CN101410725A - 无助室内全球定位系统接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了特别是在室内环境下能够跟踪非常微弱GPS信号、而不需要来自外部服务器或网络的帮助的GPS接收机。在优选实施例中，GPS接收机最初获取并锁定GPS卫星信号以计算室外的接收机位置。该GPS接收机然后跟踪室内的至少一个卫星信号，以维持用于GPS信号的快速获取的获取参数。为了省电，接收机自动地进到休眠状态并且周期性地唤醒(即，通电)，以便维持所述至少一个卫星信号跟踪。在唤醒状态期间，当为GPS信号的快速获取需要更新星历表数据时，接收机从所述至少一个卫星信号中收集星历表数据。

Description

无助室内全球定位系统接收机
技术领域
本发明涉及基于卫星的导航接收机，更具体地，涉及在微弱信号条件和/或室内操作下的导航信号的有效跟踪和重新获取。
背景技术
全球定位系统(GPS)是由美国国防部建立和操作的基于卫星的无线电导航系统。俄罗斯政府操作的“GLONASS”和欧盟提出的“Galileo”是其它两种重要的基于卫星的导航系统。
GPS允许系统的用户确定他或她在地球表面上的位置。该系统由在大约11,000英里的高度、以大约12小时的周期环绕地球的24颗卫星组成。由于GPS星群(constellation)中一些备用卫星的存在，可以具有多于24颗卫星。这些卫星放置在6种不同的轨道种，使得在任何时间，最小6颗以及最大多于11颗卫星对除了两极区域外的地球表面上的任何用户可见。每颗卫星发送参照原子钟的精确时间和位置信号。典型的GPS接收机锁定该信号并且提取该信号中包含的数据，并且利用来自足够数量的卫星的信号，GPS接收机能够计算其位置、速率、高度和时间。
一些GPS接收机被要求在如树丛中(in foliage)或室内的非常微弱的信号条件下操作。在当前的实践中，接收机可以以从服务器或基站、或基于因特网另外获取帮助消息的形式获得“帮助”。但是提供该类型的帮助要求另外的基础结构，并且可能不是在全部地方可用。同样，接收机要求另外的硬件来接收该帮助消息。因此，存在对开发在微弱或室内信号条件下、以“单机(standalone)”模式操作的GPS接收机的需要。此外，还存在如在E911(增强911)情形下、对于GPS信号的快速获取的需要。除此以外，接收机中的省电也是重要要求。
大多数的单机高灵敏度GPS接收机基于长非相干积分，其涉及平方(squaring)损失，因此在微弱信号条件下花长时间来获取卫星信号的同时减少了可能的增益。美国专利No.6,725,157公开了一种处理，其中GPS接收机首先获取卫星信号并且开始计算室外位置，然后如果可能的话，在移到室内时维持该锁定。美国专利No.6,757,610公开了一种存储如时钟多普勒和接收机速率的一些跟踪/重新获取帮助参数的方法。然而，这些参数只帮助减少搜索频率带宽。美国专利No.6,683,564公开了一种使用导航数据字HOW的已知内容的模式匹配的技术，但是该方法涉及从本地服务器获得HOW。美国专利No.5,768,319讨论了一种多帧叠加以改进灵敏度的方法。该叠加在最后阶段进行，并且不使用I和Q分量。美国专利No.6,661,756预测长时间积分的导航数据。该预测的数据主要包括星期的时间、星期号等。该预测的数据用于去除数据调制。美国专利No.6,295,023公开了一种改进灵敏度的时序帮助方案。该帮助可以来自网络或来自许多卫星，但是不是将如本发明所示的通过至少一个卫星，并且实现方法不同于将在本发明中呈现的方案。美国专利No.6,424,890要求保护一种以各种时间标记用于卫星轨道确定的插值的方法。但是没有公开基于多项式的星历表(ephemeris)提取方法。美国专利No.5,731,787和美国专利No.5,587,716公开了只在DGPS取消(blank-out)期间使用多项式来预测数据。美国专利No.5,430,657公开了一种使用多个接收机预测卫星位置的方法。这不涉及预测星历表而只用于测试星历表是否被损坏。此外，公开的美国专利申请2005/0035904公开了一种基于表格的星历表预测。最后，美国专利No.4,601,005公开了使用FFT技术的单个卫星跟踪。
