[发明专利]用于便携式电子装置的定位系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及便携式电子装置的定位，更具体地说，涉及用于 向便携式电子装置提供定位信息的系统和方法。

背景技术

近年来，诸如移动电话、个人数字助理、移动终端等的便携式无线 电通信装置已经在普及性方面增长了，而且继续在普及性方面增长。至 少从表面上讲，可以说，现在人人看上去都有一部移动电话。随着便携 式无线电通信装置的普及性持续增长，移动电话和网络被增强以提供话 音服务以外的其它服务。

便携式电子装置引起用户的兴趣，原因在于它们的能力可用作强有 力的通信和数据服务工具。随着便携式无线电通信装置的许多用户的生 活方式日益忙碌，用户重视时间的有效使用。公知的是，非常希望能够 确定便携式电子装置的位置，在紧急情况下尤其如此。还公知的是，这 种确定非常难于可靠且划算地执行。已经提出和/或实现了几种解决方案， 包括各种路基无线电三角测量技术(TDOA、EOTD等)以及使用联邦政 府的全球定位系统(GPS)。

图1例示了一种基本GPS。GPS是一种基于空间的三角测量系统， 其使用多个卫星10和多台计算机12，来测量地球上任何地方的位置。 GPS首先由美国国防部开发为一种导航系统。与其它路基系统相比，这 种导航系统的优点在于，GPS没有覆盖范围的限制，提供连续24小时覆 盖，而不管天气条件如何，并且高度准确。虽然提供最大准确度的GPS 技术被政府保留为用于军事用途，但较次准确的服务已经可用于民用。 在操作方面，24个卫星10的星群持续环绕地球轨道运行，每一个都发射 GPS无线电信号14。GPS接收器16(例如，具有GPS处理器的手持式 无线电接收器)接收来自地平线以上的卫星的无线电信号并且测量该无 线电信号从这些GPS卫星10行进至该GPS接收器16的天线所花费的时 间。通过将该行进时间乘以光速，该GPS接收器16可以计算出距这些看 得见的各卫星10的路程。该GPS无线电信号14中提供的星历信息典型 地描述该卫星10的轨道和速度，由此，使得该GPS处理器能够通过三角 测量处理来计算该GPS接收器16的位置。

如所公知的，GPS信号14是包含航向/截获码(C/A码)信号、导 航系统数据信号以及精密码(P码)信号的复合信号。C/A码是1.023MHz 码片速率(chip rate)的、GPS信号14中的二进制、双相调制的1023伪 随机序列。C/A码唯一地标识各卫星，并且GPS接收器16被设置成搜索 已知C/A码。导航系统数据信号报告卫星10的地点、时钟修正以及健康 度。在该星群中包括与每一个卫星信号相关联的星历数据和包括针对所 有卫星10的粗略信息的历书数据。与C/A码类似，P码也是GPS信号 14中的二进制、双相调制的伪随机序列，但具有大约每267天重复的 10.23MHz的码片速率。对于一个GPS卫星10来说，这个码的每一个周 段(week segment)都是唯一的，并且每一周重置。

初始化GPS接收器16的处理可能花费几分钟。GPS定位处理的持 续时间直接取决于GPS接收器16在接收到GPS信号14之前具有多少信 息。GPS接收器16通常被编有年历数据，其粗略地描述了多个卫星10 的直到未来一年的预期位置。

GPS接收器16典型地需要从三个或更多个GPS卫星10的导航数据 信号中获取一组导航参数。为了获取这个信息，GPS接收器16寻找与已 知卫星10相关联的C/A码。典型的GPS接收器16将预期从卫星10接 收的序列副本与实际上从卫星10接收到的GPS信号14相乘，并且移位 该序列的起始时间直到其与GPS信号14在时间上对准为止。一旦对准， GPS接收器就可以从GPS信号14中解调出导航系统数据消息。GPS接 收器16因而可以访问从GPS信号14的导航数据中解调出的时间信息和 星历数据。接着，将该数据用于确定卫星的GPS时间和地点。根据该信 息，GPS接收器可以确定其相对于这些卫星的地点，并由此，确定其全 球位置。

然而，如果GPS接收器在搜索GPS信号之前没有获知其大致地点， 则GPS接收器将不能快速找到或获取来自可见卫星的信号，并由此，GPS 接收器将不能快速计算出其位置。而且，应注意到，与连续监测已经获 取的信号需要的信号强度相比，捕获C/A码并且解调导航数据需要更高 的信号强度。