CN103323864B

CN103323864B - 来自卫星系统的精确的绝对时间传递

Info

Publication number: CN103323864B
Application number: CN201210509670.7A
Authority: CN
Inventors: G·M·格特; D·A·威兰
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2018-02-23
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP6165430B2; AU2012233019A1; CA2790461A1; CA2790461C; AU2012233019B2; CN103323864A; EP2579064B1; JP2013083643A; EP2579064A1

Abstract

提供了多种技术用于利用卫星系统获取精确的绝对时间。在一个例子中，一种用于从卫星向设备传送精确的绝对时间的方法包括从报文信道接收数据，其中所述数据具有帧结构。所述方法还包括利用所述数据识别所述卫星和所述卫星的位置，利用所述卫星标识和所述位置校准信号的传输时间，并且利用所述数据作为时间参考，将接收机时钟校准至所述帧结构。所述方法还包括利用校准至所述帧结构的所述接收机时钟，从所述卫星接收精确的时间信号，其中，所述精确的时间信号包括一个周期性重复的码字。所述方法还包括确定所述码字的定时相位，并且利用所述定时相位确定精确绝对时间。

Description

来自卫星系统的精确的绝对时间传递

技术领域

本发明一般地涉及时间传递，并且更进一步的，涉及基于卫星的时间传递和导航技术。

背景技术

由各种现有的卫星导航系统提供的现有的导航和定时信号经常无法提供令人满意的系统性能。特别的，这些导航和定时信号的信号功率、带宽以及几何杠杆不足以满足多种高要求应用场景的需求。

在许多情况下，现有的导航和定时方案，例如基于全球定位系统(GPS)信号的导航和定时方案，可能对导航用户来说不可用。典型地，GPS接收器必须接收至少四个同时测距源以允许三维定位和精确的时间传递。尽管如此，GPS信号经常提供不足的以容易向城市峡谷或建筑物的墙壁渗透的低信号功率或几何条件。其他导航方案，例如基于蜂窝电话或电视信号的导航方案，典型地缺乏垂直导航信息。

现有系统已经尝试采用各种方式来处理室内导航的缺陷，例如，惯性导航系统，专有信标，以及高灵敏度的GPS系统。然而，惯性导航系统会漂移并且是昂贵的。信标需要专用的固定的资源，这些资源昂贵且不是标准化的，因此仅具有专有用途，并且高灵敏度的GPS系统通常由于在室内环境下GPS信号弱而无法实现用户期望。

发明内容

在一个实施例中，一种获取来自卫星的精确的绝对时间传递的方法包括：接收来自卫星的精确时间信号，其中所述精确时间信号包括一周期性重复的码字；确定码字的定时相位；接收附加的辅助信息；并且利用所述定时相位和所述附加的辅助信息确定精确的绝对时间。

在另一个实施例中，一种在衰减或干扰环境下执行导航的方法包括：检测从第一卫星接收到的信号的帧结构；将接收机单元的时钟校准到检测到的所述帧结构；根据所述帧结构生成多个彼此分离的时间估计，其中至少一个时间估计被校准到第二卫星的信号；将所述时间估计提供给所述接收机单元的系统相关器；根据所述时间估计校正所述系统相关器；并且识别出与来自第二卫星的信号源校准的至少一个时间估计，其中所述至少一个时间估计向接收机单元提供有效的辅助信息，并且显著的提高检测效率。

在另一个实施例中，一种适于在衰减或干扰环境下使用的接收机单元包括：天线，适于从卫星接收精确时间信号以及接收附加的辅助信息，其中所述精确时间信号包括一周期性重复的码字；处理器；以及存储器，适于存储一组计算机可读程序，处理器执行所述程序时用于使所述接收机单元执行：确定码字的定时相位，并利用所述定时相位和所述附加的辅助信息确定精确的绝对时间。

在另一个实施例中，一种适于在衰减或干扰环境下使用的接收机单元包括：天线，适于从第一卫星接收精确时间信号，其中所述精确时间信号包括频带帧结构，以及从第二卫星接收第二信号；处理器；以及存储器，适于存储一组计算机可读程序，处理器执行所述程序时用于使所述接收机单元执行：检测第一卫星的帧结构；将所述接收机单元的内部时钟与所述第一卫星的帧结构校准；根据第一卫星的帧结构生成多个彼此分离的时间估计，其中至少一个时间估计被校准到来自所述第二卫星的信号；根据所述时间估计校正所述接收单元的系统相关器；并且识别出被校准至来自所述第二卫星的信号的所述至少一个时间估计，从而使有效的辅助信息被提供给所述接收机单元。

在另一个实施例中，一种用于从卫星向设备传递精确的绝对时间的方法包括：从报文信道接收数据，其中所述数据具有帧结构；利用所述数据识别所述卫星及所述卫星的位置；利用卫星标识及所述位置校正信号传输时间；将所述数据用作时间参考以将接收机时钟校准至所述帧结构；利用校准至所述帧结构的接收机时钟，从卫星接收精确的时间信号，其中所述精确的时间信号包括一周期性重复的码字；确定所述码字的定时相位；利用所述定时相位确定精确的绝对时间。

在另一个实施例中，一种适于在衰减或干扰环境下使用的接收机单元包括：天线，从卫星获取信道或报文信道接收信号；处理器；接收机时钟；以及存储器适于存储一组计算机可读程序，处理器执行所述程序时用于使所述接收机单元执行：从所述获取信道或所述报文信道接收数据，其中所述数据具有帧结构，利用所述数据确定所述卫星的标识及所述卫星的位置，利用所述卫星标识及所述卫星的位置校正信号传输时间，将所述数据用作时间参考以将接收机时钟校准至所述帧结构，利用校准至所述帧结构的接收机时钟，从所述卫星接收精确的时间信号，其中所述精确的时间信号包括一周期性重复的码字；确定所述码字的定时相位；利用所述定时相位确定精确的绝对时间。

在另一个实施例中，一种卫星系统，包括卫星，其中所述卫星适于在获取信道上发送第一数据信号，所述卫星适于在报文信道上发送第二数据信号，其中根据可从时间参数值进行预测的已知的模式，所述报文信道改变频率和时隙，并且每个数据信号均包括信息，从所述信息中可向接收机单元提供精确的绝对时间。

本发明的范围由包含在本节内容中作为参考的权利要求定义。通过参考以下一个或多个实施例的详细说明，本发明的实施例的更完整的认识及其额外的优点将会被提供给本领域技术人员。接下来简要描述的多幅附图将作为参考。