因此，现有技术显示没有技术可用于特别是在室内环境中以单机模式跟踪和重新获取GPS信号，并且需要减少成本和网络接口问题的方法。此外，目前GPS接收机设计技术没有处理在室内环境中的微弱信号条件下的高动力学环境。
因此，存在对在微弱信号条件下、特别是在室内环境中能够跟踪和重新获取GPS信号的单机GPS接收机的需要。这种单机GPS还将通过不从外部服务器或网络请求帮助来减少成本和网络接口问题。还存在对具有有效省电模式同时能够在需要时下载星历表和年历(almanac)的单机GPS接收机的需要。此外，存在对能够在微弱信号条件下在高动力学环境中操作的单机GPS接收机的需要。
在许多应用中需要GPS信号的快速获取。因此，存在对更新接收机中的星历表数据、预测用于模式匹配的数据等的需要，该星历表数据有助于用于多普勒估计的从接收机到卫星的距离的精确估计。还存在对替代耗时的非相干积分的长相干积分的需要。当可见卫星列表改变时，卫星的连续跟踪也是重要的。当没有直接卫星信号可用时，存在对基于较不精确的多径信号的位置计算装置的需要。此外，还存在为更好精确度利用过期星历表而不是年历的需要。
发明内容
本发明提供能够在室内环境中跟踪非常微弱的GPS信号、而不需要来自外部服务器或网络的帮助的GPS接收机。
在优选实施例中，提供了一种单机GPS接收机，该GPS接收机通过在休眠状态和唤醒状态之间切换接收机来省电，通过一直跟踪至少一个卫星以得到GPS时钟来快速重新获取卫星信号，并且GPS接收机在断电期间利用室内环境来预测时钟和代码漂移(code drift)。在该实施例中，GPS接收机最初在室外获取并锁定到GPS卫星信号以计算接收机位置。该GPS接收机然后在室内跟踪至少一个卫星信号以维持GPS信号的快速获取的获取参数。为了省电，该接收机自动进入休眠状态并周期性唤醒(即，通电)，以维持所述至少一个卫星信号跟踪。在唤醒状态期间，该接收机测试接收信号的信号强度。如果信号强度足够强，则当星历表数据需要被更新用于GPS信号的快速获取时，继续从所述至少一个卫星信号收集星历表数据。此外，该接收机使用来自所述至少一个卫星信号跟踪的星历表数据来导出时钟校准参数，以维持接收机时钟与GPS系统时钟的同步，这有助于GPS信号的快速获取。
在另一实施例中，该接收机使用长积分获取微弱GPS信号。
在另一实施例中，电源保持关闭比电源打开长得多的时间以实现大的省电。
在另一实施例中，如果信号强度对于星历表数据收集不够强，则接收机进入休眠状态，并且在固定量的时间后再次尝试以重新获取信号。
在另一实施例中，如果星历表数据不可用，则接收机使用多项式外插(polynomial extrapolation)来预测星历表数据。
在另一实施例中，通过叠加连续的导航数据帧和/或若干导航数据帧的多数表决(voting)提取星历表数据。
在另一实施例中，接收机使用如Z计数、HOW等的已知模式的模式匹配来便利长相干积分和校正叠加。
在另一实施例中，当目前卫星进行到地平线以下时，接收机改变跟踪的卫星。
在另一实施例中，当存在由于高动力学导致的宽频率摆动时，使用快速傅立叶变换(FFT)技术确定载频。这也允许接收机在高动力学信号接收环境中操作。
在另一实施例中，滑动窗技术被用于减少FFT计算的时间。
