专利名称：Gps接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种GPS接收机，用来通过利用来自GPS卫星的导航电文测量当前位置。
背景技术：
用于接收来自GPS卫星的导航电文然后通过利用此类消息测量自身现有位置的GPS接收机在现有技术中是公知的。图12为显示现有GPS接收机接收的导航电文帧结构的图。
如图12所示，从GPS卫星发送的导航电文包含25个主�。⑶掖右�1至页15的页号作为连续数附加到相应主帧上。一个主帧包含5个子帧，一个子帧的数据量为300比特。
在这种情况下，因为导航电文的发送速度为50bps，所以发送一个子帧需要6秒钟，发送一个主帧需要30秒钟，发送从页1至页15的导航电文需要12.5分钟。
在子帧1至3中存储作为发送该导航电文的卫星自身的详细轨道信息的星历(ephemeris)。与页面无关地，存储了完全相同的信息作为星历。因此，作为存储作为发送导航电文的卫星的星历，可以通过只接收一个主帧(即使该主帧在任意页面中)而接收所有星历。另外，当要接收另一卫星的星历时，必须从另一卫星接收导航电文。
作为卫星简要轨道信息的历书(almanac)以及其他信息在每页子帧4与5存储，作为分别对于不同卫星的信息。换而言之，所有卫星的历书从一个卫星发送到GPS接收机，并且所有GPS接收机都必须接收所有25个主帧以获得这些历书。
另外，称为Z计数并指示从一周的开始经过的时间的时间信息数据也存储在每个子帧中。另外，称为WN(周数)并指示从作为基准的特定周经过的周数的数据存储在各个主帧的子帧1中。因此，通过使用该WN与Z计数，GPS接收机能够知道当前时间。
所有卫星的历书都以如下方式存储在每个页的子帧4与5中，该方式使得一个卫星的数据可以存储在一个子帧中。当通过利用历书计算每个卫星的轨道时指示作为基准的时间的WNa(历书基准周)只存储在页25的子帧5中，作为所有卫星的公共数据。因此，为了准确地获得历书，必须接收在12.5分钟只发送一次的页25的子帧5。
另外，为了匹配在每个子帧中存储的历书与WNa，称为Toa的数据存储在存储该历书的子帧以及存储WNa的子帧中。当两个子帧中Toa相互相同时，通过只使用WNa来存储历书。
在这种情况下，WNa与Toa都是指示时间的数据。WNa为指示从作为基准的特定周经过的周数的数据，而Toa为指示从该周经过的秒数的数据。其中，可以当计算卫星轨道时，利用根据WNa与Toa所计算的日期与小时作为基准，并且被称为历书的历元。
通过这种方式，从GPS卫星发送的导航电文由25个主帧构成，并且接收所有子帧需要12.5分钟。
图13为显示现有GPS接收机的内部配置的示意方框图。
如图13所示，现有GPS接收机包含接收部分1，用来接收从多个GPS卫星中的至少一个发送的导航电文；导航电文分析部分2，用来从所接收的导航电文中获得诸如星历、历书等数据，并且分析这些数据；历书暂存部分3，用来暂时存储由导航电文分析部分2获得的历书；历书存储部分4，用来存储所恢复的历书；星历存储部分5，用来存储星历；时钟部分6，用来计数当前时间；卫星位置计算部分7，用来计算卫星的位置；以及位置测定计算部分8，用来根据存储在从作为通信对象的GPS卫星发送的导航电文中的星历，计算GPS接收机的位置测定。
下面将解释现有GPS接收机的操作。
当接收部分1接收来自GPS卫星的导航电文时，导航电文分析部分2分析所接收的导航电文以获得星历、历书等，然后将其分别存储在星历存储部分5以及历书存储部分4中。在这种情况下，设计使得直到收到在12.5分钟中只发送一次、并且存储在页25的子帧25中的WNa，才恢复历书。因为这个原因，导航电文分析部分2将历书暂时存储在历书暂存部分3，然后在收到WNa的阶段恢复历书，然后将历书存储在历书存储部分4中。
另外，通过卫星位置计算部分7同时利用由时钟部分6计数的当前时间、以及历书或星历，GPS接收机计算卫星位置。然后，GPS接收机确定此时在天空中存在的卫星(可以与GPS接收机通信的卫星，多个卫星作为通信对象)，然后分配接收信道给接收部分1，以接收来自这些卫星的信号。接收部分1接收来自处于天空中的卫星，然后根据包含在导航电文中的星历，位置测定计算部分8测量GSP接收机的当前位置与行进速度。
然而，在现有GPS接收机中，通过利用在12.5分钟只发送一次的WNa来恢复历书，然后存储历书。由于该原因，在接通电源之后，最少需要12.5分钟才能获得所有卫星的历书。因此，必须将GPS接收机的连续接通所需的12.5分钟，才能获得所有卫星的历书。结果，存在功耗增加的问题。另外，在使用电池作为电源的移动GPS接收机等等中，功耗尤其是个大问题。
本发明是为克服以上问题，并且本发明的目的在于提供一种能够迅速作为通信对象的GPS卫星同时抑制功耗的GPS接收机。
发明内容