附图说明

图1根据本发明的一个实施例提供了能在遮挡或干扰环境中实施的导航系统的概况。

图1A根据本发明的一个实施例展示了接收机单元302功能性框图。

图2根据本发明的一个实施例提供了从卫星获取精确的绝对时间传递的方法的流程图。

图3根据本发明的一个实施例图示了近地轨道(LEO)卫星的时间传递结构信号。

图3A根据一个实施例展示了用于确定接收的卫星信号的码字相位的方法的流程图。

图3B根据本发明的一个实施例提供了在衰减或干扰环境中执行时间传递和导航的方法的流程图。

图4根据本发明的一个实施例提供了自成形导航系统，该系统利用卫星向无线网络台站提供定位服务。

图5根据本发明的一个实施例提供了通过综合卫星信号和无线网络信号执行地理定位的方法的流程图。

图6根据本发明的另一个实施例提供了通过综合卫星信号和无线网络信号执行地址定位的方法的流程图。

图7根据本发明的一个实施例图示了包括单工时隙和其他时隙的一个时间间隔。

图8是根据本发明的一个实施例初始化接收机以从卫星获得精确的绝对时间传递的方法的流程图。

图9根据本发明的一个实施例说明了用于实现接收机单元的多个组件的框图。

参考一下详细的说明可以更好的理解本发明的实施例及其优点。应该注意的是相似的附图标记被用于标识一幅或多幅附图中的类似组成部分。

具体实施方式

按照这里所讨论的多个实施例，系统包括卫星，例如近地轨道(LEO)卫星，可以用于增加接收机单元(也被称为接收机)，例如蜂窝电话或其他紧凑型设备，使得它们即使在严重衰减、遮挡或干扰环境下也能运行。根据在此的一个或多个实施例，导航系统能够解决当前那些由于从现有源，例如全球定位系统(GPS)卫星，接收的根本上疲弱的信号导致的接收单元的问题。

来自某些卫星，例如通信卫星，的信号通常比来自其他诸如GPS的现有定位系统的信号更强。一种这样的卫星是近地轨道卫星铱星星座。例如，被配置为利用从LEO卫星，例如铱星，接收的信号工作的接收机单元，可以在接收机单元的天线处利用低于大约衰减了45dB的信号电平工作，而配置了GPS的接收机单元则代表性地无法在这种电平下工作。通过借力于铱星信号，配置了铱系统的接收机单元可以在15-20db以下工作，而在此情况下典型的配置了GPS接收机单元将会停止工作。

根据各个实施例，如此强的信号，该信号中包括来自卫星系统的精确时间信号，可以用于确定精确的绝对时间，精确度例如到大约1-10微秒。同样的，如此强的信号可以与来自其他基于地面基础建设，例如蜂窝网络，互联网，或WiFi，的信息一起被发送给接收机单元。根据一个或多个实施例，来源于所述卫星信号的所述精确的绝对时间足够精确用于帮助接收机单元内的校准系统相关器聚焦于很窄的时间周期内。当在遮挡或干扰环境下，在没有精确的时间参考的情况下使用多个系统相关器时，由于检索较长时间周期，相关处理的计算量负荷大，并且接收机单元在这样的条件下可能无法工作。然而，利用精确时间(例如，具有约10微秒以内的精确度)的传递，即使在严重衰减或干扰的环境下，通过校准接收机单元的系统相关器，接收机单元(或用户)可以更好的接收和跟踪来自诸如GPS的定位系统的导航信号。因此，本发明的实施例可以在严重衰减或干扰环境下帮助GPS或其他定位卫星系统。需要注意的是精确的绝对时间传递可以被用于诸如网络同步的其他应用中。

在多个实施例中，上面所描述的接收机单元可以使用已知的频率(例如，在一些实施例中铱环信道被用于获取)获取LEO卫星信号(例如，也被称为初始化接收机)。在获取信道可能是不可用的环境下(例如，在信号干扰或在获取信道的特定频率上发生其他干扰的情况下)，一个可选实施例中的接收机可以利用卫星系统的获取信道(例如，除获取信道外的其他信道)初始化接收机用于时间交互传输(例如跳频)。例如在一个实施例中，系统(包括接收机)可以使用一种信道获取的方法，在该方法中“主”卫星获取频率(例如，信道)可能受到干扰，或相反，对接收机是不可用的，并且在相同卫星传输内的“副”频率(例如，信道)可以被用于向接收机提供精确的绝对时间。

例如，利用固定的已知信道(例如，在该时隙中与恒定载频绑定的恒定时隙)，例如，铱环信道(例如，获取信道)，建立卫星和接收机之间的通信的系统容易受到干扰的影响，因为干扰发射机能够将功率集中，使只在获取信道上增强其干扰电压，从而破坏获取信道的，进而系统的功能性。为了处理这些问题，可以在卫星系统的附加信道上提供定时和其他信息的二次传输。例如，利用铱系统，可以在四个附加报文信道提供甚至在整个10兆赫兹(MHz)的铱频带上广播附加信息，这要求干扰发射机使其有效需要将其功率平铺在整个频带谱上，从而减少了干扰发射机的干扰电压。这种即使在四个频带上的广播传输的相关发射功率和信号编码机制可以提供比获取信道(例如，固定的已知信道)的处理增益更多的附加处理增益，并且与仅使用固定的已知信道的系统相比，进一步减少了对干扰的敏感度。

在可选的实施例中，主信道(例如，获取信道)和副信道(例如，附加信道)可以位于相同卫星群甚至是不同卫星群中的不同卫星上。在一个实施例中，可供选择的传输信息和定时数据可以在多于一个的信道(例如，不同的频率和时隙)上发送，从而最大化抗干扰能力。在另一个实施例中，系统可以利用发射源而非卫星发射可选信息，例如，通过无线网络信号或从卫星经过包括无线通信的地面网络。

现在，参考附图，其中该描述的目的仅是图示本发明的实施例，而非限制本发明，图1提供了根据本发明的一个实施例在能够在遮挡或干扰环境下运行的导航系统300的概况。

如图1的实施例所示，在导航系统300中，接收机单元302(例如，蜂窝电话)，被配置用于接收来自卫星306的信号309，包括：来自传统导航卫星的全球定位系统(GPS)信号(例如，受保护和/或非受保护的GPS信号)。此外，接收机单元302被配置用于接收来自卫星304的信号305，可以是近地轨道(LEO)卫星。另外，接收机单元302还被配置用于接收来自网络308的信号307，例如可以包括蜂窝网络、互联网、WiFi网络、和/或其他网络。从卫星304接收的信号305包括在卫星304上编码的精确时间信号。通过网络308接收的信号307包括附加的辅助信息，例如与卫星304相关联的轨道信息、接收机单元302的近似位置、卫星304与接收机单元302之间的近似距离(例如，约3000米以内)、近似时间信息(例如，约5秒以内)、与卫星304相关联的定时误差信息(例如，卫星时钟偏移量)、和/或其他信息。

