷表。各種數值積 分方法諸如多步數值積分方法用于確定相關軌道模型參數。結果(resulting)軌道模型用 于為對應衛星星歷表的生成傳送相關GNSS衛星的可用星歷表。所生成的未來星歷表被重 新格式化為期望的模型或格式，所述期望的模型或格式適用于支持GNSS的移動設備。曲線 擬合所生成的未來星歷表，以確定每一可視GNSS衛星的曲線擬合多項式。存儲所述已確定 的曲線擬合多項式于支持GNSS的移動設備的數據庫中，以取代實際已生成的未來星歷表，從而節省存儲空間。圖1是依據本發明一實施例的使用GNSS接收器上的自助式星歷表擴展來定位 GNSS接收器的通信系統的示意圖。參考圖1，示出了通信系統100。該通信系統包括多個支 持GNSS的移動設備，其中示出了支持GNSS的移動設備IlOa-110d、多個GNSS衛星，其中示 出7 GNSS衛星120a-120d,以及通信網絡130。支持GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa包括適當的邏輯、電路、接 口和/或代碼，用于通過通信網絡130傳送無線信號以及接受來自多個可視GNSS衛星諸如 GNSS衛星120a-120d的廣播信號。所接收的GNSS信號用于為各種基于位置的客戶端應用 諸如緊急呼叫確定支持GNSS的移動設備IlOa的位置和/或速度。所接收的GNSS信號包 括相關GNSS衛星的星歷表或星歷數據。所述星歷表包括導航信息，諸如相關GNSS衛星的 衛星軌道模型和/或時鐘模型。使用所接收的星歷表中的導航信息計算可視GNSS衛星的 瞬時(instantaneous)空間定位(location-in-space)。支持GNSS的移動設備IlOa的定 位是從所計算的可視GNSS衛星的瞬時空間定位而估算得到的。在相關GNSS衛星諸如GNSS衛星120a處每兩小時更新一次星歷表，對于例如GPS 來說，有效時間為4個小時(從廣播時間開始)。使用超過4個小時的星歷會導致所計算的 瞬時衛星空間定位不夠準確，從而導致支持GNSS的移動設備IlOa的估計位置的偏差。在這 點上，支持GNSS的移動設備IlOa可使用可用的星歷表和/或衛星度量來計算或預測每一 GNSS衛星的星歷表擴展或未來星歷表。可用星歷表包括從GNSS信號或舊的計算的星歷表 提取出來的當前和/或歷史廣播星歷表。每當新的廣播星歷表和/或衛星度量變得可用， 星歷表擴展或未來星歷表就會被持續改進和精確化。星歷表擴展包括接下來幾天的未來星 歷表。星歷表擴展提供一特定周期諸如接下來幾天的當前(新的)星歷表給支持GNSS的 移動設備110a，而無需支持GNSS的移動設備IlOa接收和/或完全接收來自相關GNSS衛星 的已更新的廣播星歷表。通過使用星歷表擴展，支持GNSS的移動設備IlOa無需接收自對 應的可視GNSS衛星的當前(最新)廣播星歷表即可精確地估計接下來幾天的定位。GNSS衛星諸如GNSS衛星120a包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于提供 衛星導航信息至地球上各個GNSS接收器。GNSS接收器，包括GPS、GALILE0和/或GL0NASS 接收器，可集成在支持GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa-IlOd中或與支持 GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa-IlOd外部連接。GNSS衛星120a可周期 性地廣播其星歷表，例如每30秒廣播一次。以例如每秒50比特(bit)的速率發送廣播星 歷表，完整的星歷表發送時間是18秒。廣播星歷表用于計算導航信息，諸如GNSS接收器的 位置、速度和時鐘信息。GNSS衛星120a可以每兩小時更新一次星歷表。廣播星歷表對于有 限時間周期諸如未來2-4小時(從廣播的時刻開始)是有效的。通信網絡130包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于使用特定技術諸如以 太網、3GPP、3GPP2、LTE、藍牙、WiFi或WiMAX，為各種移動設備諸如支持GNSS的移動設備 1 IOa-I IOd提供大規模的數據服務。通信網絡130可以是有線高速連接諸如以太網，或者是 無線網絡諸如3GPP、3GPP2、LTE、藍牙、WiFi或WiMAX網絡。在一示范性實施例中，支持GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa用于 接收來自多個可視GNSS衛星諸如GNSS衛星120a-120d的GNSS信號。支持GNSS的移動設 備IlOa用于從所接收的GNSS信號中提取星歷表，以計算支持GNSS的移動設備IlOa的定
