CN101975958B

CN101975958B - 一种用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法

Info

Publication number: CN101975958B
Application number: CN201010291645A
Authority: CN
Inventors: 赵成能
Original assignee: Dongguan Techtop Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Techtotop Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: CN101975958A

Abstract

一种用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，尤其是涉及北斗和GPS的双模定位卫星信号接收系统，该方法包括，启动步骤，启动所述系统，系统读取上次导航数据；选择步骤，系统根据上次导航数据选择进入一种导航模式；更新步骤，系统更新数据存储模块中的各个模式的与定位导航相关的数据。采用本发明的技术方案后，系统在开机时可以完成第一次数据更新，并且在以后每次开机时都可以保持对双模或多模系统的数据更新，以便在系统启动时，可以快速选择信号质量好的模式，提高系统启动的速度以及工作效率。

Description

一种用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法

技术领域

本发明涉及一种双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，尤其是涉及GPS和北斗2代定位卫星信号接收系统。

背景技术

随着导航卫星定位系统的发展，很多的国家和地区都在发展自己的导航定位卫星系统，如美国的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)系统，欧洲的伽利略(Galileo)系统，俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)系统，还有中国的北斗卫星导航系统〔BeiDou(或BD或COMPASS)NavigationSatellite System〕，等等。为了更好的利用卫星资源，实现更快、更准、更稳定的定位，同时利用多个导航系统的卫星的技术已经成为一种趋势，如兼容北斗和GPS的双模导航系统，兼容北斗、GPS以及格洛纳斯的多模导航系统。

为了实现更快速、更准确、更稳定的导航模式，在导航系统中会存储上一次的与导航有关的相关数据，但如何更新这些与导航相关的数据，如何能够在双模或者多模导航系统下进行数据更新且利用更新后的数据进行自动切换，都是需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够在双模或者多模导航系统下进行数据更新且利用更新后的数据进行自动切换的方法。

本发明是这样实现的：

一种用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，该方法包括，启动步骤，启动所述系统，系统读取上次导航数据；选择步骤，系统根据上次导航数据选择进入一种导航模式；更新步骤，系统更新数据存储模块中的各个模式的与定位导航相关的数据。

更进一步，所述选择步骤中上次导航数据是系统存储的上一次导航模式。

更进一步，所述选择步骤中上次导航数据是系统存储的上次导航数据中的各个模式的卫星信号质量，系统选择信号质量好的模式作为启动时的当前导航模式。

更进一步，所述选择步骤还包括，获取当前模式信号状态，比较当前模式与系统存储的上次导航数据中的其它模式的卫星信号质量。如果当前模式的卫星信号质量优于上次系统导航时保存的其它导航模式的信号质量，则系统保持当前导航模式。

更进一步，所述选择步骤还包括，如果当前模式的卫星信号质量没有上一次导航时保存的其它导航模式的信号质量适合导航，则系统选择上次保存的其它导航模式作为正常导航的模式。

更进一步，所述方法还包括，当处于当前工作模式下的卫星信号不能达到正常导航要求时，系统自动切换工作模式。

更进一步，所述方法还包括，当处于当前工作模式下的卫星信号质量比其他模式信号质量差时，系统自动切换工作模式。

更进一步，所述方法还包括，在系统第一次开机时，如果第一模式信号质量能够完成定位，在完成首次定位后，系统自动更新数据存储模块中的各个模式与定位导航相关的数据。

更进一步，所述方法还包括，所述自动更新是系统周期性进行的。

采用本发明的技术方案后，本发明可以避免在单模GPS或者北斗2代卫星导航系统信号因卫星信号弱，频段信号干扰大，卫星信号健康度不好，卫星信号被关闭，卫星星座分布不好等情况下，因信号不稳定或者搜不到星而无法进行导航，使得系统在GPS卫星导航系统信号较好时系统自动切换到GPS系统导航模式，在北斗2代信号较好时系统自动切换到北斗2代卫星导航模式。同时，系统在开机时可以完成第一次数据更新，并且在以后每次开机时都可以保持对双模或多模系统的数据更新，以便在系统启动时，可以快速选择信号质量好的模式，提高系统启动的速度以及工作效率。

