[发明专利]GNSS接收器及操作方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)接收器中扩展频谱信号的接收和处理。本发明尤其涉及一种根据权利要求1前序的接收器，以及一种根据权利要求10前序的接收器操作方法。本发明还涉及一种根据权利要求17的计算机程序以及一种根据权利要求18的计算机可读媒介。

背景技术

存在很多GNSS的实例。当前，全球定位系统(GPS，Global Positioning System；美国政府)为主导系统；但是，在将来，替代系统的重要性有望得到提高。迄今为止，全球导航卫星系统(GLONASS，Global Navigation Satellite System；俄罗斯联邦国防部)以及伽利略系统(用于欧洲全球导航业务的程序)构成主要的替代GNSS。还存在各种在特定区域中增强至少一个GNSS的覆盖范围、利用率和/或质量的系统。准天顶卫星系统(QZSS，Quasi-Zenith Satellite System；日本新卫星商业股份有限公司(Advanced Space Business Corporation in Japan))、广域增强系统(WAAS，Wide Area Augmentation System；美国联邦航空管理局及运输部)以及欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS，European Geostationary Navigation Overlay Service；欧洲航天局、欧洲委员会及欧洲航行安全组织(Eurocontrol，the European Organization for the Safety of Air Navigation)的联合项目)代表了GPS增强系统的实例，后者代表了GPS和GLONASS的实例。

第一代GPS接收器的硬件限制是：这些设备通过单信道处理卫星信号。在早期的设计中，接收器基于数个卫星信号依次进行地理坐标的确定。M.Weiss在PLANS’82(1982年12月6-9日新泽西州亚特兰大市定位及导航座谈会，会议记录(A84-12426 02-04))中描述了这种接收器设计的一个实例。纽约电气电子工程师协会，1982，第275-278页。

通过比较，现代GPS接收器典型地采用了并行跟踪法。也就是说，接收器具有专用的硬件来同时接收多个信号。通常，与单信道接收器相比，减少了识别和获取来自大量卫星的信号的预期时间。并行接收器还提高了可靠性和准确性。

此外，还有各种形式的混合接收器，这些混合接收器采用了并行和串行处理卫星信号的方式。

无论何种类型的接收器，在某些无线电环境中，GNSS导航都会有很大的挑战，尤其是在这些环境的特征变化很快时。通过设计，根据接收器相对于讨论中的信号源的位置，信号源(即卫星)以不同的轨迹划过天空。而且，接收器通常处于运动状态，因此，无线电状态可能会显著变化。有时，来自一个或多个信号源的信号可能在没有来自信号源的预警和预示的情况下被完全阻挡，例如在接收器经过高层建筑的角落时。由于变化的无线电环境，因此必须再次更新无线电信号集(基于该无线电信号集接收器生成位置/时间相关数据)。但是，实现这种更新不是个小任务，对于需要的位置/时间相关数据更新频率而言，如果可用时间较短则更加不是个小任务。也就是说，为在导航方案中包括所有近期清楚的信号，必须完成关于这些信号的所谓的快速获取过程，以确定连续追踪这些信号所必需的数据。若未能足够迅速地重新获取追踪数据，则可能使接收器进行常规的重新获取或者甚至是全功率获取，这样耗费大量电力，且在生成位置/时间相关数据的过程中可能引起信号减弱或完全中断。

发明内容

本发明的目的在于缓解上述问题并提供一种高效且健壮的解决方案，所述方案即使在无线电环境变化很快时，也能够基于接收到的信号生成位置/时间相关数据。