在不使用广播星历信息的情况下确定位置制造技术

描述了针对扩展的时间段在没有广播星历数据的情况下确定位置信息的设备和方法。服务器或客户设备１１０接收或收集基于卫星的定位系统的卫星的历史状态数据，并且生成未来时间段的未来卫星轨迹的预测。当服务器生成预测时，随后把该预测传输到客户设备。客户设备选择适于所关注时间的预测。该时间可以是在至少七个历日时段期间的任何时间。客户设备使用关于所述预测的信息来重构卫星状态，并且使用所重构的卫星状态来获取适于客户设备的当前位置和时间的卫星信号。客户设备使用卫星状态的信息和卫星信号的定时信息来确定和／或跟踪其位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施例涉及基于卫星的定位系统和方法。更具体地，本公开的实施例涉及在不使用广播形式的星历(ephemeris)信息的情况下确定位置。
技术介绍
基于卫星的定位系统包括地球轨道卫星星座，其恒定地向接收器发送轨道信息和测距信号。基于卫星的定位系统的示例是全球定位系统(GPS)，其包括也称作GPS卫星的地球轨道卫星、人造卫星(satellite vehicle)、或太空交通工具(space vehicle)的星座。GPS卫星以非常精确的轨道每天绕地球两周，并且向地球发送信号信息。卫星信号信息被GPS接收器接收，GPS接收器可以在便携式或移动单元中、或者在基站和/或服务器上的固定位置处。GPS接收器使用卫星信号信息来计算接收器的精确位置。总体上，GPS接收器将卫星发送GPS信号或卫星信号的时刻与在接收器处接收该信号的时刻相比较。卫星信号接收和发送之间的时间差为接收器提供了关于接收器距发送卫星的距离的信息。使用来自多个附加卫星的伪距(pseudo-range)测量(是伪的，这是因为该距离信息偏离了与GPS卫星时钟和接收器时钟之间的偏移成比例的量)，接收器可以确定其位置。GPS接收器使用来自至少四个卫星的接收信号来计算三维位置(经度、纬度、高度)，或者使用来自至少三个卫星的接收信号来计算二维位置(如果高度已知)。随着GPS技术变得更加经济和简洁，其在消费者应用方面变得越来越普及。例如，GPS系统用于专用航空和商业航空器以及职业和娱乐的划船人的导航。GPS的其它流行的消费者使用包括在汽车导航系统、假设设施、和农业机械中的使用、以及徒步旅行者、登山骑车者、滑雪者的使用、等等。此外，许多基于位置的服务现在可得到，诸如资产跟踪、分路段选路(turn-by-turnrouting)、寻找伙伴。因为GPS技术具有如此多的消费应用，其作为各种便携电子设备所拥有的附加应用变得日益流行，所述各种便携电子设备如个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、和个人计算机、等等。GPS技术在消费者中的流行导致了增大对GPS所提供给消费者的位置信息的依赖，而这反过来导致了对于下述GPS系统的渴求，该GPS系统即使在其运行在不理想的情况下时也提供可靠的位置信息。GPS卫星信号如视线那样行进，这意味着其将穿过云、玻璃、塑料，但是不能穿过大多数固体物体，诸如建筑物和山。那么，通常，GPS接收器在任何地方都是可用的，除了在其不能接收足够卫星信号的地方，诸如在一些建筑物内部、在山洞和其它地下场所中、以及在水下。GPS接收器在确定位置信息时，典型地依赖于来自卫星信号的信息，缺少卫星信号使得不可能进行位置确定。该卫星信号信息包括发给接收器的带有星历和历书(almanac)数据的伪随机码。伪随机码是标识正发送相应信号的卫星而且帮助接收器进行测距测量的代码。历书数据告诉GPS接收器在跨越几天或者几周的宽时间间隔上，在任何时间，星座的每个GPS卫星应该在的位置。星历数据进行同样的工作，但是在几个小时的短得多的时间间隔上而精确得多。每个卫星持续发送的广播星历数据包括关于卫星轨道、该轨道信息的有效性的时间的重要信息。特别地，GPS卫星的广播星历数据预测在大约四个小时的未来间隔上的卫星状态。该状态预测包括卫星位置、速度、时钟偏差(bias)、时钟漂移(drift)的预测。更具体地，广播星历数据描述具有额外校正的开普勒元素椭圆(Keplerian element ellipse)，其然后允许在广播星历数据的有效性的时间段期间的任何时刻计算在地固地心(Earth-centered，Earth-fixed，ECEF)直角坐标系中卫星的位置。典型地，广播星历数据对于确定位置是基本的。