[發(fā)明專利]基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的集中計算GPS接收機及其定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310232510.7
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103327450A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜小波;梁祥泰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;H04W88/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.基于移動通信網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)相連的用戶端和服務(wù)器，其中：

所述用戶端，用于采集GPS衛(wèi)星信號以及與服務(wù)器進行通信；

所述服務(wù)器，用于更新和維護GPS星歷數(shù)據(jù)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(qū)域的大氣延遲模型以及與用戶端進行通信。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動通信網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)緩沖模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中：

所述射頻前端模塊，用于通過天線接收GPS衛(wèi)星信號并通過ADC轉(zhuǎn)換器采樣為中頻數(shù)據(jù)；

所述控制器模塊，用于將中頻數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖模塊與讀取數(shù)據(jù)緩沖模塊的中頻數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)緩沖模塊，用于存儲中頻數(shù)據(jù)；

所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于向服務(wù)器發(fā)送中頻數(shù)據(jù)與接收服務(wù)器發(fā)送的定位結(jié)果。

3.基于權(quán)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(tài)下，其各個模塊處于低功耗模式，當用戶端向服務(wù)器發(fā)送定位請求時，執(zhí)行步驟2)。

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

3)服務(wù)器接收到用戶端的定位請求后，開始接收用戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，當用戶端的數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢后關(guān)閉射頻前端模塊，等待服務(wù)器的響應(yīng)；

4)服務(wù)器對接收到的數(shù)據(jù)包進行處理，提取出時間標簽、基站ID和中頻數(shù)據(jù)，采用粗時間導(dǎo)航方法，實現(xiàn)用戶端位置的解算；

5)服務(wù)器向用戶端發(fā)送定位結(jié)果；

6)當用戶端通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到定位結(jié)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(shè)定的閾值，仍無收到服務(wù)器的響應(yīng)，則返回步驟2)重新進行中頻數(shù)據(jù)采集與發(fā)送。

4.根據(jù)權(quán)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(wù)器采用粗時間導(dǎo)航方法，實現(xiàn)用戶端位置的解算，具體如下：

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

b)計算出基站和各衛(wèi)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(shù)部分，融合基站的精確位置及其GPS定位位置計算出局部區(qū)域的大氣延遲模型；

c)對中頻數(shù)據(jù)進行衛(wèi)星信號捕獲處理，得到各衛(wèi)星的碼相位及其代表的傳輸時間毫秒數(shù)的小數(shù)部分，結(jié)合步驟b)中傳輸時間的整數(shù)部分和局部區(qū)域的大氣延遲模型，得到衛(wèi)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(wèi)星到用戶端的偽距觀測量，結(jié)合步驟a)中的衛(wèi)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。