根据一个或多个实施例，卫星306可以是集成的高性能导航和通信系统，诸如iGPS系统，中的一部分。卫星306也可以是任意其他定位系统卫星的一部分，例如包括全球轨道卫星导航系统(GLONASS)。

在一个例子中，卫星304是LEO卫星，由现有的通信系统的卫星实现(例如，铱星系统或全球星卫星系统)。在使用铱星实现卫星304的例子中，铱星的飞行电脑可以利用适当的软件进行重新编程从而有助于导航信号的处理。在另一个使用全球星通信卫星实现卫星304的例子中，卫星弯管结构允许地面设备升级以支持多种新的信号格式。

在LEO通信卫星实现卫星304的实施例中，LEO通信卫星被配置为同时支持通信信号和导航信号。在这一点上，实现这样的导航信号需要考虑多个因素，例如，多径抑制、测距精度、互相关、抗干扰性，以及安全，包括选择性接入、防欺骗、以及低拦截可能性。

接收机单元302可以利用适当的硬件和/或软件实现，以用于接收和解码来自各种空间和陆地测距源的信号以执行导航。这样的信号可以包括，例如，卫星广播，卫星广播来自GPS(或其他定位系统(例如，Glonass))，LEO(例如，铱星或全球星卫星系统)，广域扩充系统(WAAS)、欧洲同步导航覆盖业务(EGNOS)、多功能卫星扩充系统(MSAS)、伽利略、准天顶卫星系统、和/或移动卫星业务(MSV)卫星。这样的信号还可以包括来自网络308的陆地广播，可以包括蜂窝网络、电视网络、互联网、WiFi、WiMAX、车辆基础设施整合(VII)节点、以及其他适当源。接收机单元302可以根据专利号为7,372,400，公开日为2008年5月13日，的美国专利所详细说明的多个实施例实现，在这里被全文引用作为参考。

在某些特定实施例中，接收机单元302被希望可以被进一步配置为利用其他空间和陆地测距源的广播信号，接收和执行导航。此外，接收机单元302可以配置有惯性测量单元(IMU)，例如实现为微机电系统(MEMS)设备，从而提供干扰保护。

接收机单元302可以以任意所希望的配置实现从而适于特定的应用。例如，在多个实施例中，接收机单元302可以实现为蜂窝电话、iGPS接收机、手持导航设备、车载导航设备、航空导航设备、或其他类型的设备。在一个实施例中，接收机单元302的位置与用户的位置相对应。

参考图1A，根据本公开的一个实施例展示了接收机单元302的功能性框图。接收机单元302包括多频天线3020，用于从一个或多个卫星接收卫星信号3010。天线3020也可以用于接收来自例如图1中的网络308的信号。天线3020被耦合至一个或多个预先选择的滤波器3030，放大器3040以及A/D转换器3050。合成器3070接收来自温控晶振(TCXO)3080的信号，并且耦合至A/D转换器3050，惯性3085和计算机3060，计算机3060包括存储器和处理器(未示出)。系统相关器由处理器实现。计算机3060从惯性3085以及合成器3070和A/D转换器3050接收原始的测量结果，以产生位置、海拔以及时间的输出3090。适当的确定A/D转换器3050的抽样率以使接收机单元302可以将所有关心的频带下变频至基带。

在操作中，根据一个或多个实施例，在接收机单元302被遮挡或干扰并且无法接收来自卫星306的信号309(例如，GPS信号)的位置上，接收机单元302可以向网络308发送消息以请求协助。然后网络308确定附加的辅助信息。接着接收机单元302利用信号307校准其系统相关器以改善来自卫星306的信号309(例如，GPS信号)的接收，从而即使在遮挡或干扰的环境中也能实行导航，其中，信号307包括通过网络308获取的，与从卫星304接收的信号305相结合的，附加的辅助信息，信号305包括精确时间信号。

现在参考图2，提供的流程图根据本发明的一个实施例说明了一种从卫星获取精确绝对时间传递的方法。在一个实施例中，图2可以利用图1中的导航系统300实现，但是它也可以利用其它系统或应用实现，例如系统同步。当与包括附加的辅助信息的信号307一起时，从卫星304(如图1所示)接收的信号305允许定位。附加的辅助信息可以通过网络308被传送给接收机单元302。

在块350中，接收机单元302从卫星304接收信号305，其包括精确时间信号。所述精确时间信号从卫星304接收为周期性重复的有明确定义的码字。需要注意的是，有明确定义的码字包括任意数量的码字，例如，伪随机码。在一个例子中，铱星将广播大约每23秒重复一次的伪随机码。其他的实现方式可以包括交替码结构。例如，在一个这样的实现方式中，粗略定时码后跟着伪随机码。在这种实现方式中，粗略定时码可包括重复的纯载频的片段，其容易被接收机单元302检测到以用于多种操作，例如确定多普勒漂移。在这种实施方式中的伪随机码可以被用于确定绝对时间，其具有高精确度，但比粗略定时码更不容易被接收机单元302检测到。在这一点上，粗略定时码可以被接收机单元302用于高效的确定期望接收到伪随机码的大概时间。

在多个实施例中，从卫星304接收的信号305不需要包括详细的导航信息，而仅来自卫星304中的单一一个的信号305的一个广播被用于初始化所述辅助技术。此外，信号305的定时精确度可以比典型的GPS卫星性能明显的降低，10微秒量级的精确度就够了。在一个实施例中，接收机单元302可以在衰减或遮挡的环境下(例如，室内)运行，在这种情况下，由于信号309的低功率以及环境的衰减，接收机单元302可以接收来自卫星304的信号305，但是不能接收来自卫星306的信号309。例如，对于铱星，重复的伪随机码的结构允许接收机单元302即使处于在天线处衰减高达45dB的严重衰减的环境下跟踪伪随机码，也就是说，约在此15dB以上，大部分GPS接收机无法接收信号。例如，在商业环境下信号309被竞争信号潜在的干扰了的环境中，或者例如在军事环境下信号309被敌人估计干扰了的环境中，接收机单元302也可以运行。

在块352，接收机单元302利用低数据速率相关来确定来自卫星304的信号305中的所述码字的相对定时相位(以下也称“n”或“码字相位”)。例如，接收机单元302可以用于跟踪由信号305提供的高功率、非GPS精确时间信号的码字，并确定定时相位至小于约3微秒内。