当结合附图描述时，本发明的上面的和其它的优点将从以下更具体的描述中变得明显。意图在于，上面的优点能够通过本发明的不同方面分开地实现，并且本发明的另外的优点将包括上面独立的优点的各种组合，使得从组合的技术中可以获得增强效果。
附图说明
图1是根据本发明实施例的GPS接收机的功能方块图。
图2是显示根据本发明实施例的GPS信号获取和跟踪的流程图。
图3是显示根据本发明实施例、在省电模式下的至少一个卫星信号的跟踪的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的GPS接收机的功能方块图。RF前端100处理在天线(未显示)处接收的RF信号。传统RF前端100的操作包括放大、下转换、以及模拟到数字转换。RF前端100从其模拟到数字转换器(ADC)输出(未显示)输出中间频率(IF)信号101到接收机的基带部分。RF前端100将接收的RF下转换为中间频率(IF)用于基带处理。使得IF信号101对两路径可用，该两路径的一个是同相(I)而另一个是正交(Q)。在I路径中，IF信号101在IF混频器102中与由直接数字频率合成器(DDFS)106生成的本地频率信号同相相乘，以产生同相(I)分量107。在Q路径中，IF信号101与DDFS频率正交(即，具有90度的相移)相乘，以产生正交(Q)分量108。DDFS 106由载波数控振荡器(NCO)105驱动。此外，载波NCO105从处理器113接收相位和频率校正。因为该校正，所以DDFS频率和相位几乎与IF信号101的频率和相位相同。结果，由IF混频器102和103产生的I和Q信号接近零载波频率。换句话说，IF混频器102和103的输出I 107和Q 108从载波(IF)剥离或去除。I和Q信号可以被低通滤波以移除等于IF频带两倍的高频分量。
I分量107和Q分量108分别在相关器109和110中与由伪随机(PN)发生器111生成的本地生成的PN序列相关。该PN序列对应在该时间正由基带部分处理的信道。PN序列发生器111由代码NCO 112驱动。通过从处理器113到代码NCO 112的校正反馈，使得本地代码发生器频率等于I和Q路径的代码率。此外，处理器113发送信号到PN代码发生器111以设置本地生成的代码的启动相位。NCO 112提供正确的时钟信号给相关器109和110。例如，NCO 112提供时钟信号以在信号获取阶段在每PN芯片生成两个样本，而在跟踪阶段期间在每PN芯片生成三个样本。SYS CLK 104给NCO 105和NCO 112提供共同的时钟同步信号。各相关器输出值然后以毫秒间隔、以1ms样本的形式被发送到处理器113，其中每个1ms样本为1023芯片长度的一个PN序列的相关的结果。处理器113可以使用数字信号处理器(DSP)核心实现。优选地，处理器能够执行快速数学加强操作。如以下将详细描述的，信号的随后处理在处理器113中发生。接收机基带部分的额外细节可以在于2005年5月6日提交的、名为“Efficient And Flexible GPS basebandArchitecture”的美国专利申请序列No.11/123,861中找到，其说明书在此通过引用全文并入。
处理器113从上述GPS基带部分接收1毫秒积分的(相关的)I和Q值。为了获取处理器113中的GPS信号，搜索所有停留(dwell)(即，各对载频和代码相位值)。这是二维搜索。相干积分和非相干积分是用于获取GPS信号的两种常用积分方法。在相干积分中，I和Q分量被分开地相加，而在非相干积分中，各值被平方并相加。因此，非相干积分涉及平方损失，因此效率较低。另一方面，相干积分要求低的剩余载频或更多频率库(bin)用于搜索。因此，对于相等的积分时间，在更大计算负载的成本下相干积分提供更好的信号增益。因此，在实践中使用了相干和非相干积分的组合。如果接收的信号微弱或具有低的信噪比，则要求相干和非相干积分的长的组合。因此，相干和非相干积分的持续时间依赖于接收信号的信噪比。信噪比越低，积分时间越长。
