CN103364809A - 导航比特边界确定装置和方法，接收机，移动设备，以及卫星导航定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了导航比特边界确定装置和方法、接收机、移动设备以及卫星导航定位方法，以至少克服现有的利用北斗非地球静止轨道卫星定位导航技术中由于需要进行比特同步而使北斗非地球静止轨道卫星不能快速参与定位导航的问题。导航比特边界确定装置利用GPS定位信息辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，进而确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。导航比特边界确定方法用于执行能够实现上述装置的功能的处理。接收机包括上述装置。移动设备包括上述接收机。卫星导航定位方法利用上述导航比特边界确定方法实现。应用本发明的上述技术，能够使得北斗非地球静止轨道卫星快速参与定位和/或导航，可以应用于卫星导航定位领域。

Description

导航比特边界确定装置和方法,接收机,移动设备,以及卫星导航定位方法

技术领域

本发明涉及卫星导航定位领域，尤其涉及一种导航比特边界确定装置和方法、接收机、移动设备以及卫星导航定位方法。 

背景技术

随着电子工业以及计算机技术的不断发展，卫星导航定位技术得到了广泛的应用，并对人们的日常生活、军事等各个方面产生了重要影响。目前，全世界共有4套卫星导航定位系统：中国的北斗、美国的GPS(全球定位系统)、俄罗斯的“格洛纳斯”以及欧洲的“伽利略”。其中，美国的GPS是最早建成、也是目前发展较为成熟的卫星导航定位系统。 

卫星导航定位系统通常包括空间端、地面端和用户端三部分。空间端一般包括多颗在轨卫星；地面端主要是由主控站、注入站和监测站等若干个地面站所组成的监控系统；而用户端通常是指嵌有数据处理软件的接收机，其用于接收卫星信号以及利用这些信号来进行定位和/或导航等处理。 

现有的利用北斗非地球静止轨道卫星进行定位和/或导航的技术在定位和/或导航的过程中，由于北斗非地球静止轨道卫星信号中的导航数据每1毫秒就可能会出现比特符号翻转，为避免比特符号翻转带来的信噪比损失，北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间短，导致捕获灵敏度低。此外，需要对捕获到的北斗非地球静止轨道卫星信号进行比特同步，由于比特同步需要花费一定时间，因此会使得北斗非地球静止轨道卫星不能够快速参与定位和/或导航。 

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范 围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种导航比特边界确定装置和方法、接收机、移动设备以及卫星导航定位方法，以提高对北斗非地球静止轨道卫星信号的捕获灵敏度，且使北斗非地球静止轨道卫星快速地参与定位和/或导航。 

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，该导航比特边界确定装置包括：时钟模块，其被配置用于提供时钟信号；北斗卫星信号接收模块，其被配置用于接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间；位置接收与时钟校正模块，其被配置用于接收通过GPS定位所得到的所述导航比特边界确定装置的位置和GPS时钟，以及利用所接收的GPS时钟来校准上述时钟模块；第一计算模块，其被配置用于在与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历已知的情况下，根据上述北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算北斗非地球静止轨道卫星的位置；第二计算模块，其被配置用于根据导航比特边界确定装置的位置、北斗非地球静止轨道卫星的位置以及北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间来计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间；确定模块，其被配置用于根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界；以及存储模块，其被配置用于存储北斗非地球静止轨道卫星的星历、导航比特边界确定装置的位置以及北斗卫星信号接收模块接收的北斗非地球静止轨道卫星信号及其接收时间。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，该导航比特边界确定方法包括：接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间；接收通过GPS定位所得到的用户位置和GPS时钟，以及利用所接收的GPS时钟来校准本地时钟；根据与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算北斗非地球静止轨道卫星的位置；根据用户位置、北斗非地球静止轨道卫星的位置以及北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间；以及根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种北斗卫星接收机，该北斗卫星接收机包括如上所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其中，该北斗卫星接收机被配置用于利用上述用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，以及根据确定的导航比特边界来确定连续积分时间，并根据所确定的连续积分时间和导航比特边界来捕获和跟踪北斗非地球静止轨道卫星信号，以实现对北斗卫星接收机的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种GPS/北斗双模接收机，该GPS/北斗双模接收机包括GPS接收机，该GPS/北斗双模接收机还包括如上所述的北斗卫星接收机。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种移动设备，该移动设备包括如上所述的北斗卫星接收机或如上所述的GPS/北斗双模接收机。 

