在卫星定位系统中改进首次定位时间的方法和系统技术方案

一种卫星定位系统（ＳＰＳ）天线辅助设备（１００），包括ＳＰＳ接收机（１０２）、环境传感器（１０６）来确定前进方向值、倾斜值或加速度值；还包括处理器（１０４）。处理器能够被编程以：确定（３０６）前进方向；确定（３０４）与可见卫星相关的峰值天线增益的估计方向；以及根据峰值天线增益的估计方向和环境数据，来对一部分可见卫星的捕获尝试进行优先级排序（３０８）。该处理器能够利用下述搜索之间的相关器划分来执行（３１０）划分搜索：对具有假定峰值增益的卫星的搜索，该搜索使用较短停留时间；以及对具有较低增益的卫星的较长停留时间搜索。该设备能够根据峰值天线增益的估计方向并考虑到ＳＰＳ接收机的前进方向，向用户电子地呈现（３１２）取向引导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及卫星定位系统，并且更具体地涉及改进卫星捕 获的方法和系统。
技术介绍
在移动手持设备中的典型GPS应用中，天线取向未知，且GPS搜 索引擎无法得到优化参数来考虑天线特性，产品设计者知道针对固定 天线取向的天线特性。一些现有的系统使用罗盘和加速计，以确定与来自基站的RSSI 的校准的映射相关的单元取向，其中，信号强度被用于位置确定。这 些系统无法将GPS用作位置确定的方法。
技术实现思路
当关于用户当前取向的前进方向(heading)信息被结合到SPS或 GPS搜索引擎作为天线辅助算法的部分时，根据本专利技术的实施例能够 快得多地提供位置定位(location fix)。方向信息连同与附近身体或车 辆阻塞相关联的预期遮蔽效应，能够被用于执行划分相关器搜索(split correlator searches)，该划分相关器搜索的目的在于针对卫星的假定信 号水平，捕获尽可能接近第一路径(path)的卫星。捕获在搜索顺序中的第一路径或首选一些路径上的更多卫星而不 是要求大量非必需路径以获得较低水平的信号将直接影响首次定位时 间(TTFF)。划分搜索另外能够结合针对已测试设计的天线性能的特 定认知，其能够显著改进用于针对可见的各个卫星调节开始搜索级别 的算法。可以将天线图案的模型添加到SPS或GPS软件仿真以评估真实世界性能，由此能够将天线辅助结合到移动设备中。在本专利技术的第一实施例中， 一种在卫星定位系统(SPS)中改进首 次定位时间的方法能够包括步骤确定SPS设备的前进方向；确定与 可见的多个卫星相关的峰值天线增益的估计方向；以及根据峰值天线 增益的估计方向并考虑到SPS设备的前进方向，来对可见的一部分卫 星的捕获尝试进行优先级排序。该方法还能够包括判定SPS设备是在 徒步环境还是在车载环境中的步骤。该方法还能够包括步骤利用在 对具有假定峰值增益的卫星和具有较低水平增益的卫星的搜索之间的 相关器划分，进行划分搜索，其中，在具有假定峰值增益的卫星的搜 索上应用较短的停留时间，而在具有较低水平增益的卫星的搜索上应 用较长的停留时间。该方法还能够包括基于峰值天线增益的估计方 向并考虑到SPS设备的前进方向，向SPS设备的用户电子地呈现取向 引导。能够通过使用倾斜确定、罗盘前进方向确定或加速度确定来细 化前进方向的确定，从而改善前进方向。该方法还能够应用针对特定 设计的先验已知的天线增益性能值。在本专利技术的第二实施例中，另一种在卫星定位系统(SPS)中改进 首次定位时间的方法能够包括步骤取得(retrieve) GPS辅助信息； 确定具有适当的方位角和仰角值的可见的一组卫星；取得前进方向值； 确定卫星优先级划分相关性；以及根据卫星优先级划分相关性来执行 划分相关器搜索。如上所述，划分搜索可以涉及在对于具有假定峰值 增益的卫星和具有较低水平增益的卫星的搜索之间的相关器划分，其 中，在具有假定峰值增益的卫星的搜索上应用较短的停留时间，而在具有较低水平增益的卫星的搜索上应用较长的停留时间。能够根据可 见卫星之间的卫星优先级划分相关性以及这些卫星的假定峰值增益， 来确定这样的划分。该方法还能够包括判定是否捕获了最小数量的卫 星，以及如果划分相关器搜索没能找到最小数量的卫星，则刷新前进 方向值。注意，年历信息或星历信息能够用于GPS辅助信息，以及罗 盘前进方向值能够被用于前进方向值。前进方向值能够包括行进方向5信息以及可能的阻塞信息。该方法还能够包括应用针对特定设计的先 验已知的天线增益性能值。