考虑到广播星历数据仅在四个小时间隔有效并且对于位置确定是基本的，因此在如当先前收集的广播星历数据的有效时间已过时接收器需要计算卫星状态的时刻，要求GPS接收器收集新的广播星历数据。该新广播星历数据可以作为来自GPS卫星的直接广播或者来自服务器的再发送(re-transmitted)而被收集。但是，存在不可能从GPS卫星或者从服务器收集新广播星历数据的情况。作为其中不可能收集新广播星历数据的情况的示例，卫星信号的低信号强度能够防止从所接收的卫星信号解码/解调星历数据，客户能够在服务器的覆盖范围之外，和/或服务器能够出于多种原因而不可用，等等。当新广播星历数据不可得时，GPS接收器通常不能提供位置信息。此外，即使当GPS接收器处于其可以从GPS卫星和/或服务器接收广播星历信息并且正确地解码该信号的位置时，接收和解码的处理实质地增加处理时间。在增加接收器的功率消耗的同时，该附加的处理时间直接增加了首次定位时间(time-to-first-fix，TTFF)。TTFF上的增加和功率消耗上的增加两者对于依赖于由接收器和接收器的功率能力构成的用途(例如，诸如蜂窝电话的客户设备上所拥有的GPS接收器将具有更严格的功率使用限制)的用户是不可接受的。作为在消费设备上GPS的增加的使用、以及对于这样的设备所提供的信息的增加的依赖的结果，希望减少其中GPS接收器不能提供位置信息和/或不能以及时且有功率效率的方式提供位置的情况的数目。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种便携式通信设备，包括第一通信系统，其经由第一通信链路接收表示预测的卫星状态的数据，其中，使用基于卫星的定位系统的至少一个卫星的历史卫星状态数据，针对未来时间段持续生成所预测的卫星状态；预测生成器，其使用所接收的数据选择性地重构至少一个时间段的至少一个重构的卫星状态；以及至少一个信号处理器，其使用该至少一个重构的卫星状态来获取卫星信号。根据本专利技术的另一方面，提供一种确定客户设备的位置的方法，包括下述动作接收基于卫星的定位系统的至少一个卫星的历史状态数据；使用该历史状态数据持续预测未来时间段的卫星状态；经由第一通信链路向该客户设备传输表示该预测的卫星状态的数据；在该客户设备中，使用所传输的数据选择性地重构至少一个重构的卫星状态；以及使用该至少一个重构的卫星状态和在第二通信链路上接收的卫星数据的定时信息，确定该客户设备的位置。根据本专利技术的另一方面，提供一种确定客户设备的位置的方法，包括下述动作接收基于卫星的定位系统的至少一个卫星的历史状态数据；使用该历史状态数据持续预测未来时间段的卫星状态，并从服务器向该客户设备传输表示该预测的卫星状态的数据；使用所传输的数据选择性地重构至少一个所述未来时间段的至少一个重构的卫星状态；以及使用该至少一个重构的卫星状态，在未来时间在该客户设备中生成未来的卫星状态。根据本专利技术的另一方面，提供了一种确定客户设备的位置的方法，包括下述动作通过第一通信信道接收于基于卫星的定位系统的卫星相对应的历史轨迹数据；使用历史状态数据生成未来时间段的未来卫星轨迹的预测；使用该预测来生成卫星状态；使用所生成的卫星状态通过第二通信信道获取卫星信号；以及使用所生成的卫星状态和所获取的卫星信号中的定时数据来确定该客户设备的位置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通信系统，包括第一通信组件，其接收基于卫星的定位系统的卫星的历史状态数据；第一信号处理组件，其使用该历史状态数据持续生成未来时间段的未来卫星状态的预测；第二信号处理组件，其生成表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式通信设备，包括：第一通信系统，其经由第一通信链路接收表示预测的卫星状态的数据，其中，使用基于卫星的定位系统的至少一个卫星的历史卫星状态数据，来针对未来时间段持续生成所述预测的卫星状态；预测生成器，其使用所接收的数据来选择性地重构至少一个时间段的至少一个重构的卫星状态；以及至少一个信号处理器，其使用该至少一个重构的卫星状态来获取卫星信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱昂内尔J加林，马卡兰德S法塔克，
申请(专利权)人：SiRF技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]