GPS星群中的每个卫星以50位/秒的速率传输导航数据流，也已知为Nav(导航)数据。导航数据流包括关于卫星的位置(星历表)、卫星的健康、GPS时间的校正、以及电离层和对流层传播校正参数的信息、以及关于其它卫星位置(年历)的不太精确的信息，所有都以50位/秒连续传输。该数据流可以被分组为子帧、帧和超帧，每个子帧包含300位，每个帧包含5个连续子帧，以及每个超帧包含25帧。因此，子帧的传输持续时间为6秒，并且帧为30秒，而超帧具有12.5分钟的持续时间。每个子帧包括10个字，每个字中有30位。每个30位字加之前字的最后两位被编码为具有32个符号和26个信息位的扩展汉明(Hamming)(32，26)块码。这里，只有24位是真实信息位。在所有子帧中的第一字是TLM(遥测)字。该TLM字的前8位是由10001011表示的前同步码(preamble)。该字的其它位没有使用。类似地，任何子帧的下一个字为HOW(移交字)字。也已知为HOW字的前17位为截取的19位的TOW(星期时间)。它表示以Z计数(一个Z计数为1.5秒)形式的下一子帧的开始的GPS时间，或者表示从星期的开始起的子帧的数目。从子帧到子帧这应当增加1，因此用作对正确同步的检查。任何子帧的第二字的下两位是同步和动量(momentum)标志，并且通常不使用。下三位是子帧ID(可能的值为1、2、3、4、5或001、010、011、100和101)。这些数据将用于子帧匹配。第二字中的其它位涉及校验位，在位置29和30的最后两位总是“0”，标识解码的数据位的正确极性需要它。第一子帧的第三字的前10位提供星期号并且在一个星期中是恒定的。因此，除了前同步码外，这10位可以在一个星期时间段中用于模式匹配。但不同于前同步码，该模式在30秒内只重复一次。
现在将描述根据本发明实施例的GPS接收机的操作。在电源打开时，假设GPS接收机处于室外环境、或处于信号对于初始获取足够强的环境。一旦接收机已经获取足够数量的卫星信号并且计算了接收机位置，接收机将可以被移到室内。然而，该初始获取也可以利用非常微弱的卫星信号来完成。在移到室内后，接收机跟踪至少一个卫星信号。室内环境的特性之一是较小的动力学，其导致由于接收机运动的多普勒位移的非常小的改变，以及具有低SNR的较小的温度变化。因此，可以使用长积分维持至少一个卫星信号的跟踪。当信号足够强时，该卫星信号的连续跟踪提供其它GPS卫星信号的非常快的重新获取所需的实时时钟。为了省电，接收机自动进入断电(休眠)模式，并且周期性通电(唤醒)以维持至少一个卫星跟踪。为了节省显著电力，休眠时间段与唤醒时间段相比大。如代码相位、载波频率偏置等的获取参数的在先估计，使用在通电或唤醒时间段期间的收集的温度补偿晶体振荡器(TCXO)计数和延迟锁相环(DLL)进行补偿。关于TCXO计数和DLL补偿的进一步细节能够在与本申请相同日期提交的、名为“Timing CalibrationFor Fast Signal Reacquisition In Navigational Receivers”的共同未决美国专利申请序列号XX/XXX,XXX中找到，其说明书在此通过引用全文并入。
图2是显示在由根据实施例的GPS接收机进行的微弱GPS信号的获取和跟踪中涉及的步骤的流程图。在步骤201，例如120毫秒长的信号样本的大量相关的1ms样本被收集和存储在存储器中用于进一步处理。如以下在步骤202中所述的，这些存储的样本被用于长相干积分以获取GPS信号。