本发明的GPS接收机包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中导航电文分析部分包含预测部分，用来根据基于分别存储在所接收的导航电文的每个主帧中的预定周的、指示经过的周数的信息，预测只在最后的子帧中存储的时间信息，该时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准；以及恢复部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息，恢复历书。
根据该配置，除非未收到作为计算多个GPS卫星的位置的基准的时间信息，可以恢复历书。结果，可以在短时间内恢复历书，可以迅速判决作为通信对象的GPS卫星，同时抑制功耗。
本发明的GPS接收机包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中导航电文分析部分包含预测部分，用来根据在时钟部分中计算的当前时间，预测只在导航电文的最后子帧中存储的时间信息，该时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准；以及恢复部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息，恢复历书。
根据该配置，除非未收到作为计算多个GPS卫星的位置的基准的时间信息，可以恢复历书。结果，可以在短时间内恢复历书，可以迅速判决作为通信对象的GPS卫星，同时抑制功耗。
另外，本发明的GPS接收机还包含用来根据在时钟部分中计算的当前时间，预测在导航电文相应子帧中存储的Z计数的部分；以及判决部分，用来当所预测的Z计数与在导航电文子帧中存储的Z计数之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
根据该配置，如果所恢复的历书为不正常的，则可以迅速判决并去除此类历书，因此可以预先防止故障。
另外，在本发明的GPS接收机中，卫星位置计算部分包含第一卫星位置计算部分，用来利用在历书存储部分中存储的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及第二卫星位置计算部分，用来利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及在本发明的GPS接收机还包含判决部分，用来当由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置与由第二卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
根据该配置，如果所恢复的历书为不正常的，则可以迅速判决并去除此类历书，因此可以预先防止故障。
另外，在本发明的GPS接收机中，卫星位置计算部分包含第一卫星位置计算部分，用来利用在星历存储部分中存储的星历，计算所述多个GPS卫星的位置；以及第二卫星位置计算部分，用来利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及本发明的GPS接收机还包含判决部分，用来当由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置与由第二卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
根据该配置，如果所恢复的历书为不正常的，则可以迅速判决并去除此类历书，因此可以预先防止故障。
另外，本发明的GPS接收机还包含多普乐频移计算部分，用来计算分别从所述多个GPS卫星接收的导航电文的多普乐频移；多普乐频移预测部分，用来利用由恢复部分恢复的历书，预测多普乐频移；以及判决部分，用来当由多普乐频移预测部分预测的多普乐频移与由多普乐频移计算部分计算的多普乐频移之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
根据该配置，如果所恢复的历书为不正常的，则可以迅速判决并去除此类历书，因此可以预先防止故障。
另外，本发明的GPS接收机还包含第一卫星位置计算部分，用来利用已经在历书存储部分中存储的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；第二卫星位置计算部分，用来分别利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1恢复的三个历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及判决部分，用来判决以下历书为有效历书该历书用来求得在GPS卫星的三个位置中最接近由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置的位置，所述三个位置由第二卫星位置计算部分计算。
