[发明专利]混合型全球定位系统接收方法、接收装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种全球定位系统(global positioning system，GPS)，尤指 一种混合型GPS接收方法、接收装置及系统。

背景技术

利用GPS来进行定位及导航，已是广泛使用的技术，而目前在GPS接收器 的设计上，主要有两种习用的解决方案。第一种解决方案中，GPS接收器对于 所接收的GPS卫星讯号完全利用硬件电路进行射频前端(radio frequency front end)处理及执行辨识GPS卫星所需的运算，本身需要具有专属的微处理 器及内存，以执行GPS算法软件，来产生位置、速度及时间等信息；然而，此 解决方案由于需使用专属的微处理器及内存，因此制造成本偏高，并且所制造 出来的芯片面积大且电路运作没有弹性，不利于整合在讲究轻薄短小的可携式 电子装置中。

更进一步地，纯硬件的GPS接收器的硬件设计十分复杂。若使用时域解决 方案，熟知GPS领域的人士可以了解到直接利用时域进行相关运算，将牵涉到 1023个码芯片(code chip)的运算，每次长度为2048，另外还需要同相讯号I、 正交讯号Q、正负号与振幅等位，总共约需要8Mbits大小的内存储存空间。若 使用频域解决方案，熟知GPS领域的人士可以了解到时域的相关运算将对应至 频域的乘法运算，但是在将时域讯号取样转换至频域函数时，需要复杂的快速 傅利叶转换器(Fast Fourier Transform，简称FFT)，等到频域乘法运算完毕 后，又需要复杂的逆快速傅利叶转换器(inverse Fast Fourier Transform，简 称FFT-1)，将结果转换至时域，以2048取样点分辨率为例，典型地需要2048*2 点的FFT与2048点的FFT-1硬件。两种方式显然都需要大量的硬件支持，导致 芯片面积无法有效缩小。

第二种解决方案中，GPS接收器仅执行GPS卫星讯号的接收及射频前端处 理，而后续的处理工作，像是执行辨识GPS卫星所需的运算及产生位置、速度 及时间等信息，完全交由高等级微处理器及海量存储器执行有关的软件来达成， 此种软件取向的解决方案所处理的数据量极大，会大幅增加GPS接收器的运算、 储存及电力上的负担，其实时(real time)反应能力、精确度与成本并不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混合型全球定位系统接收方法，另 外还提供了一种全球定位系统接收装置以及一种混合型全球定位系统，一方面 它们可利用外接主机的既有资源以降低制造成本，并缩小GPS接收装置之体积， 以利整合于可携式电子装置中；另一方面可藉由硬件电路执行辨识GPS卫星所 需之运算，以提高定位精确度，并减少外接主机的运算、储存及电力上的负担。

为了解决以上技术问题，本发明提供了以下几种方案。

本发明揭露一种GPS接收装置，它包含：射频前端电路、关联性电路、探 测引擎及接口控制单元，射频前端电路接收GPS卫星讯号并将其转换为数字基 频讯号；关联性电路耦接至射频前端电路，用以对数字基频讯号进行关联运算 产生关联运算结果；探测引擎耦接至关联性电路，根据关联运算结果于频域探 测卫星讯号的接收功率；接口控制单元，耦接至探测引擎，提供低速双向传输 接口以传输GPS中间(intermediate)数据，GPS中间数据包含码槽、频率槽、 导航数据、本地系统时间以及GPS时间，接口控制单元包含内存接口单元，用 以耦接至随机存取内存。

本发明揭露一种混合型GPS系统，包含：天线、GPS接收装置及具有微处 理器的主机，GPS接收装置，耦接至天线，用以接收卫星讯号及产生GPS中间 数据；主机经由低速双向传输接口耦接至GPS接收装置，使得主机利用微处理 器根据GPS中间数据执行定位运算。

本发明另揭露一种GPS接收方法，包含：接收GPS卫星讯号；将GPS卫星 讯号转换为数字基频讯号；将各数字基频讯号与伪随机码进行相关运算；计算 GPS卫星讯号的接收功率，以辨识出相关于GPS卫星讯号的GPS卫星；以及产 生GPS中间数据，其包含码槽、频率槽、导航数据、本地系统时间以及GPS时 间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的一较佳实施例的混合型GPS系统的方块图。