输入信号的长相干积分要求大量的频率库或低的残留载波频率。如果相干积分时间为Tc秒，则载波频率应当小于1/2Tc Hz。除了该低的频率要求外，在积分时间多于20毫秒时还必须移除信号中的导航数据位。如果这些数据位没有被移除，则样本的反转可能出现并且积分结果没有用，因为出现了总和中的抵消。
因此，必须移除嵌入的数据位。但是如之前解释的，这些数据位的大多数不是已知的先验(a priori)，除了在每个子帧的开始的前同步码。此外，导航数据位边缘与一微秒样本同步，即，数据位边缘将在样本之一在20毫秒间隔内呈现。当然，这假设在该间隔内存在数据位极性改变，因为在不能检测到导航数据位边缘的情况下具有相同极性的连续数据位是可能的。因此，前同步码起始与每个连续的一毫秒样本对齐作为起始点，并且执行要求的相干积分。当接收的信号中的数据匹配在一毫秒样本之一的该本地前同步码时，相干积分得到大的值。阈值能够通过大量先前试验确定。因此，无论何时相干积分超过该阈值，都可以采取本地复制与接收的信号的对齐。由于星期号通常已知，还可以使用10位的星期号替代前同步码或使用这两者。当时间信息可用时，也可以使用HOW字。当使用星期号或HOW字时，可以确定分开的阈值。因此，导航数据的已知的前同步码或HOW字或星期号在延伸超过若干NAV数据位的持续时间上的相干积分中被采用。由于阈值可以由先前试验或实验确定，所以当计算的积分值高于预定阈值时，前同步码或HOW字或星期号被标识。在此情形中，因为干扰或噪声，可能获得超过一个具有大于阈值的积分值的位置。在前同步码或HOW重复时，实际的位置可以在6秒后通过相干积分确定。但是HOW的值将增加1。例如，当积分和6秒后的类似积分都超过阈值时，可以确定实际位置。另一方面，当使用星期号时，相干积分应当在30秒后重复，30秒为星期号的重复时间。积分可能不得不重复若干次以便确认单个位置。因此，通过以规则的预定时间间隔积分若干次确认了前同步码或HOW或星期号同步，预定时间间隔为模式的重复时间。
因此，通过使用导航数据前同步码或已知HOW字或星期号并且采用长相干积分，在步骤202中获取了GPS信号。如果信号不能获取，则接收机可以进入休眠模式，并且在一些时间延迟(例如，15分钟)后唤醒并尝试获取信号。如果存储的星历表超过例如2小时，则在步骤203中可以从信号收集新的星历表。唯一不同于年历的是，跟踪的卫星的星历表能够被收集。但是所有卫星的年历可以从单个卫星信号收集。在步骤203，接收机可以收集并存储每个可见卫星的星历表。一旦获取并跟踪了足够数量的卫星，接收机的位置就被计算和存储在存储器中，如在步骤204中所示。优选地，存储器为不要求电源来保持存储的数据的非易失性闪存。在步骤205中，接收机然后进入至少一个卫星跟踪模式。在至少一个卫星跟踪模式中，接收机跟踪至少一个卫星信号并在休眠模式和唤醒模式之间切换以省电。以下将参照图3详细讨论至少一个卫星跟踪模式。在步骤206中，如果接收机在至少一个卫星跟踪模式中退出休眠模式后长时间不能跟踪任何卫星，则在步骤207中接收机尝试使用存储在接收机中的旧的星历表或年历来重新获取信号。在步骤207中，如果接收机不能重新获取信号，则接收机可以进入休眠例如15分钟，并且再次尝试。除了这些功能外，接收机可以搜索从地平线出现的新卫星。要求这个以便在当前卫星移出视线外时切换到新卫星。为了新卫星的获取，接收机使用存储的星历表。此外，为了新卫星的获取，当星历表不可用时接收机可以使用年历。另一方面，如果旧的星历表可用，则通过外插可用的过期值可以获得更好的星历表值。因此，当星历表不能下载或过期时，可以通过预测星历表的值获得更好的近似。用于预测的若干方法是可能的。在现有技术中要求保护了基于表格的方法，因此这里采用了使用多项式外插预测过期星历表的值。多项式阶数依赖于星历表参数。这些参数的一些可以改变非常小，而另外一些可以改变大的值。
