CN101750599B - 减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法及装置 - Google Patents

减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法及装置，所述方法包含：将星历信息存储至非易失性存储器，并利用星历信息决定全球导航卫星系统时间，以减少首次定位时间。所述装置包含存储模块及耦接至存储模块的处理模块。存储模块用于存储数据，其对所述数据的存储是非易失性的；处理模块将星历信息存储至存储模块，无需参考实时时钟，利用星历信息决定全球导航卫星系统时间，以减少首次定位时间。以上所述的方法及装置能够减少全球导航卫星系统接收器的首次定位时间，进而节省成本并有利于环境保护。

Description

减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法及装置
技术领域
本发明有关于一种全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收器，且特别有关于一种用于减少GNSS接收器首次定位时间(TimeTo FirstFix，TTFF)而无需参考实时时间信息的方法及装置。
背景技术
如何在GNSS接收器由关闭(power-off)模式进入启动(start-up)模式时获取准确的GNSS时间，是与GNSS接收器相关的最重要议题之一。典型地，在传统的GNSS接收器中，除实时时钟(Real Time Clock，RTC)外的所有组件都在关闭模式下被断电。依现有技术，一种获取初始GNSS时间的通常做法为：当GNSS接收器被供电时，由RTC读取RTC时间并执行进一步的计算以得到初始GNSS时间。得出启动模式的初始GNSS时间之后，相应地，可执行一些初始化操作。而初始GNSS时间的准确与否将影响GNSS接收器的TTFF。
由于在GNSS接收器的TTFF之前执行的大多数操作(例如以上所述的初始化操作)都是基于RTC，所以RTC便成为传统GNSS接收器的必要组件。因此，对RTC的任何损害或供电失败必然导致依现有技术实施的GNSS接收器发生故障或效率降低。而且，RTC对应的材料成本也通常包含在制造商的全部成本之中。
此外，在关闭模式下，RTC通常需要扣式电池(button battery)来供电。而扣式电池对环境有害，从而导致传统的GNSS接收器不够环保(environmentally-unfriendly)。一些终端用户可能由于又使用了一个不环保的产品而感到不安。
发明内容
为了减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间并节省成本，特提供以下技术方案：
本发明实施例提供一种减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，包含：在关闭全球导航卫星系统接收器之前，将星历信息非易失性地存储至存储器；以及无需参考实时时钟，利用星历信息决定全球导航卫星系统时间，以在重新启用全球导航卫星系统接收器时减少首次定位时间。
本发明实施例另提供一种减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，包含存储模块及处理模块。存储模块用于存储数据；处理模块耦接至存储模块，用于在关闭全球导航卫星系统接收器之前将星历信息存储至存储模块，无需参考实时时钟，利用星历信息决定全球导航卫星系统时间，以在重新启用全球导航卫星系统接收器时减少首次定位时间，其中该存储模块对该星历信息的存储是非易失性的。
以上所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法及装置，能够通过提供准确的全球导航卫星系统时间来减少全球导航卫星系统接收器的首次定位时间，进而节省成本并有利于环境保护。
附图说明
图1是依本发明实施例的减少GNSS接收器TTFF的装置的示意图。
图2是依本发明实施例的减少GNSS接收器TTFF的方法的流程图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
请参考图1，图1是依本发明第一实施例的减少GNSS接收器TTFF的装置100的示意图。所述装置100包含有GNSS信号接收模块120、处理模块130以及辅助数据(aiding data)存储模块140，其也可以进行不同的修饰。所述GNSS信号接收模块120，例如基带(baseband)电路(未画出)，其耦接至射频(RadioFrequency，RF)模块；处理模块130可例如处理器；以及辅助数据存储模块140可包含非易失性(non-volatile)存储器。在本发明的一个实施例中，所述装置100可以是GNSS接收器；在本发明的另一实施例中，装置100可以是GNSS接收器的一部分，例如，以一个或多个芯片实现的电路；在本发明的又一实施例中，装置100可包含GNSS接收器，例如，装置100可以是包含手机(cellularphone)功能、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)功能以及GNSS接收器功能的多功能装置。