根据本发明的又一个方面，还提供了一种卫星导航定位方法，该卫星导航定位方法包括仅利用北斗卫星所实现的导航定位处理，该卫星导航定位方法还包括利用如上所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法所实现的导航定位处理，其中，上述利用用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法所实现的导航定位处理包括：利用用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，并根据所确定的导航比特边界来确定用于捕获和跟踪所述北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间，以利用所述北斗非地球静止轨道卫星实现对用户的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步。 

上述根据本发明实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置和方法、北斗卫星接收机、GPS/北斗双模接收机、移动设备以及卫星导航定位方法，能够实现至少以下益处：通过利用GPS定位信息来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，省去了比特同步的时间，能够使得北斗非地球静止轨道卫星快速地参与定位和/或导航；能够采用更长的积分时间来捕获和跟踪北斗非地球静止轨道卫星信号；能够捕获和跟踪到更微弱的卫星信号；能够提高捕获灵敏度；以及能够改善接收机性能。 

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些 以及其他优点将更加明显。 

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中： 

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置的一种示例结构的框图。 

图2是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置的一种示例应用场景图。 

图3是示意性地示出图1中的第二计算模块的一种可能的示例结构的框图。 

图4是示意性地示出根据本发明的实施例的北斗卫星接收机的结构简图。 

图5是示意性地示出根据本发明的实施例的GPS/北斗双模接收机的结构简图。 

图6是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法的一种示例性处理的流程图。 

图7是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法的另一种示例性处理的流程图。 

图8是示意性地示出如图6所示的步骤S660或如图7所示的步骤S760的一种可能的示例性处理的流程图。 

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。 

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。 

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。 

一般地，根据已知先验信息不同，用于接收卫星信号以及利用这些卫星信号来进行定位和/或导航等处理的接收机的启动模式可以分为三种，即热启动、温启动和冷启动。其中，热启动是指在有卫星星历、粗略接收机位置和精确卫星时钟信息的情况下的开机启动，通常接收机在热启动模式下从开机到定位一般需要1秒到几秒左右；温启动是指在具有有效卫星历书、粗略接收机位置和时钟信息的情况下的开机启动，通常接收机在温启动模式下从开机到定位一般需要30秒左右；而冷启动则是指在没有任何可用的卫星信息(包括卫星星历、历书、历史接收机位置和时钟信息)的情况下的开机启动，例如，初次使用、重新开关机(例如电池耗尽所致)导致星历信息丢失、距离上定位时间太久以及接收机位置移动超过一定距离等情况下的开机启动，通常接收机在冷启动模式下从开机到定位一般需要45秒左右。 

通常，在例如温启动或冷启动等情况下，接收机在根据北斗非地球静止轨道卫星信号进行定位和/或导航等处理的过程中，都需要经历捕获和比特同步的过程。由于北斗非地球静止轨道卫星信号中的导航数据每1毫秒就可能会出现比特符号翻转，为避免比特符号翻转带来的信噪比损失，北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间短，导致捕获灵敏度低。此外，比特同步往往需要花费几秒左右的时间，这会使得北斗非地球静止轨道卫星不能快速地参与定位和/或导航。若能知道导航数据的比特边界，不仅可以实现对北斗非地球静止轨道卫星信号的较长时间的连续积分，提高捕获灵敏度，且省去了比特同步的时间，有助于使得北斗非地球静止轨 道卫星快速参与定位和/或导航。 

基于此，本发明提出了一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，该导航比特边界确定装置能够借助GPS定位信息来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。在利用该导航比特边界确定装置进行定位的情况下，可以实现对北斗非地球静止轨道卫星信号的长时间的连续积分，从而提高捕获灵敏度；并且省去比特同步的步骤，从而能够使得北斗非地球静止轨道卫星快速参与定位和/或导航。因此，改善了包括该导航比特边界确定装置的接收机的性能。其中，北斗非地球静止轨道卫星包括两种北斗卫星，也即包括北斗MEO(中圆地球轨道)卫星和北斗IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星。 

上述导航比特边界确定装置包括：时钟模块，其被配置用于提供时钟信号；北斗卫星信号接收模块，其被配置用于接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间；位置接收与时钟校正模块，其被配置用于接收通过GPS定位所得到的所述导航比特边界确定装置的位置和GPS时钟，以及利用所接收的GPS时钟来校准上述时钟模块；第一计算模块，其被配置用于在与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历已知的情况下，根据上述北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算北斗非地球静止轨道卫星的位置；第二计算模块，其被配置用于根据导航比特边界确定装置的位置、北斗非地球静止轨道卫星的位置以及北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间来计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间；确定模块，其被配置用于根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界；以及存储模块，其被配置用于存储北斗非地球静止轨道卫星的星历、导航比特边界确定装置的位置以及北斗卫星信号接收模块接收的北斗非地球静止轨道卫星信号及其接收时间。 

