当前位置坐标的计算方法技术

一种当前位置坐标的计算方法，应用于一全球定位系统ＧＰＳ接收器。于进行当前时间点的定位时，ＧＰＳ接收器直接可利用卫星的星历数据和前一次定位时间点所得到的位置坐标，来计算于当前定位时间点卫星的电码延迟和载波频率以及其所在的位置坐标，以大幅降低运算量，进而减少耗电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全球定位系统(global positioning system ;GPS)，特别涉及一 种，其是应用于GPS接收器。
技术介绍
全球卫星导航系统也称为全球定位系统(GPS)。全球定位系统已从以前仅限于军 事用途与工业用途，随着科技的不断进步，开始开发其应用在各种民生用途上。 一般来说， GPS产品主要是指应用于各种用途的GPS接收器，例如航空、航海用途的接收器、汽车导航 设备、用于登山、休闲的手持式接收器等类型的通讯产品。而一般GPS产品的组成部分主要 包括了内部的天线、芯片组，以及外部的按键、显示面板等相关零组件。 GPS接收器是利用环绕在地球周围的卫星进行位置确定。 每颗卫星在运行时，任一时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知值)。而卫 星的位置坐标则是由卫星的星历数据提供。 GPS接收器所在的位置坐标为未知值。GPS接收器可经由比对卫星信号的频率与 GPS接收器内产生的频率，来计算卫星信号在传送过程中所需耗费的时间。将此时间差值 (即，卫星信号在传送过程中所需耗费的时间)乘以电波传送速度(一般定为光速)，就可 计算出卫星与GPS接收器之间的距离，即称之为伪距。此伪距可依三角向量关系来列出一 个相关的方程式。 每接收到一颗卫星的卫星信号就可列出一个相关的方程式。因此，在收到三颗卫 星的卫星信号时，即可计算出平面坐标值(即，经纬度)。所计算得的平面坐标值即为GPS 接收器所在的位置坐标。而在接收到四颗卫星的卫星信号时，除了平面坐标值(即，经纬 度)夕卜，还可计算出高度值。再者，若利用五颗以上的卫星的卫星信号，则可提高所计算得 的位置坐标的准确度。 由于卫星每一毫秒(ms)会重复广播一次卫星信号，因此GPS接收器每lms会 利用锁相回路(Phase Lock Loop ;DLL)计算卫星的相位差，并利用延迟锁相回路(Delay Lock Loop ;DLL)计算卫星的平移量。然后，再利用计算得的相位差修正载波频率(carrier frequency)，并利用计算得的平移量修正电码延迟(code delay)。于进行定位时，GPS接收 器则利用当时的电码延迟来计算出所在位置的位置坐标。 —般来说，GPS接收器每一秒钟会重新计算其所在位置的位置坐标，以使GPS接收 器每一秒钟的位置坐标都是最新的。 换言之，为了持续追踪卫星的位置，GPS接收器每一秒钟都需要进行相当大量的运 算(计算1000次)，以确保每一秒所计算出的位置坐标是正确的。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术提供一种，以解决现有技术的计算量大且耗电的问题。 本专利技术所揭露的，应用于一全球定位系统GPS接收器。 首先，搜寻至少三颗卫星，以于第一时间点取得每一颗卫星的星历数据。 并且，利用每一颗卫星的星历数据计算于第一时间点GPS接收器的位置坐标。 在进行第二时间点的定位时，先利用每一颗卫星的星历数据计算于第二时间点每 一颗卫星的位置坐标。其中，第二时间点是晚于第一时间点。 然后，计算于第一时间点GPS接收器的位置坐标与于第二时间点每一卫星的位置 坐标的相对距离，并估算于第一时间点到第二时间点内GPS接收器最大的移动距离。 再依据每一相对距离和移动距离计算对应于每一颗卫星的距离范围，以计算在相 对应的距离范围内每一颗卫星的电码延迟，即可得到于第二时间点每一颗卫星的电码延 迟。 而后，即可利用于第二时间点的电码延迟计算出于第二时间点GPS接收器的位置 坐标。 再利用于第二时间点每一颗卫星的飞行速度和于第二时间点GPS接收器的位置 坐标计算于第二时间点每一颗卫星的载波频率，并修正之。因此，即可利用修正后的载波频 率继续追踪卫星。 同样地，GPS接收器可利用于第二时间点GPS接收器的位置坐标来进行第三时间 点的定位。 换言之，GPS接收器于开机自我检测后，搜寻至少三颗卫星，以取得每一颗卫星的 星历数据。于进行定位时，则利用每一颗卫星的星历数据和于上一时间点GPS接收器的位 置坐标计算当前时间点GPS接收器的位置坐标。 其中，于进行当前时间点的定位时，GPS接收器利用每一颗卫星的星历数据，计算 于当前时间点每一颗卫星的位置坐标。 再计算于上一时间点GPS接收器所在的位置坐标与于当前时间点每一颗卫星的 位置坐标的相对距离，并且估算于上一时间点到当前时间点的时间范围内，GPS接收器最大 的移动距离。 然后，依据对应每一颗卫星的相对距离与GPS接收器最大的移动距离，得到对应 于每一颗卫星的距离范围。 再利用延迟锁相回路计算在相对应的距离范围内每一颗卫星的电码延迟，以得到 于当前时间点每一颗卫星的电码延迟。 即可利用于当前时间点每一颗卫星的电码延迟计算于当前时间点GPS接收器的 位置坐标。 并且，利用于当前时间点每一颗卫星的飞行速度和于当前时间点GPS接收器的位 置坐标计算于当前时间点每一颗卫星的载波频率，并修正之。进而以修正后的载波频率继 续追踪卫星。 