此外，依本发明的不同实施例，所述装置的至少一部分可被整合至单一模块。举例来说，GNSS信号接收模块120、处理模块130以及辅助数据存储模块140中的一个组件可通过端子(terminal)耦接至另一组件，或嵌入另一组件中。而且，依本发明的某些实施例，装置100的某些组件也可由分立(distributed)模块实现，所述分立模块是通过应用特定协议的通信链路(communication link)来耦接的。
图2是依本发明实施例的减少GNSS接收器TTFF的方法的流程图。图2所示的方法可应用于图1所示的装置100中，利用装置100实施的所述方法描述如下。
依本发明的第一实施例，GNSS信号接收模块120追踪并解调GNSS信号181，发送解调的卫星轨道参数(satellite orbital parameter)182至处理模块130，并进一步从处理模块130接收时间及频率范围183，其中GNSS信号181是在无线环境下透过天线而从GNSS卫星(未画出)接收的。此外，处理模块130计算GNSS接收器的当前位置及时间。处理模块130将数据184存储至辅助数据存储模块140，其中辅助数据存储模块140对数据184的存储是非易失性的，例如，辅助数据存储模块140包含非易失性存储器以存储数据184。数据184通常包含卫星轨道参数、GNSS接收器的位置信息以及至少一时间戳(timestamp)。应注意，以上描述仅以例示为目的，而并非本发明的限制。依本实施例的一种变化，辅助数据存储模块140中所存储的数据通常包含卫星轨道参数、至少一时间戳以及该变化中GNSS接收器之可选位置信息。
特别地，数据184包含星历(ephemeris)信息。与此相比，本实施例中所建议的在GNSS接收器断电前将星历信息存储至非易失性存储器的方案并未在任何一种现有的GNSS接收器中出现。在实际应用中，辅助数据存储模块140可由用于存储处理模块130的程序代码的相同闪存(flash memory)来实现，其中数据184及程序代码存储在闪存的不同部分。而星历信息可被存储在闪存中用于存储数据184的部分中的专用区域。
图2所示的流程图始于GNSS接收器的供电(power-on)或重启(restart)(步骤201)。处理模块130从辅助数据存储模块140中获取/加载数据185，其包含卫星轨道参数、上一存储的位置信息以及时间戳(步骤202)。特别地，数据185包含最新的星历信息，而处理模块130利用所述星历信息决定GNSS时间，以在重新启用(resuming)本实施例的GNSS接收器时减少TTFF。
当装置100是GNSS接收器的一部分时(例如以一个或多个芯片实现的电路)，处理模块130可以是系统制造商使用或购买的芯片。为满足不同系统制造商(即，芯片制造商的客户)的不同需求，建议在本实施例所示方法中加入如步骤203所示的检查步骤。当时钟源(timing source)，例如RTC，可用时，进入步骤204以执行正常定位(fix)程序；否则，执行步骤205。从步骤205开始，处理模块130可决定GNSS时间而无需参考RTC。通过应用如图2所示的方法，系统制造商不需要利用或购买RTC，而用于给RTC供电的扣式电池也变成了不必要的组件，这将有助于成本节省(cost-saving)以及环境保护。
特别地，当从时间戳中获取周时(Time Of Week，TOW)旧值时，处理模块130追踪GNSS卫星以解码TOW新值(步骤205)，并且当周数(Week Number，WN)新值未被解码时，依据所述TOW新值及TOW旧值估测所述WN新值(步骤206)。特别地，当周数新值未被解码时，处理模块130依据所述TOW新值与TOW旧值间的比较结果估测所述WN新值。在本实施例中，当所述TOW新值比所述TOW旧值大时，处理模块130将WN新值决定为等于由所述时间戳得出的WN旧值；否则，处理模块130将WN新值决定为等于所述WN旧值加1。
更进一步，处理模块130决定所述星历信息是否到期。当星历信息未到期时，处理模块130依据所述TOW新值及所述WN新值来试计算定位(步骤207)。因此，在步骤208所示的检查步骤中，检查是否在时间耗尽前已获取定位。若在时间耗尽前已获取所述定位，则进入步骤209，意味着处理模块130已减少了TTFF，其是通过准确估测WN而无需解码WN；否则，进入步骤210，若解码的WN仍不可用，处理模块130决定WN无效并转至步骤204以执行正常定位程序。
请注意，依现行标准，WN信息每5个子帧(sub-frame)出现一次(例如，本实施例中为30秒)，而TOW信息则每1个子帧出现一次(例如，本实施例中为6秒)，这使得估测WN新值较为节省时间，其节省的时间可达24秒。
依本实施例的变化，在步骤206中，所述的比较中可应用一个容许值(tolerance value)。举例来说，当所述TOW新值大于所述TOW旧值与容许值之和时，处理模块130将WN新值决定为等于由所述时间戳得出的WN旧值；否则，意味着所述TOW新值等于或小于所述TOW旧值与容许值之和，处理模块130将WN新值决定为等于所述WN旧值加1。