附图说明

图1是本系统的原理框图；

图2是本系统第一次开机时数据更新的流程；

图3是本系统再次开机时数据更新流程；

图4为本系统另外一种再次开机工作流程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本系统的原理框图。

由于本系统GPS导航卫星的信号频率为1575.42MHz，北斗2代导航卫星的信号频率为1561.098MHz，所以本系统由两路射频前端模块通过外接的(可接收GPS和北斗2代卫星信号的兼容型)天线1接收天上的GPS和北斗2代卫星信号。系统默认的信号接收方式为GPS导航卫星信号，当系统比较过两种卫星信号的质量后，进入一种工作模式后，系统会自动将另一种工作模式的射频前端设置为低功耗模式，使两路信号在系统正常工作时不产生相互干扰。当系统中的卫星信号评估模块9认为当前模式下卫星信号质量不优时，我们就可以让基带芯片6发送出一个中断信号，使得用来处理基带芯片6发出中断信号的主控微处理器7给正在工作的射频前端发送一个可以控制射频模组工作模式的信号，让该射频模组进入低功耗模式，同时又给处于低功耗模式的另一种射频前端使能端发出一个让该模组进入当前工作模式的信号，并且同时控制基带芯片6工作模式，让基带芯片6进入相应的卫星系统导航工作模式。这样就可以实现GPS卫星导航系统和北斗2代卫星导航系统的自动切换。本系统所使用的基带芯片6支持GPS和北斗2代卫星信号双通道同时进行捕获跟踪处理。其具体原理可参考专利CN200910164331.8，发明名称为“一种兼容GPS和北斗2导航系统的卫星信号捕获方法”。晶振3给GPS射频前端2提供时钟信号。晶振5给北斗2代射频前端4提供时钟信号。数据储存模块8负责对GPS和北斗2代卫星数据的保存和读取。其保存的数据包括：系统会记录以下数据：

数据A：上一次卫星导航模式、即当前使用的是北斗还是GPS导航模式；

数据B：上一次每个模式的卫星信号评估模块9评估的结果以及各自用于定位的卫星编号，历书数据，卫星信号质量等等。

系统记录上述数据到数据存储模块8上，供下次开机使用，便于系统快速完成首次定位。

基带芯片中的卫星信号评估模块9负责对卫星信号质量进行评估和比较。

在系统开机并进入正常工作导航模式以后，每隔一定的时间，系统会自动更新一次数据存储模块8中的数据，更新的数据包括两种卫星导航模式下的卫星数据。当处于当前工作模式下的卫星信号不能达到正常导航要求时，系统会自动切换工作模式。如在GPS导航模式下，系统搜不到星，或者搜到星的数量少于3颗，或者搜到星的信号质量比较差，导致系统无法完成定位时，系统就会切换到北斗模式。如果进入北斗模式后，发现北斗的信号质量比GPS强，则切换到北斗模式，否则切换到GPS模式。

图2为本系统第一次开机时的数据更新流程。

步骤11：系统第一次开机。它与以后每一次开机的区别就在于，由于系统默认的工作方式为GPS导航模式，而且数据存储模块8中没有卫星的数据信息供主控微处理器7来调用。系统由冷启动的方式开始对卫星信号进行捕获和跟踪，等到GPS导航模式开始正常工作后，才能向数据存储模块8中写入要保存的数据。

步骤12：捕获GPS卫星信号。

步骤13：进入GPS导航模式。此时，主控微处理器暂时不会控制北斗2代射频前端4进入低功耗模式，因为数据存储模块8中还没有北斗2代卫星的数据。当系统进入正常GPS导航模式以后，系统开始更新北斗2代卫星数据。

步骤14：更新GPS和北斗2代卫星数据。当系统进行数据更新时，系统会自动给可以用来定位的卫星状态做标记，如：3号卫星在被捕获到时，标记为1，跟踪上以后标记为2，基带芯片算出3号卫星信号强度以后则标记为3。系统分别记录下该卫星的三种状态。对于卫星的信号质量，系统中的卫星信号评估模块9会自动判断卫星信号是否适合用来定位。在基带芯片得出以上这些状态信息后，数据存储模块8会自动记录下这些状态信息，并存储下来。在存储的同时，覆盖之前相同的数据。等系统记录下卫星编号，卫星信号质量等信息后，这样就更新了数据存储模块8中的GPS和北斗2代卫星的数据。在更新北斗2代卫星数据的同时，系统会继续保持GPS卫星导航模式工作。在更新完GPS和北斗2代卫星的数据之后，基带芯片6中的卫星信号评估模块9会对GPS和北斗2代卫星信号进行评估和判断。

卫星信号评估模块评估和判定有以下方法：首先是将用来定位的卫星信号的载噪比C/N0取平均值，如果平均值小于可以捕获卫星的门限平均值25，便判定当前工作模式下的卫星信号质量不佳，系统需要切换工作模式。比如当前情况如表1所示：

