CN101153901A - 全球定位系统星历数据的更新方法 - Google Patents
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Abstract
一种全球定位系统星历数据的更新方法，适用于当导航设备内已下载完成目前的GPS星历数据，此更新方法包括首先由导航设备开始进行倒数一预设时间，接着，当到达预设时间时，导航设备会透过网络接口搜寻GPS星历数据服务器，并从GPS星历数据服务器进行更新导航设备内的GPS星历数据，因此，可缩短导航设备再更新星历数据的时间。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种全球定位系统(Global Position System，GPS)星历数据的更新方法，且特别是有关于一种可自动从GPS星历数据服务器更新GPS星历数据的GPS星历数据的更新方法。
【背景技术】
全球卫星定位系统，简称GPS，是由美国发展的一套精确卫星导航定位计划。此全球卫星定位系统共具有26颗人造卫星分布在6个轨道上运转，每个轨道间互呈55度角，使得全球卫星定位系统的使用者在地球上的任何时、地，若无地形或建物设施遮蔽，皆不受天候的影响，而可接收到4～8颗卫星的信号而加以定位。利用此一太空时代的科技，任何人都可轻易地得到正确的位置、速度及时间。
GPS发展计划是由美国国防部主持，再加上运输部参与，并将此技术转移至民间使用，应用在导航定位、精密测量、姿态及标准时间等相关作业上。GPS是结合卫星及无线技术的导航系统，能提供有使用者精确定位、速度及时间。GPS的应用已广泛存在于目前市场，随着卫星科技的进步，许多GPS技术及商机亦正迅速地发展，GPS早期局限于军事单位，其目的针对军事用途，例如战机、船舰、车辆、人员、攻击目的物的精确度定位等。时至今日，GPS已开放给民间做为定位使用，这项结合太空卫星与通信技术的科技，在民间市场已蓬勃的展开，除了能提供精确的定位的外，对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供信息，运用的范围相当广泛，GPS的确充满着无限的商机。
但是在目前的GPS定位中，导航设备必须在空旷地区(天空及周遭无遮蔽物)才能透过导航设备上的GPS天线接收GPS卫星所传来的卫星信号，下载星历数据，当GPS星历下载完成后，才能取得足够的数据完成第一次定位，此过程称为冷启动(cold start)。而这样的定位过程，大约需要45秒～2分钟不等的时间，而如果在收信非常差的地区，此花费的时间将可能更长。
然而，这些所下载的GPS星历数据是具有时效性的，因为天上的GPS卫星不是固定的，同一个GPS卫星每天约会绕行地球两周，以SiRF GPS module为例，所有GPS星历数据的有效保存时间是4小时，若是中间没有进行更新动作，则原始的GPS星历数据在经过4小时后，就失去了定位参考的价值，因此必需要再重新的进行一次cold start过程，但这种必需周期性的更新GPS星历数据的过程，却又相当的花费时间。
因此，近一两年来已有人开发出以具有整体封包无线电服务(GeneralPacket Radio Service，GPRS)的泛欧数字式行动电话系统(Global System forMobile Communications，GSM)手机来作定位。而利用手机来作定位的方式，一般称为辅助全球卫星定位系统(Assisted GPS，AGPS)，其与传统GPS最大的不同之处，在于GPS只利用卫星进行定位，第一次定位与的后每次定位费时长，而AGPS则先透过GSM基地台搜寻使用者的约略位置，再利用GPS卫星做精确定位，不仅可以节省第一次定位时间，由传统的一分钟降低至10秒，的后每次定位所需时间，也由40秒降低至0.1秒，并能克服传统GPS进入室内后，因为卫星收信不佳而无法定位的缺点。
然而，利用AGPS虽然可改善以往GPS定位在更新GPS星历数据时的费时缺点，但若要使用AGPS时，必需要先具备有AGPS功能的手机，且还必需要该电信业者有提供此项服务才能使用，而且GPRS的封包在传递时，电信业者也会收取费用，因此相当的不划算。
【发明内容】
本发明的目的就是在提供一种GPS星历数据的更新方法，其可以在导航设备内的GPS星历数据时间失效后，自动从GPS星历服务器下载并更新GPS星历数据，以缩短传统的GPS星历数据更新时间。
本发明提出一种GPS星历数据的更新方法，适用于当一导航设备内已包含GPS星历数据，此GPS星历数据的更新方法包括首先导航设备开始倒数一预设时间，然后导航设备会透过网络接口搜寻GPS星历数据服务器，并且从此GPS星历数据服务器进行下载动作以更新导航设备内的GPS星历数据。
其中，上述的GPS星历数据服务器为储存目前最新的GPS星历数据。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备以最后所更新的GPS星历数据重新搜寻全球定位卫星。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的预设时间指导航设备内的GPS星历数据的有效时间。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备以间隔时间的方式搜寻GPS星历服务器。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备还另外包括了微处理器，此微处理器用以进行倒数预设时间。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的网络接口指无线网络接口。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的网络接口指蓝芽网络接口。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备使用无线网络方式进行下载动作。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备使用蓝芽网络方式进行下载动作。
