CN101661092B - 卫星导航设备、卫星导航接收装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星导航设备、卫星导航接收装置及其控制方法。该卫星导航接收装置包括：处理单元，用于根据多个卫星信号定位卫星导航接收装置；耦合于处理单元的时钟生成器，用于提供参考时钟给处理单元；及耦合于处理单元和时钟生成器的电源管理接口，用于控制卫星导航接收装置在多个操作状态之间的转换，其中，该操作状态包括当处理单元断电而时钟生成器上电时的休眠状态。本发明的卫星导航接收器可根据用户需求和系统需要运行于多个操作状态。因此，卫星导航接收器的效率可得到提高。此外，当卫星导航接收器运行在闲置状态、休眠状态或关闭状态时，卫星导航接收器的能耗可得到降低。

Description

卫星导航设备、卫星导航接收装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种卫星定位系统，特别是涉及一种卫星导航接收装置和控制方法。 

背景技术

卫星导航系统，例如：全球定位系统(global positioning system，GPS)，支持卫星导航接收器，例如：GPS接收器，根据卫星信号测定该卫星导航接收器的位置。全球定位系统可包括由超过24个绕地球轨道运行的GPS卫星组成的卫星群。在地球表面的特定时间和特定地点，可有至少四个GPS卫星可见。每个GPS卫星在一个预设频率下连续的广播GPS信号。GPS信号包含卫星的时间和绕轨道运行的信息。GPS接收器可同步接收至少四个GPS卫星发送的GPS信号。根据至少四个GPS卫星的时间和绕轨道运行的信息，可计算出GPS接收器的地理坐标，例如：经度、纬度和海拔高度。 

目前，车辆和电子设备(例如：个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)和移动电话)可配备GP S接收器。GPS接收器可包括多个捕获信道和跟踪信道，并可运行在增强状态或普通状态。在增强状态下，所有的捕获信道和跟踪信道被启动，用于捕获和跟踪GPS卫星。如果跟踪到超过四个卫星，GPS接收器可转换到普通状态。在普通状态下，只有一个或两个信道可被启动。如果部分被跟踪的GPS卫星的GPS信号丢失，GPS接收器可切换到增强状态。然而，现有技术中的GPS接收器具有相对高的能耗。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种具有低能耗的卫星 导航接收装置以及控制方法。 

本发明的卫星导航接收装置包括：处理单元，用于根据多个卫星信号定位卫星导航接收装置，所述处理单元由系统电能供电；耦合于处理单元的时钟生成器，用于提供参考时钟给处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电；及耦合于处理单元和时钟生成器的电源管理接口，用于通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制卫星导航接收装置在多个操作状态之间转换，其中，操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当处理单元断电而时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪提供所述卫星信号的多个卫星，其中，所述工作状态包括当所述信道全部被开启的增强状态、当预设数目的信道被关闭而其他信道被开启的普通状态以及当所述信道全部被关闭时的闲置状态，所述电源管理接口通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述卫星信号的传播时间是根据所述参考时钟进行计量的。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述休眠状态的持续时间是根据所述参考时钟进行计量的。 

本发明所述的卫星导航接收装置，还包括：耦合于所述电源管理接口的控制器，用于提供多个控制信号给所述电源管理接口，以控制所述操作状态之间的所述转换。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述控制信号是由机器可执行的导航软件程序产生的。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述控制信号是响应硬件操作而产生的。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述电源管理接口控制所述卫星导航接收装置交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置，所述电源管理接口控制所述卫星导航接收装置运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述卫星导航接收装置接收到用以激活所述处理单元的信号。 

本发明还提供了一种卫星导航接收装置的控制方法，其包括：处理单元根据多个卫星信号定位卫星导航接收装置，所述处理单元由系统电能供电；时钟生成器提供参考时钟给处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电；及通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制卫星导航接收装置在多个操作状态之间转换，其中，操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当处理单元断电而时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置的控制方法，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪产生所述卫星信号的多个卫星，其中，所述控制所述卫星导航接收装置在多个操作状态之间的转换的步骤还包括：工作状态时开启全部所述信道，以控制所述卫星导航接收装置进入增强状态；工作状态时关闭预设数目的信道且开启其他信道，以控制所述卫星导航接收装置进入普通状态；工作状态时关闭所述信道中的所有信道，以控制所述卫星导航接收装置进入闲置状态；以及通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置的控制方法，还包括：控制所述卫星导航接收装置交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。 

本发明所述的卫星导航接收装置的控制方法，还包括：控 制所述卫星导航接收装置运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述卫星导航接收装置接收到用于激活所述处理单元的信号。 

本发明还提供了一种卫星导航设备，其包括：卫星导航接收器、控制器和显示装置。卫星导航接收器具有多种操作状态，该卫星导航接收器包括：处理单元，用于根据多个卫星信号产生多个坐标信号，所述处理单元由系统电能供电；及耦合于处理单元的时钟生成器，用于提供参考时钟给处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电。控制器耦合于卫星导航接收器，用于通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制卫星导航接收器在多种操作状态之间的切换，其中，该操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当处理单元断电而时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态。显示装置耦合于卫星导航接收器，用于根据坐标信号显示卫星导航设备的位置。 