卫星编号	C/N0
		2	50
8	43
		12	38
15	34
		22	35
24	20

表1

用来定位的卫星分别为2号、8号、12号、15号、22号，它们C/N0平均值为40，大于门限值25，因此卫星信号评估模块9判定当前卫星信号质量较好，系统不需要切换。但当如表2所示的情况时：

卫星编号	C/N0
		2	45
8	30
		12	21
15	22
		22	16
24	15

表2

用来定位的卫星分别为2号、8号、12号、15号、22号、24号，它们的C/N0平均值为24.8，小于门限值25，因此卫星信号评估模块9判定当前卫星信号质量不佳，系统需要切换工作状态。如果评估模块算出捕获到的GPS和北斗2代卫星系统的载噪比平均值都大于门限25，这时它会比较两种卫星系统的载噪比平均值的大小，如果捕到的GPS卫星信号的载噪比平均值为28，北斗2代卫星信号的载噪比平均值为29，那么评估模块会判断北斗2代卫星信号更适合于导航。

步骤15：比较两种卫星系统信号质量。如果当前导航模式下的卫星信号，比如当前系统是处于GPS导航模式，卫星信号评估模块9比较GPS卫星系统信号是否较优于北斗2代卫星系统信号，如果判断GPS卫星系统信号比北斗2代卫星系统信号适合于导航，系统不会切换工作模式。

步骤17：保持当前导航模式。

步骤19：保存当前数据。保存的数据会自动覆盖之前存储的数据。

如果，卫星信号评估模块9判断北斗2代卫星系统信号比GPS卫星系统的信号适合于导航，则系统会进行以下步骤。

步骤16：调用数据存储模块中更新过的北斗2代数据。

步骤18：快速切换到北斗2代导航模式。因为之前已经保存过北斗2代的卫星信息，其中有可以用来定位的卫星编号以及其信号质量，系统会自动捕获已经捕获过的卫星，这样就可以避免在系统切换工作模式以后，再次重新开始对所有卫星进行一次捕获和跟踪。

步骤20：保存当前状态下的数据。系统切换工作模式以后，保存当前北斗2代导航状态，例如：系统可将GPS卫星导航模式标记为A，北斗2代卫星导航模式标记为B，如果系统是处于北斗2代卫星导航模式，系统就直接保存B状态。下次读取数据时，如果系统读取到B状态，系统会自动进入北斗2代导航模式。并且数据存储模块8纪录下此时导航模式下卫星信号的信息。

当系统完成以上步骤，进入当前导航模式以后，系统会自动让另外一种射频模块进入低功耗模式。

图3为本系再次开机时数据更新的流程。

当步骤21：再次开机。因为数据存储模块8中已经存有之前导航时的卫星数据，所以系统会首先读取之前保存过的数据。

步骤22：读取上次关机前保存在数据存储模块8中的数据，即前面提到的数据A和数据B，进入上次系统工作时的导航模式。例如：上次关机前系统处于北斗2代导航模式，本次开机以后，系统直接调用数据存储模块8中的数据进入北斗2代导航模式。

步骤23：自动更新当前状态下的GPS和北斗2代卫星的数据并保存。在进入北斗2代正常导航模式以后，系统会开始更新数据存储模块中的数据。在数据更新时，数据存储模块会记录当前状态下GPS和北斗2代卫星的信号质量，卫星编号等信息。并且在数据更新时，系统会自动覆盖之前保存的卫星信息和数据。

步骤24：对新的数据进行评估和比较，并判断当前情况下哪个卫星系统更适合于导航。其判断方法和第一次开机时的方法相同。比如：卫星信号评估模块9判断当前开机时处于北斗2代卫星导航模式下的系统更适合使用GPS卫星系统导航。那么系统会进行以下步骤。

步骤25：调用更新过的GPS卫星数据。

步骤27：使系统快速切换到GPS卫星导航模式。

步骤29：保存当前情况下的数据。

但是如果卫星信号评估模块9进行步骤24：对新的GPS和北斗2代卫星数据进行判断和比较之后，例如：如果判断当前开机时系统处于北斗2代卫星导航模式，且北斗2代卫星系统信号比当前状态下的GPS卫星系统信号更适合于系统导航，则系统会进行以下步骤。