依照本发明的较佳实施例所述，其中上述的导航设备的系统电源可以是关闭的状态，而当此导航设备的系统电源为关闭时，此GPS星历数据的更新方法为在导航设备系统的背景进行所有的下载动作。
本发明因采用自GPS星历数据服务器下载GPS星历数据，因此可在GPS星历数据时间失效时，自动由GPS星历服务器下载并更新GPS星历数据，而导航设备则可以经由更新后的GPS星历数据再重新搜寻全球定位卫星，以减少导航设备接收数据的时间，进而缩短cold start所花费的时间。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1绘示依照本发明所提出的一种GPS星历数据的更新方法的步骤流程图。
图2绘示依照本发明所提出另一种GPS星历数据的更新方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
本发明所提出的GPS星历数据的更新方法，其最大的特征在于此更新方法可以在GPS星历数据时间失效时，自动由GPS星历服务器下载并更新GPS星历数据，让导航设备可以依据此更新后的GPS星历数据重新搜寻全球定位卫星，以缩短在传统上更新GPS星历数据上的时间。
请参照图1，其绘示依照本发明所提出的一种GPS星历数据的更新方法的步骤流程图。其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，导航设备可以是智能型手机(Smart Phone)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)或行动电话(mobile phone)，但均不以此为限。
首先，在步骤S101中，此导航设备已经启用，并且在导航设备内亦已经完成下载目前最新的GPS星历数据，例如在本发明的较佳实施例中，此导航设备可以是已经完成例如是冷开机(cold start)动作等一连串的初始化动作。
此时，假设导航设备失去了GPS卫星的信号，则在步骤S103中，此导航设备会开始倒数一预设时间。其中，前述的预设时间可以是此GPS星历数据的有效时间。例如，在先前技术中所提及的，SiRF GPS module的GPS星历数据有效保存时间是4小时，因此，在本实施例中，此预设时间即可以设定为4小时。
当上述的预设时间已经倒数完毕还未接收到GPS卫星的信号时，则导航设备内的GPS星历数据已经失效。此时，本发明会进行步骤S104，就是告知系统，也就是告知导航设备的中央处理器此一信息。
在步骤S105中，导航设备会开始以内建的网络接口，开始搜寻附近是否有GPS星历数据服务器，以准备进行GPS星历数据的更新动作。
在步骤S107中，当导航设备搜寻到GPS星历数据服务器时，会从GPS星历数据服务器进行一下载动作。也就是从GPS星历数据服务器上下载最新的星历数据，以便如步骤S109所述，更新GPS导航设备内的GPS星历数据。
图2绘示依照本发明所提出另一种GPS星历数据的更新方法的步骤流程图。请参照图2，本发明又提供了另一种的实施例。
同样的，在步骤S201中，导航设备会如同图1的步骤S101所述的已经被启用，并且在导航设备内亦已经完成下载目前最新的GPS星历数据。
接着，在步骤S203中，假设使用者将导航设备关闭。此时，在步骤S205中，本发明会开始倒数一预设时间。
在较佳的实施例中，上述的导航设备除了中央处理器的外，还可以包括另一个微处理器，用来独立执行步骤S205的导航动作。借此，导航设备就不用中央处理器来进行计数的工作。
当计数完预设时间后，在步骤S207中，微处理器会唤醒系统，并且在步骤S209中，系统会开始搜寻GPS星历服务器。由于此时导航设备还是处于关机状态，因此上述所有的动作可以是在系统的背景进行工作。也就是说，在导航设备会以最少而必要的硬件来执行上述的动作，而不会启动其它不必要的功能。
当导航设备搜寻到GPS服务器时，会在步骤S211中，从搜寻到的GPS服务器进行一下载动作，如同图1的步骤S107所述的内容。
接着，在步骤S213中，导航设备会借由从GPS星历服务器中所下载的最新GPS星历数据来更新本身所具有的GPS星历数据。
在本实施例中，上述所提及的GPS星历数据服务器，其是由全球定位系统接收机自动负责接收最新的GPS星历数据，并储存在自身所内建的储存装置中，以供导航设备会随时进行更新用，而前述的GPS星历数据至少包含了每一卫星轨道位置、群集等信息，而此GPS星历数据可增进GPS接收机搜寻卫星的速度。
其中，上述所说明的GPS星历数据服务器，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，此GPS星历数据服务器可以例如是由导航设备的使用者自行所架构，或服务商所从事的商业行为，但均不以此为限。
此外，当导航设备在进行搜寻GPS星历数据服务器时，并不会持续的进行搜寻，而是会以间隔时间的方式来进行此搜寻的动作。也就是说，当导航设备进行完一次搜寻GPS星历数据服务器的动作而没有搜寻到时，会隔一段时间后才会再搜寻一次。其次，此导航设备的内建网络接口，可以是无线网络接口，亦可以是蓝芽网络接口。而当此导航设备已经透过内建网络搜寻到附近的GPS星历数据服务器时，导航设备即可以准备自此GPS星历数据服务器进行下载动作以更新原先旧有的GPS星历数据。