本发明所述的卫星导航设备，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪产生所述卫星信号的多个卫星，其中，所述工作状态包括当所述信道全部被开启的增强状态、当预设数目的信道被关闭而其他信道被开启的普通状态以及当所述信道全部被关闭时的闲置状态，所述控制器通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。本发明所述的卫星导航设备，所述卫星导航接收器交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。 

本发明所述的卫星导航设备，所述卫星导航接收器运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述导航设备接收到用于激活所述处理单元的信号。 

本发明所述的卫星导航设备，所述控制器监测所述显示装 置的状态，并根据所述显示装置的所述状态控制所述操作状态之间的所述转换。 

本发明所述的卫星导航设备，所述操作状态之间的所述转换是由安装在所述控制器中的机器可执行的导航软件程序来控制的。 

本发明所述的卫星导航设备，所述控制器监测所述卫星导航设备上的多个按钮的状态，并根据所述按钮的所述状态控制所述操作状态之间的所述转换。 

与现有技术相比，本发明的卫星导航接收器可根据用户需求和系统需要运行于多个操作状态。因此，卫星导航接收器的效率可得到提高。此外，当卫星导航接收器运行在闲置状态、休眠状态或关闭状态时，卫星导航接收器的能耗可得到降低。 

图1A所示为根据本发明一个实施例的GPS设备的结构框图； 

附图说明

图1B所示为根据本发明一个实施例的处理单元的实例； 

图2所示为根据本发明一个实施例的GPS设备的操作模式的实例； 

图3所示为根据本发明一个实施例的连续定位模式下的GPS接收器的操作状态的实例； 

图4所示为根据本发明一个实施例的连续定位模式下的GPS接收器的操作流程图； 

图5所示为根据本发明一个实施例的间歇定位模式下的GPS接收器的操作状态的实例； 

图6所示为根据本发明一个实施例的需求定位模式下的GPS接收器的操作状态的实例； 

图7所示为根据本发明一个实施例的GPS接收器的操作状态的另一实例；以及 

图8所示为根据本发明一个实施例的卫星导航设备的操作流程图。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。 

以下将对本发明的具体实施方式进行阐述。本发明将结合一些具体实施例进行阐述，但本发明不局限于这些具体实施例。对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

以下具体描述中的某些部分是以流程、逻辑块、处理过程和其他对计算机存储器中数据位的操作的象征性表示来呈现的。这些描述和表示法是数据处理领域内的技术人员最有效地向该领域内的其他技术人员传达他们工作实质的方法。在本申请中，流程、逻辑块、处理过程或相似的事物，被构思成有条理的步骤或指令的序列以实现想要的结果。所述的步骤是需要对物理量进行物理操作的步骤。通常，但不是必然的，这些物理量的形式可为电信号或磁信号，其可在计算机系统中被存储、传输、合并和比较等等。 

然而，应该明白的是，这些术语及其相似表述都与适当的物理量相关，并仅仅是运用于这些物理量的便利的标记。除非在之后的讨论中特别说明，在本申请的全部内容中，运用“定位”、“提供”、“切换”或类似术语之处，指的都是计算机系统或类似电子计算设备中的操作和处理过程，所述的计算机系统对以物理(电子)量形式存在于所述计算机系统的寄存器和存储器中的数据进行操作，并转换为类似地以物理量形式存在于所述计算机系统的寄存器、存储器或其他此类信息存储、传输或显示设备中的其他数据。 

在此所述的实施例是以计算机可执行指令为讨论的大背景的，所述的计算机指令可位于某种形式的计算机可用的介质(如，程序模块)中，被一个或多个计算机或其他设备执行。通常，所述程序模块包括可执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、编制程序、对象、元件、数据结构等。所述程序模块将在不同的实施例中结合或分开描述。 

作为举例，且并不局限于其中，计算机可用的介质可包括计算机可读存储介质和通信介质。计算机可读存储介质包括以任何方法或技术实现的用以存储信息的挥发性和非挥发性的、移动和不可移动的介质，所述信息可为计算机可读的指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机可读存储介质包括(但不局限于)：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术，光盘ROM(CD-ROM)，多功能数码光盘(DVD)或其他光学存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁的存储器设备，或任何其他可被用来存储所需信息的存储介质。 

通信介质可具体化为计算机可读的指令、数据结构、程序模块或其他已调制的数据信号(如，载波或其他传输机制)中的数据，并包括任何信息传输介质。所述的“已调制的数据信号”指有一个或多个特征集或遵循某种信号信息编码方式变化的信号。作为举例，且并不局限于其中，通信介质包括：有线介质，如有线网络或直线连接；和无线介质，如声学的、无线电的(RF)、红外线的和其他无线的介质。上述任何介质的组合都应包括在计算机可读介质的范围内。 

