[发明专利]用于利用预测星历的位置确定的方法、系统和设备

说明书

提供用于使用预测星历的位置确定以减少首次定位时间的方法、系统和设备。该方法包括：在设备中从多个卫星接收广播轨道数据和时钟状态以确定用于多个卫星的第一协助数据；并且使用第一协助数据来数值地预测用于多个卫星的第一星历。该方法也包括：在服务器系统中从全局GNSS服务网络接收精确轨道数据和准确卫星时钟状态以确定第二协助数据；在设备中接收第二协助数据并且使用第二协助数据来数值地预测第二星历。该方法还包括：在设备中从多个卫星接收卫星信号；分别校验第一预测星历和第二预测星历的有效时段以从第一预测星历和第二预测星历选择预测星历。

有关申请的交叉引用

本公开内容要求于2013年9月12日提交的第61/876,971号美国临时专利申请的优先权并且要求该美国临时专利申请的权益，其整体内容通过引用而结合于此。

技术领域

本公开内容涉及基于卫星的定位系统。更具体地，公开内容涉及一种用于使用预测星历的位置确定以减少首次定位时间(time-to-first-fix)的方法、系统和设备。

背景技术

来自全球导航卫星系统(GNSS)、诸如全球定位系统(GPS)、GLONASS、伽利略和COMPASS的卫星信号当前可用于移动设备、也被称为具有GNSS功能的设备本身。GNSS信号包括用来测量与卫星的伪距(pseudo-range)的测距信号以及包括导航消息。导航消息由三个主要成分构成。第一部分包含GNSS日期和时间、加上卫星的状态和它的健康的指示。第二部分包含轨道信息并且允许具有GNSS功能的设备计算卫星的位置。被称为历书(almanac)的第三部分包含涉及所有卫星的信息和状态；它们的位置和伪随机噪声数。具有GNSS功能的设备可以从充分数目的GNSS卫星接收信号，从这些信号中提取必要的导航消息，然后与测距信号结合使用导航消息以提供位置、速度和定时服务以及有关的应用。基于卫星的位置系统的重要性能指标是首次定位时间(TTFF)。TTFF是具有GNSS功能的设备获取卫星信号并且在多种条件下计算它的位置所需要的时间。然而，为了最佳用户体验，希望最小化TTFF。

从卫星传输的星历称为广播星历。广播星历包含该卫星的轨道信息和这一轨道信息的有效时段。一般而言，广播星历仅有效四个小时的时段。广播星历描述具有附加校正的轨道元素的开普勒式集合，这些轨道元素然后允许在广播星历的有效时段期间的任何时间处在地-心-地-固定(Earth-centered-Earth-fixed，ECEF)的笛卡尔坐标中计算卫星的位置。在用于先前获得的广播星历的有效时段已经到期时，要求具有GNSS功能的设备在具有GNSS功能的设备需要计算卫星状态时获取当前的广播星历。通常，可以从GNSS卫星获得当前的广播星历作为直接的广播。备选地，可以从服务器实时获取卫星星历。实时递送实际广播星历，该实际广播星历由邻近接收器的站、或者参考接收器的站的网络同时在观测，该邻近接收器的站、或者参考接收器的站的网络向数据中心中继从在每个参考接收器的站处可见的每个卫星接收的所有当前广播星历。另外，具有GNSS功能的设备在如下位置中，它可以在该位置从GNSS卫星获得广播星历并且恰当地解调信号，接收和解调的过程明显地增加了处理时间。额外的处理时间当然增加TTFF，同时增加具有GNSS功能的设备的功率消耗。

因而，在本领域中需要一种具有GNSS功能的设备，该具有GNSS功能的设备通过使得将来时间的星历可用于该设备来确定位置、速度和定时服务。

发明内容