根据该配置，通过短时间的电流供应可以收集正确的历书，由此可以实现功率节省。
另外，本发明的GPS接收机还包含第一卫星位置计算部分，用来利用在星历存储部分中存储的星历，计算所述多个GPS卫星的位置；第二卫星位置计算部分，用来分别利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1恢复的三个历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及判决部分，用来判决以下历书为有效历书该历书用来求得在GPS卫星的三个位置中最接近由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置的位置，所述三个位置由第二卫星位置计算部分计算。
根据该配置，通过短时间的电流供应可以收集正确的历书，由此可以实现功率节省。
另外，本发明的GPS接收机还包含多普乐频移计算部分，用来计算分别从所述多个GPS卫星接收的导航电文的多普乐频移；多普乐频移预测部分，用来分别利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1恢复的三个历书，预测三个多普乐频移；以及判决部分，用来判决以下历书为有效历书该历书用来预测在所述三个多普乐频移中最接近由多普乐频移计算部分计算的多普乐频移的多普乐频移，所述三个多普乐频移由多普乐频移预测部分预测。
根据该配置，通过短时间的电流供应可以收集正确的历书，由此可以实现功率节省。
另外，本发明的GPS接收机还包含时间计算部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间以及在导航电文相应主帧中存储的、用来指示从周开始处经过的秒数的时间信息，计算时间；以及校正部分，用来校正作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间，使得由时间计算部分计算的时间低于由时钟部分计算的当前时间3.5天。
根据该配置，通过短时间的电流供应可以收集正确的历书，由此可以实现功率节省。
另外，在本发明的GPS接收机中，用来指示从周开始处经过的秒数的时间信息存储在导航电文相应主帧的子帧中，在该子帧中存储了星历；以及针对包含了指示从同一周开始经过的秒数的时间信息的历书，不重复对作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的时间信息的预测，并且原样使用先前所预测的WNa。
根据该配置，可以减少计算WNa的处理量，并且可以减少故障。
另外，本发明的GPS接收机，包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中根据所获得的星历制定历书。
根据该配置，因为历书可以在获得星历的时间上制定，所以简单地通过短时间的电路供应可以收集历书。
图1为根据本发明实施方式的GPS接收机的方框图；图2为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第一流程图；图3为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第二流程图；图4为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第三流程图；图5为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第四流程图；图6为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第五流程图；图7为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第六流程图；图8为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第七流程图；图9为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第八流程图；图10为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第九流程图；图11为解释本发明实施方式的GPS接收机的操作的第十流程图；图12为显示从GPS卫星发送的导航电文结构的图；图13为显示现有GPS接收机的配置的示意方框图。
在这种情况下，在这些附图中，标号1、101为接收部分，102为导航电文分析部分、3为历书暂存部分，4、103为历书存储部分，5、104为星历存储部分，6、105为时钟部分，7、106为卫星位置计算部分，8、107为位置测定部分。
具体实施例方式