6位和/或速度。支持GNSS的移動設備IlOa用于使用所提取的星歷表或所接收的GNSS信 號來計算星歷表擴展，所述星歷表擴展包括每一可視GNSS衛星的接下來幾天或者其他時 間周期的未來星歷表。所計算的星歷表擴展為支持GNSS的移動設備IlOa提供接下來幾天 或者其他時間周期的當前(最新)星歷表。支持GNSS的移動設備IlOa用于使用所計算的 接下來幾天或者其他時間周期的星歷表擴展來精確估計定位，無需接收和/或完全接收自 多個可視GNSS衛星的當前(最新)廣播星歷表。圖2是依據本發明一實施例的使用自助式星歷表擴展來確定衛星軌道的示范性 的支持GNSS的移動設備結構示意圖。參考圖2，示出了支持GNSS的移動設備200。支持 GNSS的移動設備200包括GNSS接收器202，通信收發器204、處理器206以及存儲器208。GNSS接收器202包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于接受來自多個可視 GNSS衛星的GNSS信號。所接收的GNSS信號包括衛星導航信息，諸如星歷表和/或時鐘模 型，用于精確地確定相關衛星軌道以及計算導航信息諸如GNSS接收器202的定位和/或 速度。在這點上，GNSS接收器202用于使用可用的星歷表諸如當前廣播星歷表和/或歷史 廣播星歷表，來計算或預測每一可視GNSS衛星擴展周期(諸如接下來幾天)中的星歷表 擴展。當新的廣播星歷表和/或衛星度量變得可用，所計算的星歷表擴展或未來星歷表就 會被持續改進和精確化。所計算的星歷表擴展包括未來星歷表，并提供接下來幾天的當前 (新的)星歷表給GNSS接收器202。使用所計算的星歷表擴展，GNSS接收器202可以精確 計算擴展周期諸如接下來幾天內的GNSS接收器202的定位和/或速度，無需接收和/或完 全接收來自相關GNSS衛星的當前(最新)廣播星歷表。通信收發器204包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于通過通信網絡130 發射和/或接收無線信號。在這點上，所發射的無線信號包括支持GNSS的移動設備200的 導航信息，所述導航信息可從GNSS接收器202所計算的星歷表擴展獲取而來。通信收發器 204是可選的設備。盡管圖2示出了支持GNSS的移動設備200通過通信收發器204實現通信功能，從 而進行自助式星歷表擴展，本發明并不限于此。因此，本發明可應用于除了接收來自可視 GNSS衛星的GNSS信號外，沒有通信功能的支持GNSS的設備，而不脫離本發明各個實施例的 精神和范圍。處理器206包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于處理來自GNSS接收器 202的導航信息以及通過通信收發器204與通信網絡130之間傳送的信號。處理器206用 于為各種基于位置的客戶端應用諸如尋找朋友和/或緊急呼叫，通過電信網絡130傳送來 自GNSS接收器202的導航信息。處理器206用于控制GNSS接收器202的操作周期。例如， 為了節省支持GNSS的移動設備200中的電能，處理器206用于基于需要開啟或關閉GNSS 接收器。存儲器208包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于存儲信息諸如處理器206 所使用的可執行指令和數據。存儲器208包括RAM、ROM、低延遲非易失性存儲器諸如閃存 和/或其他合適的電子數據存儲器。在本發明一實施例中，GNSS接收器202用于接收來自每一可視GNSS衛星的GNSS 信號。GNSS接收器202用于從所接收的GNSS信號中提取廣播星歷表。GNSS接收器202用 于使用可用的星歷表諸如當前和/或歷史已提取的廣播星歷表，來計算每一可視GNSS衛星