在块354中，接收机单元302接收信号307，该信号包括通过网络308的附加的辅助信息。可选的，例如在接收机单元302移入或移出衰减环境的情况下，可以从卫星304接收所述附加的辅助信息。一般的，附加的辅助信息的更新速率相当低，原则上可以存储24小时或更长时间。在一个实施例中，所述附加的辅助信息包括：码字广播的开始时间、定时传输的期望频率、非GPS卫星轨道的模型、以及能够提高如块350中所描述的从卫星304接收的精确时间信号的逼真度的时间误差校正信息。此外，可以通过网络308或者由接收机单元302的本地时钟提供近似时间(例如，精度在若干秒以内)。

在块356中，通过将码字的定时相位与通过网络308接收的所述附加的辅助信息相结合，根据例如下面参考图3所描述的等式406，码字的定时相位被转换成精确的绝对时间。

现在参考图3，根据本发明的一个实施例图示了近地轨道(LEO)卫星的时间传递结构信号。图3中的时间传递结构根据一个实施例可以实现用于图1中的导航系统300，然而其也可以被用于其他系统或应用，例如网络同步。在该实施例中，卫星304被铱星实现。需要注意的是显示的是铱星的时间传递信号，这里的描述也可以为其他卫星系统做适当的修改。在图3的例子中，信号305包括10K的缓冲周期402，其被每个卫星304重复的广播。每个10K的缓冲周期等于9984字节，或79872比特，或256个报文，或46.08秒。每天有1875个缓冲周期。还显示了一个报文帧404(也称为一个报文)，等于312比特，或者每突发8.28毫秒(ms或msec)。其他比特由卫星304预先定义。报文帧404的312比特通常是有效载荷比特，在这些比特上发生通信，例如电话呼叫，每90毫秒语音更新一次。每个帧每0.18秒(180毫秒)重复一次，并且所有比特被用于检测报文帧404的边缘。一个突发在报文帧404中偏移一特定的“时隙”。

例如，如果伪随机码是312比特，那么存在具有256个报文的完全缓冲器。这一例子中，每个报文具有它自己的伪随机码，以使其不与其他码字发生混淆。所述伪随机码大约20-40秒重复一次。一种已知且简单的伪随机码(或其他码)可以被用于区别256个报文，并且提供相当的处理增益。在一个实施例中，可以执行粗略简单码(例如，那些有利于载频检测的)和更精确的伪随机码(例如，那些允许更准确的时间校准的)之间的交替。

在一个实施例中，接收机单元302被用于确定当前时刻。缓冲器被加载并且广播开始。所述接收机单元302调谐至正确的频率并在L频带帧上搜寻比特。所述接收机单元302找到与缓冲器中第n个报文相匹配的码字。然而，这并不能断定当前时刻，只能断定第n个报文(或者所述重复码字的“码字相位”)。L频带帧每90毫秒重复一次，针对每个L频带帧计算与缓冲器相关的L频带帧计数(LBFC)，作为90毫秒周期的大概数量，这也是从缓冲器的起点到被计数的L频带帧流逝的时间。

图2中块352和354中所描述的定时相位信息和附加的辅助信息如图2中的块356所说明的那样被结合在一起，从而形成一等式，如以下参考图3的实施例所述，以获取精确的绝对时间，其中等式406被用于确定时间。在等式406中，假设256个特有的报文每46.08秒重复一次：

时间＝12:00am开始时刻+(N-1)*46.08秒+(n-1)*0.18秒+时间误差+距离/C(光速)

在这里，已知的卫星304的缓冲器重放的开始时间，通过数据链路被传送，可以是规定日期的12:00am，如图3中等式406所示。“N”(也被称为“当前缓冲器周期”)是256个报文的伪随机码块自开始时间起重复的次数。在一个实施例中，“N”可以根据接收机单元302的本地时钟确定，其具有约小于10秒的精度。例如，如果报文在12:00am广播，并且接收机单元302具有同步至网络308的时钟，则接收机单元302可以确定当前缓冲器周期“N”。也就是说，接收机单元302基于某些已知的变量帮助确定数字“N”。

参数“n”是在重复序列中的码字相位。在公式406的例子中，时间报文每0.18秒出现一次，包括256个独特的伪随机报文。然后，伪随机码从开始进行重复。因此“n”是从1到256之间的一个数字。“n”从卫星304例如利用伪随机码进行测量，并且其精确到约小于10微秒。由于时间报文每180毫秒重复一次，并且L频带帧每90毫秒重复一次，因此如图3所示，可以看出L频带帧计数，LBFC，以及“n”之间的关系约为LBFC＝2*n。

如果接收机单元302已知接收到的是哪一个报文，则可以确定码字相位“n”。接收机单元302可以执行相关以确定即使在有噪声的情况下接收到的是哪一个报文。例如，如果存在噪声，将接收到随机比特，随后是报文，随后又是随机比特。因此报文可能被噪音干扰并且可能包括受干扰的比特值。假设发送的是长报文，例如一个1000比特的报文，该比特将与收到的比特进行比较。例如，如果980个比特是正确的，那么接下来的1000个比特将被比较，如此等等，直到达到峰值。当正确比特的数量大于平均数时达到峰值。在发送1000比特的报文的例子中，例如如果峰值是600，那么确定那是一个正确的报文。因此，在特定时间，存在噪音的情况下，报文被接收并在统计上被确定。一种确定接收的卫星信号的码字相位“n”方法将根据一个实施例在以下的图3A中进行说明。

“时间误差”表示例如系统300中的任意定时误差，并可以补偿卫星304的时钟中的测量误差和/或传输序列中的已知时隙变化。时隙可以由卫星304提供，它们可以由参考站测量，或者它们作为业务的一部分是固定的或者是可预测的。在图3的例子中，铱星90毫秒的报文帧破碎成多个时隙。如图3所示，突发发生，并在报文帧内偏移一指定时隙。接收机单元302通过网络308获知使用哪一个时隙。网络308提供基本信息，例如传输频率，也就是传输的子带，其依据广播的频率和/或其他因素经常性的变化。

“距离”表示卫星304和接收机单元302之间的距离，利用通过数据信道传输的卫星304的轨道模型，接收机单元302位置的适当的准确知识，以及大约的时间(作为卫星轨道模型的输入)计算得到。在一个实施例中，为了获取约10微秒以内的精确度，距离估计必须精确到约3000米，这等同于在地面上约20,000米的水平精确度。这种定位级别很容易达到，例如通过蜂窝网络技术。此外，可以基于用户当前处于哪一个非GPS卫星波束以及最近的波束时间历史的知识，利用简单的波束覆盖方法来确定接收机单元302的位置。也可以适当的采用多种其他粗略定位的方法。在一个实施例中，卫星304的卫星轨道信息(星历表)包括诸如卫星304在卫星群中多个时间点上的位置信息以及其他能被接收机单元302用于精确的从卫星304获取时钟值的信息。在该实施例中，网络308可以轻易的在小于一公里的范围内确定接收机单元302(或用户)的位置。距离可以精确至约3公里。接收机单元302的大概时间可以与轨道信息一起被用于确定卫星304的位置。确定了卫星304的距离后，用它除以光速(也被称为“C”)。