以下将参照附图解释本发明的实施方式。在这种情况下，在以下实施方式中解释的导航电文具有与图12所示相同的帧结构。
图1为根据本发明实施方式的GPS接收机的方框图。
如图1所示，本实施方式的GPS接收机包含接收部分101，用来接收从多个GPS卫星中的至少一个发送的导航电文；导航电文分析部分102，用来从所接收的导航电文中获得诸如星历、历书等数据，并且分析这些数据；历书存储部分103，用来存储由导航电文分析部分102恢复的历书；星历存储部分104，用来存储由导航电文分析部分102获得的星历；时钟部分105，用来计数当前时间；卫星位置计算部分106，用来通过利用由时钟部分105计数的当前时间以及星历或所恢复的历书，计算卫星的位置；以及位置测定部分107，用来根据存储在从根据GPS卫星位置选择的多个GPS卫星(作为通信对象的卫星)发送的导航电文中的星历，计算位置测定，而GPS卫星位置在卫星位置计算部分106中计算。另外，导航电文分析部分102包含恢复部分(未显示，相应于权利要求中的“恢复部分”)，用来恢复历书；以及WNa预测部分(未显示，相应于权利要求中的“预测部分”)，用来根据存储在每个子帧1中的导航电文的WN，预测存储在页25主帧子帧5中的WNa，即导航电文的最后子帧。
与现有技术相同，当已经收到WNa时，导航电文分析部分102利用WNa的值通过恢复部分来恢复历书。不同的是，当未收到WNa时(电源首次接通，先前打开电源时接收的WNa值已变旧等等)，导航电文分析部分102利用由WNa预测部分预测的WNa值利用来恢复历书。在本实施方式中，WNa预测部分预测以下事实WN值为与WNa值相同的值。
下面将解释该GPS接收机的整体操作。
首先，接收部分101接收从GPS卫星发送的导航电文。由接收部分101接收的导航电文被提供给导航电文分析部分102，然后从导航电文中获得并且恢复诸如星历、历书等信息。所获得的星历与所恢复的历书分别存储在星历存储部分104以及历书存储部分103。所存储的星历与历书分别根据需要读�。⑶姨峁└佬俏恢眉扑悴糠�106。卫星位置计算部分106通过利用星历或历书，根据由时钟部分105计数的当前时间计算多个卫星的位置。然后，卫星位置计算部分106识别用来测量位置的GPS卫星(通信对象卫星)，并且控制接收部分101来从该通信对象卫星接收导航电文。包含在从通信对象卫星发送、并且由接收部分101接收的导航电文中星历提供为位置测定部分107，此处根据星历，执行位置测定计算，并由此计算当前位置。
以上操作为在从GPS卫星收到导航电文直到测定当前位置时所需的一系列操作。在本实施方式中，如图12所示，导航电文分析部分102确定是否已经收到在12.5分钟中只发送一次的WNa(步骤201)。如果还未收到WNa，则将在所接收的导航电文的每个主帧中存储的WN值原样预测为先前所解释的在12.5分钟中只发送一次的、即只在最后子帧5中存储的WNa值(步骤202)。根据所预测的WNa值恢复历书(步骤203)。在历书存储部分103中存储历书(步骤204)。相反，如果已经收到WNa(步骤201是)，则通过所接收的WNa值恢复历书，然后，所恢复的历书存储在历书存储部分103中。
在以上解释中，恢复在子帧4与子帧5中存储的历书需要30秒。以下将解释另一个例子。
例如，当从主帧1的子帧4开始接收导航电文时，在收到主帧2的子帧1的时间点上，导航电文分析部分102将WN值设置为WNa值，然后利用该WNa值恢复历书，该历书存储在主帧1子帧4与子帧5中。在这种情况下，恢复历书所需的时间为18秒。
另外，当从主帧1的子帧5开始接收导航电文时，在收到主帧2的子帧2的时间点上，导航电文分析部分102将WN值设置为WNa值，然后利用该WNa值恢复历书，该历书存储在主帧1子帧5中。在这种情况下，恢复历书所需的时间为12秒。
另外，当从主帧1的子帧4中间开始接收导航电文时，在收到主帧1的子帧4、5以及主帧2的子帧1至4的时间点上，导航电文分析部分102将WN值设置为WNa值，然后利用该WNa值恢复历书，该历书存储在主帧1子帧5中。在这种情况下，恢复历书所需的时间最长，为36秒。
通过以上，根据本实施方式，可以通过利用在30秒钟发送一次的WN值而非在12.5分钟只发送一次的WNa值，来恢复在每个子帧中存储的历书。在这种情况下，如以上例子所解释的，因为即使在最长的情况下也能在36秒钟内恢复历书，所以可以缩短接收部分101的电源时间，因此可以降低GPS接收机100至测定现有位置时的所需功耗。
在这种情况下，可以提供用来暂时存储还未恢复的历书的存储部分，用来存储历书，然后可以当收到WN时根据该WN恢复被暂时存储的历书。如果这样做的话，则可以利用在先前页第一子帧中存储的WN，恢复后继页的历书，因此可以更有效地恢复历书。
另外，在本实施方式中，WNa预测部分可以构造来不将在导航电文中包含的WN值预测为WNa值，而是根据由时钟部分105计数的当前时间预测WNa值。