图3是用于维持用于快速获取或重新获取的GPS时钟的至少一个卫星跟踪模式的流程图。在步骤301，接收机收集星历表持续例如18(或30)秒，并且信号的快速获取所需的时钟校准参数被计算和存储在接收机上的存储器中。时钟校准参数也可以稍后计算。如何计算时钟校准参数以及其它获取参数的细节在与本申请相同日期提交的、名为“Timing Calibration For Fast SignalReacquisition In Navigational Receivers”的共同未决美国专利申请序列号XX/XXX,XXX中给出，其说明书之前已通过引用并入。简单来说，星历表和存储的、在移到室内前于室外采集的接收机位置被用于计算用于GPS信号的快速获取或重新获取的时钟校准参数和其它获取参数。
在步骤302，接收机进入休眠状态例如732(或720)秒，其中732(或720)+18(或30)等于750秒，这是一个超帧的持续时间(12.5分钟)，并且时间T_OFF被设置为0。T_OFF在步骤308中递增直到其达到732(或720)秒。在步骤303中，在处于休眠模式732(或720)秒后，在步骤304中，接收机“通电”并使用存储的参数来预测获取参数(即时钟和代码相位)以重新获取卫星信号。如果在例如5秒后重新获取不成功，则在步骤309接收机再次进入休眠状态5分钟或更多，并且再次尝试重新获取信号。该过程持续直到获取成功。一旦接收机获取了信号，在步骤306中它跟踪卫星信号18秒(或30秒)。同时，在步骤307，如果存储的星历表是旧的，则如果新的星历表可用接收机就可以下载特定的卫星星历表。否则，在步骤303中接收机再次存储重新获取参数并进入休眠状态732(或720)秒。定时器T_OFF如在步骤310中被适当设置或如在步骤308中递增。
一旦信号已经被获取，就必须提取嵌入的星历表数据。因为SNR(信噪比)可能非常低，所以可能不可以确定所有数据位的确切的数据极性。可能存在可能小于0.001的小概率的位错误。在这种情况下，导航数据帧的各位的相加结果给出真实位值的较好估计。该相加可以以积分的I和Q分支两者执行。因此收集了若干导航数据帧，其每个包括具有30秒的帧持续时间的5个子帧。由于不同帧中的相同位为错误的概率非常低，所以通过在接收机中的同相和正交路径两者中的若干连续导航数据帧的叠加改进了信噪比。还可以分开检查若干帧上的每个位并做出决定。因此，可以基于对每个位的若干连续导航数据帧的多数表决，通过多数表决决定改进信噪比。随着信噪比降低，位错误的概率增加，所以需要更大量的帧来做出正确决定。因此，使用的导航数据的数量依赖于信噪比。当进行若干帧的叠加以提取数据位时，必须正确对齐各帧。因为子帧中的前同步码是已知的，所以前同步码可用于各帧的正确叠加。下述情况是可能的：前同步码中的一位可能为错误，并且为了处理这种情况任何预定或已知的导航数据字可用于各帧的正确叠加。在其它预定字中，该另外的模式或字包括星期号或HOW。
接收机能够处于唤醒或休眠状态的持续时间依赖于时钟信息维持得如何。定时信息精确度越好，断电时间可以越长，并且相关的电力浪费可以减少。此外，利用精确的参数重新获取也可以更快。为了维持良好的定时信息，实现了时间匹配和补偿方案。
在跟踪期间，当由于高动力学而存在宽的频率变化时，例如长的快速傅立叶转换(FFT)的适当频域技术可以用来确定载波频率。因此，长的FFT被计算，并且峰值确定载波频率。因为得到的大量频率分量，所以高动力学信号能够被容易地跟踪。长的FFT得到更好精度频率分量。然而，用于长的FFT计算的样本可能不得不收集长的时间段。为了减少FFT计算的时间，频域技术可以是基于滑动窗的。该技术使用用于之前的FFT计算的旧的样本与稍后收集的新的样本。例如，该技术可以使用128个旧的样本与128个新的样本，使得每128毫秒而不是256毫秒计算FFT。该滑动比或新的样本与旧的样本的比依赖于接收机动力学。在FFT的计算中，对每个样本补偿由于以往的变化多普勒而导致的随后的样本的相位位移。