图3A根据一个实施例显示了用于确定接收到的卫星信号的码字相位的方法。图3A是卫星304包括铱星的一个例子。在块2010中，利用具有适当的天线、放大器以及下变频器的接收机单元(如图1A所示)在整个铱星频带上从铱星接收和收集包括数据的信号。在块2020中，接收到的数据被下变频，例如1606MHz，并且数据被，例如以每秒50M样本的速率，采样。

在块2030中，采样后的数据被捕获并被以适当的块的形式被存储至存储器，例如，以一秒的片段组成的块。

在块2040中，执行采样数据的粗略获取搜寻。在该例子中，选择约9毫秒的数据用于详细的处理。利用已知的轨道模型和估计时间，估计被捕获数据的多普勒效应。利用正弦和余弦函数，基于已知的(或估计的)子带和接入，对所述数据进行数字解调。解调也包括估计的多普勒频率。所述数据之后被例如约111的因数被抽取。快速傅里叶变换(FFT)被用于抽取数据以确定最高峰值和相关频率。需要注意的是，相关频率被用于在下一次迭代中进一步改善解调。一般的解调会生成直流结果，但是，非理想的多普勒估计一般会生成一个低频分量。下面，需要处理后面的1毫秒块的抽样数据，并且重复所述过程。

在块2050，通过执行连贯性检查，对处理后的数据进行筛选已获得峰值。例如，峰值应该被“n”*90毫秒分隔开。

在块2060，一旦筛选到峰值，将在粗略的峰值+180毫秒-0.5*窗口大小处执行精细的获取。窗口大小表示时间长度，在该时间长度期望找到所述码字。例如，接收到的数据与所述码字中的128个非零报文进行互相关；然后记录最高的互相关峰值；时间步长递增若干微秒。在窗口持续时间内，重复实施上述过程。

在块2070中，通过获知哪一个报文产生了最佳峰值以及获知相对时间，捕获到所述数据时，由接收机单元确定所述码字相位。一旦确定了码字相位，根据上述图3中的等式406所述，就可以确定精确的绝对时间。

根据上述一个或多个实施例说明的技术计算得到精确的绝对时间后，精确的绝对时间可以被用于多种应用，诸如网络同步，或者作为诸如GPS的定位系统的辅助。

在定位辅助的实施例中，如上述描述所确定的精确的绝对时间被用于“集中”或校准接收机单元302，例如GPS接收机，的相关器。在这种情况下，GPS接收机可以具有多个并行的定位系统相关器，这些相关器即使在干扰或衰减的环境中，在充分进行了时间校准(例如使用在此描述的技术)的情况下，可以跟踪来自卫星306，例如GPS卫星，的信号309，例如GPS信号。

接收机单元302也可以补偿多普勒漂移，多普勒漂移指的是由于发射源相对于观察者的移动造成的发射波频率的变化。当卫星在空中运动时，卫星信号的发射频率发生变化。通过利用时间知识，接收机单元302可以预测并补偿多普勒漂移，以便获取到正确的频率。在一个实施例中，多普勒漂移可以通过以下等式进行计算：

多普勒＝距离变化率÷C×发送的一般频率

如上所讨论的，到卫星304的距离是接收机单元302的位置与卫星304之间的距离。距离变化率是距离与时间的函数，正如基于单位时间内在两个不同点之间行进的距离的速度的测量值。最后，在上述多普勒等式中，名义上的传输频率，例如对于铱星来说，是1.6GHz。C指的是光速。

网络308提供卫星信息以及信号的预调谐信息，以便当多普勒漂移发生时，信号也能变化以相应的保持一致。

卫星304的多普勒特性也可以帮助确定定时信息。随着时间的流逝，接收机单元302监视从卫星304收到的多个信号305。通过确定当卫星304从上空移动过时发生的多普勒漂移，接收机单元302可以获得接收机302位置以及时间信息的精确测定。因此，再次参考图3中的等式406，可以通过参考卫星304的多普勒特性，执行接收机单元302位置的估计。

从而，在上面所描述的实施例中，在存在支持空间网络(例如，卫星304和/或306中的一个或多个)的地面网络(例如网络308)的情况下，根据等式406获得的精确的绝对时间被传送给接收机单元302。

在另一个实施例中，下面参考图3B进行详细说明的是，在没有如上所述的通过利用，例如，铱星的本地L频带突发结构信号提供的额外的辅助信息的情况下实现精确的绝对时间。在多个实施例中，卫星304是诸如铱星的LEO卫星，卫星306是GPS卫星。在这样的实施例中，众所周知的是铱星使用的是根据从1610MHz到1625MHz的L频带结构的频率，GPS载波也在L频带内，中心位于1176.45MHz(L5)，1227.60MHz(L2)，1381.05MHz(L3)，1575.42MHz(L1)的频率上。由于铱星和GPS频率之间的接近，接收机单元302不需要额外的天线就能够从两个卫星系统，铱星系统和GPS卫星系统，接收信号。

每个铱星都维持着一个内部时钟，该时钟相对于协调世界时(UTC，法文为TempsUniversel Coordoné，也称为格林尼治标准时，或祖鲁时间)被监测和维持在10微秒的精度内而没有时钟漂移。因此由铱星提供的L频带信号可以精确的绑定至UTC时间的约10微秒以内。L频带铱星信号利用90毫秒的帧构成。因此，通过确定铱星信号的L频带帧的边缘，可以获取精确的定时信息。

现在参考图3B，根据本发明的一个实施例提供了在衰减或干扰环境下实施时间传递和导航的方法的流程图。除了在该实施例中，通过网络308提供的附加的辅助信息是不可用之外，图3B所图示的方法可以利用图1的导航系统实现。

在块502中，接收机单元302检测来自卫星304的信号305的广播的帧结构(例如，由L频带铱星信号实现时)。即使没有明确定义的或经过提炼的码字，对于接收机单元302来说，也可以检测铱星传输信号的L频带帧。因为在该实施例中假设附加的辅助信息无法从网络308获得，接收机单元302准备了连续的绝对时间的预测和估计。利用足够的先验知识，时间估计的数目通常限制在合理的数目内。例如，在100个铱星帧结构内，存在一个校准的GPS秒。因此，时间估计或预测的数目可以被减少至100次。

