[发明专利]全球卫星导航系统接收机及其定位时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及全球卫星导航系统，尤其涉及一种全球卫星导航系统接收机及其定位时间的方法。

背景技术

全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）接收机的作用是定位和授时，为用户提供精确的位置坐标和时间，极大地解决了用户在何地在何时的问题。GNSS接收机最主要的性能指标为首次定位时间以及信号捕获跟踪灵敏度。其中首次定位时间用于衡量接收机信号搜索过程的快慢程度。搜索过程，也称“信号捕获”。首次定位时间即为GNSS接收机加电至其首次输出当前用户位置坐标的时间。根据GNSS接收机开机上电时的不同实际情况，首次定位过程有冷启动，温启动和热启动三种模式。

对于全球定位系统（Global Position System，GPS）卫星，卫星的星历信息有效期在两个小时以内，卫星的历书信息有效期为7天。包括星历和历书信息，上次关机时的接收机位置信息也将存入接收机的闪速存储器（Flash ROM）中。当再次开机后，根据开机时间和概略位置，在星历和历书信息有效的前提下，将可以预测头顶可见卫星，不同程度地加速定位过程。

其中，冷启动模式，基本没有可用信息，是指如下几种情况：（1）接收机第一次开机；（2）接收机相隔开机时间，未超过7天，但发生超过500km范围移动；（3）相隔开机超过7天。上述情形，都造成开机时没有可用信息，所以启动过程需要经过盲搜索的捕获过程、比特同步、跟踪过程、星历电文提取过程，共需40秒左右。

温启动模式，是指如下几种情况：（1）接收机相隔开机时间，未超过一个月，未发生超过500km范围移动；（2）相隔开机未超过2个小时，但位置发生超过500km范围移动。温启动模式的突出特点是开机时已经有了历书，可以不用盲搜索，直接预测头顶可见卫星号和多普勒频偏。由于省去盲搜索，因此可以减少启动时间。

热启动模式，是指本地概略位置、星历数据、卫星历书均有效的开机情况。这样，分别利用卫星历书和星历数据获得卫星位置，明确当前用户位置可见卫星号，进行定位。目前，常规热启动过程在电文提取过程前，需要先完成子帧同步，这一过程共需要6s时间，热启动的整个过程维持在8～9秒左右。

现有技术中GPS接收机热启动模式定位时间的过程如下：

接收机开机上电，从本地实时时钟单元（Real Time Clock，RTC）读取当前时间，判断上次关机时存储的星历和历书信息是否过期，如果星历和历书信息有效，并且也存储有上次关机时刻的接收机坐标，则符合热启动的条件，则进入热启动的信号捕获阶段；否则，执行其它启动模式。捕获状态时，进行扩频码-载波频率的二维捕获，将本地C/A码与接收到的码流基本对齐，偏差在0.5码片以内，载波频率与接收到的载波频率相差不超过100Hz。捕获完成后，则进行比特同步。比特同步，是为了发现20ms的电文比特边界。比特同步完成，则进入跟踪状态，使得本地扩频码发生器和本地载波发生器实时“跟踪”接收到的GPS码信号和载波信号。稳定跟踪后，将进行子帧同步过程。子帧同步，最长可能花费一个子帧的周期6s，它的主要作用是更新卫星发射时刻的历元。之后，将计算出伪距和卫星坐标。由于星历有效，直接进入定位解算环节，完成第一次定位。

上述热启动过程需要进行子帧同步，子帧同步是耗时最长的环节。开始进行子帧同步的时间点，是随机的，最恶劣的情况，需要耗费一个子帧周期6s去完成子帧同步，因此耗时较长。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何减少缩短热启动模式的定位过程。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种全球卫星导航系统接收机定位时间的方法，所述方法包括：

从本地实时时钟单元获取本地实时时钟时间T_RTC；

当确定所述本地实时时钟时间T_RTC在本地保存的星历数据有效期内时，通过捕获信号、跟踪、位同步，获取至少5颗卫星的发射时间小于20ms的部分和实时多普勒数据；

从所述至少5颗卫星中选取1颗卫星作为基准卫星；

将所述本地实时时钟时间T_RTC分解为大于20ms的部分和小于20ms的部分；将所述本地实时时钟时间T_RTC大于20ms部分与所述基准卫星的发射时间小于20ms的部分进行求和运算，获得所述基准卫星的一个新的发射时间

根据所述星历数据，计算在所述基准卫星的新的发射时间时刻所述基准卫星的坐标，并结合所述上一次定位点坐标，解算所述基准卫星的伪距，进而获得本地接收机时间