在优选实施例中，由处理器113执行积分、数据位提取和FFT。优选地，处理器113在能够执行如本领域所知的快速数学增强操作的DSP核心上实现。
尽管已经以当前优选实施例的形式描述了本发明，但是要理解的是，本公开不要被解释为限制。在已经阅读了上述公开后，各种替代和修改将毫无疑问地对本领域技术人员变得明显。因此，旨在权利要求书被解释为覆盖所有落入本发明“真实”的精神和范围内的所有替代和修改。

Claims (50)

1.一种用于在微弱信号条件下操作基于卫星的导航接收机的方法，包括：
使用长积分获取卫星信号；
在休眠状态和唤醒状态之间切换接收机以省电；
在唤醒状态期间跟踪至少一个卫星信号；
当为快速获取需要更新星历表数据时，尝试在唤醒状态期间从所述至少一个卫星信号中收集星历表数据；以及
如果接收机在唤醒状态期间不能获取所述至少一个卫星信号，则将接收机切换到休眠状态，并且在预定时间段之后重新尝试重新获取所述至少一个卫星信号。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使用来自所述至少一个卫星信号的星历表数据来将接收机时钟与GPS时间同步。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述长积分包括长相干积分。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述长积分包括长非相干积分。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述长积分的持续时间依赖于卫星信号的信噪比。
6.如权利要求1所述的方法，其中休眠状态的时间段在(720到730秒)*n的范围内，其中n是整数，而唤醒状态的时间段在18到30秒的范围内。
7.如权利要求1所述的方法，还包括当接收机不再能够跟踪所述至少一个卫星信号时，切换到新的卫星信号。
8.如权利要求1所述的方法，还包括通过叠加所述至少一个卫星信号中的多个连续的数据帧，提取星历表数据。
9.如权利要求8所述的方法，其中接收机具有同相和正交路径，并且连续的导航帧在同相和正交路径中叠加。
10.如权利要求8所述的方法，还包括使用数据帧中的前同步码来正确地叠加所述多个连续的数据帧。
11.如权利要求8所述的方法，还包括使用数据帧中的预定的字来正确地叠加所述多个连续的数据帧。
12.如权利要求8所述的方法，其中数据帧的数量依赖于所述至少一个卫星信号的信噪比。
13.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述至少一个卫星信号中多个连续的数据帧的多数表决提取星历表数据。
14.如权利要求1所述的方法，其中在星历表数据不可用时，接收机使用年历数据。
15.如权利要求1所述的方法，其中当接收机在室内操作时，所述至少一个卫星信号的跟踪发生。
16.如权利要求1所述的方法，还包括当长积分延长超过几个导航数据位的持续时间时，采用前同步码、HOW字或星期号。
17.如权利要求16所述的方法，还包括当长积分具有大于预定阈值的值时，标识所述前同步码、HOW字或星期号。
18.如权利要求16所述的方法，还包括通过以预定时间间隔积分几次，将长积分与所述前同步码、HOW字或星期号同步。
19.如权利要求1所述的方法，还包括使用频域技术来处理由于高动力学导致的宽的频率变化。
20.如权利要求19所述的方法，其中频域技术包括计算快速傅立叶变换。
21.如权利要求20所述的方法，其中快速傅立叶变换计算基于滑动窗。
22.如权利要求1所述的方法，还包括当星历表数据不可用时，预测星历表数据。
