用于基于广播初始化数据定位计算的设备和方法技术

本发明专利技术提供用于具有高精度、低捕获时间和低功耗的定位计算的设备和方法。定位计算设备包括一个无线电通信接收机，该接收机监视一个无线电通信网络，例如覆盖地理区域的一个蜂窝网络，该定位计算设备位于该区域中。该设备解调来自无线电通信网络的信号并且在计算位置之前使用卫星捕获操作从网络广播信道获得定位数据。该设备进一步包括一个接收机用于接收由ＧＰＳ卫星星座广播的定位消息。在该设备中的定位计算电路利用在对一个或几个定位卫星的初始捕获的无线电通信网络中所获得的定位数据。一旦捕获所需要数量的定位卫星，从所捕获的定位卫星接收定位消息并用于定位计算设备的位置计算。（*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】
本专利技术涉及定位计算设备和方法，更具体地涉及位于无线电通信系统覆盖区内设备的定位计算设备和方法。本专利技术
技术介绍
无线(或无线电)通信网络通常应用于对规定地理区域内多个用户提供话音和数据通信。例如，模拟蜂窝无线电话系统，例如所标志的AMPS、ETACS、NMT-450和NMT-900，已经在全世界范围成功部署。现在，数字蜂窝无线电话系统例如所标志的北美IS-54B(和其后继系统IS-136)和欧洲GSM已经被引入并且正在部署。这些和其它系统在例如Balston等人的“蜂窝无线电系统”一书中进行了描述，由ArtechHouse,Norwood,MA(1993)出版。除了上述系统，正在开发的称为个人通信服务(PCS)的系统也在实施中。当前PCS系统的例子包括那些指定为北美的IS-95、PCS-1900和PACS、欧洲的DCS-1800和DECT以及日本的PHS。这些PCS系统在2吉赫兹(GHz)无线电频谱频带上工作，并且一般用于话音和高比特速率数据通信。例如所述系统的无线系统可以包括一个或几个无线移动终端与依次连接到移动电话交换中心(MTSO)的基站服务的多个小区通信。这些基站一般安置在固定地理位置上并且覆盖位于该基站附近通常称为小区的有限地理区域。小区一般起无线电通信网络节点作用，由这些节点通过服务小区的基站建立无线移动终端之间的链路。每个小区一般分配有一个或几个专用控制信道用于和一个或几个业务信道。控制信道是用于一般通过广播传输小区标识、寻呼和其它信息的专用信道。其它技术依靠接收无线传输提供有用信息。这样一种技术是全球定位系统(GPS)。应当理解，术语“全球定位系统”或“GPS”用于标志任何测量地面上位置的空基(Spaced-based system)系统，包括欧洲的GLONASS卫星导航系统。如同本领域技术人员所公知的，GPS是空基三角测量系统使用卫星和计算机测量地面上任何地方的位置。GPS最早由美国国防部作为导航系统开发。与其它陆基系统相比，GPS在覆盖区内没有限制，可以提供连续24小时覆盖而不论何种气候条件，并且可以高精度。尽管提供最高精度级的GPS技术被政府保留在军事用途，较低精度的服务可以用于民用用途。在工作中，在地球轨道运行的卫星星座连续发射预定码片频率的GPS射频信号。GPS接收机例如具有GPS处理器的手持无线电接收机接收来自最近卫星的无线电信号，并且测量无线电信号从GPS卫星传播到GPS接收机天线所花费的时间。这种接收机的一个例子是RockwellSemiconductor System广泛可用的“Jupiter”GPS接收机，在注明1998年1月19日的数据表中描述。通过将传播时间乘以光速，GPS接收机可以计算与每个所观察卫星的距离。根据来自卫星无线电信号中提供的另外信息，包括卫星轨道和速度和与星上时钟校准，GPS处理器可以通过三角处理测量计算GPS接收机的位置。GPS系统的一个问题是初始捕获与足够数量定位卫星通信联系以计算位置所需要的时间和功率。特别是，如果GPS探测系统没有任何其位置的估计，它不知道卫星星座中的哪个在视野内，也不知道其视野范围内卫星的空间位置。因此，捕获一般需要冷启动，而这通常消耗大量功率并且需要比热启动(即利用初始位置估计的启动)更多时间。典型GPS接收机例如Rockwell Semiconductor System的Jupiter接收机具有不同卫星捕获工作模式。第一模式是热启动。此状态通常出现在连续工作一段时间后或短暂空闲时间后，其中位置、时间、速度和星历表数据是相当有效的。