下面结合图1～图5来详细描述根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置。 

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置的一种示例结构的框图。如图1所示，根据本发明的实施例的导航比特边界确定装置100包括时钟模块110、北斗卫星信号接收模块120、位置接收与时钟校正模块130、第一计算模块140、第二计算模块150、确定模块160和存储模块170。 

如图1所示，导航比特边界确定装置100中的时钟模块110(也即“本地时钟”)用于提供时钟信号。 

北斗卫星信号接收模块120用于接收北斗非地球静止轨道卫星信号，以及根据时钟模块110所提供的时钟信号来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，并记录该接收时间。其中，北斗卫星信号接收模块120所接收的所有数据(例如上述北斗非地球静止轨道卫星信号)以及所记录的上述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间都可以存储在存储模块170中，以供其他模块在处理或计算中调用。 

位置接收与时钟校正模块130用于接收通过GPS定位所得到的导航比特边界确定装置的位置和GPS时钟，并利用所接收的GPS时钟来校准时钟模块110。其中，通过GPS定位所得到的导航比特边界确定装置的位置也可以存储在存储模块170中。 

例如，可以通过一个外部的GPS接收机来获得上述导航比特边界确定装置的位置和GPS时钟，而位置接收与时钟校正模块130则可以从该外部的GPS接收机处接收这些信息。其中，位置接收与时钟校正模块130接收的上述信息是为了在后续处理中辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。 

此外，在利用GPS时钟校准时钟模块110的过程中，同时校正了上述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间。位置接收与时钟校正模块130所获得的数据可以存储在存储模块170中。此外，存储模块170中还可以存储导航比特边界确定装置100中的各个模块在进行计算处理等过程中所需调用的数据，例如，计算中所需要的参数以及一些临时数据，等等。 

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置的一种示例性应用场景。如图2所示，在该例子中，G_P1～G_P4是上述外部的GPS接收机当前能够搜到并正常接收其卫星广播信号的4颗GPS卫星，其位置坐标分别是(X1，Y1，Z1)～(X4，Y4，Z4)，其中，外部的GPS接收机的位置坐标为(X0，Y0，Z0)。根据4颗GPS卫星的位置以及卫星信号的传输时间等，可以得到4个方程，通过求解该4个方程即可获得外部的GPS接收机的位置坐标(X0，Y0，Z0)。在本发明的一个实施例中，将上述外部的GPS接收机放置在导航比特边界确定装置100附近，则可以认为上述外部的GPS接收机的位置即是导航比特边界确定装置100的位 置，即导航比特边界确定装置100的位置坐标为(X0，Y0，Z0)。对于本领域的技术人员来说，GPS定位的工作原理和具体计算过程是公知的现有技术，这里不再详述。 

此外，在图2所示的例子中，示出了北斗非地球静止轨道卫星N-G的数量为1的一种示例情况。如前所述，通过位置接收与时钟校正模块130可以接收到导航比特边界确定装置100的位置，也即，可以获得坐标(X0，Y0，Z0)。此外，为了实现后续的处理，需要获得北斗非地球静止轨道卫星N-G的位置(X5，Y5，Z5)，可以通过如图1所示的第一计算模块140来获得北斗非地球静止轨道卫星N-G的位置(X5，Y5，Z5)。 

如图1所示，在一种实现方式中，第一计算模块140可以用于在与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星(例如，图2所示的北斗非地球静止轨道卫星N-G)的星历已知的情况下，根据该北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算该北斗非地球静止轨道卫星的位置。其中，对于本领域的技术人员来说，根据卫星星历来计算卫星位置的过程是公知的现有技术，在此省略其描述。 

其中，“北斗非地球静止轨道卫星的星历已知”是指该卫星的星历当前已经事先获得(例如，存储在存储模块170中)，而不需要重新获得。例如，可能通过上一次解调等操作获得了这颗卫星的星历，而且将其星历存储在了存储模块170中，这样，这颗卫星的星历则是已知的。 

此外，在另一种实现方式中，第一计算模块140也可以用于在与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星(例如，图2所示的北斗非地球静止轨道卫星N-G)的星历已知且有效的情况下，根据该北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算该北斗非地球静止轨道卫星的位置。 

