卫星定位系统SPS时间测量的方法和装置制造方法及图纸

一种利用卫星定位系统（ＳＰＳ）来测量与卫星数据信息有关的时间的方法和装置。在一种方法中，在一个实体接收卫星数据信息中的至少一部分中的第一条记录，该实体通常是一个基站。第一条记录与卫星数据信息中的第二条记录进行比较。在这儿，第一条记录和第二条记录至少有部分时间的交迭。从该比较中确定一个时间，而该时间指出在远地实体何时接收到第一条记录（或获得第一条记录的源），该实体一般是移动ＳＰＳ接收机。描述了本发明专利技术的各种方法，也描述了本发明专利技术的各种装置。本发明专利技术的方法和装置是利用ＳＰＳ信号而不用读入卫星数据信息来测量日期－时间，该卫星数据信息在信号中是作为数据传送的。本发明专利技术的方法和装置适用于所接收的信号电平太弱以致于不能读入卫星数据信息的情况。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是临时专利申请60/125,673的部分续展(CLP)申请，其标题是“卫星定位系统(SPS)时间测量的方法和装置”，申请日为1999年3月22日。故本申请要求以临时专利申请的申请日为准。本专利技术涉及利用从卫星定位系统(SPS)接收的信号来确定其自己的位置或者确定日-时间(time-of-day)的方法和系统。本专利技术是由Norman Krasner申请的美国专利申请09/074,521的部分续展申请，申请日为1998年5月7日；该专利申请是美国专利申请08/794,649的续展申请，申请日为1997年2月3日，现在该申请专利号为5,812,087(称为“母案专利”)。因此这儿将母案专利结合一起作为参考。申请号为08/842,559，申请日为1997年4月15日的专利申请也结合于此作为参考。大多数情况下，母案专利的方法工作可靠，允许一个系统(例如服务器系统)来确定另一个系统(例如移动SPS接收机/客户系统)的SPS信号的捕获时间(例如全球定位系统(GPS)信号)。大多数有关的情况下，本专利技术的时间协调方法(称为“图形匹配”(patternmatching))工作可靠。在某些不正常情况，在移动站(例如母案专利图6中的移动单元453)和服务器(例如母案专利图6中的基站463)间的发送信号有非常长的延时。如果链路是使用允许任意长行程延时的打包通信，可能引起该类情况的发生。偶而会发生该打包会经很长一部分时间后才到达的情况。如此长的时延将要求服务器将从移动站收到的图形与储存于服务器的一个非常长的记录进行比较。这可能使计算很复杂或者要求有相当长的时间来执行必需的计算。另外，长时间的延迟可能引起与数据图形重复相关的模棱两可的情况。例如，美国GPS数据信号的一重要部分按30秒间隔重复，而小的部分按6秒间隔重复。在这种情况下，图形匹配过程会产生模棱两可的结果。专利技术概述本专利技术提供利用卫星定位系统，例如GPS或Glonass，来测量与卫星数据信息相关的时间的方法和装置。一个实施例的一种方法包括下列步骤(1)在一个实体中接收一条卫星数据信息的至少一部分中的第一条记录；(2)将第一条记录与卫星数据信息的第二条记录进行比较。这儿第一条记录和第二条记录至少有部分时间的交迭，并在确定在何时接收到第一条记录的一个估计时间后进行比较；(3)从比较中确定一个时间，该时间指出远地实体在何时接收到第一条记录(例如第一条记录的源)。在本实施例的一个例子中，远地实体是一个移动SPS接收机而实体是一个基站。该基站与移动SPS接收机经过无线(或许也是有线的)链路进行通信。本专利技术的一种方法可只能在基站执行。在一个替代实施例中，可执行比较，然后用第一条记录接收到时的估计时间来验证比较所确定的时间是正确的。本专利技术的一个用于建立接收机定时关系的一个实施例，该实施是为接收机形成一部分卫星数据信息的估计，并将该估计发送给基站。在基站将该估计与从另一个GPS接收机或GPS信息源接收到的卫星数据信息一条记录进行比较。该记录假定为没有错误的。接着该比较确定那一部分基站信息与远地单元发送的数据最相匹配。因为基站已经读入无错误的卫星数据信息，它能将那条信息的每一位数据比特与纯粹的时间标记联系起来，如通过发送卫星所见的。因此，该比较导致基站将一合适的时间分配给经远地站发送的估计数据。如需要，该时间信息可发回给远地站。上述手段的一种变化是使基站给远地站发送一条清晰的卫星数据信息记录加上与该信息的开始部分有关的绝对时间。这种情况下，远地实体将该记录与数据的估计值作比较，该数据估计值通过处理收到GPS信息形成。