[发明专利]全球定位系统高灵敏度接收机及其室内外无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种及全球定位系统GPS(Global Position System)接收机技术，尤旨一种主要应用于室内环境下的高灵敏度导航接收机的定位与导航及其室内外无缝切换方法。

背景技术

绝大多数使用手持定位设备的用户分布在高楼密集的城市地区，且大部分时间处于室内。在室内、高楼之间、地下停车场、高架道路等环境，由于受到遮蔽，全球定位系统的卫星信号非常微弱，有时甚至只有-160dBmW，低于开阔地环境下30dB，普通的卫星导航接收机已无法定位。当前，全球定位系统正在不断发展，如美国的GPS系统、欧洲的Galileo系统、中国的北斗导航系统。导航接收机技术是全球定位系统的关键技术，基于位置的服务(LBS：LocationBased Servers)的大众市场全球定位系统接收机是其发展的主要方向。为了满足城市环境中的应用，具备接收微弱卫星信号能力的高灵敏度导航接收机受到关注。

对于LBS业务来说，高灵敏度导航接收机的信号捕获能力及定位时间是其关键指标，大规模的并行相关器是实现快速弱信号定位的主要方法，但同时带来了硬件资源增加、功耗变大等弊端。而且，很多时候用户并不需要连续的定位方式，因此一种基于快拍(Snapshot)定位技术的单点定位方式正在迅速发展。如美国专利US6707422所描述的，该方案采用大容量的存储单元，将原始卫星信号进行存贮，并通过接收机算法给出单点定位的结果。由于原始数据中包含所有卫星的信息，一般情况下，一次存贮即可解算出位置。该方法不仅适合于高灵敏度算法的灵活实现，而且能够更为有效地利用辅助信息，能与通信平台更加紧密地结合，支持通信终端的各种定位模式，便于实现低功耗的工作模式。

由于高灵敏度捕获算法具有极大的挑战，许多高灵敏度GPS芯片商提出了折中的解决办法。如美国SiRF公司的SiRFstar III芯片，其要求有一颗卫星信号强于-147dBmW时，才能够实现灵敏度指标-155dBmW；Global Locate公司的Mantaray高灵敏度芯片，必须有一颗卫星信号强于-142dBmW时，才能实现灵敏度指标-160dBmW。在强信号、弱信号两种条件下均能有效工作是高灵敏度导航接收机的特征。

与现有产品比较，采用Snapshot单点定位的接收机，具备更好的灵敏度指标，而且在定位时间与功耗上同样具备优势。但是，如果将此方案应用于室外强信号条件下，由于存在存贮容量与灵敏度指标之间的矛盾，捕获方式的定位很难满足定位精度的指标要求。因此，本发明提出Snapshot单点定位接收机中捕获与实时跟踪之间进行切换的方法。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种为辅助卫星导航定位系统AGNSS一部分结构的导航接收机，通过导航接收机的基带相关器电路中的快拍捕获模块完成信号的捕获，实时跟踪模块完成信号的连续跟踪，捕获/跟踪同步模块完成捕获与跟踪之间的同步，在辅助模式下，高灵敏度导航接收机在室内环境下可以实现更快速、更准确的定位；

本发明的另一目的旨在提供一种快怕Snapshot单点定位接收机中捕获与实时跟踪之间进行切换的方法，通过三种切换情况：强信号条件下的捕获切换到实时跟踪，强信号的跟踪切换到弱信号的捕获，实时跟踪信号的丢失重捕并跟踪，有效满足接收机在两种信号条件下的性能指标，且简单、可靠地实现了两种信号条件下的无缝切换。

本发明要解决的技术问题是：针对室内区域高精度定位的要求，主要解决高灵敏度卫星导航接收机整体硬件实现问题；要解决通过整个硬件系统如何获取高精度的定位结果问题；要解决存在存储式捕获与流水式跟踪的切换问题；要解决关键的捕获/跟踪同步模块的同步控制技术问题；要解决快拍捕获模块中的捕获基带处理单元输出的切换信息问题；要解决如何提高灵敏度指标，实现更快速、更准确的定位等有关技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该定位系统由服务器、接口、天线、接收机、射频模块、星座、通信网络及计算机等部件组成，所述定位系统的发送端通过无线信号传输到接收机的接收端，所述接收机为辅助卫星导航定位系统AGNSS的一部分结构，该辅助卫星导航定位系统AGNSS至少包括：