步骤26：保持当前导航模式。

步骤28：保存当前的数据。

这样就既能更新系统中的卫星数据，而且就还可以提高系统在切换工作模式时的工作效率，从而提高整个系统的工作效率。

图4为本系统另外一种再次开机工作流程。

步骤31：开机。

步骤32：判断是否第一次开机。如果是第一次开机则进行步骤33。

步骤33：进入第一次开机工作模式。

如果系统判断不是第一次开机，进行步骤34。其判断是否为第一次开机的方法为：系统开机后，主控微处理器7会自动读取数据存储模块8中的数据。如果数据存储模块8中没有卫星的数据信息，则系统就判断为第一次开机。

步骤34：读取上次工作时保存的数据。读取的数据包括上次开机时保存的各个模式的卫星编号，历书数据，卫星信号质量等等。具体比较方法与之前提到的方法相同。

步骤35：以卫星信号质量好的模式作为开机启动时的模式。如果捕到的GPS卫星信号的载噪比平均值为28，北斗2代卫星信号的载噪比平均值为29，那么信号评估模块9会判断北斗2代卫星信号更适合于导航，进入北斗二代导航模式，否则进入GPS导航模式。

步骤36：获取当前模式信号状态。其具体包括卫星编号，历书数据，卫星信号质量等数据。

步骤37：比较当前模式与上次导航时另外一种模式信号状态。例如：系统会比较当前状态下的卫星信号质量与上一次导航时数据存储模块8中保存的另外一种导航模式的卫星信号质量。如果当前状态下的卫星信号质量优于上次系统导航时保存的另一种导航模式的信号质量，则系统保持当前导航模式，并周期性的更新另一种导航模式的卫星信号状态。例如：当前状态下为GPS卫星导航模式，卫星信号评估模块9算出它的载噪比平均值为30，它与上次保存的北斗2代卫星信号载噪比平均值28相比，更适合用于导航。则系统保持GPS导航模式工作，并周期性更新北斗2代卫星的数据。如果当前导航状态下的卫星信号质量没有上一次导航时数据存储模块8中保存的另一种导航模式的信号质量适合导航，则系统会选择上次保存的那一种导航模式作为正常导航的模式，并周期性更新另一种导航模式的卫星状态。例如：当前状态下为GPS卫星导航模式，卫星信号评估模块9算出它的载噪比平均值为25，它与上次保存的北斗2代卫星信号载噪比平均值28相比，不适合用于导航，则系统会切换到北斗2代导航模式启动。

步骤38：根据当前获取的两种模式的信号质量信息比较并切换到信号质量好的模式，同时存储各个模式更新后的数据A和数据B到存储器。

从上面的描述可以看出，采用上面的方法后，双模系统能够快速完成首次定位，并且能够很好适应各个模式信号状态的变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，该方法包括，启动步骤，启动所述系统，系统读取上次导航数据；选择步骤，系统根据上次导航数据选择进入一种导航模式；更新步骤，系统周期性更新数据存储模块中的各个模式的上一次卫星导航模式和卫星信号评估结果以及卫星编号、历书、星历、卫星信号质量数据。

2.如权利要求1所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述选择步骤中上次导航数据是系统存储的上一次导航模式。

3.如权利要求1所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述选择步骤中上次导航数据是系统存储的上次导航数据中的各个模式的卫星信号质量，系统选择信号质量好的模式作为启动时的当前导航模式。

4.如权利要求3所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述选择步骤还包括，获取当前模式信号状态，比较当前模式与系统存储的上次导航数据中的其它模式的卫星信号质量，如果当前模式的卫星信号质量优于上次系统导航时保存的其它导航模式的信号质量，则系统保持当前导航模式。

5.如权利要求4所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述选择步骤还包括，如果当前模式的卫星信号质量没有上一次导航时保存的其它导航模式的信号质量适合导航，则系统选择上次保存的其它导航模式作为正常导航的模式。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述方法还包括，当处于当前工作模式下的卫星信号不能达到正常导航要求时，系统自动切换工作模式。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述方法还包括，当处于当前工作模式下的卫星信号质量比其他模式信号质量差时，系统自动切换工作模式。

8.如权利要求6所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述方法还包括，在系统第一次开机时，如果第一模式信号质量能够完成定位，在完成首次定位后，系统自动更新数据存储模块中的各个模式与定位导航相关的数据。

9.如权利要求7所述的用于双模或者多模定位卫星信号接收系统的数据更新方法，其特征在于，所述方法还包括，在系统第一次开机时，如果第一模式信号质量能够完成定位，在完成首次定位后，系统自动更新数据存储模块中的各个模式与定位导航相关的数据。