本发明的实施例提供了一种卫星导航接收器，用于根据卫星信号计算该卫星导航接收器所处的地理位置。卫星导航接收器，例如，全球卫星定位系统(global positioning system，GPS) 接收器，包括：处理单元、时钟生成器和电源管理接口。优点在于，包含处理单元和时钟生成器的卫星导航接收器可根据用户需求和系统需要运行于多个操作状态，例如：一个或多个工作状态(例如：增强状态、普通状态和闲置状态)、休眠状态和关闭状态。因此，卫星导航接收器的效率可得到提高。此外，当卫星导航接收器运行在闲置状态、休眠状态或关闭状态时，卫星导航接收器的能耗可得到降低。为说明的需要，本发明将在GP S接收器的背景下进行阐述。然而，本发明并不局限于此，且可用于其他种类的卫星导航接收器。 

图1A所示为根据本发明一个实施例的GPS设备100的结构框图。在图1A的例子中，GPS设备100包括天线107、GPS接收器116和功能模块132。天线107用于接收由多个GPS卫星发送的GPS信号103，并提供GPS信号103给GPS接收器116。 

在一个实施例中，GPS接收器116包括处理单元118和时钟生成器120。处理单元118用于处理GPS信号103，并根据GPS信号103定位GPS设备100。处理单元118分析从GPS信号103中得到的捕获和跟踪数据，以判定GPS设备100的导航信息，例如：GPS设备100的地理坐标和速度。耦合于处理单元118的时钟生成器120可为，但不局限于，实时时钟单元。时钟生成器120用于提供参考时钟156给处理单元118。处理单元118可使用参考时钟156来计量从对应卫星发送到GPS接收器116的GPS信号103的传播时间。 

图1B所示为根据本发明一个实施例的处理单元118的实例。图1B中与图1A中标号相同的元件具有相同的功能。图1B将结合图1A进行描述。 

在图1B的例子中，处理单元118包括低噪声放大器(lownoise amplifier，LNA)160、射频(radio frequency，RF)前端162、 多个信道164和处理器166。低噪声放大器160用于过滤和放大GPS信号103。RF前端162用于将模拟GPS信号103转换为数字GPS卫星数据170。 

信道164可接收GPS卫星数据170，并可通过分析GPS卫星数据170来捕获和跟踪GPS卫星。在一个实施例中，信道164包括捕获(acquisition，ACQ)信道和跟踪(tracking，TRK)信道。信道164可被划分为多个信道组。每个信道组包括一个捕获信道和一个跟踪信道，并可被指定处理来自对应GPS卫星的数据。更具体的说，捕获信道可根据GPS卫星数据170捕获对应的卫星。例如，捕获信道可分析GPS卫星数据170，并判断对应的卫星是否在GPS接收器116的视野内。如果捕获信道捕获了对应的卫星，对应的跟踪信道可用于跟踪该卫星。如果该卫星被跟踪到，跟踪信道提供捕获和跟踪数据给处理器166。因此，不同的GPS卫星可分别由不同的信道组来捕获和跟踪。 

处理器166可为中央处理器单元(central processing unit，CPU)、微处理器、数字信号处理器或其他可读取和执行程序指令的设备。在一个实施例中，处理器166可执行存储在机器可读介质中的机器可执行指令，并可根据对捕获和跟踪数据的分析来配置捕获信道和跟踪信道。 

在一个实施例中，处理器166可使用参考时钟156从捕获和跟踪数据中提取测距码(例如：粗捕获(Coarse/Acquisition，C/A)码)和导航数据。测距码包含伪随机噪声码(pseudorandomnoise code，PN or PRN code)，用于识别对应的卫星。每一个卫星包含唯一的伪随机噪声码。被跟踪的GPS卫星和GPS设备100之间的伪距离可从测距码中获得。导航数据可包括GPS的日期和时间、表示对应卫星的位置的星历数据(ephemeris data)和表示所有卫星的信息和状态的历书数据(almanac data)。被跟 踪的GPS卫星的地理坐标可从导航数据中获得。因此，根据获取的伪距离和与至少四个GPS卫星相关的地理坐标，处理器166可计算出GPS设备100的地理坐标。 

在一个实施例中，处理器166还可根据该计算结果产生表示GPS设备100的地理坐标的坐标信号105。处理单元118可包括其他组件，且不局限于图1B的例子。 

如图1A所示，功能模块132可应用坐标信号105来完成多个与GPS有关的功能。在一个实施例中，GPS设备100还可包括显示装置134，例如：液晶显示(liquid crystal display，LCD)屏。显示装置134耦合于功能模块132，用于根据坐标信号105显示GPS设备100的位置。例如，功能模块132可执行显示功能。功能模块132可根据坐标信号105在显示装置134上显示GPS设备100的地理坐标。此外，功能模块132还可执行地图功能。功能模块132可根据坐标信号105在显示装置134显示的地图上突出GPS设备100的位置。 