在本专利技术的第三实施例中，卫星定位系统(SPS)天线辅助设备包 括SPS接收机、环境传感器来确定前进方向值、倾斜值或加速度值， 还包括耦合到SPS接收机和环境传感器的处理器。该处理器能够是任 何适合的部件或部件的组合，包括任何适合的硬件或软件，这些适合 的硬件或软件能够执行这里就本专利技术方案所述的过程。该处理器能够 被编程来确定SPS接收机的前进方向(诸如倾斜确定、罗盘前进方向 确定或加速度确定来进一步细化前进方向)，确定与可见的多个卫星 相关的峰值天线增益的估计方向，以及根据峰值天线增益的估计方向并考虑到SPS接收机的前进方向，来对可见的一部分卫星的捕获尝试 进行优先级排序。该处理器还能够被编程来判定SPS接收机是处于徒步环境中还是车载环境中。该处理器还能够被编程，从而利用对具有 假定峰值增益的卫星的搜索和对具有较低水平增益的卫星的搜索之间 的相关器划分，来执行划分搜索，其中，对具有假定峰值增益的卫星 的搜索使用较短的停留时间，而对具有较低水平增益的卫星的搜索则使用较长的停留时间。SPS天线辅助设备还能够根据峰值天线增益的估 计方向并考虑到SPS接收机的前进方向，向SPS天线辅助设备的用户电子地呈现取向引导。该处理器还能够应用针对特定设计的先验已知 的天线增益性能值。术语"一"，如这里使用的，被限定为一个或多于一个。术语"多 个"，如这里使用，被限定为两个或多于两个。术语"另外的"，如 这里使用的，被限定为至少第二个或更多个。术语"包括"和/或"具 有"，如这里使用的，被限定为包含(也就是开放式语言)。术语"耦 合"，如这里使用的，被限定为连接，虽然不一定是直接连接，也不 一定是机械连接。术语"程序"、"软件应用"等，如在这里使用的，被限定为被设计成在计算机系统上执行的指令序列。程序、计算机程序或软件应 用可以包括子程序、函数、过程、目标方法、目标实现、可执行应用、 小应用程序、伺服小程序、源代码、目标代码、共享库/动态加载库和/ 或其他被设计成在计算机系统上执行的指令序列。术语"前进方向" 能够表示在二维或三维空间中的方向。其他实施例，当根据这里公开的本专利技术方案被配置时，能够包括 用于执行的系统，以及机器可读存储器，用于使机器来执行这里所公 开的多种过程和方法。附图说明图1是根据本专利技术实施例的卫星定位系统(SPS)天线辅助设备的框图2是根据本专利技术实施例的可见卫星的"卫星分布图(skyplot)";图3是根据本专利技术实施例的在卫星定位系统(SPS)中改进首次定 位时间的方法；图4是根据本专利技术实施例的天线增益特性的图示；图5是根据本专利技术实施例的天线增益特性的另一图示；图6是根据本专利技术实施例的能够结合图4或图5的天线增益特性 图示使用、来改进TTFF的另一卫星分布图7是根据本专利技术实施例的就卫星的方位角和仰角示出这些卫星 在空中的位置的卫星分布图8是根据本专利技术实施例的示出来自图7的可见卫星的卫星分布图9是示出根据本专利技术实施例将促使用户做出的方向取向的另一 卫星分布图IO是示出当用户面向西时可见卫星的初始检查的另一卫星分布图ll是示出根据本专利技术实施例的用户选择东南作为最优方向的另 一卫星分布图；图12示出根据本专利技术实施例的2轴加速计倾斜感应的俯视图的图示；图13的参考表说明了根据本专利技术实施例、如何利用测量数据来得 出参考倾斜与天线增益之间的关系；图14是示出根据本专利技术实施例的在SPS系统中改进首次定位时间 的方法的流程图。具体实施例方式虽然说明书以用来限定被认为新颖的本专利技术的实施例的特征的权 利要求书为结束，但是认为，通过考虑下面的描述结合附图将更好地 理解本专利技术，在附图中，相同的附图标记表示相同的部分。这里的实施例通常能够通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在卫星定位系统（ＳＰＳ）中改进首次定位时间的方法，包括步骤：　确定ＳＰＳ设备的前进方向；　确定与多个可见卫星相关的峰值天线增益的估计方向；以及　根据峰值天线增益的所述估计方向并考虑到所述ＳＰＳ设备的前进方向，来对一部分 可见卫星的捕获尝试进行优先级排序。

【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：基思M克卢格，克瑞斯蒂A哈弗坎普，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]