在块504中，一旦生成连续的估计，接收机单元302的本地时钟被校准至卫星304的信号305的帧结构。

在块506中，生成多个基于所述帧结构信号的彼此分离的时间估计，其中至少一个被校准至卫星306的信号309。

在块508中，所述时间估计被提供给接收机单元302的并行相关器。然后基于所述时间估计校准所述并行相关器。

在块510中，校准至卫星306的信号309的时间估计被识别并向接收机单元302提供辅助信息。该辅助信息显著的提高了接收机单元302高效检测卫星306的信号309的能力。也就是说，如上述所讨论的基于铱星被用于实现卫星304的实施例中，可以影响多个并行的电话，例如，以确定卫星信号帧结构的帧边缘。在该实施例中，铱星具有90毫秒的帧结构。在每100个帧中，存在一个随之校准了的对应的GPS秒。因此，简单的通过知晓该帧边缘，GPS处理被显著的改善，因为通过尝试100个帧而非无限数目的估计就能简单的获取辅助信息。

结合图1-3B基于本发明的一个或多个实施例，上述描述的用于获取精确的绝对时间的系统和方法，通过快速的发起对无线网络站(例如，WiFi收发机，兼容WiFi的设备，兼容802.11的设备，或其他无线设备)的测量，可以被用于帮助室内导航。基于一个或多个实施例，通过利用上面所描述的精确的绝对时间，无线网络站(例如，互联网热点和/或其他类型的无线网络站)对于接收机单元302来说可以充当定位信标(具有测量到的位置)的角色。从而，接收机单元302的漫游用户可以在室内环境下进行导航。

图4基于本发明的一个实施例提供了一种利用卫星以允许无线网络站的定位的自成形导航系统300a。图4中，接收机单元302a被配置用于接收测距信号701，703和705，这些信号包括来自无线网络站702，704和706的辅助信息。每个无线网络站702，704和706与网络708有信号通信，也从卫星304a接收精确时间和测距信号710。在一个实施例中，接收机单元302a的位置与漫游用户的位置相对应。

值得注意的是，无线网络站702，704和706可以包括WiFi收发机以及其他无线网络站设备，配置和/或网络。此外，网络708可以包括互联网，或其他适当的网络，例如蜂窝网络或电视网络。

参考图5，基于本发明的一个实施例提供了一种用于通过综合卫星信号和无线网络信号执行地理定位的方法的流程图。图5的流程图可以使用图4的导航系统实现。在该实施例中，来自例如，铱星和GPS卫星的卫星信号被与WiFi或802.11类型的信号集合成一体。

在块802中，接收机单元302a接收重复码字形式，例如由卫星304a，例如LEO卫星(上面对照图1-3B基于一个或多个实施例所描述的)，广播的伪随机码，的精确绝对定时码信号710。

在块804中，接收机单元302a通过无线网络站702，704和/或706接收辅助信息。

在块806中，所述精确绝对定时码信号710与来自无线网络站702，704和/或706的辅助信息一起被用于确定具有若干微秒以内的精确度的精确绝对时间。

在块808中，利用精确绝对时间，接收机单元302a的系统相关器，例如GPS相关器，被校准以在遮挡的环境中利于定位，例如GPS定位。

在块810中，利用使用精确绝对时间确定的定位信息，接收机单元302a测量无线网络站702，704和706的位置。

在块812中，接收机单元302a接收无线网络站702，704和706的位置信息，这些信息通过测距码进行传输。

在块814中，通过结合来自无线网络站702，704和706中的一个或多个的定位信息和测距信息，接收机单元302a执行绝对地理定位。

在一个实施例中，如果需要的话，漫游用户的位置(例如，接收机单元302a的位置)可以通过无线网络站702，704和706进行上报，从而有助于用户追踪。

图6基于本发明的另一个实施例提供了一种用于通过综合卫星信号和无线网络信号执行地理定位的方法的流程图。图6的流程图可以使用图4的导航系统实现。在该实施例中，承担信标角色的无线网络站的定位也可以通过整合，例如铱星信号(单独)和WiFi或802.11类型的信号(具有更长的整合时间)实现。

值得注意的是，上面根据图5的块802-806所描述的方法可以被用于本实施例中以确定具有若干微秒的精确度的精确绝对时间。一旦确定了绝对时间，在图6的块910中，利用所述绝对时间校准接收机单元302a的系统相关器以助于在遮挡的环境中进行定位。

在块912中，接收机单元302随着时间的流逝测量多个卫星的卫星测距码(例如铱星iGPS测距码)。

在块914中，假设无线网络站702，704和706是静止的，所述测距码与诸如轨道信息的卫星信息以及定时信号相结合。

在块916中，接收机单元302a通过重复整合多个卫星的经过，利用多点定位技术，计算位置信息。

在块918中，利用定位信息，测量WiFi收发机702，704和706的位置。

在块920中，接收机单元302a接收WiFi收发机702，704和706的位置信息，这些信息通过测距码进行传输。

在块922中，通过结合来自一个或多个WiFi收发机702，704和706的位置信息和距离信息，接收机单元302a执行绝对地理定位。

图7基于本发明的实施例图示了一个时间间隔700(例如，也被称为一帧或一个时间帧)，该时间间隔包括一个单工时隙和多个其他时隙。如图7中所示，时间间隔700长度约为90毫秒，并且包括一个长度约为20.32毫秒的单工时隙，四个上行时隙UL1-UL4，和四个下行时隙DL1-DL4，每个长度约为8.28毫秒。

可以在利用基于使用90毫秒帧的时分双工(TDD)的时分多址接入和频分多址接入混合(TDMA/FDMA)结构的通信或卫星系统(例如，导航系统300或铱星网络)中实现通信信道。例如，一特定信道可以是一特定FDMA频率(例如，载波频带)和TDMA时隙(例如，图7所示的单工，上行或下行中的一个)。例如通过执行可接受的共道干扰抑制或其他诸如时分多路的信道去冲突方法，所述信道也可以在不同的地理位置上被再利用。因此，信道分配同时包括频率载波和帧内的时隙。

在一个实施例中，所述单工时隙包括一获取信道，所述获取信道使用已知的频率，该频率全球保持不变，从而使全世界的用户能够统一的接入所述获取信道。所述获取信道可以是利用TDMA格式化的下行信道，该信道向用户设备提供提醒，包括为完成用户呼叫需要接入的频率。获取信道的TDMA结构可以允许在一个帧内，例如时间间隔700，发送多个提醒。另外，例如，其他信道通过提供信道获取和切换所需的信息支持用户设备(例如，蜂窝电话或其他小型电子设备)。