处理单元118由系统电能108供电。在一个实施例中，GPS设备100包括供电单元106，用于接收来自外部电源102的电能，且据此提供系统电能108给GPS接收器116。更具体的说，在一个实施例中，外部电源102可为交流/直流转换适配器，用于提供直流电能。供电单元106可为低压差线性稳压器(low dropoutlinear voltage regulator，LDO)，用于将该直流电能转换为具有适合处理单元118的电压的系统电能108。 

时钟生成器120由电池电能110供电。在一个实施例中，GPS设备100还包括电池109，用于提供电池电能110。由于处理单元118和时钟生成器120由不同的电源供电，处理单元118和时钟生成器120可独立工作。在一个实施例中，时钟生成器120由电池电能110供电，用于计量GPS接收器116的操作状态(例如：GPS 接收器116在系统电能108被切断时的休眠状态)的持续时间。 

在一个实施例中，GPS接收器116还包括耦合于处理单元118和时钟生成器120的电源管理接口122。电源管理接口122用于产生多个开关信号以控制GPS接收器116的电能和信道。更具体的说，电源管理接口122可产生电能开关信号152，用于控制系统电能108。供电单元106可接收电能开关信号152，并据此控制系统电能108。另外，电源管理接口122可产生电池开关信号154，用于控制电池电能110。在一个实施例中，电池109通过开关SW耦合于时钟生成器120。开关SW可根据电池开关信号154打开或关闭电池电能110。此外，电源管理接口122可产生信道开关信号150，用于控制信道164。在一个实施例中，处理单元118提供一个或多个系统时钟给信道164。处理单元118可根据信道开关信号150通过打开或关闭系统时钟来启动或关闭对应的信道。 

在一个实施例中，GPS设备100还包括耦合于GPS接收器116的控制器130，用于根据系统需要或用户需求提供多个控制信号，例如：软件控制命令124和硬件控制信号(例如：FORCE_ON信号126和PME信号128)。在一个实施例中，控制器130可包含于GPS接收器116中，且不局限于图1A的例子。 

在一个实施例中，控制信号，例如：软件控制命令124，是由安装在控制器130的机器可读介质中的导航软件程序产生的。导航软件程序可包括用户接口(user interface，UI)，用于与用户交互。导航软件程序还可包括机器可执行指令代码，用于根据用户需求或系统需要产生软件控制命令124。在一个实施例中，电源管理接口122通过通用总线，例如：通用异步接收/发送(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)总线，耦合于控制器130。通用总线可将导航软件程序产生的软件控制 命令124传送给GPS接收器116。 

在一个实施例中，控制信号，例如：软件控制命令或硬件控制信号，可因响应硬件操作而产生。在一个实施例中，控制器130可监测一个或多个按钮(例如：GPS设备100上的按钮)的状态，并可根据该状态产生软件控制命令124和硬件控制信号。例如，如果GPS设备100上的FORCE_ON按钮被用户按下，控制器130可产生有效或失效的FORCE_ON信号以恢复或切断系统电能108。此外，如果GPS设备100上的SHUT-DOWN按钮被按下，控制器130的导航软件程序可产生SHUT-DOWN控制命令。 

此外，在一个实施例中，控制器130可监视显示装置134的状态，并可据此产生硬件控制信号。例如，如果显示装置134被关闭(例如，被用户关闭)，控制器130可产生失效电源管理事件(power management event，PME)信号128。电源管理接口122可根据失效PME信号128关闭信道164。如果显示装置134被开启，控制器130可产生有效PME信号128。电源管理接口122可根据有效PME信号128开启信道164。 

在一个实施例中，电源管理接口122可通过产生多个开关信号，例如：电能开关信号152、电池开关信号154和信道开关信号150，来控制GPS接收器116在多个操作状态之间转换。操作状态包括，但不局限于，一个或多个工作状态、休眠状态和关闭状态。 

更具体的说，在一个实施例中，当处理单元118和时钟生成器120都上电时，GPS接收器116进入工作状态。在工作状态下，GP S接收器116持续的工作。当处理单元118断电且时钟生成器120上电时，GPS接收器116进入休眠状态。在休眠状态下，处理单元118停止工作。时钟生成器120继续产生可用于计量休眠 状态的持续时间的参考时钟156。当处理单元118和时钟生成器120都断电时，GPS接收器116进入关闭状态。在关闭状态下，处理单元118和时钟生成器120都停止工作，且不产生能耗。 

在一个实施例中，GPS接收器116的工作状态包括，但不局限于，增强状态、普通状态和闲置状态。在工作状态下，根据电能开关信号152和电池开关信号154，处理单元118和时钟生成器120都上电。此外，在工作状态下，可根据信道开关信号150控制信道164。例如，处理单元118可根据信道开关信号150开启或关闭信道164的一个或多个系统时钟。 

