自主的設備內gnss擴增系統的制作方法
【專利說明】自主的設備內GNSS擴増系統
[0001]引用并入
[0002]本公開內容要求在2014年12月15日遞交的、申請號為62/091，829、名稱為“Automatic In-device GNSS Augmentat1n System”的美國臨時申請的權益，其內容通過引用的方式整體并入于此。
【背景技術】
[0003]現代移動設備可以并入各種功能，諸如蜂窩收發器或者無線收發器的衛星定位系統接收器。在移動設備用作衛星定位系統接收器時，移動設備可以通過使用來自衛星的信號指定設備的位置。基于衛星的定位可以提供高精度，但是要求在衛星和移動設備之間的良好視線。另外，接收和處理衛星定位信號可能消耗大量能量并且因而縮短電池持續時間。
【發明內容】
[0004]本公開內容的各方面提供一種裝置，該裝置包括導航信號接收器和處理電路。導航信號接收器用以從多個衛星接收第一星歷數據。第一星歷數據對第一持續時間有效。處理電路用以基于第一星歷數據來預測第二星歷數據。第二星歷數據對于在第一持續時間之上延長的第二持續時間有效。第二星歷數據由導航信號接收器用來獲取用于在第二持續時間期間定位該裝置的衛星信號。
[0005]根據本公開內容的一方面，該裝置包括用以在導航信號接收器被關閉時存儲第二星歷數據的存儲器。第二星歷數據在導航信號接收器被重新開啟時被提供至導航信號接收器。
[0006]在實施例中，該裝置包括用以從無線通信系統網絡接收無線信號的無線收發器。處理電路用以基于從無線通信系統網絡接收的無線信號來確定該裝置的參考位置。參考位置和第二星歷數據由導航信號接收器用來減小搜索空間以獲取用于在第二持續時間期間定位該裝置的衛星信號。在示例中，存儲器用以存儲用于無線通信系統網絡的本地定位數據庫。處理電路用以基于無線信號和本地定位數據庫計算參考位置。
[0007]在實施例中，處理電路用以基于具有地球定向參數的參數化模型以及衛星動態模型來預測第二星歷數據。
[0008]本公開內容的各方面提供一種用于對裝置定位的方法。該方法包括:由導航信號接收器從多個衛星接收對于第一持續時間有效的第一星歷數據，在該裝置中基于第一星歷數據預測對于在第一持續時間之上延長的第二持續時間有效的第二星歷數據；以及獲取用于基于第二星歷數據在第二持續時間期間定位該裝置的衛星信號。
[0009]本公開內容的各方面提供一種包括無線收發器、導航信號接收器和處理電路的裝置。無線收發器用以從無線通信系統網絡接收無線信號。處理電路用以基于從無線通信系統網絡接收的無線信號來確定該裝置的參考位置。導航信號接收器用以基于參考位置縮窄搜索空間以獲取用于定位該裝置的衛星信號。
【附圖說明】
[0010]將結合以下附圖詳細描述作為示例提出的本公開內容的各種實施例，其中相同的附圖標記指代相同的元件，并且其中:
[0011]圖1不出了根據本公開內容的方面的電子設備100的框圖；
[0012]圖2示出了概述根據本公開內容的實施例的過程200的流程圖；以及
[0013]圖3示出了概述根據本公開內容的實施例的過程300的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1不出了根據本公開內容的實施例的電子設備100的框圖。電子設備100從多個衛星接收對于相對短的持續時間有效的星歷數據。基于接收到的星歷數據，電子設備100預測對于在相對短的持續時間之上(beyond)的延長的持續時間有效的附加星歷數據。附加星歷數據由電子設備100用來在延長的持續時間中加速啟動過程以獲取衛星信號以及對電子設備100定位。
[0015]電子設備100可以是任何合適的設備，諸如平板計算機、智能電話、相機、可穿戴設備、可在交通工具上安裝的設備等。根據本公開內容的方面，在電子設備100上安裝的一個或多個應用要求電子設備100的地點信息。
[0016]在圖1的示例中，電子設備100包括如圖1中所示地耦合在一起的導航信號接收器130和應用處理器110。在實施例中，導航信號接收器130被實現在第一集成電路(IC)芯片上并且應用處理器110被實現在第二 IC芯片上。兩個IC芯片被安裝在印刷電路板(PCB)上并且例如通過在PCB上的印刷銅線合適地耦合在一起。在示例中，導航信號接收器130可以使用應用處理器110的計算資源和存儲資源，因而導航信號接收器130和應用處理器I1并行地操作以用于對電子設備100定位。在示例中，具有導航信號接收器130的第一 IC芯片可以用較少的硬件和軟件來實現，以減小芯片尺寸并且減小功率消耗。