在这种情况下，如图3所示，导航电文分析部分102确定是否已收到WNa(步骤301)。如果未收到WNa，则导航电文分析部分102根据由时钟部分105计数的当前时间，计算当前周数(步骤302)，然后通过将周数用做WNa值来恢复历书(步骤303)，然后在历书存储部分103中存储历书(步骤304)。
如果这样做的话，则除非收到WN，可以预测WNa，可以在较短时间内恢复历书，并且可以迅速在历书存储部分103中存储历书。因此，卫星位置计算部分106可以在较早阶段利用历书。
另外，在本实施方式中，不可能说预测的WNa总是正确的。因此，如下所述，提供用于确定所预测的WNa是否有效的部分。
即，导航电文分析部分102包含Z计数预测部分(未显示，相应于权利要求中的“用于预测Z计数的部分”)，用来根据时钟部分105中的当前时间预测从周开始处经过的时间(Z计数)；以及判决部分(未显示，相应于权利要求中的“判决部分”)，用来根据所预测的、从周开始处经过的时间与在所接收的导航电文中存储的Z计数，判决由WNa预测部分预测的WNa值是否接近正确值。另外，导航电文分析部分102根据判决结果在历书存储部分103中存储所恢复的历书。
在这种情况下，如图4所示，导航电文分析部分102根据时钟部分105中的当前时间，计算GPS卫星发送的周数与从周开始处经过的时间(步骤401)，然后由判决部分判决所计算的、从周开始处经过的时间与所接收的Z计数之间的差异是否超过预定门限值(步骤402)。然后，作为该判决的结果，如果该差异超过门限值，则导航电文分析部分102判决根据先前预测WNa(图3中步骤303)恢复的历书是不正常的(步骤403)，然后放弃该历书(步骤404)。如果该差异低于门限值，则导航电文分析部分102判决根据先前预测WNa恢复的历书是有效的(步骤405)，然后在历书存储部分103中存储该历书(步骤406)。
因此，根据本实施方式，根据从在时钟部分105中计数的当前时间预测的、从周开始处经过的时间以及所接收的Z计数，可以迅速判决根据预测WNa计算的历书是否是有效的。然后，只有被判决为有效的历书才准确地存储在历书存储部分103中。结果，由卫星位置计算部分106计算的卫星位置变得更有效，并且可以获得更准确的位置测定。
另外，在本实施方式中解释的GPS接收机中，在图4的步骤406中将接近准确值的历书(此后称为有效历书)存储在历书存储部分103中之后，当收到导航电文时可以根据GPS卫星的位置再次执行由判决部分进行的判决，该位置根据有效历书计算。
在这种情况下，卫星位置计算部分106包含第一卫星位置计算部分，用来根据有效历书计算GPS卫星的位置；以及第二卫星位置计算部分，用来根据依照由WNa预测部分预测的WNa恢复的历书计算GPS卫星的位置。
换而言之，在该GPS接收机中，如图5所示，导航电文分析部分102判决历书是否已经存储在历书存储部分103中(步骤501)。如果判决已经存储了历书，则卫星位置计算部分106根据已经存储的历书计算GPS卫星的位置(步骤502)。同时，卫星位置计算部分106类似地根据利用预测WNa恢复的日历计算GPS卫星的位置(步骤503)。判决部分判决两个位置分离是否超过预定门限值(步骤504)。作为该判决的结果，如果两个位置分离超过预定门限值，则导航电文分析部分102判决根据预测WNa恢复的日历是不正常的(步骤505)，然后放弃该历书(步骤506)。如果两个位置分离未超过预定门限值，则导航电文分析部分102判决根据预测WNa恢复的日历是有效的(步骤507)，然后将该历书存储在历书存储部分103中(步骤508)。
如上所述，根据本实施方式，根据由有效历书计算的GPS卫星位置与由利用预测WNa值恢复的历书计算的GPS卫星位置之间的距离，可以判决利用预测WNa值恢复的历书是否是有效的。
因此，根据存储在历书存储部分103中的历书计算的GPS卫星位置为有效的。因此，可以防止GPS卫星的实际位置大大不同于GPS卫星的预测位置。
在本实施方式中，如果使用存储在星历存储部分104中的星历，而不使用存储在历书存储部分103中的历书，则可以获得类似的优点。
在这种情况下，在步骤501，可以判决星历是否已经存储在星历存储部分104中。然后，如果已经存储了星历，则该过程转到步骤502。然后，在步骤502，可以根据所存储的星历计算GPS卫星的位置。在步骤504，可以判决分别在步骤502与步骤503计算的位置的差异是否超过预定门限值。然后，根据该判决结果，该过程转到步骤505或507。
另外，在本实施方式中，根据从特定GPS卫星发送的导航电文的多普乐频移，判决部分可以判决预测WNa是否是有效的。在这种情况下，GPS接收机包含多普乐频移计算部分(未显示)，用来计算从特定GPS卫星发送的导航电文的多普乐频移；以及多普乐频移预测部分(未显示)，用来利用根据预测WNa恢复的历书预测从以上特定GPS卫星发送的导航电文的多普乐频移。