7的擴展周期諸如接下來的幾天內的星歷表擴展。所計算的星歷表擴展提供接下來幾天的當 前(新的)星歷表給GNSS接收器202。GNSS接收器202用于精確地計算擴展周期諸如接 下來幾天內的GNSS接收器202的定位和/或速度，而無需接收和/或完全接收來自對應可 視GNSS衛星的當前(新的)廣播星歷表。所計算的定位信息被轉發至處理器206并被處 理以便為各種基于位置的客戶端應用諸如道路救援(roadside assistance)通過通信收發 器204與網絡130通信。圖3是依據本發明一實施例的使用可用星歷表和/或衛星度量來創建星歷表擴展 的示范性GNSS接收器結構示意圖。參考圖3，示出了 GNSS接收器300。GNSS接收器300包 括GNSS天線301、GNSS前端302、GNSS處理器304、長期軌道(LTO)數據庫306、存儲器308。 存儲器308包括長期軌道軟件310a以及軌道轉換軟件310b。GNSS天線301包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于接收來自多個可視 GNSS衛星諸如GNSS衛星120a-120d的GNSS信號。GNSS天線301用于將所接收的GNSS信 號傳送至GNSS前端302以作進一步的處理。GNSS前端302包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于將所接收的GNSS信 號轉換為GNSS基帶信號，所述基帶信號適于在GNSS處理器304中作進一步的處理，以計算 GNSS接收器300的導航信息。GNSS處理器304包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于處理來自GNSS前端 302的GNSS基帶信號。GNSS處理器304用于從GNSS基帶信號中提取包括衛星導航信息的 星歷表。GNSS處理器304可使用可用的星歷表諸如所提取的當前和/或歷史廣播星歷表計 算或預測對應的可視GNSS衛星接下來幾天的星歷表擴展或未來星歷表。GNSS處理器304 可使用新的廣播星歷表和/或新的衛星度量來精確化所計算的星歷表擴展。所計算的星歷 表擴展包括擴展周期諸如接下來幾天內的預測的或未來星歷表。GNSS處理器304用于計算或預測相關GNSS衛星的星歷表，在某種程度上通過使用 各種多步數值積分方法諸如Gauss-Jackson方法傳送可用的星歷表來實現。可用的星歷表 包括當前廣播星歷表、歷史廣播星歷表以及舊的估計星歷表。基于所計算的星歷表擴展的 協助，GNSS處理器304可在接下來的幾天內精確地計算GNSS接收器300的定位，而無需接 收和/或完全接收來自相關GNSS衛星的最新廣播星歷表。對于每一可視GNSS衛星，GNSS 處理器304用于依據特定計劃安排(schedule)生成合/或更新對應星歷表擴展。當對特 定可視GNSS衛星的星歷表擴展的生成進行安排時，要考慮諸如對應GNSS衛星的可用星歷 表擴展的有效周期和/或可視時間等因素。假設所生成的星歷表擴展與相關移動設備諸如支持GNSS的移動設備200所期望 或支持的軌道模型和/或格式不匹配時，GNSS處理器304可在計算例如GNSS接收器300 的定位之前，將所生成的星歷表擴展重新格式化為期望的軌道模型和/或格式。GNSS處理 器304用于將所生成星歷表擴展存儲于LTO數據庫306中，以便精確地計算GNSS接收器的 定位，甚至不需要接收和/或完全接收來自對應可視GNSS衛星的當前(最新)的廣播星歷 表。在這點上，所生成的星歷表擴展為例如180秒步長擬合的多項式。結果多項式擬合程 序(fit routine)可存儲在LTO數據庫306中，替代實際預測星歷表，從而節省GNSS接收 器300的存儲空間。另外，GNSS接收器304用于與計算機服務器通信來獲取一個或多個軌道模型參數，所述參數是使用相關資源諸如計算功能、存儲器和更多歷史星歷表數據在計算機服務 器上計算和/或更新的。GNSS處理器304用于使用從計算機服務器下載的一個或多個軌道 模型參數來執行軌道傳播orbitpropagation)。因此，可以低成本改進結果星歷表擴展的精 確度。LTO數據庫306包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于管理和存儲數據，包 括每一個可視GNSS衛星的星歷表多項式擬合程序(印hemerispolynomial fit routine)。 LTO數據庫306中的星歷表多項式擬合程序可以根據需要或定期更新。存儲器308包括適當的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于存儲信息，諸如由GNSS 處理器304使用的可執行指令和數據。