当GPS接收器要进行下一次的定位时，则回到执行计算于当前时间点每一颗卫星 的位置坐标并接续执行后续步骤，直到结束定位程序为止。 综上所述，根据本专利技术的应用于GPS接收器时，不需要 每一毫秒(ms)反复计算并修正卫星的电码延迟和载波频率，即可随时更新其所在的位置 坐标，因而可大幅降低运算量，进而减少耗电。5 以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明 图1显示应用本专利技术一实施例的全球定位系统(Global Positioning System;GPS)接收器;图2为根据本专利技术第一实施例的的流程图3显示于应用本专利技术一实施例的GPS接收器与卫星之间的相对位置；图4显示根据本专利技术第二实施例的的流程图；以及图5显示根据本专利技术第三实施例的的流程图。其中，附图标记100全球定位系统GPS接收器200轨道卫星群212卫星214卫星216卫星218卫星tk第k时间点P J——tk于第k时间点第j卫星与GPS接收器的伪距sj_tk于第k时间点第j卫星的位置坐标Atk于第k时间点GPS接收器所在的位置坐标具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述 图1显示应用本专利技术一实施例的全球定位统(global positioning system ;GPS)接收器。图2显示根据本专利技术一实施例的。 参照图1及图2，此可应用于全球定位统GPS接收器 100。 GPS接收器100开机后，会一一搜寻轨道卫星群200中的每一颗卫星，以追踪轨道 卫星群200中至少三颗卫星212、214、216、218 (步骤310)，并且接收来自轨道卫星群200中 至少三颗卫星212、214、216、218的卫星信号，以下载一连串的星历数据，直到取得至少三 颗卫星212、214、216、218的完整的星历数据(步骤320) ( S卩，第一时间点(tl))。 于下载星历数据的期间，GPS接收器100每一毫秒(1ms)会利用锁相回路(Phase Lock Loop ;DLL)计算卫星的相位差，并利用延迟锁相回路(DelayLock Loop ;DLL)计算卫 星的平移量。再利用计算得的相位差修正载波频率(carrier frequency)，并利用计算得的 平移量修正电码延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种当前位置坐标的计算方法，应用于一全球定位系统ＧＰＳ接收器，其特征在于，包括：步骤１：搜寻至少三颗卫星；步骤２：于一第一时间点，取得每一该卫星的一星历数据；步骤３：利用每一该卫星的该星历数据计算于该第一时间点该ＧＰＳ接收器的位置坐标；步骤４：利用每一该卫星的该星历数据计算于一第二时间点每一该卫星的位置坐标，其中该第二时间点晚于该第一时间点；步骤５：计算于该第一时间点该ＧＰＳ接收器的该位置坐标与于该第二时间点每一该卫星的位置坐标的相对距离；步骤６：估算于该第一时间点到该第二时间点内该ＧＰＳ接收器最大的一移动距离；步骤７：依据每一该相对距离和该移动距离计算对应于每一该卫星的至少三个距离范围；步骤８：计算在相对应的该距离范围内每一该卫星的电码延迟，以得到于该第二时间点每一该卫星的该电码延迟；以及步骤９：利用于该第二时间点的该电码延迟计算于该第二时间点该ＧＰＳ接收器的位置坐标。

【技术特征摘要】
一种当前位置坐标的计算方法，应用于一全球定位系统GPS接收器，其特征在于，包括步骤1搜寻至少三颗卫星；步骤2于一第一时间点，取得每一该卫星的一星历数据；步骤3利用每一该卫星的该星历数据计算于该第一时间点该GPS接收器的位置坐标；步骤4利用每一该卫星的该星历数据计算于一第二时间点每一该卫星的位置坐标，其中该第二时间点晚于该第一时间点；步骤5计算于该第一时间点该GPS接收器的该位置坐标与于该第二时间点每一该卫星的位置坐标的相对距离；步骤6估算于该第一时间点到该第二时间点内该GPS接收器最大的一移动距离；步骤7依据每一该相对距离和该移动距离计算对应于每一该卫星的至少三个距离范围；步骤8计算在相对应的该距离范围内每一该卫星的电码延迟，以得到于该第二时间点每一该卫星的该电码延迟；以及步骤9利用于该第二时间点的该电码延迟计算于该第二时间点该GPS接收器的位置坐标。2. 根据权利要求1所述的当前位置坐标的计算方法，其特征在于，还包括步骤10 :利用于该第二时间点每一该卫星的飞行速度和于该第二时间点该GPS接收器 的该位置坐标计算于该第二时间点每一该卫星的载波频率。3. 根据权利要求1所述的当前位置坐标的计算方法，其特征在于，该步骤8包括利用 一延迟锁相回路计算在相对应的该距离范围内每一该卫星的该电码延迟。4. 根据权利要求1所述的当前位置坐标的计算方法，其特征在于，该第一时间点和该第二时间点的时间差为l秒。5. 根据权利要求1所述的当前位置坐标的计算方法，其特征在于，于该步骤7中，每一 该距离范围的起始点为每一该相对距离和该移动距离的差，且每一该距离范围的终止点为 每一该相对距离和该移动距离的和。6. —种当前位置坐标的计算方法，应用于一全球定位系统GPS接收器，其特征在于，包括搜寻至少三个卫星，以取得该至少三个卫星的星历数据；以及利用每一该卫星的该星历数据和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏升，
申请(专利权)人：华晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]