在增强状态下，包括捕获信道和跟踪信道在内的所有的信道164都被开启。在普通状态下，信道164中的预设数目的信道被关闭，其他信道仍然启动。在闲置状态下，所有的信道164都被关闭。处理单元118中的其他组件继续工作。例如，在闲置状态下，处理单元118关闭所有信道164的系统时钟。尽管处理单元118上电，信道164中的所有信道都停止工作。此时，处理单元118停止跟踪GPS卫星，但可产生坐标信号105。在闲置状态下，由于所有的信道164都被关闭，GPS设备100的能耗可得到降低。 

为控制GPS接收器116在不同的操作状态之间切换，电源管理接口122可接收来自控制器130的控制信号，例如：软件控制命令和硬件控制信号，并可据此产生开关信号，例如：电能开关信号152、电池开关信号154和信道开关信号150。此外，电源管理接口122可根据系统需要自动控制GPS接收器116在不同的操作状态之间转换。例如，电源管理接口122可监测信道164的状态，并可根据该状态自动控制GPS接收器116在增强状态、普通状态和闲置状态之间转换(将在图4中详细描述)。电源管理接口122还可应用参考时钟156来计量操作状态(例如：休眠状 态)的持续时间。如果该操作状态的预设时间计时结束，电源管理接口122可自动将GPS接收器116切换到其他状态，例如：增强状态。在这种情况下，电源管理接口122可在没有控制器130控制的前提下操作。 

在一个实施例中，GPS设备100可运行在多种操作模式，例如：连续定位模式、间歇定位模式和需求定位模式。控制器130可通过选择不同的操作模式以控制GPS接收器116运行在不同的操作状态，例如：增强状态、普通状态、休眠状态和闲置状态(将在图2至图6中详细描述)。 

本发明的优点在于，GPS接收器116可根据用户需求和系统需要运行在不同的操作状态。因此，GPS设备100的效率可得到提高。此外，当GPS接收器116运行在闲置状态、休眠状态或关闭状态时，GPS设备100的能耗可被降低。 

图2所示为根据本发明一个实施例的GPS设备100的操作模式的实例。图2将结合图1A进行描述。GPS设备100的操作模式可包括：连续定位模式204、间歇定位模式210和需求定位模式216。在一个实施例中，图2中的流程可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来完成。 

在连续定位模式204下，GPS接收器116可持续运行在工作状态(例如：增强状态、普通状态或闲置状态)而不进入休眠状态。因此，在连续定位模式204中，处理单元118持续运行，例如，处理单元118持续计算GPS设备100的地理坐标。 

在间歇定位模式210下，GPS接收器116交替地运行在具有第一预设时间周期T1的工作状态和具有第二预设时间周期T2的休眠状态。例如，控制器130的导航软件程序可提示用户设定工作时间和休眠时间。GPS接收器116可根据工作时间运行在具有时间周期T1的工作状态，然后根据休眠时间运行在具有时间 周期T2的休眠状态。 

在需求定位模式216下，GPS接收器116运行在具有预设时间周期T3的工作状态，然后运行在休眠状态，直到电源管理接口122接收到来自控制器130的用于激活GPS接收器116的信号。例如：控制器130的导航软件程序可提示用户设定工作时间。GPS接收器116可根据工作时间运行在具有时间周期T3的工作状态。当时间周期T3计时结束，GPS接收器116进入休眠状态。在休眠状态下，电源管理接口122可产生失效电能开关信号152以切断系统电能108。如果GPS接收器116需要开始工作，例如，如果FORCE_ON按钮被按下，控制器130可产生控制信号，例如，FORCE_ON信号，以激活GPS接收器116。由此，电源管理接口122可产生有效电能开关信号152，用以恢复系统电能108。 

在一个实施例中，控制器130默认选择连续定位模式204。例如，如果GPS设备100上电或冷启动，GPS设备100可进入默认的连续定位模式204。在另一个例子中，如果给时钟生成器120供电的电池109被更换为新的电池，GPS设备100可自动切换到连续定位模式204。 

在一个实施例中，控制器130可选择GPS设备100的操作模式，例如，根据用户指令进行选择。举例说明，如果GPS设备100的移动速度较快和/或处于一个不熟悉的环境，和/或如果GPS信号103相对较弱或不稳定，控制器130可将GPS设备100切换到连续定位模式204。如果GPS设备100不需要持续跟踪GP S信号，例如：GPS设备100处于相对简单的环境，GPS设备100可被切换到间歇定位模式210或需求定位模式216。 

因此，GPS设备100的操作模式可根据来自控制器130的控制信号进行切换。例如，在转换206中，根据控制器130中的导航软件程序产生的软件控制命令124可将GPS设备100从连续定 位模式204切换到间歇定位模式210。同样的，在转换208中，可根据来自控制器130的软件控制命令124或有效FORCE_ON信号126将GPS设备100切换到连续定位模式204。其他转换，例如：转换218、220、212和214，可采用类似的方式来实现。 