该比较将提供两条记录间的时间偏移量，并因此为本地收集的数据建立一绝对时间。附图简述附图说明图1A是一个组合移动SPS和通讯系统的主要部件的框图。该系统能接收SPS信号，并与基站建立通讯。图1B示出的是图1A的射频(RF)至中频(IF)转换器和频率合成器的典型实施例框图。图2是一个描述本专利技术的一种方法的流程图。图3是一个描述本专利技术的另一种方法的流程图。图4A示出一种在本专利技术的一种特殊方法中由一个移动SPS接收机执行的方法；图4B示出由一个基站执行的一种相似的方法。图5A示出本专利技术一个基站的一个实施例。图5B示出本专利技术一个基站的另一个实施例。图6示出本专利技术的一个系统，该系统包括一个SPS接收机、一个蜂窝电话站、一个基站、互联网和客户计算机系统。图7示出在本专利技术中通常实施的图形匹配的简化视图，用于确定移动SPS接收机处卫星数据信息的接收时间。图8A示出一种在本专利技术另一个特殊的实施例中的由移动SPS接收机执行的方法。而图8B示出一种由一个基站执行的相应的方法。图9示出一种传统GPS接收机的简化结构。图10A、10B、10C和10D示出一些按照本专利技术经过各阶段的信息处理后的采样SPS信号的例子。图11A、11B和11C示出一些按照本专利技术经过信号处理各阶段后的采样SPS信号的进一步的例子。图12A示出一个按照本专利技术一个实施例的粗略时间协调方法的例子。图12B示出另一个按照本专利技术另一个实施例的粗略时间协调方法的例子。较佳实施例的详细描述下面将描述利用卫星定位系统来测量与卫星数据有关的时间的方法和装置。本专利技术的讨论将针对美国全球定位卫星(GPS)系统。但是，应当理解，这些方法同样适用于相似的卫星定位系统，例如俄罗斯的Glonass系统。另外，还应认识到本专利技术的原理同样适用于利用假卫星(pseudolites)或卫星与假卫星组合的定位系统。另外所提供的有关基站和移动SPS接收机的各种结构是属描述性的，而不能认为是对本专利技术的限制。图2示出本专利技术的一般方法，该方法可适用于由移动通信接收器和发射器组合成的移动SPS接收机中，如图1A所示的。图1A所示的移动GPS接收机100在步骤201，采样卫星数据信息，例如星历表，并建立该信息的一条记录。接着在方法200，步骤203中，远地站或移动GPS接收机将该记录传送给一个基站，例如图5A或5B所示的基站。该记录一般代表由移动GPS接收机收到的信息。在步骤205，基站将从移动SPS接收机传送来的该记录与另一条被称为卫星数据信息的参考记录作比较。该参考记录含有时间值，其中各段卫星数据信息已经指明与之相关的“参考”时间。在步骤207，基站通过卫星数据信息的移动GPS接收机确定采样的时间。该确定取决于与参考记录有关的时间值，且该确定将指出移动GPS接收机在何时接收到该记录或该记录源。在图12A和12B所示的实施例中，在移动GPS接收机通过确定SPS信号记录的接收的时间估计值来帮助实行操作205的比较。该估计值可以用来限制该记录与参考记录比较范围，或可以用来鉴定比较的结果。这一般将改善比较操作的速度，也保证该结果的精度(在远地站记录该记录和执行比较操作之间或许有不正常的长的传递响应时间)。图7以简化的方式描述在图2的步骤205中的比较操作。尤其是图7示出移动接收机的记录与基站的参考记录间的尝试过的比较，分别如记录491和记录495所示。两记录的水平轴表示时间，移动接收机的记录的493部分表示为了比较而传送至基站的部分。通常基站也有相似的497部分，该497部分与从接收机收到的记录至少有部分时间交迭。在图7中，该交迭部分完整地落在基站的参考记录上，参考记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于卫星定位系统（ＳＰＳ），用以测量与卫星数据信息有关的时间的方法，其特征在于，所述方法包含： 在一个实体接收卫星定位系统的至少一部分卫星数据信息的第一条记录； 对所述第一条记录与所述卫星数据信息的第二条记录作比较，其中，所述第一条记录与所述第二条记录至少有部分时间的交迭，当接收所述的第一记录时，在确定一个估计时间后执行所述的比较； 从所述比较中确定一个时间，所述时间指出远地实体何时接收到第一条记录。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N克拉斯纳，
申请(专利权)人：施耐普特拉克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]