可以类似的利用获取信道向用户设备(例如，蜂窝电话或其他小型电子设备)提供信道获取和切换信息。在受到攻击时，用于紧急财产的情况下，如果获取信道受到干扰，在紧急需求期间可能导致关键资产不可用。为了缓解这种情况，可以在一个或多个频率上(例如，在铱星系统中有四个可用的报文信道)广播二次传输。原则上，二次传输可以在，例如，整个铱系统10MHz的频带上进行广播。这样宽谱的二次传输，例如，要求干扰发射机为了干扰卫星系统的目的，需要在整个10MHz的频谱上平铺其功率，从而减小了干扰发射机用于干扰的电压。

在一个示例性的实施例中，诸如铱星系统，将为所述单工时隙信道(例如，获取信道和报文信道)保留12个频率接入的频带。这些信道可以位于全球配置的1626.0MHz到1626.5MHz之间的500kHz的频带内。这些频率接入可以仅用于下行信号并且是在单工时隙期间被发射的仅有的频率。如下面以铱系统为例所显示的表1，在单工时隙期间，四个报文信道和1个环报警信道可用。

表1

所述四个报文信道，与所述环信道(环报警信道)一起位于单工时隙的交替频率上，可以被用于信道获取以及在环信道由于某些原因不可用的情况下(例如，环信道收到干扰)传递精确绝对时间。铱系统的报文信道(如表1所示)是信道3，4，10和11，分别是第四、第三、第二和主报文信道。因此，在一个实施例中，卫星可以基于从时间参数值(例如，跳频，TDMA/FDMA)计算得到的已知(先验)或可预测模式，在获取信道(例如铱系统的环信道)和报文信道(例如，在一个时隙和频率上)上传输数据信号(例如，包括L频带帧的环报文数据，从中可以向接收机单元提供精确的绝对时间)。

可以使用特定的信息(例如，LBFC，空间飞行器标识(SVID)，卫星的x，y，z位置坐标)校准接收机时钟至可接受的精度，从而允许检测使接收机单元能够获取使用系统的入口的频率(例如，如表1所示的报文频率中的一个)。在获取信道不可用时，用于获取的数据(例如，LBFC，SVID)可以全部位于一个交替的报文信道中。在某些可选的实施例中，获取数据可以部分的跨多个具有，例如，不同加密方式的交替报文信道分布。这样的实施例可以提供一种有用的实现，用于进一步减少一般情况下，或在存在由于流氓用户一种或两种加密方式处于不安全状态的担心的情况下，信息的非授权接入。例如，在需要高安全性的情形中，在一个报文信道中，通过一种加密方法向接收机单元提供获取数据的一部分，通过第二种加密方法提供获取数据的第二部分。此外，由于为了访问一个信道，可以通过另一个信道访问附加的安全信息，因此获取数据可以是嵌套的。

图8基于本发明的一个实施例描述了一种初始化接收机以从卫星获得精确绝对时间传递的方法800。在块1010，接收机单元(例如，这里所描述的多种接收机单元中的任意一个)试图通过获取信道从卫星304，例如是近地轨道(LEO)卫星(例如，铱星)，接收数据。接收机单元试图从获取信道接收环报文(也被称为“访问报文”)形式的数据。

当被解码时，典型的环或访问报文包括诸如以下信息：LBFC＝485215784；SVID＝34；波束ID＝6；X坐标＝127；Y坐标＝-1140；Z坐标＝1102。

在这一点上，SVID被用于确定中继报文中的信息的卫星。波束ID号不用于提供信息，但是可被接收机单元用于利用地理定位的适当的应用中，例如，在2010年4月8日提交的美国专利申请，申请号为12/756,961，全文被并入这里作为参考。所述X，Y，Z坐标是卫星的位置坐标，可以被用于校准从空间飞行器(卫星)到接收机单元的信号的传输时间。所述X，Y，Z坐标也可以被用于地理定位。

至于LBFC数，铱星突发序列每90毫秒发生一次，被称为一个L频带帧。LBFC数实际上是具有微秒精度的时钟。LBFC数例如是一个32比特的数字，它从已知参考开始时间(例如，也被称为一个“纪元”)起对90毫秒帧的个数进行计数。例如，图3中显示了12:00am的开始时间。因为L频带帧的边缘(也就是LBFC)具有微秒等级的精度，因此环报文承担并可以被用作一个每90毫秒嘀嗒一下的非常精确的时钟。

在块1015中，如果获取信道可用，那么接收机单元可以从获取信道接收环报文数据，并且该方法继续至块1030。否则，该方法继续至块1020.

在这一点上，作为如上所述的仅有的能够找到关键获取信息的可预测位置，对已知固定的频率信道(例如获取信道)的依赖使得利用铱星系统支持其应用的重要资源容易受到干扰的影响。通过将这一同样的关键获取信息放置于上面所描述的单工时隙报文信道中，接收机单元，如块1020中所确定的那样，可以尝试从报文信道(例如上面所描述的信道3，4，10，11)中的一个接收(例如，在可选的报文信道中搜寻)信道获取数据(例如，环报文数据)。通过将环报文数据放置于单工时隙报文信道，卫星系统可以将干扰威胁分散至多个频率，也能够将信号功率提高9dB，从而使卫星系统就干扰而言更加鲁棒。

在块1030，接收机单元可以在报文信道中的一个上(例如，或者如果在块1015中确定可用的话，在获取信道上)接收加密了的环报文数据。在不同的实施例中，环报文数据的编码可以针对特定用户(例如，美国军方)进行特殊的加密。

例如，有多种方式对已有的铱星系统进行重新定义格式以给予特殊用户更高的优先级。例如，一种选择是通过额外的扩充呼叫优先权和优先级以包括更多的等级，分配等级，例如服务质量(QoS)或服务等级(LoS)，或者在系统中增加排队技术等级。例如，重要应用的呼叫被分配由特殊数字，例如4，表示的更高的优先级。在这些呼叫无法接入获取信道的情况下，呼叫使用四个信道中的一个或多个的备份频率访问所需的信息。此外，利用如为铱系统获取控制机制定义的那样的特定的获取类，对用户识别模块(SIM)卡或者其他类似功能的装置进行编程，或者可以扩展所述获取控制机制以满足这种特殊情况。对用于这些特殊情况的信号进行加密以增加一个额外的安全层。在块1040中，由接收机单元对加密了的环报文数据解密并进行下变频。

在块1050中，接收机单元利用解密了的环报文数据识别从其接收所述环报文的卫星，并且利用环报文数据中的位置坐标信息校准信号在卫星和接收机单元之间的传输时间。为了获取精确的时间，接收机单元可以在下面的等式中，与图3中的等式406类似，利用L频带帧计数(LBFC)：