即，在这种情况下的GPS接收机中，如图6所示，在收到特定卫星的历书的时间点上，判决是否正在从该特定卫星接收信号(步骤601)。如果判决正在从该特定卫星接收信号，计算所接收的信号的多普乐频移(步骤602)。同时，利用根据预测WNa恢复的历书，计算来自以上卫星的信号的多普乐频移(步骤603)。判决它们之间的位置差异是否超过预定门限值(步骤604)。作为该判决的结果，如果该差异超过预定门限值，则导航电文分析部分102判决根据预测WNa恢复的历书是不正常的(步骤605)，然后放弃该历书(步骤606)。如果该差异低于预定门限值，则导航电文分析部分102判决根据预测WNa恢复的历书是有效的，然后在历书存储部分103中存储该历书。
因此，根据本实施方式，根据正在实际接收的多普乐频移，判决根据预测WNa计算的历书是否是正常的，并且因此可以大大减少故障。
在本实施方式中，当导航电文分析部分102恢复历书时，根据预测WNa恢复该历书，然后将该历书存储在历书存储部分103中。然而，如下所述，除了WNa之外，通过向/从预测WNa加/减1，可以计算WNa+1与WNa-1，然后分别利用它们恢复一个GPS卫星的三个历书，然后可以从它们中选择有效的一个，并且将其存储在历书存储部分103中。
即，图7与图8显示分别以此方式构造的实施方式，并且以下将详细解释这些实施方式。
在图7所示的实施方式中，GPS接收机判决历书是否已经存储在历书存储部分103中(步骤701)。如果已经存储了历书，则第一卫星位置计算部分利用已经存储的历书计算GPS卫星的位置S0(步骤702)。然后，如上所述，根据预测WNa计算WNa、WNa+1与WNa-1(步骤703)。分别根据WNa、WNa+1与WNa-1恢复三个历书(步骤704)。第二卫星位置计算部分分别利用三个恢复的历书计算GPS卫星的位置S1、S2、S3(步骤705)。求得最接近先前计算的GPS卫星位置S0的GPS卫星位置的历书被判决为正确历书(步骤706)。将该历书存储在历书存储部分103中(步骤707)。
另外，在图8所示的实施方式中，在收到特定GPS卫星的历书的时间点上，GPS接收机判决是否正在从该卫星接收信号(步骤801)。如果正在接收信号，则由多普乐频移计算部分计算正在接收的信号的多普乐频移F0(步骤802)。然后，导航电文分析部分102根据预测的WNa计算WNa、WNa+1与WNa-1(步骤803)。分别根据WNa、WNa+1与WNa-1恢复三个历书(步骤804)。多普乐频移预测部分分别利用三个恢复的历书预测来自三个卫星的信号的多普乐频移F1、F2、F3(步骤805)。用来预测最接近先前计算的多普乐频移F0的多普乐频移的历书被判决为正确历书(步骤806)。将该历书存储在历书存储部分103中(步骤807)。
通过这种方式，根据图7与图8中所示的实施方式，通过分别向/从先前预测的WNa加/减1，可以计算WNa+1与WNa-1，然后分别利用它们恢复历书，然后可以选择设定为最有效历书的历书。因此，即使预测WNa具有±1的误差，也能轻易校正该误差，并因此获得更准确的历书。
在图7所示的实施方式中，判决历书是否已经存储在历书存储部分103中(步骤701)，然后如果已经存储了历书，则利用已存储的历书计算GPS卫星的位置S0(步骤702)。在这种情况下，不需说如果星历已经存储在星历存储部分104中，则可以利用已存储的星历计算GPS卫星的位置S0，然后可以判决以下历书为正确历书在利用根据预测的WNa恢复的三个历书求得的GPS卫星位置S1、S2、S3中，该历书用来求得最接近先前计算的GPS卫星位置S0的GPS卫星位置，然后可以将历书存储在历书存储部分103中。
另外，在图7与图8等所示的实施方式中，计算三个历书，然后从它们中选择有效历书。在这种情况下，如图9所示，在特定条件下可以自动校正预测WNa，然后可以根据校正后的WNa计算历书，之后可以将该历书存储在历书存储部分103中。同时，可以添加该配置。
在这种情况下，GPS包含时间计算部分(未显示，相应于权利要求中的“时间计算部分”)，用来根据所接收的WN与Z计数计算时间；以及校正部分，用来校正预测WNa值。
即，在图9所示的实施方式中，首先GPS接收机判决是否已经收到WN与Z计数(步骤901)。如果已经收到WN与Z计数，则根据WN与Z计数计算时间T(步骤902)。相反，根据预测WNa与Toa计算历书的历元T0(步骤903)。判决T0-T是否超过3.5天(步骤904)。如果T0-T超过3.5天，则将WNa校正为WNa-1(步骤905)。如果T0-T在3.5天内，则判决T0-T是否低于-3.5天(步骤906)。如果T0-T低于-3.5天，则将WNa校正为WNa+1(步骤907)。然后，根据正确的WNa恢复历书，该正确的WNa可以是校正后的或者未校正的，并且将该历书存储在历书存储部分103中(步骤908)。此处，3.5天为历书的更新周期，并且T0-T值的绝对值为3.5天或更少的条件为NASA(国家航空和宇宙航行局)定义的允许误差范围。