图3所示为根据本发明一个实施例的连续定位模式204下的GPS接收器116的操作状态的实例。图3将结合图1A、图1B和图2进行描述。在一个实施例中，图3中的流程可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来执行。 

在连续定位模式204中，GPS接收器116运行在一个或多个工作状态而不进入休眠状态。该工作状态包括：增强状态302、普通状态314和闲置状态308。在图3的例子中，电源管理接口122可根据控制器130的控制信号控制GPS接收器116的操作状态在增强状态302、普通状态314和闲置状态308之间转换。 

如果控制器130选择连续定位模式204，GPS接收器116可进入默认的增强状态302。此外，如果显示装置134被打开或控制器130接收到用于将GPS接收器116切换到增强状态302的指令(例如：来自用户的指令)，控制器130可产生控制信号以触发转换306或316。例如，控制器130可产生有效PME信号128。由此，电源管理接口122可产生信道开关信号150以开启所有的信道164。例如：GPS设备100可提供12个捕获信道和14个跟踪信道。所有的12个捕获信道和14个跟踪信道都被启动。因此，GPS接收器116进入增强状态302。 

如果控制器130接收到将操作状态切换到普通状态314的指令(例如：来自用户的指令)，控制器130可产生用以触发转换310或318的控制信号。举例说明，如果在增强状态302下有至少预设数目的GPS卫星(例如：四个或更多的GPS卫星)被跟踪到，控制器130可产生用以触发转换318的控制信号。电源管理 接口122可产生信道开关信号150以开启信道164中的部分信道。例如，四个跟踪信道被开启以跟踪GPS卫星，其他的跟踪信道和所有的捕获信道被关闭。因此，GPS接收器116进入普通状态314。 

如果显示装置134被关闭或控制器130接收到用于将GPS接收器116切换到闲置状态308的指令(例如：来自用户的指令)，控制器130可产生控制信号，例如：失效PME信号128，以触发转换304或312。由此，电源管理接口122可产生信道开关信号150以关闭所有的信道164。因此，GPS接收器116进入闲置状态308。 

图4所示为根据本发明一个实施例的连续定位模式204下的GPS接收器116的操作流程图400。图4将结合图1A、图1B和图2进行描述。在一个实施例中，图4中的流程400可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来完成。 

电源管理接口122可根据系统需要自动控制GPS接收器116在不同的操作状态之间转换。在图4的例子中，电源管理接口122监测信道164，并根据信道164的状态控制GPS接收器116在增强状态302、普通状态314和闲置状态308之间切换。 

在步骤402中，控制器130选择连续定位模式204。在步骤404中，GPS接收器116默认进入增强状态302。 

在步骤406中，电源管理接口122监测信道164。如果至少预设数目的GPS卫星(例如：四个或更多的GPS卫星)被跟踪到，流程图400进入步骤414。在步骤414中，电源管理接口122可自动将GPS接收器116切换到普通状态314。因此，正在跟踪卫星的跟踪信道继续运行，其他信道，例如：捕获信道和其他跟踪信道，被关闭。由此，在一个实施例中，GPS接收器116停止捕获GPS信号但持续跟踪可见的GPS卫星。 

在步骤416中，如果GPS接收器116丢失了对GPS卫星的跟 踪，流程图400进入步骤404。在步骤404中，电源管理接口122可自动将GPS接收器116切换到增强状态302。否则，GPS接收器116停留在普通状态314。 

在步骤406中，如果被跟踪到的GPS卫星的数目少于预设数目，流程图400进入步骤408。在步骤408中，GPS接收器116可在预设时间周期T4内持续捕获来自GPS卫星的GPS信号。如果在预设时间周期T4内跟踪到至少预设数目的GPS卫星，流程图400返回步骤406。步骤406以后的步骤已经详细的描述，这里不再赘述。如果预设时间周期T4计时结束但仍然未能跟踪到至少预设数目的GPS卫星，流程图400进入步骤410。在步骤410中，电源管理接口122自动将GPS接收器116切换到普通状态314。在普通状态314下，预设数目的信道被开启，其他信道被关闭。例如，一个捕获信道被开启以捕获卫星，且其他捕获信道被关闭。此外，在步骤410中，正在跟踪卫星的跟踪信道持续运行。其他失效的跟踪信道被关闭。 

在步骤412中，电源管理接口122监测信道164。如果跟踪到一个新的卫星，流程图400进入步骤404。在步骤404中，GPS接收器116被切换到增强状态302。否则，GPS接收器116持续停留在普通状态314，直到跟踪到新的卫星。在连续定位模式204下的GPS接收器116可具有其他状态和/或进行状态转换，且不局限于图3和图4的实例。 

图5所示为根据本发明一个实施例的间歇定位模式210下的GPS接收器116的操作状态的实例。图5中与图3标号相同的元素具有相同的功能。图5将结合图1A和图3进行描述。在一个实施例中，图5中的流程可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来完成。 