本发明的实施例所提供的方法及装置具有以下优势：其可以通过估测WN新值来减少TTFF，而并非等待WN信息并随后解码出WN。
与现有技术相比，本发明的实施例所提供的方法及装置能够决定GNSS时间而无需参考RTC，特别是在供电或重启之后。上述方案有助于成本节省及环境保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，包含：
在该全球导航卫星系统接收器断电之前，将星历信息非易失性地存储至存储器；以及
无需参考实时时钟，利用该星历信息决定全球导航卫星系统时间，以在重新启用该全球导航卫星系统接收器时减少该首次定位时间。
2.如权利要求1所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，其特征在于：利用该星历信息决定该全球导航卫星系统时间的步骤进一步包含：
在供电或重启之后，决定该全球导航卫星系统时间而无需参考任一实时时钟。
3.如权利要求1所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，进一步包含：
将至少一时间戳以及可选位置信息存储至该存储器；以及
在供电或重启之后，追踪全球导航卫星系统卫星以解码周时新值，由该时间戳得出周时旧值，以及当周数新值未被解码时依据该周时新值及该周时旧值估测该周数新值。
4.如权利要求3所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，其特征在于：估测该周数新值的步骤进一步包含：
当该周数新值未被解码时，依据该周时新值与该周时旧值的比较结果估测该周数新值。
5.如权利要求4所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，其特征在于：估测该周数新值的步骤进一步包含：
当该周时新值比该周时旧值大时，将该周数新值决定为等于由该时间戳得出的周数旧值；否则，将该周数新值决定为等于该周数旧值加1。
6.如权利要求3所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的方法，进一步包含：
决定该星历信息是否到期；以及
当该星历信息未到期时，依据该周时新值及该周数新值试计算定位。
7.一种减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，包含：
存储模块，用于存储数据；以及
处理模块，耦接至该存储模块，用于在该全球导航卫星系统接收器断电之前将星历信息存储至该存储模块，无需参考实时时钟，利用该星历信息决定全球导航卫星系统时间，以在重新启用该全球导航卫星系统接收器时减少该首次定位时间，其中，该存储模块对该星历信息的存储是非易失性的。
8.如权利要求7所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：该存储模块包含非易失性存储器以存储该星历信息。
9.如权利要求7所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：该装置包含该全球导航卫星系统接收器。
10.如权利要求7所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：该装置是位于该全球导航卫星系统接收器中的电路。
11.如权利要求7所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：在供电或重启之后，该处理模块决定该全球导航卫星系统时间而无需参考任一实时时钟。
12.如权利要求7所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：该处理模块进一步将至少一时间戳以及位置信息存储至该存储模块，以及在供电或重启后，该处理模块追踪全球导航卫星系统的卫星以解码周时新值，由该时间戳得出周时旧值，以及当周数新值未被解码时依据该周时新值及该周时旧值估测该周数新值。
13.如权利要求12所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：当该周数新值未被解码时，该处理模块依据该周时新值与该周时旧值的比较结果估测该周数新值。
14.如权利要求13所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：当该周时新值比该周时旧值大时，该处理模块将该周数新值决定为等于由该时间戳得出的周数旧值；否则，该处理模块将该周数新值决定为等于该周数旧值加1。
15.如权利要求12所述的减少全球导航卫星系统接收器首次定位时间的装置，其特征在于：该处理模块决定该星历信息是否到期，以及当该星历信息未到期时，该处理模块依据该周时新值及该周数新值试计算定位。
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