因此，根据图9的实施方式，预测WNa被自动纠正为正确WNa，并因此可以轻易获得正确的历书，而不用恢复三个历书。
另外，如图10所示，导航电文分析部分102判决是否已经收到相应于所接收的Toa的WNa(步骤1001)。如果已经收到WNa，则利用所接收的WNa恢复历书(步骤1002)。然后，将该历书存储在历书存储部分103中(步骤1003)。因此，不需说只有当还未收到相应于所接收的Toa的WNa时，如图2与图3所示，才根据WN或时钟部分105中的当前时间预测WNa，然后利用预测WNa恢复历书(步骤1004)，然后将该历书存储在历书存储部分103中(步骤1005)。
另外，在以上实施方式中，根据WN与时钟部分105中的当前时间预测WNa。在这种情况下，如图11所示，导航电文分析部分102可以判决是否已经完全接收了星历(日历1101)。如果已经收到星历，则可以根据所收到的星历制定历书(步骤1102)。然后，将该历书存储在历书存储部分103中(步骤1103)。因此，可以构成GSP接收机以包含历书制定部分，用来根据星历制定历书。
另外，在以上解释中，GPS接收机被解释为具有适当的、选择性的各个配置。但是GPS接收机可以具有所有配置，否则GPS接收机可以具有任意或选择性地组合的多个配置。
虽然参照具体实施方式
详细解释了本发明，但是本领域技术人员应该理解在不脱离本发明的精神与范围的前提下可以使用各种变化与修改。
工业实用性根据本发明，可以提供一种能够迅速判决作为通信对象的GPS卫星同时抑制功耗的GPS接收机。
权利要求
1.一种GPS接收机，包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中导航电文分析部分包含预测部分，用来根据基于分别存储在所接收的导航电文的每个主帧中的预定周而指示的经过的周数的信息，预测只在最后的子帧中存储的时间信息，该时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准；以及恢复部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息，恢复历书。
2.一种GPS接收机，包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中导航电文分析部分包含预测部分，用来根据在时钟部分中计算的当前时间，预测只在导航电文的最后子帧中存储的时间信息，该时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准；以及恢复部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息，恢复历书。
3.如权利要求1或2所述的GPS接收机，还包含用来根据在时钟部分中计算的当前时间，预测在导航电文相应子帧中存储的Z计数的部分；以及判决部分，用来当所预测的Z计数与在导航电文子帧中存储的Z计数之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
4.如权利要求3所述的GPS接收机，其中卫星位置计算部分包含第一卫星位置计算部分，用来利用在历书存储部分中存储的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及第二卫星位置计算部分，用来利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及所述GPS接收机还包含判决部分，用来当由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置与由第二卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
5.如权利要求1或2所述的GPS接收机，其中卫星位置计算部分包含第一卫星位置计算部分，用来利用在星历存储部分中存储的星历，计算所述多个GPS卫星的位置；以及第二卫星位置计算部分，用来利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及所述GPS接收机还包含判决部分，用来当由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置与由第二卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