可執行指令包括用于使用LTO數據庫306提供的新 的星歷表計算GNSS接收器300的定位的算法。存儲器308包括長期軌道軟件310a，用于傳 送對應可視GNSS衛星的可用星歷表。存儲器308包括軌道轉換軟件310b，用于將LTO數據 庫306中的預測星歷表轉換為相關設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa所期望和/或支持 的軌道模型和/或格式。存儲器308包括諸如本地GNSS度量和導航數據的數據。存儲器 308包括RAM、ROM、低延遲非易失性存儲器諸如閃存和/或其他合適的電子數據存儲器。在一示范性操作中，GNSS天線301接收來自多個可視GNSS衛星的GNSS信號。所 接收的GNSS信號傳送至GNSS前端302。GNSS前端302可將所接收的GNSS廣播信號轉換 為GNSS基帶信號，以便在GNSS處理器304中做進一步的處理。GNSS處理器304使用可用 的星歷表諸如從所接收的GNSS基帶信號中提取的廣播星歷表，來生成對應可視GNSS衛星 的擴展周期諸如接下來幾天內的星歷表擴展或未來星歷表。GNSS處理器304通過使用各種 多步數值積分方法諸如Gauss-Jackson方法傳送可用的星歷表，從而生成星歷表擴展。依 據例如LTO數據庫306中對應可視GNSS衛星的可用星歷表擴展的有效周期和/或可視時 間來安排特定GNSS衛星的星歷表擴展的生成時間表。GNSS處理器304可將所生成的星歷 表擴展重新格式化為相關移動設備諸如支持GNSS的移動設備200期望的軌道模型和/或 格式。GNSS處理器304可對所生成的星歷表擴展進行曲線擬合并將結果星歷表多項式擬合 程序存儲在LTO數據庫306中，以便節省存儲空間。圖4是依據本發明一實施例的安排GNSS接收器中的星歷表擴展生成時間表的方 法流程圖。參考圖4，示范性步驟開始于步驟402。在步驟402中，GNSS接收器300需要安 排多個GNSS可視衛星的時間表，以便生成星歷表擴展，所述星歷表擴展包括擴展周期諸如 接下來幾天內的未來星歷表。依賴于配置，GNSS接收器300用于對目前或未來諸如4天后 可視GNSS衛星的時間表進行安排。在步驟404中，對于每一可視GNSS衛星，GNSS接收器 300用于評估LTO數據庫306中的可用星歷表擴展的有效周期和/或可視時間。在步驟406 中，GNSS接收器300依據LTO數據庫306中的可用星歷表擴展的有效周期和/或對應GNSS 衛星的可視時間，來安排可視GNSS衛星的對應星歷表擴展的生成時間表。在步驟408中， GNSS接收器300用于依據所安排的時間表生成每一可視GNSS衛星的星歷表擴展。示范性 步驟結束于步驟410。圖5是依據本發明一實施例的用于GNSS接收器中的示范性的已擴展星歷表生成 過程示意圖。參考圖5，示范性步驟開始于步驟502。在步驟502中，GNSS接收器300可能 需要生成可視GNSS衛星諸如GNSS衛星120a的星歷表擴展。在步驟504中，GNSS接收器 300通過GNSS前端302收集GNSS衛星120a的衛星數據。在步驟506中，GNSS處理器304用于從所收集的衛星數據中提取衛星導航信息，諸如星歷表。在步驟508中，GNSS處理器 304用于傳送可用的星歷表諸如當前和/或歷史提取廣播星歷表，以生成GNSS衛星120a的 星歷表擴展。在步驟510中，GNSS處理器304用于曲線擬合所生成的星歷表擴展。在步驟 512中，GNSS處理器304用于將結果曲線擬合多項式存儲于LTO數據庫306中。示范性步 驟結束于步驟514。圖6是依據本發明一實施例的用于生成GNSS接收器中的星歷表擴展的示范性傳 送過程示意圖。參考圖6，示范性步驟開始于步驟602。在步驟602中，對于可視GNSS衛星， GNSS接收器300使用已選擇的軌道模型太陽輻射壓模型來進行星歷表合并。參數Δ包括 傳送步長。在步驟604中，GNSS接收器300用于獲取對應可視GNSS衛星的可用星歷表。可 用星歷表包括對于GNSS接收器300可用的當前廣播星歷表、歷史廣播星歷表和/或舊的估 計星歷表。在步驟606中，GNSS接收器300用于確定軌道模型參數，通過使用各種多步數值 積分方法諸如Gauss-Jackson方法將所獲取的可用星歷表合并入軌道模型中。在步驟608 中，GNSS接收器300用于使用具有確定模型參數的軌道模型以Δ為步長傳送所獲取的可 用星歷表，從而生成對應可視GNSS衛星接下來幾天的星歷表擴展。