通过蜂窝或PCS网络辅助GPS接收机的方法和系统技术方案

按照本发明专利技术，公开了一种用于确定移动站位置的系统。该移动站包括工作在无线电网络上的一个收发信机和一个ＧＰＳ接收机。该系统包括一个无线电网络控制系统，包含用于获得星历数据的ＧＰＳ接收机。该控制系统根据星历数据产生辅助信息并且将辅助信息通过无线电网络传输给移动站。该辅助信息代表选择时间移动站附近无线电网络中固定位置相对ＧＰＳ中多个选择卫星的距离，和该距离的导数。移动站利用所接收辅助信息搜索来自ＧＰＳ中多个选择卫星的组合接收信号，以测量ＧＰＳ中多个选择卫星的码相位并且将所测量出的码相位通过无线电网络返回给无线电网络控制系统。该无线电网络控制系统利用固定位置和所测量出的码相位计算无线电网络中移动站的位置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及全球定位系统(GPS)接收机，更具体地涉及传送信息给GPS接收机的方法，该接收机把通过蜂窝或其它PCS网络通信的蜂窝电话机或其它设备结合起来。本专利技术
技术介绍
在蜂窝网络或其它公共陆地移动网络(PLMN)中确定移动站的地理位置对于大范围应用近来变得重要。例如，运输和出租车公司可能需要定位服务以确定它们车辆的位置并且改善调度作业效率。另外，为紧急呼叫例如911呼叫，了解移动终端的确切位置在紧急情况下保证正确应急结果是至关重要的。另外，定位服务可以用于确定被盗汽车的位置，确认可能以较低费率收费的本地区域呼叫，检测微蜂窝小区中的热点，或提供额外服务例如“我在哪里”服务。“我在哪里”服务有助于确定离移动站最近的加油站、餐馆或医院。一种用于确定移动站地理位置的技术将使用以卫星为基础的全球定位系统(GPS)。GPS是提供在GPS接收机中可以处理的指定编码卫星信号以获得接收单元位置、速度和时间的卫星导航系统。需要四个或更多GPS卫星信号以计算相对固定坐标系统的三维位置坐标和接收机时钟时间偏差。GPS系统包括二十四个(不算备用)以约12小时绕地球运行的卫星。GPS卫星的轨道高度(20200Km)使得卫星重复相同的地面轨迹和对任何一点每二十四小时过顶一次的配置。有六个轨道平面每个额定地具有至少四个卫星，等距离间隔(即60度隔离)并且相对地球赤道平面大约55度倾斜。该星座配置保证从地球上任何一点可以观察到四到十二个之间的卫星。GPS系统的卫星提供确定GPS接收机位置、速度和时间坐标的两种精度。大量GPS系统的民用用户使用标准定位服务(SPS)，它具有水平100米、垂直±156米和±340ns时间的2-σ精度。精确定位服务(PPS)只对具有加密设备和密钥和特定装备接收机的授权用户可使用。每个GPS卫星发射两个微波载波信号。L1频率(以1575.42MHz为中心)携带导航消息以及SPS和PPS编码信号。L2频率(以1227.60MHz为中心)也携带PPS编码并用于通过与PPS系统兼容的接收机测量电离层延迟。L1和L2微波载波信号通过三种二进制编码调制1.023MHZ粗捕获(C/A)码，10.23MHZ精码(P-CODE)和50Hz导航系统数据码(NAVCODE)。C/A码是伪随机数字号码(PRN)唯一地表征GPS卫星。所有GPS卫星在相同的L1和L2载波上发射它们二进制编码。通过码分多址(CDMA)相关器恢复同时接收的多个信号。在民用GPS接收机中的相关器首先恢复作为由NAV码调制的C/A码。锁相环电路(PLL)然后从NAV码中分离出C/A码。应当强调GPS接收机首先需要确定其大致位置以便确定在哪些卫星的范围内。相反，知道其大致位置的GPS接收机可以迅速地调谐到合适GPS卫星发射的信号上。GPS接收机的启动一般需要从四个或更多GPS卫星导航数据信号中捕获一组导航参数。初始化GPS接收机的过程可能通常花费几分钟。GPS定位处理的时间直接取决于一个GPS接收机具有多少信息。大多数GPS接收机利用天文历数据编程，其粗略描述了卫星远达一年的预期位置。可是，如果GPS接收机不知道其自己的大致位置，则GPS接收机不能足够快地相关可观察卫星的信号，因此不能快速计算位置。另外，应当注意，在启动时捕获C/A码和NAV码所需要的信号强度比已经捕获信号的持续监测所需要信号强度更高。也应当注意，监测GPS信号的过程明显受环境因素的影响。因此，当接收机在树林下、在车辆内或最坏的在建筑内时，在露天容易捕获的GPS信号变得很难捕获。