6.如权利要求1或2所述的GPS接收机，还包含多普乐频移计算部分，用来计算分别从所述多个GPS卫星接收的导航电文的多普乐频移；多普乐频移预测部分，用来利用由恢复部分恢复的历书，预测多普乐频移；以及判决部分，用来当由多普乐频移预测部分预测的多普乐频移与由多普乐频移计算部分计算的多普乐频移之间的差异超过预定门限值时，判决所恢复的历书为不正常的。
7.如权利要求3所述的GPS接收机，还包含第一卫星位置计算部分，用来利用在历书存储部分中存储的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；第二卫星位置计算部分，用来分别利用根据所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1所恢复的三个历书，所述预测的时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准，计算所述多个GPS卫星的位置；以及判决部分，用来判决以下用于计算一位置的历书为有效历书该位置是在由第二卫星位置计算部分计算的三个位置中最接近由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置的位置。
8.如权利要求1或2所述的GPS接收机，还包含第一卫星位置计算部分，用来利用在星历存储部分中存储的星历，计算所述多个GPS卫星的位置；第二卫星位置计算部分，用来分别利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1所恢复的三个历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及判决部分，用来判决以下用于计算一位置的历书为有效历书该位置是在由第二卫星位置计算部分计算的三个位置中最接近由第一卫星位置计算部分计算的GPS卫星的位置的位置。
9.如权利要求1或2所述的GPS接收机，还包含多普乐频移计算部分，用来计算分别从所述多个GPS卫星接收的导航电文的多普乐频移；多普乐频移预测部分，用来分别利用根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息(此后称为WNa)以及分别通过从/向WNa减/加1而获得的WNa-1与WNa+1所恢复的三个历书，预测三个多普乐频移；以及判决部分，用来判决以下用于测定多普乐频移的历书为有效历书，该多普乐频移是在由多普乐频移预测部分预测的三个多普乐频移中最接近由多普乐频移计算部分计算的多普乐频移的多普乐频移。
10.如权利要求1或2所述的GPS接收机，还包含时间计算部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间以及在导航电文相应主帧中存储的、用来指示从周开始处经过的秒数的时间信息，计算时间；以及校正部分，用来校正作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间，使得由时间计算部分计算的时间低于由时钟部分计算的当前时间3.5天。
11.如权利要求1或2所述的GPS接收机，其中用来指示从周开始处经过的秒数的时间信息存储在导航电文相应主帧的子帧中，在该子帧中存储了星历；以及其中先前所预测的WNa被用做针对历书的时间信息，其包含了指示从同一周开始经过的秒数的时间信息，而不重复预测作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的时间信息。
12.一种GPS接收机，包含接收部分，用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或所恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中根据所获得的星历形成历书。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够迅速判决作为通信对象的GPS卫星同时抑制功耗的GPS接收机。为了达到该目的，当接收部分101没有接收在从GPS卫星发送的导航电文中的WMa但是收到WN时，本发明的GPS接收机根据所接收的WN预测WMa，然后据此恢复历书。然后，将历书存查在历书存储部分103中，并且卫星位置计算部分106读取根据不同情况的历书，并且根据该历书计算卫星的位置。根据所计算的卫星位置，控制接收部分101，使得可以接收来自在天空中存在的多个卫星的导航电文，并且位置测定部分108根据来自多个GPS卫星的导航电文，测定当前位置，这些导航电文由接收部分101接收。
文档编号G01S1/00GK1633605SQ02829089
公开日2005年6月29日 申请日期2002年6月6日 优先权日2002年6月6日
发明者宫野晓史, 石垣敏弘, 佐佐木雅广 申请人:松下电器产业株式会社
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