示范性步驟結束于步驟 610。圖7是依據本發明一實施例的用于重新格式化GNSS接收器中的星歷表擴展的示 范性重新格式化過程示意圖。參考圖7，示范性步驟開始于步驟702。在步驟702中，支 持GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備IlOa可能需要使用相關移動設備諸如支持 GNSS的移動設備IlOa所期望或支持的軌道模型和/或格式的星歷表擴展。在步驟704中， GNSS處理器304用于取回星歷表擴展，該星歷表擴展是由LTO數據庫308以對應曲線擬合 多項式的形式提供的。在步驟706中，可確定所取回的星歷表擴展與支持GNSS的移動設備 IlOa期望的軌道模型和/或格式是否匹配。假設所取回的星歷表擴展與支持GNSS的移動 設備IlOa期望的軌道模型和/或格式不匹配，則進入步驟708，GNSS處理器使用軌道轉換 軟件310b將所取回的星歷表擴展轉換為支持GNSS的移動設備IlOa期望的軌道模型和/ 或格式。示范性步驟結束于步驟710。在步驟706中，假設所取回的星歷表擴展與支持GNSS的移動設備IlOa期望的軌 道模型和/或格式匹配，則示范性步驟結束于步驟710。本發明的多個實施例提供一種用于GNSS接收器的自助式星歷表擴展方法和系 統。依據本發明的各個實施例，支持GNSS的移動設備諸如支持GNSS的移動設備110a，用于 通過GNSS接收器202接收來自多個可視GNSS衛星諸如GNSS衛星120a_120d的GNSS信號。 支持GNSS的移動設備IlOa中的GNSS接收器202用于從所接收的GNSS信號中提取廣播星 歷表，以及使用所提取的信息生成多個可視GNSS衛星諸如GNSS衛星120a-120d中的每一 個的擴展周期諸如接下來幾天內的星歷表擴展或未來星歷表。所生成的未來星歷表用于確 定支持GNSS的移動設備IlOa的位置。所生成的未來星歷表可精確地確定支持GNSS的移 動設備1 IOa擴展周期諸如接下來幾天內的定位，甚至不需要支持GNSS的移動設備1 IOa接 收和/或完全接收來自多個GNSS衛星120a-120d的最新廣播星歷表。支持GNSS的移動設備IlOa依據諸如LTO數據庫306中的可用星歷表擴展的有效 期限(age)和/或相關GNSS衛星的可視時間的因素，安排GNSS衛星120a-120d中的每一個 的未來星歷表的生成時間表。將可用的星歷表諸如當前或歷史廣播星歷表合并入已選擇的軌道模型諸如太陽輻射壓(solarradiation pressure)模型，以生成GNSS衛星120a_120d 中的每一個的未來星歷表。各種多步數值積分方法諸如Gauss-Jackson方法用于確定相關 軌道模型參數。結果(resulting)軌道模型用于為對應未來星歷表的生成傳送相關GNSS 衛星的可用星歷表。所生成的未來星歷表被重新格式化為支持GNSS的移動設備IlOa所期 望的模型或格式。曲線擬合所生成的未來星歷表，以確定每一可視GNSS衛星的曲線擬合多 項式。存儲所述已確定的曲線擬合多項式于LTO數據庫306中，以取代實際已生成的未來 星歷表，從而節省支持GNSS的移動設備IlOa中的存儲空間。本發明的另一實施例提供一種機器和/或計算機可讀存儲器和/或介質，其上存 儲的機器代碼和/或計算機程序具有至少一個可由機器和/或計算機執行的代碼段，使得 機器和/或計算機能夠實現本文所描述的用于GNSS接收器的自助式星歷表擴展的步驟。總之，本發明可用硬件、軟件、固件或其中的組合來實現。本發明可以在至少一個 計算機系統中以集成的方式實現，或將不同的組件置于多個相互相連的計算機系統中以分 立的方式實現。任何計算機系統或其他適于執行本發明所描述方法的裝置都是適用的。典 型的硬件、軟件和固件的組合為帶有計算機程序的專用計算機系統，當該程序被裝載和執 行，就會控制計算機系統使其執行本發明所描述的方法。本發明還可以通過計算機程序產品進行實施，所述程序包含能夠實現本發明方法 的全部特征，當其安裝到計算機系統中時，通過運行，可以實現本發明的方法。本申請文件 中的計算機程序所指的是可以采用任何程序語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何表 達式，該指令組使系統具有信息處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個 步驟之后，a)轉換成其他語言、代碼或符號；b)以不同的格式再現，實現特定功能。