[發明專利]為一個無線終端獲得導頻相位偏置時延參數

無效

• 申請號: 01116899.4
• 申請日: 2001-04-18
• 公開（公告）號: CN1318752A
• 公開（公告）日: 2001-10-24
• 發明（設計）人: 達人
• 申請（專利權）人: 朗迅科技公司
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

本發明一般涉及一種綜合無線-全球定位系統，尤其涉及為一個綜合無線-全球定位系統的無線終端獲得和選擇性利用導頻相位偏置時延參數。

基于衛星的全球定位系統能為世界范圍內的用戶提供精確的3維位置信息。圖1描繪了全球定位系統(GPS)10。GPS10包括多個衛星12-j以及至少一個GPS接收機14，其中j=1,2,...,n。每個衛星12-j以已知速度v_j圍繞地球運行，而且與其它衛星12-j之間間隔已知距離。每個衛星12-j發送一個全球位置信號11-j，信號11-j包括一個已知頻率f的載波信號，它是利用與特定衛星12-j相關的一個唯一的偽隨機噪聲(PN-j)碼和導航數據(ND-j)調制的。PN-j碼包括一個唯一的PN碼片序列，而導航數據ND-j包括一個衛星識別符、定時信息和軌道數據，如仰角α_j和方位角φ_j。圖2描繪了GPS信號11-j的一個典型的20ms幀，除了導航數據序列ND-j外，它還包括PN-j碼的全部20個序列。

GPS接收機14包括用于接收GPS信號11-j的天線15，用于檢測GPS信號11-j的多個相關器16-k，以及處理器17，其具有利用導航數據ND-j來定位的軟件，其中k=1,2,…,m。GPS接收機14通過PN-j碼檢測GPS信號。檢測GPS信號11-j涉及一個相關過程，其中利用相關器16-k在載頻方面(dimension)和編碼相位方面搜索PN-j碼。這種相關過程實現為，調制到一個復制的載波信號上的相移復制的PN-j碼與接收的GPS信號11-j實時相乘，其后是一個綜合和轉儲過程。

在載頻方面，GPS接收機14復制載波信號，以在GPS信號11-j到達GPS接收機時與其頻率相稱。然而，由于多普勒效應，GPS信號11-j到達GPS接收機14之前，GPS信號11-j傳輸的頻率f要改變一個未知量Δf_j。因此，每個GPS信號11-j在到達GPS接收機14時頻率將為f+Δf_j。為補償多普勒效應，GPS接收機14在從f+Δf_min～f+Δf_max范圍的頻譜f_spec上復制載波信號，直到復制的載波信號的頻率與接收的GPS信號11-j的頻率相稱，其中Δf_min和Δf_max為當GPS信號11-j從衛星12-j傳輸到GPS接收機14時，由于多普勒效應GPS信號ll-j將經歷的頻率上的最小和最大改變，即，Δf_min≤Δf_j≤Δf_max。

在編碼相位方面，GPS接收機14復制與每個衛星12-j相關的唯一的PN-j碼。復制的PN-j碼的相位在編碼相位頻譜R_j(spec)上偏移，直到利用復制的PN-j碼調制的復制載波信號，在任何程度上(if?at?all)，與GPS接收機14接收的GPS信號11-j相關，在此每個編碼相位頻譜R_j(spec)包括相關PN-j碼的每個可能相移。當相關器16-k檢測到GPS信號11-j時，GPS接收機14從被檢測到的GPS信號11-j中提取出導航數據ND-j，并利用該導航數據ND-j來為GPS接收機14定位。

通過測量將由無線終端接收的、從兩個或多個衛星發出的GPS信號所需的時差，GPS使得地基接收機能夠確定其位置。偽距離定義為這個時差乘光速。偽距離并不是真實距離，因為它包含由接收機時鐘偏置引起的誤差。為確定2D位置(緯度和經度)，通常要求接收來自三個衛星的信號。為確定3D位置(緯度、經度和高度)，要求接收來自四個或更多個衛星的信號。然而，這個先決條件不總是能滿足，尤其是在衛星信號被直接阻擋，如無線終端位于建筑物內時。

目前GPS接收機正在被結合到不總是能保證空中視距明晰的無線電話或其它類型的移動通信設備中。在這種情況下，GPS接收機14接收的GPS信號11-j的信噪比一般地比GPS接收機14在空中視距明晰的情況下低得多，由此使得GPS接收機14更難檢測GPS信號11-j。