其中，“北斗非地球静止轨道卫星的星历已知且有效”是指该卫星的星历当前已经事先获得并且尚处于其有效期内。一般情况下，卫星星历的有效期约为2小时。也就是说，在例如北斗非地球静止轨道卫星的星历有效期为2小时的情况下，假如在本次定位之前的2小时内获得过该颗卫星的星历，并且该星历尚保存在装置中而未丢失，则可以认为该颗卫星的星历是“已知且有效”的。在这种情况下所进行的后续计算及处理，能够使得计算的精度更高，计算结果更加准确。 

由此，通过第一计算模块140的计算处理，即可获得如图2所示的北 斗非地球静止轨道卫星N-G的位置(X5，Y5，Z5)。这样，根据导航比特边界确定装置100的位置、北斗非地球静止轨道卫星N-G的位置以及北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，可以利用第二计算模块150来计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。例如，可以利用如图3所示的结构来实现第二计算模块150的计算处理。 

图3是示意性地示出图1中的第二计算模块150的一种可能的示例结构的框图。如图3所示，第二计算模块150可以包括第一计算子模块310、第二计算子模块320和第三计算子模块330。 

其中，第一计算子模块310可以根据导航比特边界确定装置100的位置坐标(X0，Y0，Z0)和北斗非地球静止轨道卫星N-G的位置坐标(X5，Y5，Z5)来计算二者之间的距离r，也即， 

$r=\sqrt{{(X_5-X_0)}^2+{(Y_5-Y_0)}^2+{(Z_5-Z_0)}^2}.$

得到了导航比特边界确定装置100与北斗非地球静止轨道卫星N-G之间的距离r之后，第二计算子模块320可根据距离r来计算北斗非地球静止轨道卫星信号从北斗非地球静止轨道卫星N-G传输到导航比特边界确定装置100的传输时间t，也即， 

$t=\frac{r}{c}=\frac{\sqrt{{(X_5-X_0)}^2+{(Y_5-Y_0)}^2+{(Z_5-Z_0)}^2}}{c},$

其中，上式中的c为光速。 

由此，通过第一计算子模块310和第二计算子模块320可以得到北斗非地球静止轨道卫星信号从北斗非地球静止轨道卫星N-G传输到导航比特边界确定装置100所需要的传输时间t。这样，第三计算子模块330可以根据北斗卫星信号接收模块120所记录的北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间以及第二计算子模块320所计算的传输时间t，可以获得北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。例如，用t_r表示北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，用t_t表示北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，则有t_t＝t_r-t。 

这样，确定模块160即可以根据上述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间t_t来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。其中，根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间来确定北斗非地球静止轨 道卫星信号的导航比特边界对于本领域的技术人员来说是公知的，在下文中将给出一个例子来说明该计算。 

其中，北斗非地球静止轨道卫星N-G可以是北斗MEO卫星，也可以是北斗IGSO卫星。 

此外，在其他实施例中，“与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星”的数量也可以是多个，也即，“与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星”可以包括：一个或多个北斗MEO卫星；和/或一个或多个北斗IGSO卫星。在这种情况下，可以利用导航比特边界确定装置100中各模块通过与上文所述相类似的方式来对每颗卫星进行处理，以分别确定每一颗卫星所发出的卫星信号的导航比特边界。 

其中，北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特速率为50bps(因此其导航比特数据周期为20ms)，二次编码速率为1kbps，在其导航比特边界未确定的情况下，对北斗非地球静止轨道卫星信号进行捕获，则仅能采用连续积分时间为1ms的捕获模式，导致捕获灵敏度低。而在对北斗非地球静止轨道卫星信号进行捕获的过程中，若使用根据本发明的实施例的导航比特边界确定装置100来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的话，则可以在导航比特边界确定的情况下采用相对较长的连续积分时间来捕获北斗非地球静止轨道卫星信号，从而提高了捕获灵敏度，并且省去了比特同步的时间，从而可以使得北斗非地球静止轨道卫星能够更快地参与定位和/或导航。其中，所采用的“相对较长的连续积分时间”例如可以是[1ms，20ms]内的任意实数，优选情况下，可以采用连续积分时间为20ms的捕获模式来完成捕获。这样，相比于连续积分时间为1ms的捕获模式，采用更长的连续积分时间的捕获模式能够捕获到更微弱的卫星信号，从而提高了捕获灵敏度。 

例如，根据所接收的北斗非地球静止轨道卫星信号的“发射零时”(也即，该北斗非地球静止轨道卫星发射上述卫星信号的起始时间)t0，在得知接收该北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间为tr、发射时间为tt的情况下，则取 

