[發明專利]一種快速獲得偽距的方法

有效

• 申請號: 201210004967.8
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103197329B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 江國健
• 申請（專利權）人: 福建愛特點信息科技有限公司
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙)44419
• 代理人: 曹明蘭

技術領域

本發明涉及GPS定位的技術領域，尤其涉及快速定位的技術領域。

技術背景

GPS終端定位最少需要如下要素：星歷、GPS時間、偽距。為了縮短首次定位的時間，一般的做法是縮短獲取星歷的時間和縮短獲取GPS時間的時間。在輔助定位技術中，輔助服務器向終端提供的信息可以包括星歷、GPS時間、衛星的仰角方位角、參考位置，衛星的多普勒頻率等。目前技術中快速獲取星歷的辦法大概有兩種：其一，使用保存的歷史星歷；其二，使用輔助系統快速傳輸星歷。而快速獲取GPS時間的方法大概也有兩種：其一，使用RTC計時，GPS啟動時直接讀取RTC時間；其二，通過輔助系統獲取GPS時間。通過使用這些方法，使GPS首次定位時間從幾十秒縮短至幾秒，而這幾秒中內，GPS主要在獲取各衛星的偽距。其中，偽距的真實含義為各衛星到達接收機的時間差，忽略偽距數值的大小，只關心各個值之間的差。比如四顆衛星的偽距分別為：1ms、2ms、5ms、3ms，各個數字加減一個常數后不影響定位結果。故上面的偽距也可寫作：0ms、1ms、4ms、2ms，我們稱這兩種寫法對應的偽距相同。

目前，獲取偽距的主要步驟包括：

1.終端捕獲衛星的頻率和相位；

2.終端跟蹤衛星的頻率和相位，并輸出導航比特；

3.終端對導航比特使用校驗或者尋找子幀幀頭的辦法進行同步；

4.同步后即可計算衛星的相對偽距；

這種傳統的方法讓用戶必須等待幾秒時間才能獲得首次定位結果。如果想更快速的獲得定位結果，這種方法就無能為力了。

發明內容

為了便于發明內容的敘述，先做如下說明：

1.按照光速為30萬公里計算，同一時刻，距離150公里的兩個終端對于同一顆衛星的偽距相差不會大于0.5ms。

2.由于衛星靠近或遠離終端的分速度不會超過1KM/S，在根據說明1的介紹，同一個終端對于同一衛星的偽距在150秒內變化量不會超過0.5ms。

3.基于上面兩項說明，多數情況下，我們很容易達到條件：由1和2所共同引起的偽距變化不會大于0.5ms。下面敘述中默認滿足該條件。

本發明針對背景所述的一些不足，同時根據上述的說明，提出了一種快速獲得衛星偽距的方法，以縮短首次定位時間。其方案如下：

1.終端獲得誤差小于0.5ms的粗略偽距。

2.終端分析衛星信號，獲得相位值，使用相位值計算精確偽距中的小數部分。

3.終端使用精確偽距的小數部分調整如上的粗略偽距，以獲得精確的實際偽距。

其中，步驟1獲得粗略偽距的方法可以是：輔助定位系統中的服務器端實時跟蹤衛星并實時更新、記錄衛星的偽距，當終端請求輔助定位時，服務器端向用戶定位終端發送偽距信息作為終端自身的粗略偽距。由于服務器端的接收機距離用戶終端的距離一般不會超過100KM，且發送時間延遲不會超過10S，所以該粗略偽距的精度可以比0.5ms精度更精確。

其中，步驟1獲得粗略偽距的方法也可以是：根據衛星的星歷和GPS時間計算出衛星的位置，并根據用戶終端的參考位置計算用戶終端和衛星之間的距離，轉換為以毫秒表示的偽距。這里的用戶終端的參考位置可以是終端自身保存的一些歷史位置，也可以是輔助服務器向用戶終端發送的參考位置。這里的GPS時間可以是用戶終端計時的RTC時間，也可以是輔助服務器向用戶終端發送的當前GPS時間。由于輔助服務器提供的參考位置一般為位置服務器的位置，其距離用戶的距離一般不會超過100KM，且發送時間延遲不會超過10S，而用戶終端自身保存的歷史位置多數情況下也可以認為在100KM之內，且GPS時間的傳輸延遲和RTC時間的精度也不會超過10S，所以該粗略偽距的精度可以比0.5ms精度更精確。

其中，步驟2分析衛星的信號的具體方法為捕獲衛星信號，得到對應的衛星的相位值，并進行跟蹤，當跟蹤模塊有大于等于四顆衛星在跟蹤，各個衛星同一時刻的相位值可以作為計算精確偽距所用的相位值；如果支持多顆衛星并行捕獲，且所有需要捕獲的衛星幾乎在同一時刻完成捕獲，則捕獲到的相位值可作為計算精確偽距所用的相位值。

其中，步驟3的調整粗略偽距的方法可以如下：

A.從各個粗略偽距中選出一個作為參考偽距，記錄各個粗略偽距和參考偽距的小數部分之差；

B.用各個衛星捕獲的相位計算精確偽距對應的小數部分，并代替粗略偽距的小數部分，選擇和步驟A相同的參考偽距，同樣記錄各個偽距和參考偽距的小數部分之差；