本發明是通過一些實施例進行描述的，本領域技術人員知悉，在不脫離本發明的 精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進行各種改變或等同替換。另外，在本發明 的教導下，可以對這些特征和實施例進行修改以適應具體的情況及材料而不會脫離本發明 的精神和范圍。因此，本發明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權利 要求范圍內的實施例都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
一種定位方法，其特征在于，所述方法包括由支持全球導航衛星系統(GNSS)的移動設備中的一個或多個處理器和/或電路執行以下操作接收來自多個可視GNSS衛星的GNSS信號；以及在所述支持GNSS的移動設備上使用所接收的GNSS信號為所述多個可視GNSS衛星中的每一個生成未來星歷表。
2.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，進一步包括使用所述多個可視GNSS 衛星的至少一個所述已生成的未來星歷表確定所述支持GNSS的移動設備的位置。
3.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，進一步包括在所述支持GNSS的移動 設備接收來自所述多個可視GNSS衛星的最新廣播星歷表之前，確定所述支持GNSS的移動 設備的位置。
4.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，進一步包括依據對應GNSS衛星的各 個可用的未來星歷表的有效期限和/或可視時間，安排所述生成操作的時間表。
5.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，進一步包括將各個可用廣播星歷表 合并入所述多個可視GNSS衛星的每一個的軌道模型。
6.一種通信系統，其特征在于，所述系統包括用在支持全球導航衛星系統(GNSS)的移動設備中的一個或多個處理器和/或電路，其 中所述一個或多個處理器和/或電路用于接收來自多個可視GNSS衛星的GNSS信號；以及在所述支持GNSS的移動設備上使用所接收的GNSS信號為所述多個可視GNSS衛星中 的每一個生成未來星歷表。
7.根據權利要求6所述的通信系統，其特征在于，所述一個或多個處理器和/或電路 用于使用所述多個可視GNSS衛星的至少一個所述已生成的未來星歷表確定所述支持GNSS 的移動設備的位置。
8.根據權利要求6所述的通信系統，其特征在于，所述一個或多個處理器和/或電路用 于在所述支持GNSS的移動設備接收來自所述多個可視GNSS衛星的最新廣播星歷表之前， 確定所述支持GNSS的移動設備的位置。
9.根據權利要求6所述的通信系統，其特征在于，所述一個或多個處理器和/或電路 用于依據對應GNSS衛星的各個可用未來星歷表的有效期限和/或可視時間，安排所述多個 GNSS衛星的所述生成操作的時間表。
10.根據權利要求6所述的通信系統，其特征在于，所述一個或多個處理器和/或電路 用于將各個可用廣播星歷表合并入所述多個可視GNSS衛星的每一個的軌道模型。
全文摘要
本發明涉及定位方法和通信系統。支持GNSS的移動設備接收來自可視GNSS衛星的GNSS信號。從所接收的GNSS信號中提取廣播星歷表，以生成每一可視GNSS衛星未來幾天的星歷表擴展(未來星歷表)。支持GNSS的移動設備使用已生成的未來星歷表確定位置，而無需完全接收來自可視GNSS衛星的最新廣播星歷表。依據可用星歷表擴展的有效期限和/或可視時間，安排未來星歷表的生成時間表。使用多步數值積分方法將可用的星歷表諸如所提取的廣播星歷表合并入軌道模型并傳送，以生成未來星歷表。所生成的未來星歷表被重新格式化為支持GNSS的移動設備期望的模型或格式。存儲所生成的未來星歷表的曲線擬合多項式，以取代實際生成的未來星歷表，以節省存儲空間。
文檔編號G01S19/27GK101930076SQ20101020345
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月21日 優先權日2009年6月19日
發明者弗蘭克·范迪格倫, 李洪明 申請人:美國博通公司