热启动一般产生最短捕获时段。第二模式是初始化启动，其中用户提供位置和时间信息，或根据以前操作是由机上存储器中可使用的信息。不象热启动那样，在这种模式中速度和星历表数据不可使用，捕获时间一般较慢。第三模式是冷启动，其中唯一可使用信息是标志以前操纵卫星的日历信息。因此该模式提供比热启动和初始化启动慢的捕获。最后，称为极冷启动的模式提供最慢的捕获，其中在寻求捕获卫星之前没有一点信息可使用。早期用于改善GPS系统精度的另一个方法是用广播校准差分的GPS。在该方案中，来自GPS卫星的正常传输包括系统误差，该误差可以通过使用由例如海岸警卫队的部门广播的校准信息消除。这种广播部门通过比较已知位置和使用从定位卫星传输所接收的GPS信息计算的位置而获得校准信息。该信息通常由部门在特定副载波上广播。使用这类信息，GPS接收机可以改善其计算精度。可是，尽管该方法预计可以改善接收机精度，它没有提供对接收机捕获时间或减少功率消耗的改善。希望提供尽可能多种条件下的热启动。通过例如用户键盘输入获得位置数据是公知的。使用存储在存储器中的以前位置数据也是已知的。可是，这些方法一般需要用户输入并且通常不提供减少捕获时间和较低功率消耗的星历数据。本专利技术概述按照前面所述，本专利技术的目的是提供一种设备和方法，用于以定位卫星的热启动捕获的定位计算。本专利技术的另一个目的是提供一种设备和方法，用于利用最少额外硬件和利用现有无线电通信网络进行以热启动的定位计算。本专利技术的另一个目的是提供一种设备和方法，用于以可提供热启动的而不需要现有无线电通信网络帐户(account)的定位计算。由按照本专利技术的设备和方法所提供的这些和其它目的、特征和优点用于具有高精度、低捕获时间和低功耗的定位计算。该定位计算设备包括一个无线电通信接收机监视覆盖定位计算设备所位于的地理区域的无线电通信网络，例如蜂窝网络。该设备解调来自无线电通信网络的信号并且在计算位置之前使用卫星初始捕获操纵从网络广播信道获得定位数据。该设备进一步包括一个接收机用于接收由GPS卫星星座广播的定位消息。在该设备中的一个定位计算电路利用在对一个或几个定位卫星初始捕获中从无线电通信网络获得的定位数据。一旦捕获所需要数量的定位卫星，就接收来自所捕获定位卫星的定位消息并且用于计算定位计算设备的位置。通过从无线电通信网络基站接收定位数据，以及在基站/计算设备视野范围内定位卫星的星历数据和定时信息，当可以接入无线电通信网络时本专利技术的定位计算设备能够通常总是工作在卫星捕获的热启动模式，由此提供了定位计算操作的最低功耗和最快捕获时间。无线电通信网络的接收机可以是简化的接收机，因为不要需要双向通信并且该接收机只需要能够按照无线电通信网络广播控制信道中预定协议对所插入的解调和解码定位数据同步。最好，定位计算设备甚至不需要获得无线电通信网络帐户，以便监视由基站在空中发射的定位数据。可是，如果无线电通信网络服务商要求一个帐户，提供加密以防止未授权用户存取该信息，通过在定位计算设备中安装适当解密电路仍然可以获得本专利技术优点。在本专利技术的一个方面中，提供了在无线电通信网络服务区内使用的移动定位计算设备。该设备包括第一接收机用于接收无线电通信网络上的无线电通信广播，和第二接收机用于接收由定位卫星广播的定位消息。定位计算电路耦合到第二接收机。最后，提供一个耦合到第一接收机的装置，用于从无线电通信广播获得定位数据并且将定位数据提供给定位计算电路用于定位卫星的捕获。在一个实施例中用于获得定位数据的装置包括对无线电通信解调和解码的装置，用于从解调的解码的无线电通信获得定位数据的装置，和用于将从解调和解码的无线电通信所获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动定位计算设备，用于无线电通信网络的服务区内，包括：第一接收机，用于接收在无线电通信网络上的无线电通信广播；第二接收机，用于接收由定位卫星广播的定位消息；定位计算电路，耦合到第二接收机；和装置，耦合到所述第一接收机，用 于根据无线电通信广播获得定位数据并且将定位数据提供给定位计算电路以用在定位卫星捕获中。

【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：R拉梅斯，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]