[发明专利]当前位置坐标的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全球定位系统(global positioning system；GPS)，特别涉及一种当前位置坐标的计算方法，其是应用于GPS接收器。

背景技术

全球卫星导航系统也称为全球定位系统(GPS)。全球定位系统已从以前仅限于军事用途与工业用途，随着科技的不断进步，开始开发其应用在各种民生用途上。一般来说，GPS产品主要是指应用于各种用途的GPS接收器，例如：航空、航海用途的接收器、汽车导航设备、用于登山、休闲的手持式接收器等类型的通讯产品。而一般GPS产品的组成部分主要包括了内部的天线、芯片组，以及外部的按键、显示面板等相关零组件。

GPS接收器是利用环绕在地球周围的卫星进行位置确定。

每颗卫星在运行时，任一时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知值)。而卫星的位置坐标则是由卫星的星历数据提供。

GPS接收器所在的位置坐标为未知值。GPS接收器可经由比对卫星信号的频率与GPS接收器内产生的频率，来计算卫星信号在传送过程中所需耗费的时间。将此时间差值(即，卫星信号在传送过程中所需耗费的时间)乘以电波传送速度(一般定为光速)，就可计算出卫星与GPS接收器之间的距离，即称之为伪距。此伪距可依三角向量关系来列出一个相关的方程式。

每接收到一颗卫星的卫星信号就可列出一个相关的方程式。因此，在收到三颗卫星的卫星信号时，即可计算出平面坐标值(即，经纬度)。所计算得的平面坐标值即为GPS接收器所在的位置坐标。而在接收到四颗卫星的卫星信号时，除了平面坐标值(即，经纬度)外，还可计算出高度值。再者，若利用五颗以上的卫星的卫星信号，则可提高所计算得的位置坐标的准确度。

由于卫星每一毫秒(ms)会重复广播一次卫星信号，因此GPS接收器每1ms会利用锁相回路(Phase Lock Loop；DLL)计算卫星的相位差，并利用延迟锁相回路(Delay Lock Loop；DLL)计算卫星的平移量。然后，再利用计算得的相位差修正载波频率(carrier frequency)，并利用计算得的平移量修正电码延迟(code delay)。于进行定位时，GPS接收器则利用当时的电码延迟来计算出所在位置的位置坐标。

一般来说，GPS接收器每一秒钟会重新计算其所在位置的位置坐标，以使GPS接收器每一秒钟的位置坐标都是最新的。

换言之，为了持续追踪卫星的位置，GPS接收器每一秒钟都需要进行相当大量的运算(计算1000次)，以确保每一秒所计算出的位置坐标是正确的。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种当前位置坐标的计算方法，以解决现有技术的计算量大且耗电的问题。

本发明所揭露的当前位置坐标的计算方法，应用于一全球定位系统GPS接收器。

首先，搜寻至少三颗卫星，以于第一时间点取得每一颗卫星的星历数据。

并且，利用每一颗卫星的星历数据计算于第一时间点GPS接收器的位置坐标。

在进行第二时间点的定位时，先利用每一颗卫星的星历数据计算于第二时间点每一颗卫星的位置坐标。其中，第二时间点是晚于第一时间点。

然后，计算于第一时间点GPS接收器的位置坐标与于第二时间点每一卫星的位置坐标的相对距离，并估算于第一时间点到第二时间点内GPS接收器最大的移动距离。

再依据每一相对距离和移动距离计算对应于每一颗卫星的距离范围，以计算在相对应的距离范围内每一颗卫星的电码延迟，即可得到于第二时间点每一颗卫星的电码延迟。

而后，即可利用于第二时间点的电码延迟计算出于第二时间点GPS接收器的位置坐标。

再利用于第二时间点每一颗卫星的飞行速度和于第二时间点GPS接收器的位置坐标计算于第二时间点每一颗卫星的载波频率，并修正之。因此，即可利用修正后的载波频率继续追踪卫星。

同样地，GPS接收器可利用于第二时间点GPS接收器的位置坐标来进行第三时间点的定位。

换言之，GPS接收器于开机自我检测后，搜寻至少三颗卫星，以取得每一颗卫星的星历数据。于进行定位时，则利用每一颗卫星的星历数据和于上一时间点GPS接收器的位置坐标计算当前时间点GPS接收器的位置坐标。

其中，于进行当前时间点的定位时，GPS接收器利用每一颗卫星的星历数据，计算于当前时间点每一颗卫星的位置坐标。

再计算于上一时间点GPS接收器所在的位置坐标与于当前时间点每一颗卫星的位置坐标的相对距离，并且估算于上一时间点到当前时间点的时间范围内，GPS接收器最大的移动距离。