[0017]根據本公開內容的方面，電子設備100被配置為執行自主的設備內GNSS擴增(augmentat1n)。電子設備100執行星歷數據預測和參考位置估計，并且使用所預測的星歷數據和所估計的參考位置來加速啟動過程。在實施例中，應用處理器110被配置為預測附加星歷數據，并且在導航信號接收器130被開啟時向導航信號接收器130提供附加星歷數據以加速啟動過程。在另一實施例中，應用處理器110被配置為確定參考位置(諸如具有減小的分辨率的電子設備100的粗略位置)，并且在導航信號接收器130被開啟時向導航信號接收器130提供參考位置來加速啟動過程并且確定電子設備100的更精確位置。
[0018]根據本公開內容的方面，電子設備100包括無線收發器140，無線收發器140被配置為向無線通信系統網絡發送無線信號并且從其接收無線信號。在示例中，無線通信系統網絡可以是蜂窩系統網絡，諸如全球移動系統(GSM)、碼分多址接入(CDMA)、寬帶碼分多址接入(WCDMA)以及長期演進(LTE)等。在另一示例中，無線通信系統網絡可以是根據協議(諸如基于電氣和電子工程師學會(IEEE)802.11的協議)的無線局域網(LAN)。應用處理器110被配置為基于接收的無線信號來預測參考位置并且在導航信號接收器130被開啟時向導航信號接收器130提供參考位置以加速開啟過程。
[0019]根據本公開內容的方面，導航信號接收器130是被配置為接收由衛星系統發送的衛星定位信號的全球導航衛星系統(GNSS)接收器，該衛星系統諸如為全球定位系統(GPS)、GLObalnaja NAvigats1nnaja Sputnikovaja Sistema(GLONASS)衛星系統、伽利略導航衛星系統、北斗導航衛星系統等。基于衛星定位信號，電子設備100可以確定電子設備100的相對精確的地點。
[0020]在圖1的示例中，導航信號接收器130包括耦合在一起的接收電路裝置131、處理電路裝置132和存儲器電路裝置135，并且無線收發器140包括耦合在一起的接收電路裝置141、處理電路裝置142和存儲器電路裝置145。應用處理器110與存儲器電路裝置150耦合。在實施例中，導航信號接收器130、應用處理器110、無線收發器140和存儲器電路裝置150被相應地實現在分立的IC芯片上。在示例中，IC芯片被安裝在PCB上，并且例如通過在PCB上的印刷銅線而被合適地耦合。在另一實施例中，多個部件可以被集成作為單個IC的一部分。
[0021]具體地，接收電路裝置131被耦合到天線101，天線101響應于與空中的衛星信號對應的電磁波而生成電信號。接收電路裝置131包括合適的電路以處理電信號并且從電信號獲得數字信號。在示例中，接收電路裝置131包括各種模擬電路(未示出)一一諸如放大器、濾波器、下變頻器等一一以使用模擬處理技術來處理電信號。此外，接收電路裝置131包括將處理的模擬信號轉換成數字序列的模擬到數字轉換器(ADC)(未示出)。數字序列包括諸如為用于測量從衛星到電子設備100的距離的測距的信息、從衛星發送的導航消息等。
[0022]處理電路裝置132包括用于處理數字序列以獲得該信息的數字電路。在示例中，處理電路裝置132包括用以將數字序列與在導航信號接收器130中的本地生成的代碼相關的電路，并且包括用以解調和解碼數字序列以提取導航消息的電路。
[0023]存儲器電路裝置135被配置為存儲指令和數據。在示例中，測量裝置132使用中央處理單元(CPU)來實現。存儲器電路135存儲用于控制CPU來處理數字序列的指令。在另一示例中，存儲器電路135存儲用于輔助導航信號接收器130以加速啟動過程的信息。
[0024]可以在不需要位置信息時關閉導航信號接收器130以節能，并且可以在需要位置信息時開啟導航信號接收器130。
[0025]根據本公開內容的方面，在導航信號接收器130被開啟時，應用處理器110向導航信號接收器130提供信息以加速啟動過程，以獲取衛星信號和導航數據，并且計算電子設備100的位置。
[0026]根據本公開內容的方面，導航信號接收器130可以取決于先驗信息的可用性而具有冷啟動或者熱啟動。在實施例中，當導航信號接收器130在沒有先驗信息的情況下被開啟(例如從工廠重置啟動)時，導航信號接收器