的余数x，通过计算t’＝20ms-x，可知在t＝tr+t’+k＊20ms时刻所接收的北斗非地球静止轨道卫星信号处于导航比特边界的位置。其中，k为整数。 

需要注意地是，在计算 

的余数时应保证tt和t0的时间的对应性，也即，将tt和t0换算到同一个授时系统中再进行上述计算。例如，在tt经GPS时钟校准的情况下，可以利用GPS时钟来校准t0，然后在进行上述计算。 

此外，应当理解，以上所描述的用于根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的例子仅用于举例说明，而不作为对本发明的限制，其他能够根据北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的方式也应当包括在本发明的保护范围内，在此不再赘述。 

通过以上描述可知，应用根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，可以利用GPS定位信息来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，也即，在不经历比特同步的步骤的情况下即可确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。由此，在卫星定位/或导航技术中，通过利用上述导航比特边界确定装置来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界并完成定位/或导航，在例如冷启动/温启动等情况下省去了比特同步的过程，节省了约几秒的时间，从而使得北斗非地球静止轨道卫星能够快速地参与定位和/或导航，缩短了接收机的定位时间。此外，在利用上述导航比特边界确定装置确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的情况下，可以采用更长的积分时间来捕获北斗非地球静止轨道卫星信号，因此能够捕获到更微弱的卫星信号，从而提高了捕获灵敏度。 

此外，本发明的实施例还提供了一种北斗卫星接收机，该北斗卫星接收机包括如上所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置。图4示意性地示出了上述根据本发明的实施例的北斗卫星接收机的结构简图。 

如图4所示，北斗卫星接收机400中设置有导航比特边界确定装置410，其中，导航比特边界确定装置410例如可以采用如图1所示的导航比特边界确定装置100的结构，并具有相同的功能以及能够达到相类似的技术效果，在此不再赘述。 

其中，北斗卫星接收机400可以利用其中的导航比特边界确定装置410来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，并根据所确定 的导航比特边界来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间，也即，根据该连续积分时间和上述导航比特边界来捕获和跟踪北斗非地球静止轨道卫星信号，以实现对北斗卫星接收机的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步。 

通过以上描述可知，应用根据本发明的实施例的北斗卫星接收机，可以利用其中的导航比特边界确定装置在不经历比特同步的步骤的情况下确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，在例如冷启动/温启动等情况下不需要经历比特同步的过程即可实现定位和/或导航，节省了约几秒的时间，从而使得北斗非地球静止轨道卫星能够快速地参与定位和/或导航，同时，由于导航比特边界确定，还可以采用更长的积分时间来捕获北斗非地球静止轨道卫星信号，因此能够捕获到更微弱的卫星信号，从而提高了捕获灵敏度，由此能够改善接收机的性能。 

此外，本发明的实施例还提供了一种GPS/北斗双模接收机，该GPS/北斗双模接收机包括GPS接收机，还包括如上所述的北斗卫星接收机。图5示意性地示出了上述根据本发明的实施例的GPS/北斗双模接收机的结构简图。 

如图5所示，GPS/北斗双模接收机500包括GPS接收机510和北斗卫星接收机520，其中，北斗卫星接收机520中设置有导航比特边界确定装置522，北斗卫星接收机520例如可以采用如图4所示的北斗卫星接收机400的结构，其中的导航比特边界确定装置522也可以采用如图4所示的导航比特边界确定装置410的结构，并具有相同的功能，能够达到类似的技术效果，在此省略其描述。 

此外，GPS接收机510例如可以采用现有的任意一种市售GPS接收机，GPS接收机510能够利用GPS定位技术来得到GPS/北斗双模接收机500的位置(也即，导航比特边界确定装置522的位置)、以及得到GPS时钟，从而可以将得到的上述信息提供给北斗卫星接收机520中的导航比特边界确定装置522。其中，为了确定GPS/北斗双模接收机500的三维空间坐标，GPS接收机510需要成功捕获至少4颗GPS卫星。 

与现有的GPS/北斗双模接收机相比，根据本发明的实施例的GPS/北斗双模接收机包括导航比特边界确定装置522。因此，根据本发明的实施例的GPS/北斗双模接收机除了能够像一般的GPS/北斗双模接收机一样在单模工作模式下工作(也即，仅利用GPS卫星进行定位/导航，或仅利用北斗卫星进行定位/导航)之外，还可以利用通过GPS定位所得到的 信息(如上述GPS/北斗双模接收机500的位置和GPS时钟)来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，进而可以在不经历比特同步的情况下而使用北斗非地球静止轨道卫星信号进行定位和/或导航，节省了定位时间，同时还可以通过确定的导航比特边界，来实现对北斗非地球静止轨道卫星信号的相对较长的连续积分，从而可以捕获到更微弱的卫星信号，提高了捕获灵敏度，由此能够改善接收机的性能。 

