[發明專利]基于移動通信網絡的集中計算GPS接收機及其定位方法

有效

• 申請號: 201310232510.7
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103327450A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 姜小波;梁祥泰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;H04W88/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.基于移動通信網絡的集中計算GPS接收機，其特征在于：所述GPS接收機包括通過移動通信網絡相連的用戶端和服務器，其中：

所述用戶端，用于采集GPS衛星信號以及與服務器進行通信；

所述服務器，用于更新和維護GPS星歷數據庫和基站的信息表、融合多個基站的GPS測量坐標和實際坐標計算出局部區域的大氣延遲模型以及與用戶端進行通信。

2.根據權利要求1所述的基于移動通信網絡的集中計算GPS接收機，其特征在于：所述用戶端為移動終端，包括射頻前端模塊、控制器模塊、數據緩沖模塊和無線數據傳輸模塊，其中：

所述射頻前端模塊，用于通過天線接收GPS衛星信號并通過ADC轉換器采樣為中頻數據；

所述控制器模塊，用于將中頻數據寫入數據緩沖模塊與讀取數據緩沖模塊的中頻數據；

所述數據緩沖模塊，用于存儲中頻數據；

所述無線數據傳輸模塊，用于向服務器發送中頻數據與接收服務器發送的定位結果。

3.基于權利要求2所述GPS接收機的定位方法，其特征在于包括以下步驟：

1)用戶端在默認狀態下，其各個模塊處于低功耗模式，當用戶端向服務器發送定位請求時，執行步驟2)。

2)用戶端的射頻前端模塊開始輸出中頻數據，在控制器模塊的控制下把中頻數據寫入數據緩沖模塊中，與此同時，控制器模塊讀取數據緩沖模塊的中頻數據，與時間標簽、當前通信基站ID形成數據包，并通過無線數據傳輸模塊把數據包發送到服務器；

3)服務器接收到用戶端的定位請求后，開始接收用戶端發送的數據包，當用戶端的數據包發送完畢后關閉射頻前端模塊，等待服務器的響應；

4)服務器對接收到的數據包進行處理，提取出時間標簽、基站ID和中頻數據，采用粗時間導航方法，實現用戶端位置的解算；

5)服務器向用戶端發送定位結果；

6)當用戶端通過無線數據傳輸模塊接收到定位結果，則完成一次定位，進入低功耗模式，則返回步驟1)等待下一次的定位請求；當用戶端等待的時間大于某個設定的閾值，仍無收到服務器的響應，則返回步驟2)重新進行中頻數據采集與發送。

4.根據權利要求3所述的GPS接收機的定位方法，其特征在于：步驟4)所述服務器采用粗時間導航方法，實現用戶端位置的解算，具體如下：

a)根據當前通信基站ID，查表得知基站的ECEF坐標，再根據時間標簽計算出該時刻可見的衛星數以及衛星的位置信息；

b)計算出基站和各衛星之間的距離及信號傳輸時間，把傳輸時間用毫秒表示，取其整數部分，融合基站的精確位置及其GPS定位位置計算出局部區域的大氣延遲模型；

c)對中頻數據進行衛星信號捕獲處理，得到各衛星的碼相位及其代表的傳輸時間毫秒數的小數部分，結合步驟b)中傳輸時間的整數部分和局部區域的大氣延遲模型，得到衛星信號到用戶端的總傳輸時間T_r；

d)把總傳輸時間T_r乘以光速得到衛星到用戶端的偽距觀測量，結合步驟a)中的衛星位置信息，利用三邊測量原理和最小二乘法的迭代方法，求出用戶端的所在位置。