23.如权利要求22所述的方法，其中使用多项式外插来预测星历表数据。
24.如权利要求1所述的方法，其中长积分为长相干积分并且导航数据被用于便利长相干积分。
25.如权利要求1所述的方法，其中卫星信号从GPS卫星传输。
26.如权利要求1所述的方法，其中卫星信号从GLONASS或Galileo导航系统传输。
27.一种导航接收机，包括：
射频前端，用于接收卫星信号；
基带部分，用于将接收的卫星信号处理为相关的值；以及
处理器，用于积分所述相关的值以获取卫星信号，其中所述处理器在休眠状态和唤醒状态之间切换接收机，所述处理器尝试在唤醒状态时获取至少一个卫星信号，并且当为快速获取需要更新存储在接收机中的星历表数据时，所述处理器从所述至少一个卫星信号中收集星历表数据。
28.如权利要求27所述的导航接收机，其中处理器计算室内的接收机位置，并且将接收机位置存储在存储器中。
29.如权利要求28所述的导航接收机，其中处理器从收集的星历表数据和存储的接收机位置中计算获取参数。
30.如权利要求27所述的导航接收机，其中处理器对所述相关的值执行长相干积分。
31.如权利要求29所述的导航接收机，其中所述长积分的持续时间依赖于卫星信号的信噪比。
32.如权利要求27所述的导航接收机，其中休眠状态的时间段在(720到730秒)*n的范围内，其中n是整数，而唤醒状态的时间段在18到30秒的范围内。
33.如权利要求27所述的导航接收机，其中在接收机不再能够跟踪所述至少一个卫星信号时，处理器切换到新的卫星信号。
34.如权利要求27所述的导航接收机，其中处理器通过叠加所述至少一个卫星信号中的多个连续的数据帧，提取星历表数据。
35.如权利要求34所述的导航接收机，其中基带部分具有同相和正交路径，并且处理器在同相和正交路径中叠加连续的导航帧。
36.如权利要求34所述的导航接收机，其中处理器使用各数据帧中的前同步码来正确地叠加所述多个连续的数据帧。
37.如权利要求34所述的导航接收机，其中处理器使用各数据帧中的预定的字来正确地叠加所述多个连续的数据帧。
38.如权利要求34所述的导航接收机，其中数据帧的数量依赖于所述至少一个卫星信号的信噪比。
39.如权利要求27所述的导航接收机，其中处理器基于所述至少一个卫星信号中多个连续的数据帧的多数表决提取星历表数据。
40.如权利要求27所述的导航接收机，其中在星历表数据不可用时，处理器使用年历数据。
41.如权利要求27所述的导航接收机，其中当接收机在室内操作时，处理器跟踪至少一个卫星信号。
42.如权利要求27所述的导航接收机，其中当长积分延长超过几个导航数据位的持续时间时，处理器采用前同步码、HOW字或星期号。
43.如权利要求42所述的导航接收机，其中当长积分具有大于预定阈值的值时，处理器标识所述前同步码、HOW字或星期号。
44.如权利要求42所述的导航接收机，其中处理器通过以预定时间间隔积分几次，将长积分与所述前同步码、HOW字或星期号同步，所述预定时间间隔为所述前同步码、HOW字或星期号的重复时间。
45.如权利要求27所述的导航接收机，其中处理器使用频域技术来处理由于高动力学导致的宽的频率变化。
46.如权利要求46所述的导航接收机，其中频域技术包括计算快速傅立叶变换。
47.如权利要求46所述的导航接收机，其中快速傅立叶变换计算基于滑动窗。
48.如权利要求27所述的导航接收机，其中当星历表数据不可用时，处理器使用多项式外插来预测星历表数据。
49.如权利要求27所述的导航接收机，其中卫星信号从GPS卫星传输。
50.如权利要求27所述的导航接收机，其中卫星信号从GLONASS或Galileo导航系统传输。
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