此外，本发明的实施例还提供了一种移动设备，该移动设备内可以包括如上所述的北斗卫星接收机，或者可以包括如上所述的GPS/北斗双模接收机。其中，该移动设备例如可以是但不限于导航仪、手机、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理、多媒体播放设备(例如MP3/MP4播放器)以及电纸书中的任意一种，也可以是除上面所列之外的其他便携式设备。 

由此可知，根据本发明实施例的上述移动设备，通过内置包括导航比特边界确定装置的北斗卫星接收机或GPS/北斗双模接收机，在例如冷启动/温启动等情况下，能够不经历比特同步的步骤即可利用北斗非地球静止轨道卫星完成定位，从而使得北斗非地球静止轨道卫星能够快速地参与定位和/或导航，且能够通过使用较长的连续积分时间而捕获到更微弱的卫星信号，提高了捕获灵敏度。 

此外，本发明的实施例还提供了一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法。下面结合图6和图7来描述该方法的一种示例性处理。 

图6是示意性地示出根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法的一种示例性处理的流程图。 

如图6所示，根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法的处理流程600开始于步骤S610，然后执行步骤S620。 

在步骤S620中，接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收上述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间。然后执行步骤S630。 

在步骤S630中，接收通过GPS定位所得到的用户位置和GPS时钟，以及利用所接收的GPS时钟来校准本地时钟。然后执行步骤S640。 

在步骤S640中，判定与上述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗卫星(这里也即北斗非地球静止轨道卫星)的星历是否已知，若已知， 则执行步骤S650，否则执行步骤S680。 

在步骤S650中，根据上述已知的星历来计算其对应的北斗非地球静止轨道卫星的位置。然后执行步骤S660。 

在步骤S660中，根据步骤S630中所接收到的用户位置、步骤S650中所计算的北斗非地球静止轨道卫星的位置以及步骤S620中所记录的北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。然后执行步骤S670。 

其中，步骤S660的处理可以采用如图8所示的步骤S810～S830来实现。 

如图8所示，在步骤S810中，根据步骤S630中所接收到的用户位置，以及根据步骤S650中所计算的北斗非地球静止轨道卫星的位置，计算用户与北斗非地球静止轨道卫星之间的距离。然后执行步骤S820。 

在步骤S820中，根据步骤S810所获得的用户与北斗非地球静止轨道卫星之间的距离，计算北斗非地球静止轨道卫星信号从北斗非地球静止轨道卫星到用户的传输时间。然后执行步骤S830。 

在步骤S830中，根据步骤S820所计算的传输时间，以及根据步骤S620中所记录的北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，计算北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。 

其中，步骤S810、S820和S830的具体计算过程分别可以参考上文中结合图3所描述的第一计算子模块310、第二计算子模块320和第三计算子模块330的功能和处理，在此不详述。 

由此，通过步骤S660的处理(例如，通过步骤S810～S830的具体处理)可以获得北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。因此，在步骤S670中，根据上述在步骤S660中所确定的北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，即可以确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。其中，这里所确定的北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，可以在对北斗非地球静止轨道卫星信号进行捕获的过程中用于确定连续积分时间，该连续积分时间例如可以是[1ms，20ms]内的任意实数。 

处理流程600结束于步骤S680。 

此外，在另一种实现方式中，步骤S650中的计算过程中所使用的北斗非地球静止轨道卫星的星历是处于该星历有效期内的。由此，图7示 意性地示出了根据本发明的实施例的上述用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法的另一种示例性处理的流程图。 

如图7所示，与如图6所示的处理流程600相比，处理流程700增加了步骤S746，此外，处理流程700中的步骤S710～S740相当于处理流程600中的步骤S610～S640，处理流程700中的步骤S750～S780相当于处理流程600中的步骤S650～S680。因此，在这里省略这些相同步骤的描述。 

如上所述，处理流程700与处理流程600的不同之处在于在步骤S740与步骤S750之间增加了步骤S746，也即，在处理流程700中，在步骤S740中判定“与北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历”为已知的情况下，继续在步骤S746中判定该星历是否处于其有效期内，并且，在处于有效期内的情况下执行步骤S750，在未处于有效期内的情况下执行步骤S780。 