在图5的例子中，在间歇定位模式210下的GPS接收器116 可运行在一个或多个工作状态520和休眠状态526。控制器130可根据用户指令选择间歇定位模式210。控制器130的导航软件程序可提示用户设定工作时间和休眠时间。电源管理接口122根据工作时间控制GPS接收器116运行在具有第一时间周期T1的工作状态，并根据休眠时间控制GPS接收器116运行在具有第二时间周期T2的休眠状态。 

举例说明，当控制器130选择间歇定位模式210，GPS接收器116可默认进入工作状态520。此时，GPS接收器116可按照图3或图4中的描述运行。时钟生成器120可用于计量工作状态520的持续时间。如果工作时间计时结束，例如：当GPS接收器116运行了具有第一时间周期T1的工作状态520，电源管理接口122可通过转换522自动将GPS接收器116转换到休眠状态526。或者，控制器130可产生控制信号将GPS接收器116从工作状态520转换到休眠状态526。例如，如果按下GPS设备100上的一个按钮，控制器130可产生失效FORCE_ON信号。因此，电源管理接口122可产生失效电能开关信号152以切断系统电能108。因此，通过转换522可将GPS接收器116切换到休眠状态526。 

在休眠状态526下，电池开关信号154有效。因此，时钟生成器120还可用于计量休眠状态526的休眠时间。如果休眠时间计时结束，例如：当GPS接收器116运行了具有第二时间周期T2的休眠状态526，电源管理接口122可通过转换524自动将GPS接收器116切换到工作状态520。 

图6所示为根据本发明一个实施例的需求定位模式216下的GPS接收器116的操作状态的实例。图6中与图3和图5中标号相同的元素具有相同的功能。图6将结合图1A和图5进行描述。在一个实施例中，图6中的流程可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来完成。 

在图6的例子中，在需求定位模式216下的GPS接收器116可运行在工作状态520和休眠状态526。控制器130的导航软件程序可提示用户设定工作时间。电源管理接口122根据工作时间控制GPS接收器116运行在具有时间周期T3的工作状态，然后运行在休眠状态526，直到接收到用于激活GPS接收器116的控制信号。 

与图5的描述相似，GPS接收器116可首先进入默认的工作状态520，当转换522被触发时，GPS接收器116可被切换到休眠状态526。然而，在需求定位模式216下，GPS接收器116不能自动转换到工作状态520。只有当电源管理接口122接收到用以激活GPS接收器116的控制信号(例如：当用户按下对应按钮时产生的有效FORCE_ON信号)时，转换624才会被触发。 

图7所示为根据本发明一个实施例的GPS接收器116的操作状态的另一实例。图7将结合图1A和图2至图6进行描述。在一个实施例中，图7中的流程可由存储在机器可读介质中的机器可执行指令来完成。 

在一个实施例中，无论GPS接收器116处于何种模式或状态，GPS接收器116均可被转换到关闭状态706。例如，在方框708中，GPS接收器116运行在工作状态520或休眠状态526。在转换702中，例如：当GPS设备100上的一个SHUT-DOWN按钮被按下时，控制器130的导航软件程序可产生SHUT-DOWN控制指令。因此，电源管理接口122产生失效电能开关信号152以切断系统电能108，并产生失效电池开关信号154以切断电池电能110。在转换704中，控制器130根据系统电能108和电池电能110的恢复将GPS接收器116转换到休眠状态526或工作状态520。正如图2-图6的描述，在方框708中，电源管理接口122可控制GPS接收器116在不同的操作状态(例如：增强状态302、普通状态 314、闲置状态308和休眠状态526)之间切换。 

图8所示为根据本发明一个实施例的卫星导航设备(例如：GPS设备100)的操作流程图800。图8将结合图1A至图7进行描述。图8所涵盖的具体操作步骤仅仅作为示例。也就是说，本发明适用其他合理的操作流程或对图8进行改进的操作步骤。 

在步骤802中，处理单元(例如：处理单元118)根据多个卫星信号(例如：GPS信号103)定位卫星导航接收装置(例如：GPS接收器116)。 

在步骤804中，时钟生成器(例如：时钟生成器120)提供参考时钟(例如：参考时钟156)给处理单元。 

在步骤806中，控制包含处理单元和时钟生成器的卫星导航接收装置运行在多个操作状态，其中，操作状态包括当处理单元断电而时钟生成器上电时的休眠状态。在一个实施例中，处理单元包括多个信道(例如：信道164)，用于捕获和跟踪产生卫星信号的多个卫星。卫星导航接收装置可被切换到闲置状态，其中，当处理单元上电且所有信道都被关闭时，卫星导航接收装置进入闲置状态。在一个实施例中，当处理单元和时钟生成器都上电时，卫星导航接收装置进入工作状态。卫星导航接收装置可交替地运行在具有第一预设时间周期T1的工作状态和具有第二预设时间周期T2的休眠状态。此外，卫星导航接收装置还可运行在具有预设时间周期的工作状态，然后运行在休眠状态，直到接收到用于激活处理单元的信号。 