最近的政府命令，例如FCC Phase Ⅱ E-911业务的响应时间要求，强制以迅速的方式精确确定移动站手机的位置。因此，为高效率实现移动终端内GPS接收机并且也满足快速和精确定位需要，能够快速给移动终端提供精确辅助数据例如本地时间和位置估计、卫星星历和时钟信息(可能随移动站位置而改变)已经变成必需。这种辅助数据的使用可以允许与移动站成整体的或连接到移动站的GPS接收机迅速完成启动处理。因此需要能够通过现有无线电网络向与移动终端成整体的或连接到移动终端的GPS接收机发送必需的辅助GPS信息。Taylor等人的美国专利4445118讨论了辅助GPS接收机的原理。该方法描述了使用单一发射机，例如地球同步卫星，为广泛地理区域提供单一辅助消息。该辅助数据包括可观察的GPS卫星清单，各个卫星位置，和预计的卫星信号多普勒频移。该消息的结构允许在用户接收机中进行位置计算功能(PCF)。Krasner的美国专利5663734描述了另一个GPS接收机方法。该专利主要涉及接收机结构，但讨论了如何通过辅助改善接收机性能。该专利提出“代表星座数据”和预期多普勒频移作为辅助消息的可能内容。Lau的美国专利5418538描述了用于通过“基准站”中相同接收机广播“差分”信息帮助远程GPS/GLONASS接收机的系统和方法。该基准站在实施例中广播可观察卫星清单和有关星历。对远程接收机的好处有三方面减少存储器要求、降低频率基准成本和快速捕获。该讨论描述了在捕获第一卫星之后能够估计和消除由接收机时钟不准确引起的多普勒现象的好处。Eshenbach的美国专利5663775描述了一种方法，通过该方法GPS接收机从无线电信号中分离出精确绝对时间基准。可选择地，该接收机也从无线电信号中分离出频率基准信号，比包含在接收机内便宜晶振更精确。GPS接收机执行位置计算，因此必须具有绝对时间以及GPS卫星的星历和时钟校正。总之，上述专利技术没有利用用户终端与网络之间通过空中接口(air-interface)的同步。所引用现有技术的另一个共同缺点是这些辅助不是非常紧凑并且必须比较经常更新，这些可能妨碍在蜂窝网络或其它PLMN中的有效广播传送。基于GSM网络的另一个辅助GPS建议是T1标准文件T1P1/98-132r2。该建议基于在网络的各种节点上安置基准GPS接收机，捕获来自这些接收机的星历，然后将这些信息与可观察卫星清单一起通过GSM下行链路承载电路上的消息提供给所有基于手机的GPS接收机。该方法的好处是允许所有基于GPS接收机的手机成为全功能，即它包含PCF和也能够在连续导航方式中工作。可是，当前GSM网络结构不能支持该方法所需要的大量数据传输。非常希望对所有装备GPS的手机广播辅助信息，但广播设施以适时方式传送辅助信息是不可能的。在将来点对点的传送可能是适宜的，但当前承载电路非结构辅助数据(USSD)缺乏必要的带宽。对于紧急定位(E911)等待时间特别重要，这是美国市场的管理要求。本专利技术致力于用新颖和简单的方法解决上述一个或几个问题。本专利技术概述按照本专利技术提供一种确定移动站位置的方法，该移动站包括在无线电网络中工作的收发信机和全球定位系统(GPS)接收机。更广泛地，所公开了辅助GPS接收机进行定位测量的方法，该GPS接收机被结合在包含在无线电网络中工作的收发信机的移动站中。该方法包括从无线电网络向移动站传输辅助信息的步骤，该辅助信息代表在选择时间接近移动站的无线电网络内固定位置的距离，和相对GPS中多个选择卫星距离的导数，和操纵移动站利用所接收辅助信息搜索来自GPS中多个选择卫星组合接收信号以测量GPS中多个选择卫星的码相位的步骤，该测量出的码相位代本文档来自技高网...

【技术保护点】
辅助全球定位系统（ＧＰＳ）接收机进行定位测量的方法，该ＧＰＳ接收机被结合到包括工作在无线电网络上的收发信机的移动站中，该方法包括步骤： 从无线电网络向移动站传递辅助信息，该辅助信息代表选择时间上移动站附近无线电网络中固定位置相对ＧＰＳ中多个选择卫星的距离，和该距离的导数；和 操纵移动站利用所接收辅助信息搜索来自ＧＰＳ中多个选择卫星的组合接收信号，以测量ＧＰＳ中多个选择卫星的码相位，测量出的码相位代表移动站相对多个选择卫星的距离。

【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：LS布勒鲍姆，H科拉帕蒂，DP霍米勒尔，BR扎德，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]