需要说明的是，根据本发明的实施例的上述用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法中的各步骤的处理或子处理，可以具有能够实现上文中所描述的导航比特边界确定装置的单元、子单元、模块或子模块的操作或功能的处理过程，并且能够达到类似的技术效果，在此省略其描述。 

通过以上描述可知，根据本发明的实施例的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，能够利用GPS定位信息来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，也即，在不经历比特同步的步骤的情况下即可确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。由此，在卫星定位和/或导航技术中，通过利用上述导航比特边界确定方法来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界并完成定位/或导航，在例如冷启动/温启动等情况下不需要经历比特同步的过程，节省了几秒的时间，从而使得北斗非地球静止轨道卫星能够快速地参与定位和/或导航，缩短了定位时间。此外，在利用上述导航比特边界确定方法确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的情况下，可以采用更长的积分时间来捕获北斗非地球静止轨道卫星信号，因此能够捕获到更微弱的卫星信号，从而提高了捕获灵敏度。 

此外，本发明的实施例还提供了一种卫星导航定位方法，该卫星导航定位方法包括仅利用北斗卫星(例如北斗静止轨道和/或非静止轨道卫星)所实现的导航定位处理(也即，一般的北斗卫星接收机所执行的导航定位 处理，以下简称“北斗单模导航定位处理”)，还包括利用如上所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法所实现的导航定位处理(以下简称“辅助式导航定位处理”)。 

其中，上述的“辅助式导航定位处理”包括：利用上述导航比特边界确定方法来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，并根据所确定的导航比特边界来确定用于捕获北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间，以利用北斗非地球静止轨道卫星实现对用户的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步，缩短了定位时间，而且可以采用较长的连续积分时间来捕获和/或跟踪北斗非地球静止轨道卫星信号，提高了捕获灵敏度和/或跟踪灵敏度。 

此外，在另一种实现方式中，上述根据本发明的实施例的卫星导航定位方法除了包括“北斗单模导航定位处理”和“辅助式导航定位处理”两种处理之外，还可以包括“GPS单模导航定位处理”，也即，一般的GPS接收机所执行的导航定位处理(仅利用GPS卫星信号来实现卫星导航和/或定位处理)。在这种情况下，“辅助式导航定位处理”可以通过“GPS单模导航定位处理”中所获得的数据(如上述的用户位置等)来确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。在该实现方式中，上述三种处理之间可以根据用户需要或实际环境而进行切换。 

由此，通过应用根据本发明的实施例的上述卫星导航定位方法，能够利用GPS定位信息来辅助确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，在例如冷启动/温启动等情况下，不需要经历比特同步即可实现定位，使得北斗非地球静止轨道卫星能够快速地参与定位和/或导航，还可以采用更长的积分时间来捕获北斗非地球静止轨道卫星信号，因此能够捕获到更微弱的卫星信号，从而提高了捕获灵敏度。 

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。 

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。涉及序数的术语“第一”，“第二”等并不表示这些术语所限定的特征、要素、步骤或组件的实施顺序或者重要性程度，而仅仅是为了描述清楚起见而被配置用于在这些特征、要素、步骤或组件之间进行标识。 

此外，本发明的各实施例的方法不限于按照说明书中描述的或者附图中示出的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。 

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 

Claims (18)

1.一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，所述导航比特边界确定装置包括：

时钟模块，其被配置用于提供时钟信号；

北斗卫星信号接收模块，其被配置用于接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间；

位置接收与时钟校正模块，其被配置用于接收通过GPS定位所得到的所述导航比特边界确定装置的位置和GPS时钟，以及利用所述GPS时钟来校准所述时钟模块；

第一计算模块，其被配置用于在与所述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历已知的情况下，根据所述北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算所述北斗非地球静止轨道卫星的位置；

第二计算模块，其被配置用于根据所述导航比特边界确定装置的位置、所述北斗非地球静止轨道卫星的位置以及所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间来计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间；

确定模块，其被配置用于根据所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，确定所述北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界；以及

存储模块，其被配置用于存储所述北斗非地球静止轨道卫星的所述星历、所述导航比特边界确定装置的位置以及所述北斗卫星信号接收模块接收的北斗非地球静止轨道卫星信号及其接收时间。

2.根据权利要求1所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，

所述第一计算模块被配置用于在与所述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历已知且有效的情况下，根据所述北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算所述北斗非地球静止轨道卫星的位置。

3.根据权利要求1或2所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，所述确定模块所确定的所述北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界用于确定在对所述北斗非地球静止轨道卫星信号进行捕获的过程中的连续积分时间。