时间＝LBFC×90ms+当前纪元日期以及开始时间

在上述等式中，当前纪元日期以及开始时间基于为系统(例如，铱系统)定义的已知的日期和时间，并且接收机单元具有所述日期和开始时间的先验知识。每个L频带帧每90毫秒重复一次(LBFC增加，例如，在计数器上加1)。L频带帧的边缘(例如，接收机单元接收所述信号的瞬间)允许接收机单元维持接收机单元的时间(例如，在块1060中校准接收机单元的本地时钟)准确度在微秒量级。接收机单元首先校准信号的传输时间，为了完成上述操作，接收机单元应该知晓提供数据(SVID)的卫星以及卫星在天空中适当坐标系统中的位置(X，Y和Z坐标)。如上所述，这两条信息可以在环报文数据中获得。此外，为了提高精确度，接收机单元需要引入卫星的轨道模型。接收机单元可以在本地获取所述轨道模型，或者所述轨道模型承载在网络(例如，网络308)上，接收机单元需要时访问网络以获取并处理信息。

在块1070中，接收机单元执行从图3A中的块2010开始的过程，如所讨论的那样，确定接收到的卫星信号的码字相位。

图9基于本发明的一个实施例说明了用于实现接收机单元1100的多个组件的框图。在这一点上，接收机单元1100可以用于实现这里所讨论的各种接收机单元中的任意一个。例如，在一个实施例中，接收机单元1100被用于实现导航设备。

接收机单元1100包括天线1110，射频前端和数字转换器1115，处理器1120，时钟1130，存储器1140和其他组件1150。

天线1110可以实现为一个或多个天线，用于根据这里所描述的多个实施例发送和/或接收信号。

射频前端和数字转换器1115包括放大器，射频下变频器，模数转换器(A/D)。射频前端和数字转换器1115处理来自天线1110的信号，并将来自所述信号的信息提供给处理器1120。

处理器1120可以实现为一个或多个处理器，处理器执行存储在一个或多个存储器1140以及一个或多个非短时机器(或计算机)中(或两者)的可读介质中的适当指令(例如，软件)。时钟1130(例如，接收机时钟)可以根据上面所描述的多种技术调整或操作的时钟。

其他组件1150可以用于实现任意其他想要的接收机单元1100的特征。值得注意的是，在适当的时候，这里所描述的一个或多个卫星可以利用与图9所示相同、相似或补充组件实现。

基于一个实施例，漫游用户的位置(如果希望的话)可以通过无线网络被报告从而以助于用户跟踪。

例如为了确定距离，要确定到达的时间差。例如WiFi收发机向接收机单元302a，例如是电话或计算机，发送消息，一旦该消息被接收，一条消息被发送回给WiFi收发机。计算机或电话的处理周期是已知的。WiFi收发机知道接收机单元302a花费多少时间响应WiFi收发机。因此，到达时间差(DTOA)可以计算得到，并且等于接收机单元的处理周期加上报文回到WiFi收发机所花费的时间。

在适当的情况下，可以利用硬件，软件或者硬件和软件的组合实现本公开所提供的各个实施例。在适当的情况下，在不违背本公开精神实质的前提下，这里所说明的各种硬件组件和/或软件组件可以组合成包括软件、硬件和/或两者都有的复合组件。在适当的情况下，在不违背本公开精神实质的前提下，这里所说明的各种硬件组件和/或软件组件可以分解为包括包括软件、硬件和/或两者都有的子组件。此外，在适当的情况下，可以预见的是然间组件可以实现为硬件组件，反之亦然。

依据本公开的软件，例如程序代码和/或数据，可以存储在一个或多个计算机可读介质中。还可以预见的是，这里所定义的软件可以利用一个或多个通用计算即或专用计算机和/或计算机系统，网络等等实现。在适当的情况下，这里所描述的各个步骤之间的顺序可以变化，组合成复合步骤，和/或拆分成子步骤，以提供这里所描述的特征。

上面所描述的实施例仅是描述而非现实本发明。能够理解的是基于本发明的原则可以有多种修改和变形。相应的，本发明的范围仅由所附权利要求确定。

Claims

1.一种从卫星向设备传递精确绝对时间的方法，所述方法包括：

从报文信道接收数据，其中所述数据具有帧结构，其中响应于获取信道不可用，从所述报文信道接收所述数据，其中所述报文信道区别于所述获取信道；

利用所述数据识别所述卫星以及所述卫星的位置；

利用所述卫星的标识和所述位置校准信号的传输时间；

利用所述数据作为时间参考，将接收机时钟校准至所述帧结构；

利用校准至所述帧结构的所述接收机时钟，从所述卫星接收精确的时间信号，其中，所述精确的时间信号包括周期性重复的码字；

确定所述码字的定时相位；并且

利用所述定时相位确定精确绝对时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载所述数据的多个报文信道中的一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载所述数据的多个报文信道中的一个，并且所述接收机拥有所述报文信道的先验获取信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载来自相同卫星的所述数据的多个区别报文信道中的一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载所述数据的多个报文信道中的一个；

所述多个报文信道中的至少一个承载来自与所述卫星不同的卫星的数据；

所述卫星和所述不同的卫星处于相同的卫星群中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载所述数据的多个报文信道中的一个；

所述卫星和所述不同的卫星处于不同的卫星群中。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述帧结构是L频带帧结构；并且

所述数据包括L频带帧计数即LBFC。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据至少包括所述卫星的位置的X，Y和Z坐标，或者所述卫星的卫星飞行器标识即SVID中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述报文信道是承载所述数据的多个报文信道中的一个；

基于优先级排队的方法，利用特定的获取类，对所述设备进行编程以在所述多个报文信道中的一个或更多个的备份频率上接收数据。

10.一种适于在衰减或干扰环境下使用的接收机单元，包括：

天线，适于响应于获取信道不可用，从卫星报文信道接收信号，其中所述报文信道区别于所述获取信道；

处理器；

接收机时钟；以及

存储器，用于存储多个机器可读指令，当所述处理器执行所述指令时使所述接收机单元执行：

从所述报文信道接收数据，其中所述数据具有帧结构；

利用所述数据确定所述卫星的标识以及所述卫星的位置；

利用所述卫星的标识和所述卫星的位置校准信号的传输时间；

利用所述数据作为时间参考，将所述接收机时钟校准至所述帧结构；

确定所述码字的定时相位；并且

利用所述定时相位确定精确绝对时间。

11.根据权利要求10所述的接收机单元，其中当由所述处理器执行所述指令时进一步使所述接收机单元：

接收如权利要求1到9中任意一个中的所述数据。

12.一种卫星系统，包括：

卫星，其中

所述卫星适于在获取信道上发送第一数据信号；

所述卫星适于在报文信道上发送第二数据信号，其中所述报文信道基于能从时间参数值预知的已知模式改变频率并且改变时隙；并且

每个所述数据信号包括使接收机单元能从中获得精确绝对时间的信息。