而如前所述，此导航设备在下载更新GPS星历数据的时候，此导航设备可透过自身所内建的网络连接至GPS星历数据服务器，然后自GPS星历数据服务器中下载最新的GPS星历数据至导航设备。
然而，此GPS星历数据服务器为服务商所从事的商业行为时，服务商可以例如是在多个区域架设这样的GPS星历数据服务器，而使用者在透过网络连接时，其为设计让使用者为联机至最靠近使用者的GPS星历数据服务器，以确保使用者可以得到正确的GPS星历数据。
在本发明的较佳实施例中，导航设备进行GPS星历数据更新的方式，和上述的搜寻方法一样，其更新的下载方式可以例如是以无线网络方式，或者是以蓝芽网络方式进行此下载更新的动作，但均不以此为限。
另外，除了上述所说明的更新方法的外，此导航设备亦可以经由计算机主机所连结的网络系统搜寻GPS星历数据服务器，以进行GPS星历数据的更新。其中，使用者可利用导航设备与计算机主机间的一通信模式，自计算机主机下载GPS星历数据。而上述所说明的通信模式可以例如是无线传输模式或有线传输模式，且此无线传输模式可以例如是红外线传输、无线电传输或蓝芽传输。
而且，此计算机主机所进行的更新步骤亦可分为同步动作与异步动作二者之一。其中，如果是同步动作时，即表示当导航设备在已经与计算机主机联机后，再使计算机主机联机至GPS星历数据服务器，而在计算机主机接收到最新的GPS星历数据的同时，导航设备亦马上自计算机主机下载GPS星历数据。反的，异步动作则为计算机主机先从GPS星历数据服务器下载与储存GPS星历数据后，导航设备再联机至计算机主机，且再自计算机主机下载GPS星历数据。
最后，在步骤S107的中，当导航设备已经完成了GPS星历数据的更新后，导航设备可以利用此更新的GPS星历数据进行搜寻并完成定位所需要的四颗全球定位卫星的动作。而在导航设备搜寻到四颗全球定位卫星后，其即可自全球定位卫星接收卫星定位信号。接着，导航设备则可以对卫星定位信号作译码，以得到导航设备所在位置的定位数据，进而根据此定位数据(例如是经度、纬度、相对位移速度、相对位移方向角度等等)透过导航设备中的GIS(地理信息系统)地图上显示所在位置。
综上所述，本发明的GPS星历数据的更新方法，其可以在GPS星历数据失效时，自动由GPS星历服务器下载更新GPS星历数据，而导航设备则可以经由更新后的GPS星历数据再重新搜寻全球定位卫星。其中，在由GPS星历服务器下载更新GPS星历数据的过程当中，以透过一般的网络联机方式下载GPS星历数据，而在网络如此发达的今日，对于网络联机的取得是相当容易的，亦即，在可以连接上网络的地方，即可以进行下载GPS星历数据，而且其下载的速度亦会比传统的方式更快。另外，由于导航设备是从GPS星历数据服务器中所储存的GPS星历数据进行更新，因此当使用者处于GPS信号收信状态不佳的地区时，同样可以改善接收GPS星历数据所花费的时间。
Claims (13)
1.一种全球定位系统(Global Positioning System，GPS)星历数据的更新方法，适用于当一导航设备内已包含一GPS星历数据，该更新方法包括：
该导航设备倒数一预设时间；
该导航设备透过一网络接口搜寻一GPS星历数据服务器；
自该GPS星历数据服务器进行一下载动作；
更新该导航设备内的GPS星历数据。
2.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该GPS星历数据服务器储存目前最新的GPS星历数据。
3.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备以更新的GPS星历数据搜寻全球定位卫星。
4.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该预设时间该导航设备内的GPS星历数据的有效时间。
5.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备以间隔时间方式搜寻该GPS星历服务器。
6.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备还包括一微处理器，用以进行倒数该预设时间。
7.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该网络接口为一无线网络接口。
8.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该网络接口为一蓝芽网络接口。
9.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备以一无线网络方式进行该下载动作。
10.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备以一蓝芽网络方式进行该下载动作。
11.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备的系统电源为关闭状态。
12.根据权利要求11所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该GPS星历数据的更新方法在该导航设备系统的背景进行工作。
13.根据权利要求1所述的GPS星历数据的更新方法，其特征在于：该导航设备具有一中央处理器和一微处理器，而该导航设备使用该微处理器倒数该预设时间。
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