上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及 其它方面有所变化。因此，在此公开的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。 

Claims (20)

1.一种卫星导航接收装置，其特征在于，所述卫星导航接收装置包括：

处理单元，用于根据多个卫星信号定位所述卫星导航接收装置，所述处理单元由系统电能供电；

耦合于所述处理单元的时钟生成器，用于提供参考时钟给所述处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电；及

耦合于所述处理单元和所述时钟生成器的电源管理接口，用于通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制所述卫星导航接收装置在多个操作状态之间的转换，其中，所述操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当所述处理单元断电而所述时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态。

2.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪提供所述卫星信号的多个卫星，其中，所述工作状态包括当所述信道全部被开启的增强状态、当预设数目的信道被关闭而其他信道被开启的普通状态以及当所述信道全部被关闭时的闲置状态，所述电源管理接口通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。

3.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述卫星信号的传播时间是根据所述参考时钟进行计量的。

4.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述休眠状态的持续时间是根据所述参考时钟进行计量的。

5.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，还包括：

耦合于所述电源管理接口的控制器，用于提供多个控制信号给所述电源管理接口，以控制所述操作状态之间的所述转换。

6.根据权利要求5所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述控制信号是由机器可执行的导航软件程序产生的。

7.根据权利要求5所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述控制信号是响应硬件操作而产生的。

8.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述电源管理接口控制所述卫星导航接收装置交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。

9.根据权利要求1所述的卫星导航接收装置，其特征在于，所述电源管理接口控制所述卫星导航接收装置运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述卫星导航接收装置接收到用以激活所述处理单元的信号。

10.一种卫星导航接收装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

处理单元根据多个卫星信号定位所述卫星导航接收装置，所述处理单元由系统电能供电；

时钟生成器提供参考时钟给所述处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电；及

通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制所述卫星导航接收装置在多个操作状态之间转换，其中，所述操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当所述处理单元断电而所述时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态。

11.根据权利要求10所述的卫星导航接收装置的控制方法，其特征在于，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪产生所述卫星信号的多个卫星，其中，所述控制所述卫星导航接收装置在多个操作状态之间的转换的步骤还包括：工作状态时开启全部所述信道，以控制所述卫星导航接收装置进入增强状态；

工作状态时关闭预设数目的信道且开启其他信道，以控制所述卫星导航接收装置进入普通状态；

工作状态时关闭所述信道中的所有信道，以控制所述卫星导航接收装置进入闲置状态；以及

通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。

12.根据权利要求10所述的卫星导航接收装置的控制方法，其特征在于，还包括：

控制所述卫星导航接收装置交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。

13.根据权利要求10所述的卫星导航接收装置的控制方法，其特征在于，还包括：

控制所述卫星导航接收装置运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述卫星导航接收装置接收到用于激活所述处理单元的信号。

14.一种卫星导航设备，其特征在于，所述卫星导航设备包括：

具有多种操作状态的卫星导航接收器，该卫星导航接收器包括：

处理单元，用于根据多个卫星信号产生多个坐标信号，所述处理单元由系统电能供电；及

耦合于所述处理单元的时钟生成器，用于提供参考时钟给所述处理单元，所述时钟生成器由电池电能供电；

耦合于所述卫星导航接收器的控制器，用于通过产生电能开关信号来控制所述系统电能，并通过产生电池开关信号来控制所述电池电能，进而控制所述卫星导航接收器在所述操作状态之间的转换，其中，所述操作状态包括当所述处理单元和所述时钟生成器都上电时的工作状态、当所述处理单元断电而所述时钟生成器上电时的休眠状态以及当所述处理单元和所述时钟生成器都断电时的关闭状态；及

耦合于所述卫星导航接收器的显示装置，用于根据所述坐标信号显示所述卫星导航设备的位置。

15.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述处理单元包括多个信道，用于捕获和跟踪产生所述卫星信号的多个卫星，其中，所述工作状态包括当所述信道全部被开启的增强状态、当预设数目的信道被关闭而其他信道被开启的普通状态以及当所述信道全部被关闭时的闲置状态，所述控制器通过监控所述信道的状态来转换所述增强状态、所述普通状态和所述闲置状态。

16.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述卫星导航接收器交替地运行在具有第一预设时间周期的所述工作状态和具有第二预设时间周期的所述休眠状态。

17.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述卫星导航接收器运行在具有预设时间周期的所述工作状态，然后运行在所述休眠状态，直到所述导航设备接收到用于激活所述处理单元的信号。

18.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述控制器监测所述显示装置的状态，并根据所述显示装置的所述状态控制所述操作状态之间的所述转换。

19.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述操作状态之间的所述转换是由安装在所述控制器中的机器可执行的导航软件程序来控制的。

20.根据权利要求14所述的卫星导航设备，其特征在于，所述控制器监测所述卫星导航设备上的多个按钮的状态，并根据所述按钮的所述状态控制所述操作状态之间的所述转换。

Images