4.根据权利要求3所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，所述连续积分时间是[1ms，20ms]内的任意实数。

5.根据权利要求1或2中任一所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，所述第二计算模块包括：

第一计算子模块，其被配置用于根据所述导航比特边界确定装置的位置和所述北斗非地球静止轨道卫星的位置，计算所述导航比特边界确定装置与所述北斗非地球静止轨道卫星之间的距离；

第二计算子模块，其被配置用于根据所述导航比特边界确定装置与所述北斗非地球静止轨道卫星之间的距离，计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号从所述北斗非地球静止轨道卫星到所述导航比特边界确定装置的传输时间；以及

第三计算子模块，其被配置用于根据所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间和所述传输时间，计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。

6.根据权利要求1或2中任一所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，其特征在于，所述北斗非地球静止轨道卫星包括：

一个或多个北斗MEO卫星；和/或

一个或多个北斗IGSO卫星。

7.一种北斗卫星接收机，其特征在于，所述北斗卫星接收机包括如权利要求1-6中任一所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定装置，

其中，所述北斗卫星接收机被配置用于根据确定的导航比特边界来确定所述北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间，并根据所述连续积分时间和所述导航比特边界来捕获和跟踪所述北斗非地球静止轨道卫星信号，以实现对所述北斗卫星接收机的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步。

8.一种GPS/北斗双模接收机，所述GPS/北斗双模接收机包括GPS接收机，其特征在于，所述GPS/北斗双模接收机还包括如权利要求7所述的北斗卫星接收机，所述GPS接收机提供所述导航比特边界确定装置的位置。

9.一种移动设备，其特征在于，所述移动设备包括如权利要求7所述的北斗卫星接收机或者包括如权利要求8所述的GPS/北斗双模接收机。

10.根据权利要求9所述的移动设备，其特征在于，所述移动设备是以下设备中的任意一种：

导航仪；手机；笔记本电脑；平板电脑；个人数字助理；多媒体播放设备；以及电纸书。

11.一种用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法包括：

接收北斗非地球静止轨道卫星信号，并记录接收所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间；

接收通过GPS定位所得到的用户位置和GPS时钟，以及利用所述GPS时钟来校准本地时钟；

根据与所述北斗非地球静止轨道卫星信号对应的北斗非地球静止轨道卫星的星历来计算所述北斗非地球静止轨道卫星的位置；

根据所述用户位置、所述北斗非地球静止轨道卫星的位置以及所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间，计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间；以及

根据所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间，确定所述北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界。

12.根据权利要求11所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述北斗非地球静止轨道卫星的星历处于其有效期内。

13.根据权利要求11或12所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界用于确定在对所述北斗非地球静止轨道卫星信号进行捕获的过程中的连续积分时间。

14.根据权利要求13所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述连续积分时间是[1ms，20ms]内的任意实数。

15.根据权利要求11或12所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述的根据所述用户位置、所述北斗非地球静止轨道卫星的位置以及所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间包括：

根据所述用户位置和所述北斗非地球静止轨道卫星的位置，计算所述用户与所述北斗非地球静止轨道卫星之间的距离；

根据所述用户与所述北斗非地球静止轨道卫星之间的距离，计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号从所述北斗非地球静止轨道卫星到所述用户的传输时间；以及

根据所述北斗非地球静止轨道卫星信号的接收时间和所述传输时间，计算所述北斗非地球静止轨道卫星信号的发射时间。

16.根据权利要求11或12所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法，其特征在于，所述北斗非地球静止轨道卫星包括：

一个或多个北斗MEO卫星；和/或

一个或多个北斗IGSO卫星。

17.一种卫星导航定位方法，所述卫星导航定位方法包括仅利用北斗卫星所实现的导航定位处理，其特征在于，所述卫星导航定位方法还包括利用如权利要求11-16中任一所述的用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法所实现的导航定位处理，其中，

所述利用用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法所实现的导航定位处理包括：利用所述用于确定北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界的导航比特边界确定方法来确定所述北斗非地球静止轨道卫星信号的导航比特边界，并根据所确定的导航比特边界来确定所述北斗非地球静止轨道卫星信号的连续积分时间，并根据所述连续积分时间和所述导航比特边界来捕获和跟踪所述北斗非地球静止轨道卫星信号，以实现对所述用户的定位，而无需在定位的过程中进行比特同步。

18.根据权利要求17所述的卫星导航定位方法，其特征在于，所述卫星导航定位方法还包括：

仅利用GPS卫星信号来实现卫星导航和/或定位处理。

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